L’audio ad alto bitrate è eccessivo: la qualità del CD è ancora ottima

Tutti vogliono un audio eccezionale, ma a volte le nostre ricerche di miglioramento ci portano in alcuni corridoi davvero bui e dumb stupidi.. Come è con molte discipline, con la musica un po ‘ di conoscenza va un lungo cammino. Potresti aver visto la discussione online che circonda la profondità di bit e le frequenze di campionamento, ma quello che probabilmente non sai è che non c’è qualche impostazione magica che renderà tutto migliore. Questo perché la musica digitale come è oggi ha già lasciato i nostri limiti percettivi nello specchietto retrovisore. Non hai bisogno di file di alta qualità pazzeschi a meno che tu non stia creando musica che ha bisogno di modifiche pesanti.

Mentre non sono estraneo a fornire cattive notizie, come ogni buon giornalista mostro le mie prove. La verità è che gli umani non riescono a percepire la differenza tra i file a un certo punto, e non dovresti essere risucchiato dall’hype di marketing se è più costoso di quello che hai già. Mentre non ho dubbi che formati come MQA sono tecnologicamente impressionanti, la maggior parte non sarà davvero in grado di apprezzare la maggiore fedeltà. Le probabilità sono vicine al 100% che la tua libreria attuale stia perfettamente bene.

Hai solo bisogno di una frequenza di campionamento di 44,1 kHz

Se hai guardato la scheda informazioni del tuo lettore musicale, potresti notare che alcune delle tue canzoni hanno frequenze di campionamento di 44,1 kHz o 48kHz. Potresti anche notare che il tuo DAC o un telefono come LG V30 supporta file con frequenze di campionamento fino a 384kHz.

Questo è eccessivo. Nessuno sulla Terra verde di Dio saprà o si preoccuperà della differenza perché le nostre orecchie non sono così sensibili. Non mi credi? E ‘ora di fare un po’ di matematica. Per capire qual è il limite della percezione umana è, per esempio, di costo, abbiamo bisogno di identificare tre cose:

  1. Il limite di frequenze che è possibile ascoltare
  2. Qual è la minima frequenza di campionamento necessaria per soddisfare tale intervallo (2 x massima frequenza udibile in Hz)
  3. la frequenza di campionamento dei file musicali superare quel numero?

Sembra abbastanza semplice, ed è. La gamma più comune di udito umano supera a circa 20kHz, che è 20.000 periodi al secondo. Per ragioni di discussione, espandiamo quell’intervallo ai limiti più alti di ciò che sappiamo è possibile: 22kHz. Se vuoi controllare i limiti del tuo udito, usa questo strumento per trovare i limiti superiori della tua percezione. Basta essere sicuri di non impostare il volume troppo forte prima di farlo. Se hai più di 20 anni, quel numero dovrebbe essere di circa 16-17kHz, più basso se hai più di 30 anni, e così via.

Se l’udito non può raggiungere qualcosa di superiore a 22.05 kHz, quindi il file 44.1 kHz può outresolve la gamma di frequenze si può sentire.

Usando il teorema del campionamento di Nyquist-Shannon, sappiamo che una frequenza di campionamento che fornisce due campioni per periodo è sufficiente per riprodurre un segnale (in questo caso, la tua musica). 2 x 22.000 = 44.000, o appena sotto i 44.100 campioni al secondo offerti da una frequenza di campionamento di 44,1 kHz. Qualsiasi cosa al di sopra di quel numero non ti offrirà molto miglioramento perché semplicemente non riesci a sentire le frequenze che un aumento della frequenza di campionamento potrebbe sbloccare per te.

Qualsiasi frequenza di campionamento che superi il doppio della frequenza sarà perfettamente rappresentata (sopra). È solo quando la frequenza di campionamento scende al di sotto di quel punto in cui sorgono problemi (sotto).

Inoltre, le frequenze che senti all’estremità più alta diminuiscono nel tempo man mano che invecchi, ricevi infezioni all’orecchio o sei esposto a suoni forti. Ad esempio, non riesco a sentire nulla sopra 16KHz. Questo è il motivo per cui per le orecchie più anziane, la musica ha una distorsione meno udibile se usi un filtro passa-basso per eliminare il suono che non puoi sentire—renderà la tua musica migliore anche se non è tecnicamente “ad alta definizione” come il file originale. Se l’udito non può raggiungere qualcosa di più alto di 22.05 kHz, quindi il file 44.1 kHz può facilmente outresolve la gamma di frequenze si può sentire.

L’audio a 16 bit va bene per tutti

L’altro mito della qualità audio è che l’audio a 24 bit sbloccherà una sorta di nirvana audiofilo perché è molto più denso di dati, ma in termini di audio percettivo qualsiasi miglioramento andrà perso sulle orecchie umane. L’acquisizione di più dati per campione ha vantaggi per la gamma dinamica, ma i benefici sono praticamente esclusivamente nel dominio della registrazione.

Anche se è vero che un file a 24 bit avrà una gamma molto più dinamica di un file a 16 bit, 144dB di gamma dinamica è sufficiente per risolvere un mosquito accanto a un lancio di un razzo Saturn V. Mentre questo è tutto bene, le orecchie non possono sentire quella differenza nel suono a causa di un fenomeno chiamato mascheramento uditivo. La tua fisiologia rende i suoni più silenziosi silenziati da quelli più forti, e più sono vicini in frequenza l’uno all’altro: più sono mascherati dal tuo cervello. Con miglioramenti come il dithering, l’audio a 16 bit può “semplicemente” risolvere il suddetto mosquito accanto a un decollo del motore a reazione da 120 dB. Ancora eccessivo drammatico.

Questo è l’aspetto di un file musicale a 24 bit prima di rimuovere qualsiasi dato. La frequenza è l’asse Y, il tempo è l’asse X e l’intensità è il colore.

Tuttavia, sono i suoni più silenziosi che molti audiofili sostengono siano la grande differenza, e questo è parzialmente vero. Ad esempio, una gamma dinamica più ampia consente di aumentare il volume più lontano senza aumentare il rumore udibile, e questo è il grande punto critico qui. Dove i file a 24 e persino a 32 bit hanno il loro posto nella cabina di missaggio, offrono qualche vantaggio per i file MP3, FLAC o OGG?

Hey ragazzi, provare questo a casa!

Mentre il mio collega Rob di Android Authority lo ha già dimostrato con un oscilloscopio e alcune ricerche hardcore, eseguiremo un esperimento che puoi fare da solo o semplicemente leggere se non ti dispiace spoiler. Dopo aver setacciato il web, ho trovato un paio di file su Bandcamp che sono stati effettivamente rilasciati in file lossless a 24 bit. Molti di quelli che ho trovato su presunti siti “HD Audio” sono stati semplicemente convertiti da 16-bit, il che significa che erano identici in ogni modo, ma il prezzo. Successivamente, ho seguito questa procedura:

  1. crea una copia originale del file a 24 bit
  2. Apri nel vostro programma di editing audio di scelta (io consiglio Audacity), e invertire il file, salva con 16-bit/44.1 kHz WAV
  3. Aprire il file principale e il vostro nuovo file modificato, ed esportarlo come una traccia
  4. Aprire il misto tracciato in qualsiasi programma che consente di visualizzare ciò che è chiamato un spettrogramma
  5. Ridere di te stesso a spendere un sacco di soldi in Hi-res audio

in sostanza quello che abbiamo appena fatto qui è prendere un 96kHz/24-bit, quindi sottrarre tutti i dati che si possono sentire in un CD-qualità versione di se stesso. Ciò che rimane è la differenza tra i due! Questo è esattamente lo stesso principio su cui si basa la cancellazione attiva del rumore. Questo è il risultato che ho ottenuto:

Mentre quei piccoli bit viola sono visibili nello spettrogramma, sono ben al di sotto della soglia di udibilità in presenza di musica.

Va bene, quindi c’è un po ‘ di differenza nei tratti più alti del file, ma questo è fuori dalla gamma dell’udito umano. In effetti, probabilmente dovresti semplicemente filtrarlo comunque. Quindi mostriamo ciò che un umano può effettivamente sentire applicando un passaggio basso a 20kHz solo per coprire le nostre basi. Et voilà: un picco finale di… – 85dB al meglio. Ok, siamo un po ‘ costeggiando i bordi di udibilità qui, ma ecco il problema—per ascoltare qualsiasi di questi dati aggiuntivi, è necessario:

  1. ascoltare la musica a un livello che è pericoloso per ascoltare per più di 1 minuto (96+dB)
  2. Avere un microfono per le orecchie

Mentre quest’ultimo punto può sembrare un po ‘un po’ bisbetica, sappiamo che il tuo cervello filtra i suoni con frequenze vicine l’una all’altra (vedi: mascheramento uditivo, collegato sopra). Quindi, quando ascolti la musica, in realtà non senti tutto il suono in una volta, senti solo ciò che il tuo cervello ha separato per te. Quindi, per sentire la differenza tra i file a 24 bit/96kHz e l’audio di qualità CD: i singoli suoni possono occupare solo un intervallo di frequenza molto ristretto, essere molto rumorosi e le altre note che si verificano nello stesso periodo di tempo devono essere molto distanti in termini di frequenza.

Non esiste un livello di ascolto sicuro per ascoltare la differenza tra questi file.

Se abbiamo imparato qualcosa da questo fiasco di Yanny / Laurel, una voce umana non si adatta a questi criteri (nota del redattore: È “Laurel”). Quindi, in realtà, i luoghi più probabili in cui potresti effettivamente sentire le differenze tra i due sono le note a bassa frequenza con armoniche un po ‘ attenuate. Ma c’è un problema: gli esseri umani sono davvero male a sentire i suoni a bassa frequenza. Per ascoltare queste note a parità di volume alle note a frequenza più alta, è necessario ovunque da 10 a 40dB di potenza extra. Quindi quei picchi a-87dB in intervalli da 20-90Hz possono anche essere -97 a-127dB, che è al di fuori della gamma dell’udito umano. Non esiste un livello di ascolto sicuro per ascoltare la differenza tra questi file.

Figo, eh? È sempre bene sapere che chiunque venga e ti dica che la tua collezione musicale deve essere riacquistata perché non è abbastanza “alta definizione” è dimostrabilmente sbagliato. Se sei un audiofilo in erba, la cosa che devi togliere da questo è rilassarsi: siamo in un periodo d’oro dell’audio qui-la qualità del CD è più che sufficiente, goditi la tua musica! Mentre alcuni possono cercare audio di qualità superiore, non è necessario se tutto quello che vuoi fare è ascoltare buona musica.

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