High bitrate audio is overkill: CD quality is still great

Jeder will großartiges Audio, aber manchmal führt uns unsere Suche nach Verbesserungen in einige wirklich dunkle und … dumme … Korridore. Wie bei vielen Disziplinen reicht bei der Musik ein wenig Wissen aus. Sie haben vielleicht online Diskussionen über Bittiefe und Abtastraten gesehen, aber was Sie wahrscheinlich nicht wissen, ist, dass es keine magische Einstellung gibt, die alles besser klingen lässt. Denn digitale Musik, wie sie heute ist, hat unsere Wahrnehmungsgrenzen bereits im Rückspiegel verlassen. Sie benötigen keine Dateien in verrückter Qualität, es sei denn, Sie erstellen Musik, die stark bearbeitet werden muss.

Ich bin zwar kein Fremder darin, schlechte Nachrichten zu liefern, aber wie jeder gute Journalist zeige ich meine Beweise. Die Wahrheit ist, dass Menschen den Unterschied zwischen Dateien zu einem bestimmten Zeitpunkt einfach nicht wahrnehmen können, und Sie sollten nicht in den Marketing-Hype hineingezogen werden, wenn es teurer ist als das, was Sie bereits haben. Obwohl ich keinen Zweifel daran habe, dass Formate wie MQA technologisch beeindruckend sind, werden die meisten die erhöhte Wiedergabetreue nicht wirklich zu schätzen wissen. Die Chancen stehen nahe 100%, dass Ihre aktuelle Bibliothek vollkommen in Ordnung ist.

Sie benötigen nur eine Abtastrate von 44,1 kHz

Wenn Sie sich die Registerkarte Informationen Ihres Musik-Players angesehen haben, stellen Sie möglicherweise fest, dass einige Ihrer Songs Abtastraten von 44,1 kHz oder 48 kHz haben. Möglicherweise stellen Sie auch fest, dass Ihr DAC oder ein Telefon wie das LG V30 Dateien mit Abtastraten von bis zu 384 kHz unterstützt.

Das ist Overkill. Niemand auf Gottes grüner Erde wird den Unterschied kennen oder sich darum kümmern, weil unsere Ohren einfach nicht so empfindlich sind. Glaubst du mir nicht? Es ist Zeit für Mathe. Um zu verstehen, was die Grenze der menschlichen Wahrnehmung für Abtastraten ist, müssen wir drei Dinge identifizieren:

  1. Die Grenze der Frequenzen, die Sie hören können
  2. Was ist die minimale Abtastrate, die benötigt wird, um diesen Bereich zu erreichen (2 x höchste hörbare Frequenz in Hz)
  3. Überschreitet die Abtastrate Ihrer Musikdateien diese Zahl?

Klingt einfach genug und ist es auch. Der häufigste Bereich des menschlichen Gehörs liegt bei etwa 20 kHz, was 20.000 Perioden pro Sekunde entspricht. Um der Argumentation willen, erweitern wir diesen Bereich auf die obersten Grenzen dessen, was wir wissen, ist möglich: 22kHz. Wenn Sie die Grenzen Ihres Gehörs überprüfen möchten, verwenden Sie dieses Tool, um die oberen Grenzen Ihrer Wahrnehmung zu ermitteln. Stellen Sie nur sicher, dass Sie die Lautstärke nicht zu laut einstellen, bevor Sie es tun. Wenn Sie über 20 sind, sollte diese Zahl etwa 16-17 kHz betragen, niedriger, wenn Sie über 30 sind, und so weiter.

Wenn Ihr Gehör nicht höher als 22 sein kann.05 kHz, dann die 44,1 kHz datei können outresolve die palette von frequenzen sie hören können.

Mit dem Nyquist-Shannon-Sampling-Theorem wissen wir, dass eine Samplerate, die zwei Samples pro Periode liefert, ausreicht, um ein Signal (in diesem Fall Ihre Musik) zu reproduzieren. 2 x 22.000 = 44.000 oder knapp unter den 44.100 Abtastungen pro Sekunde, die eine Abtastrate von 44,1 kHz bietet. Alles, was über dieser Zahl liegt, wird Ihnen keine große Verbesserung bieten, da Sie die Frequenzen, die eine erhöhte Abtastrate für Sie freischalten würde, einfach nicht hören können.

Jede Abtastrate, die die doppelte Frequenz überschreitet, wird perfekt dargestellt (oben). Nur wenn die Abtastrate unter diesen Punkt fällt, treten Probleme auf (unten).Darüber hinaus nehmen die Frequenzen, die Sie am höchsten Ende hören, mit der Zeit ab, wenn Sie älter werden, Ohrenentzündungen bekommen oder lauten Geräuschen ausgesetzt sind. Zum Beispiel kann ich nichts über 16KHz hören. Aus diesem Grund hat Musik für ältere Ohren weniger hörbare Verzerrungen, wenn Sie einen Tiefpassfilter verwenden, um Geräusche zu entfernen, die Sie nicht hören können — dadurch klingt Ihre Musik besser, obwohl sie technisch nicht so „hochauflösend“ ist wie die Originaldatei. Wenn Ihr Gehör nichts Höheres als 22,05 kHz erreichen kann, kann die 44,1-kHz-Datei den Bereich der Frequenzen, die Sie hören können, praktisch auflösen.

16-Bit-Audio ist für alle in Ordnung

Der andere Mythos der Audioqualität ist, dass 24-Bit-Audio eine Art audiophiles Nirwana freisetzt, weil es so viel datendichter ist, aber in Bezug auf Wahrnehmungsaudio geht jede Verbesserung für die menschlichen Ohren verloren. Das Erfassen von mehr Daten pro Sample hat zwar Vorteile für den Dynamikbereich, aber die Vorteile liegen so ziemlich ausschließlich im Bereich der Aufzeichnung.Obwohl es stimmt, dass eine 24-Bit-Datei einen viel größeren Dynamikumfang hat als eine 16-Bit-Datei, reichen 144 dB Dynamikumfang aus, um eine Mücke neben einem Saturn-V-Raketenstart aufzulösen. Obwohl das alles schön und gut ist, können Ihre Ohren diesen Klangunterschied aufgrund eines Phänomens, das als auditive Maskierung bezeichnet wird, nicht hören. Ihre Physiologie macht leisere Töne durch lautere gedämpft, und je näher sie in der Frequenz zueinander sind: Je mehr sie von Ihrem Gehirn maskiert werden. Mit Verbesserungen wie Dithering kann 16-Bit-Audio die oben genannten Probleme neben einem 120-dB-Start des Düsentriebwerks „lediglich“ lösen. Immer noch dramatischer Overkill.

So sieht eine 24-Bit-Musikdatei aus, bevor Daten entfernt werden. Frequenz ist die Y-Achse, Zeit ist die X-Achse und Intensität ist Farbe.

Es sind jedoch die leiseren Klänge, von denen viele Audiophile behaupten, dass sie den großen Unterschied ausmachen, und das stimmt teilweise. Ein breiterer Dynamikbereich ermöglicht es Ihnen beispielsweise, die Lautstärke weiter zu erhöhen, ohne hörbare Geräusche zu erzeugen, und das ist der große Knackpunkt hier. Wo 24- und sogar 32-Bit-Dateien ihren Platz in der Mischkabine haben, bieten sie einen Vorteil für MP3-, FLAC- oder OGG-Dateien?

Hey Kinder, probiert das zu Hause aus!

Während mein Kollege Rob von Android Authority dies bereits mit einem Oszilloskop und einigen Hardcore—Recherchen bewiesen hat, werden wir ein Experiment durchführen, das Sie selbst durchführen können – oder einfach nur lesen, wenn es Ihnen nichts ausmacht Spoiler. Nachdem ich das Web durchforstet hatte, fand ich ein paar Dateien auf Bandcamp, die tatsächlich in verlustfreien 24-Bit-Dateien veröffentlicht wurden. Viele von denen, die ich auf angeblichen „HD-Audio“ -Sites gefunden habe, wurden einfach von 16-Bit hochkonvertiert, was bedeutet, dass sie in jeder Hinsicht identisch waren, außer im Preis. Als nächstes folgte ich diesem Verfahren:

  1. Machen Sie eine Kopie der ursprünglichen 24-Bit-Datei
  2. Öffnen Sie sie in Ihrem Audiobearbeitungsprogramm Ihrer Wahl (ich schlage Audacity vor) und invertieren Sie die Datei; Speichern Sie als 16-Bit / 44,1 kHz WAV
  3. Öffnen Sie sowohl die übergeordnete Datei als auch Ihre neu bearbeitete Datei und exportieren Sie sie als eine Spur
  4. Öffnen Sie die gemischte Spur in einem beliebigen Programm, mit dem Sie ein sogenanntes Spektrogramm anzeigen können
  5. Kichern Sie vor sich hin wir geben viel Geld für Hi-res Audio aus

Im Wesentlichen haben wir hier nur eine 96kHz / 24-Bit-Datei genommen und dann alle Daten subtrahiert, die Sie in einer CD-Qualität hören können Version von sich. Was bleibt, ist der Unterschied zwischen den beiden! Dies ist genau das gleiche Prinzip, auf dem die aktive Geräuschunterdrückung basiert. Dies ist das Ergebnis, das ich erhalten habe:

Während diese kleinen violetten Bits im Spektrogramm sichtbar sind, liegen sie bei Musik deutlich unter der Hörbarkeitsschwelle.

Okay, es gibt also einen kleinen Unterschied in den obersten Bereichen der Datei, aber das liegt außerhalb des menschlichen Hörbereichs. Eigentlich, Sie sollten das wahrscheinlich trotzdem herausfiltern. Lassen Sie uns also zeigen, was ein Mensch tatsächlich hören kann, indem er einen Tiefpass bei 20 kHz anwendet, um unsere Basen abzudecken. Et voila: eine Endspitze von bestenfalls -85 dB. Okay, wir umgehen hier ein bisschen die Ränder der Hörbarkeit, aber hier ist das Problem — um diese zusätzlichen Daten tatsächlich zu hören, müssen Sie:

  1. Hören Sie Musik auf einem Pegel, der für mehr als 1 Minute unsicher ist (96+dB)
  2. Haben Sie Mikrofone für die Ohren

Während dieser letzte Punkt ein bisschen snarky erscheinen mag, wissen wir, dass Ihr Gehirn Geräusche herausfiltert, deren Frequenz nahe beieinander liegt sonstige (siehe: auditive Maskierung, oben verlinkt). Wenn du also Musik hörst, hörst du eigentlich nicht den ganzen Ton auf einmal, du hörst nur, was dein Gehirn für dich ausgesondert hat. Also, um den Unterschied zwischen 24-Bit / 96kHz-Dateien und Audio in CD-Qualität zu hören: Die einzelnen Töne können nur einen sehr engen Frequenzbereich einnehmen, sehr laut sein, und die anderen Töne, die im selben Zeitraum auftreten, müssen sein Variieren Sie weit voneinander entfernt in Bezug auf die Frequenz.

Es gibt keinen sicheren Hörpegel, um den Unterschied zwischen diesen Dateien zu hören.

Wenn wir etwas aus diesem Yanny /Laurel-Fiasko gelernt haben, passt eine menschliche Stimme nicht zu diesen Kriterien (Anmerkung der Redaktion: Es ist „Laurel“). Also wirklich, die wahrscheinlichsten Orte, an denen Sie die Unterschiede zwischen den beiden tatsächlich hören können, sind niederfrequente Noten mit etwas gedämpften Obertönen. Aber es gibt einen Haken: Menschen sind wirklich schlecht darin, niederfrequente Geräusche zu hören. Um diese Noten mit gleicher Lautstärke wie höherfrequente Noten zu hören, benötigen Sie zwischen 10 und 40 dB zusätzliche Leistung. Diese Spitzenwerte bei -87 dB in Bereichen von 20 bis 90 Hz können also auch -97 bis -127 dB betragen, was außerhalb des Bereichs des menschlichen Gehörs liegt. Es gibt keinen sicheren Hörpegel, um den Unterschied zwischen diesen Dateien zu hören.

Cool, was? Es ist immer gut zu wissen, dass jeder, der mitkommt und Ihnen sagt, dass Ihre Musiksammlung neu gekauft werden muss, weil sie nicht „hochauflösend“ genug ist, nachweislich falsch ist. Wenn Sie ein angehender Audiophiler sind, müssen Sie sich entspannen: Wir befinden uns hier in einem goldenen Zeitalter des Audios — CD-Qualität ist mehr als gut genug, genießen Sie einfach Ihre Musik! Während einige eine höhere Audioqualität anstreben, ist dies nicht erforderlich, wenn Sie nur gute Musik hören möchten.

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