Biorąc pod uwagę, że większość ludzi i tak nie słyszy tak wielu częstotliwości powyżej 20 kHz, nigdy nie zrozumiałem dokładnych argumentów przemawiających za wykorzystaniem częstotliwości próbkowania powyżej 48 kHz. Rozumiem, że przy 48 kHz łatwiej jest skonstruować filtr dolnoprzepustowy z nieco wyższą przepustowością, aby usunąć aliasing, ale nie rozumiem, dlaczego ktoś chciałby nagrywać przy 96 kHz.

W przypadku projektów, które są ściśle cyfrowe, tj. Wykorzystują czystą cyfrową syntezę i nie rejestrują żadnego materiału, który zostałby przekonwertowany z analogowo -> cyfrowego, czy jest jakaś korzyść ze stosowania częstotliwości próbkowania powyżej 44,1 kHz?

Czy w ogóle jest korzyść z używania częstotliwości 96 kHz? Czy jest to korzystne przy późniejszym zastosowaniu określonego rodzaju operacji DSP? A może jest to efekt placebo dla ucha?

Uwaga: Są tutaj inne pytania dotyczące częstotliwości próbkowania, które należy zastosować do różnych rodzajów projektów nagrywania, ale tutaj proszę o prawdziwe, twarde fakty z jakichkolwiek matematycznych lub związanych z DSP powodów przemawiających za wykorzystaniem wyższych częstotliwości próbkowania.

Zawsze używam podwójnych częstotliwości próbkowania, jeśli to możliwe, z dwóch ważnych powodów.

Pierwszy powód: pozbyć się właściwości filtra antyobrazowego podczas pracy z analogowymi źródłami dźwięku. Co to jest filtr antyobrazowy?

Powiedzmy, że nagrywam na częstotliwości 44100 Hz.
Gdybym nagrał falę sinusoidalną o wartości mniejszej niż 10 KHz, można wyraźnie zobaczyć falę sinusoidalną podczas rysowania wartości próbek na wykresie.
Jeśli próbuję fali sinusoidalnej 0dB FS o częstotliwości 22,5 kHz, próbki odczytują naprzemiennie 1 i -1.

Oto problem. Jeśli zarejestruję falę sinusoidalną 0dB FS z częstotliwością 30 kHz i wykreślę próbki, każda próbka zajmie więcej niż pół okresu sinusoidalnego, i - jeśli odtworzysz próbki - zwróci falę sinusoidalną 11 kHz. (Jeśli mi nie wierzysz, po prostu zrób prosty rysunek.) To zachowanie nazywa się „efektem obrazowania”.

Oznacza to, że przed próbkowaniem sygnału musimy upewnić się, że nie występują żadne częstotliwości powyżej tak zwanej „częstotliwości nijakistowskiej” (czyli o połowę częstotliwości próbkowania). W przypadku korzystania z cyfrowych źródeł dźwięku, które zapewniają, że ich dźwięki są już próbkowane, nie jest to tak naprawdę wielka sprawa, ponieważ czasami można je po prostu zaprogramować, aby nigdy nie generowały sygnału powyżej połowy częstotliwości próbkowania, lub mogą wszystko odfiltrować za pomocą fazy liniowej filtr brickwall, który nie ma wpływu na resztę.

Ale jeśli próbujesz sygnał ze źródła analogowego, filtrowanie odbywa się przed próbkowaniem sygnału. Jedynym sposobem na filtrowanie dźwięku analogowego jest użycie obwodu elektronicznego. A ponieważ filtr ma mieć bardzo stromą krzywą, wpłynie on na częstotliwości w słyszalnym zakresie , nawet jeśli filtr nie został do niego zaprojektowany. Teraz w konwerterach A / D jest całkiem sporo filtrów, więc problem jest minimalny, ale słuchanie go przez kilka dni przy dźwięku 44,1 KHz staje się dość irytujące, w porównaniu do 96 KHz. Filtr, który zostanie zastosowany przy próbkowaniu 96 z powrotem do 44,1, jest oczywiście filtrem cyfrowym i prawdopodobnie ma znacznie lepszą jakość. Jest on stosowany tylko wtedy, gdy wykonasz całą pracę, więc nie będzie ci to przeszkadzać.

Drugi powód: pozbyć się charakterystyki sygnału ditheringu.

Kiedy nagrywasz w rozdzielczości 24 bitów i planujesz mieć swój master na 16 bitach, będziesz potrzebować sygnału ditheringu, aby ukryć błędy zaokrąglania. Teraz szum nie jest ładną rzeczą w nagraniu i chociaż szum szerokopasmowy jest najlepszy do maskowania błędów zaokrąglania, kształtowanie szumów może być dużą poprawą zastosowaną do sygnału ditheringu, aby uczynić go mniej niepokojącym. Teraz, jeśli nagranie zostało wykonane przy użyciu 96 kHz, możesz zakłócać kształt większości sygnału ditheringu na częstotliwościach wyższych niż 24 kHz, więc nikt ich nie usłyszy. Dithering szum jest na końcu nagrania ostatecznie odfiltrowany, w momencie, gdy próbkujesz próbkę z powrotem do 44,1 KHz.

Podsumowując: czy przydaje się podczas nagrywania rzeczy analogowych:

• Tak, zdecydowanie. Masz mniej zakłóceń z filtra antyobrazowego i mniej zakłóceń z sygnału ditheringu, jeśli używasz go z odpowiednim kształtowaniem szumu.

Czy jest przydatny podczas pracy z cyfrowymi materiałami, które powstały w mojej softsynth?

• Tak, nadal przydatny, jeśli planujesz pracować z 24 bitami i opanować go do 16 bitów. Dużo zyskujesz na hałasie kształtującym sygnał ditheringu.

W przypadku projektów, które są ściśle cyfrowe, tj. Wykorzystują czystą cyfrową syntezę i nie rejestrują żadnego materiału, który zostałby przekonwertowany z analogowo -> cyfrowego, czy jest jakaś korzyść ze stosowania częstotliwości próbkowania powyżej 44,1 kHz?

Tak. Kilka przykładów:

Tworzenie częstotliwości, których nie chcesz

Aliasing z cyfrowej syntezy

Wiele generatorów fal kwadratowych / piłokształtnych / trójkątnych jest naiwnie napisanych, ponieważ wytwarzają nieskończoną liczbę harmonicznych, które są aliasowane i brzmią wyraźnie źle . ( ..., +1, +1, +1, +1, −1, −1, −1, −1, ...To nie poprawny przebieg prostokątny, a aliasem harmonicznych będzie produkować radiowych dźwięków strojenia w tle podczas portamento).

Jeśli częstotliwość próbkowania jest wyższa, efekt ten jest zmniejszony, ponieważ częstotliwość aliasingu znajduje się dalej od pasma audio.

Oczywiście byłoby lepiej, gdyby generator został napisany w sposób, który całkowicie eliminuje aliasing , ale nie zawsze możesz kontrolować to jako użytkownik. Nawet dobrze napisane są zwykle kompromisami, ze „zmniejszonym” aliasingiem , nie całkowicie pasmowym, więc wyższa częstotliwość próbkowania nadal pomaga.

Aliasing od zniekształceń cyfrowych

Podobnie, gdy używasz dowolnego rodzaju zniekształceń nieliniowych, wytwarza ono nieskończoną liczbę harmonicznych lub produktów intermodulacji . Te, które byłyby wytwarzane powyżej częstotliwości Nyquista, są faktycznie aliasy z powrotem do słyszalnego zakresu.

Chociaż teoretycznie możliwe jest zniekształcanie w sposób nieograniczony pasmowo , kodery wtyczek nie są w stanie to zrobić. Każda testowana przeze mnie wtyczka do zniekształcania gitar ma aliasing, a nawet przetwarzanie przy 96 kHz.

Nie jestem pewien, na ile to praktycznie problem. Wiele rzeczy powoduje niewielkie zniekształcenia, takie jak zanikanie sprężarki lub głośności, ale ilość ta jest już znikoma, więc aliasowana wartość jest jeszcze bardziej znikoma. W przypadku dużych zniekształceń, aliasowane częstotliwości mogą również nie być zauważalne, ponieważ są zakopane w hałasie. Niezależnie od tego wyższa częstotliwość próbkowania pomoże zminimalizować wszelkie szkodliwe skutki.

Brak częstotliwości Ci zrobić Chcą mieć

Innym możliwym problemem jest to, że zsyntetyzowane częstotliwości ultradźwiękowe mogą się przydać w późniejszym przetwarzaniu, nawet jeśli nie słychać ich bezpośrednio w nagraniu:

Przesunięcie częstotliwości od zmian czasu

Jeśli ponownie próbkujesz falę, aby ją spowolnić, na przykład w odtwarzaczu dźwięku, częstotliwości ultradźwiękowe staną się częstotliwościami słyszalnymi. Gdyby je odfiltrować, aby uniknąć aliasingu przy niższej częstotliwości próbkowania, spowolnionemu dźwiękowi brakowałoby wyższej klasy.

Zniekształcenie / modulacja

Jak powiedziano wcześniej, zniekształcenie stworzy nowe częstotliwości intermodulacji w miejscach sumy i różnic w stosunku do częstotliwości w oryginalnym nagraniu. Tym razem niepokoją nas pożądane częstotliwości słyszalne wytwarzane przez zniekształcenie / modulację częstotliwości ultradźwiękowych (niezwiązane z aliasingiem). Jeśli te częstotliwości ultradźwiękowe nie zostaną zapisane przed zniekształceniem, na wyjściu nie będzie słyszalnych częstotliwości, które wytwarzają, i nie będzie dokładnie emulować równoważnego efektu analogowego.

Ponownie, nie jestem pewien, czy jest to praktycznie problem, ale jest to co najmniej prawdopodobne, a wyższe częstotliwości próbkowania zawierające ultradźwięki to poprawią.

Ogólnie rzecz biorąc, praca z wyższymi częstotliwościami próbkowania daje „zapas”, aby zapobiec problemom z efektami i rzeczami, które mogą nie zostać poprawnie zaimplementowane. Podobnie jak w przypadku kopiowania kserokopii, im lepsza jakość każdej kopii, tym mniej degradacji nastąpi w produkcie końcowym.

Bezużyteczne do odtwarzania

Nie oznacza to, że wyższe częstotliwości próbkowania są dobrym pomysłem na odtwarzanie gotowego miksu. Oni nie są. Jak opisano powyżej, zniekształcenie ultradźwięków może generować słyszalny dźwięk, a głośniki są najmniej liniową rzeczą w łańcuchu audio, więc chcesz wyeliminować wszelkie ultradźwięki z końcowego miksu, aby zapobiec zniekształceniu przez głośnik.

Wyższe częstotliwości próbkowania przy odtwarzaniu muzyki nie przynoszą korzyści; powinny być używane tylko na etapach nagrywania i przetwarzania. Zobacz pliki do pobrania 24/192 muzyki ... i dlaczego nie mają one sensu .

Posiadanie rezerwy na efekty to teoretycznie (i praktycznie) uzasadniony powód, aby mieć wyższą częstotliwość próbkowania niż dwukrotność limitu ludzkiego słuchu.

Przyczynę tego można łatwo zobrazować poprzez porównanie z edycją obrazu - jeśli powiesz tylko obraz o wymiarach 800 x 600 pikseli z ogólnym ujęciem ceglanego muru o wysokim kontraście, kabaretki, pasiastych tkanin lub innych drobno rozmieszczonych tekstur o wysokim kontraście, możesz obracać tylko w 45 ° mnoży się bez powodowania efektu mory i rozmycia szczegółów. W przypadku dźwięku zniekształcenia występujące podczas edycji mają różne terminy, ale obowiązują te same zasady twierdzenia Nyquista-Shannona o próbkowaniu. Aliasing jest częściej stosowanym terminem niż „efekt obrazowania”, w przypadku gdy próbkowany dźwięk ma częstotliwość przekraczającą połowę częstotliwości próbkowania (zwaną częstotliwością Nyquista).

W praktyce, jak już wyjaśniono w Pelle ten Cate, filtr dolnoprzepustowy z ceglaną ścianą nie jest osiągalny, ale zawsze jest jakiś gradient (nachylenie) na odcięciu.

Innym dobrym powodem do nagrywania z wyższą częstotliwością próbkowania jest uzyskanie bardziej precyzyjnego obrazu stereo, ponieważ ludzkie słyszenie w dużej mierze opiera się na niewielkich różnicach czasowych (około 5-20 ms, a fizycznie są to różnice fazowe) między uszami w celu zlokalizowania źródeł dźwięku. Odgrywają również rolę „cienie” głowy i inne aspekty.

Przy częstotliwości próbkowania audio CD wynoszącej 44100 Hz każda próbka reprezentuje 22,6 mikrosekund, a na przykład jeden okres na częstotliwości 882 Hz ma 50 próbek. Ponadto dość długie opóźnienie 20 ms trwa 50 próbek. Zatem tylko 25 próbek o tej średniej częstotliwości oznacza anulowanie fazy o 180 °.

Tak więc częstotliwość próbkowania 44,1 KHz jest wystarczająco dobra, ale tak naprawdę nie ma dużo miejsca na edycję.

Inną rzeczą, o której należy pamiętać, jest stosowanie ditheringu (podobnie jak podczas edycji obrazu), aby zapobiec szumowi kwantyzacji. A następnie zapytacie, czy powinienem zastosować 24-bitową kwantyzację zamiast 16 bitów ...?

Innym dobrym powodem do zastosowania wyższej częstotliwości próbkowania jest obejście braków implementacji wtyczek. Wielu autorów wtyczek nie bierze pod uwagę efektów zwiększania przepustowości nieliniowych operacji na sygnałach, w wyniku czego można uzyskać efekty aliasingu przed wyjściem z pudełka.

Na przykład kompresor jest w zasadzie wzmacniaczem sterowanym napięciem ... zwielokrotnia jeden sygnał (sygnał audio) przez inny sygnał (wzmocnienie). Mnożenie 2 sygnałów znane jest również jako modulacja pierścieniowa lub heterodyning; powoduje wytwarzanie sygnałów sumarycznych i różnicowych 2 wejść. Jeśli pomnożysz sinus 15 kHz przez sinus 10 kHz, otrzymasz sygnał wyjściowy, który ma składową 5 kHz i 25 kHz. Jeśli wzmocnienie kompresora ma bardzo szybki atak, a sygnał wejściowy ma szerokie pasmo, sygnał składowy „sumujący” może z łatwością przekroczyć limit Fs / 2 w stanie przejściowym, powodując fałszywe aliasy śmieci o niskiej częstotliwości na wyjściu sygnał.

Prawdziwą poprawką jest to, że wtyczka może zostać zaimplementowana wewnętrznie za pomocą oversamplingu, ale jeśli nie możesz tego uzyskać, następną najlepszą rzeczą jest uruchomienie systemu z tak wysokim Fs, jak to tylko możliwe. W stratosferze nie będziesz mieć żadnych treści audio, ale jesteś chroniony przed wtyczką przekraczającą granicę.

Z tego, co jest warte, matematyczne uzasadnienie, przynajmniej do potrzeb świata audio, jest ogólnie opisywane przez twierdzenie Nyquista-Shannona o próbkowaniu , czasami po prostu nazywane twierdzeniem Nyquista, które w podstawowym języku po prostu stwierdza, że ​​aby w pełni odtworzyć Aby uzyskać przebieg o maksymalnej częstotliwości n Hz, potrzebujesz 2n próbek na sekundę.

Podczas nagrywania z wieloma ścieżkami głębia bitowa jest ważniejsza niż częstotliwość próbkowania.

Na przykład 24-bitowy byłby lepszy niż 16-bitowy. Ma to związek ze sposobem, w jaki twoje ścieżki są pomieszane razem i czymś zwanym „błędami zaokrąglania”, gdy nie ma wystarczającej liczby bitów.

Większość sprzętu i oprogramowania może teraz z łatwością obsługiwać 96 kb i 24 bity, więc nie ma potrzeby, aby zadowolić się mniejszym kosztem.

To powiedziawszy, możesz oczywiście nagrywać wysokiej jakości przy użyciu starszych urządzeń 16 / 44,1.

Bardziej chodzi o talent niż o sprzęt.

„... prawdziwe, twarde fakty z jakichkolwiek matematycznych lub związanych z DSP powodów przemawiających za wykorzystaniem wyższych częstotliwości próbkowania.”.

Tak zwane prawdziwe fakty pochodzą od prawdziwych Inżynierów Audio, istnieje możliwość znalezienia kilku tutaj, ale prawdopodobnie szybsze jest wyszukiwanie w Internecie artykułów napisanych przez prawdziwych Inżynierów. Pytanie tutaj oznacza, że ​​zgadzasz się z nami, nie jestem inżynierem dźwięku, ale mogę korzystać z Narzędzi wyszukiwania.

Coś, co należy wziąć pod uwagę, to poziom hałasu. Inne odpowiedzi wspominają, w jaki sposób możesz dodać szum, a także wspominają o ditheringu i błędzie kwantyzacji, ale najbliższą jakąkolwiek inną odpowiedzią na tę podłogę była ta ciekawostka: „... aliasy częstotliwości mogą również nie być zauważalne, ponieważ są zakopane w hałasie. „.

Jeśli nagrywasz na placu budowy, dworcu kolejowym lub stoczni, możesz być tani i nagrywać na 44,1, jeśli nie szukasz perfekcji - w przeciwnym razie wideo podobnie jak 4: 2: 2, a nie 4: 2: 0, więc jest dla Dźwięk więcej bitów, ale nie więcej niż 32 (dla Ciebie, wewnętrznie w oprogramowaniu więcej niż 32) i wyższa częstotliwość próbkowania, ale nie więcej niż 96 kHz (ponownie, dla ciebie, wewnętrznie używaj oprogramowania i sprzętu, który działa z wyższą częstotliwością próbkowania).

Wypróbuj te artykuły, aby zacząć szukać porady inżyniera - nie odwiedziłbyś porady prawnej. stos wymiany informacji krytycznych, więc naucz się uczyć, ostatecznie to zależy na tym, na czym Ci zależy, na czym zależy Twojemu odbiorcy, na poziomie umiejętności i na co Cię stać.

Dlaczego 88.2 - http://www.soundonsound.com/sound-advice/q-why-882khz-best-sample-rate-recording

Dlaczego 24/96? - http://www.premiersoundfactory.com/modules/pico/content0035.html

Wiele miejsc w Internecie, w tym bezpłatne kursy online.

Krótka wersja to tak, jest powód i jest to trudny fakt - nie wrzucaj błędów na początku i miej nadzieję, że wykasujesz je później, nie chciałbyś, aby ktoś rozmawiał podczas próby nagrania lub nieznajomi biegający przez ujęcie - ale są filmy, które mają to i wiele Kciuki w górę.

Hack do zapamiętania to nagrywanie głośno bez przycinania przy tak wysokich stawkach, na jakie możesz sobie pozwolić (czas, miejsce do przechowywania, umiejętności, pieniądze i rodzaj wkładu (IE: Plac budowy), publiczność) i rąbać najcichsze niuanse za pomocą usuwania szumów, aby pozbyć się kiepska kwantyzacja i szum ditheringu (którego być może nigdy nie zauważyłeś, dopóki o tym nie wspomnieliśmy).

[Napisane z zamiarem bycia prostą odpowiedzią bez błędów rzeczowych i nie mające na celu urazić miłośników dźwięku ani profesjonalnych inżynierów dźwięku]