К вопросу о выборе частоты дискретизации при сэмплировании аудио. – Radana

Меломаны и аудиофилы десятилетиями ходят взад и вперед и говорят о том, какой формат аудио лучше. Это бесконечная дискуссия, основанная где-то между плацебо, а также восприятием и наукой.

Детализация понятий

Что такое разрядность и частота дискретизации, какая лучше? Ответ на данный вопрос, несмотря на сложность природы этих явлений, получить можно. При этом нет необходимости штудировать учебники по физике. Достаточно вспомнить, что советскими полуподпольными звукорежиссёрами, записывающими рок и другую музыку, эти показатели определялись на интуитивном уровне. Дискретизацию ещё называют сэмплированием. Это определение более понятно для музыкантов. Её частота подразумевает интенсивность процессов в тот момент, когда аналоговый сигнал преобразуется в цифровой. Среди них хранение данных, конвертация, и непосредственно оцифровка.

Частота дискретизации измеряется в герцах. Ориентиром в её изучении является теорема Котельникова. Её автор раскрывает суть дискретизации. Согласно теореме, она ограничивает интенсивность оцифрованного сигнала до половины собственной величины.

Частота дискретизации. В чём её значение для звукозаписи

Дискретизация по времени – это процесс, который непосредственно связан преобразованием аналогового сигнала в цифровой. Наряду с ней происходит квантование данных по амплитуде. Дискретизация по времени означает измерение сигнала в момент всей его передачи. В качестве единицы берётся один сэмпл. Если на словах это не совсем понятно, то на примере выглядит более убедительно. Допустим, частота дискредитации равняется 44100 Гц – та самая, которая применялась на аудио-CD. Это означает, что сигнал измеряется 44100 раз в течение одной секунды.

Аналоговый сигнал по своей насыщенности всегда превосходит цифровой. И его преобразование – это неизбежная потеря в качестве. Частота дискретизации служит своеобразным ориентиром: чем она выше, тем ближе качество цифрового звука к аналоговому. Это явственно просматривается в списке ниже. Он показывает, какая частота звука лучше. Изучая его, вы увидите непосредственную взаимосвязь дискретизации и качества трека:

• 1. 8000 Гц. Данная частота характерна для телефонных разговоров и записи речи на простой по набору функций диктофон. Используется на звуке, преобразовываемом через кодек Nellymoser.
• 2. 22050 Гц применяется в радиовещании.
• 3. 44100Гц. Как уже упоминалось выше, данная частота характерна для Audio CD, и этот показатель долгое время отождествлялся с наиболее высоким уровнем качества. И сегодня формат не утрачивает своих позиций.
• 4. 48000 Гц. Это форматы DAT и DVD, пришедшие на смену AUDIO.
• 5. 96000 – DVD-аудио MLP-5,1.
• 6. 2822 400 ГЦ – высокотехнологичный формат SACD Super Audio.

Список чётко указывает на то, какая частота звука лучше. К тому же технологии на месте не стоят, и появляются новейшие форматы. Но прежде чем строить далеко идущие планы, следует учесть один очень весомый нюанс. Его суть проста: чем выше частота дискретизации, тем сложнее её достичь технологически. Для этого необходимо:

• обеспечить высокую интенсивность передачи цифровых потоков. А это возможно далеко не на каждом интерфейсе. И чем больше каналов задействовано в записи (а это характерно для музыкальных ансамблей), тем процесс сложнее;
• иметь на вооружении процессор, способный производить мощные вычислительные операции. Но даже в самых современных образцах возможности для получения звука сверхвысокого качества ограничены;
• использовать для записи компьютерную технику, обладающую большим объёмом оперативной памяти.

Учитывая вышеизложенную информацию, неудивительным является тот факт, что частота звука, равная 44100 Гц, продолжает оставаться наиболее востребованной и сегодня. Она десятилетиями удовлетворяет даже самые взыскательные запросы к качеству, и вместе с тем имеются все технические возможности для её достижения. Последний фактор является определяющим как для рядовых пользователей, так и для большинства звукозаписывающих студий. Даже зная, какая частота звука лучше, чтобы достигнуть её, необходимо позаботиться о технической оснащённости.

Источник: http://studiointerval.ru/stati-i-novosti/zapisyvaya-zvuk-vybiraem-optimalnuyu-chastotu-poleznaya-informatsiya

Что такое кодек и зачем нужен

Кодек — это специализированная программа (алгоритм), которая выполняет шифрование и дешифрование информации с целью уменьшить объем. Практика показывает, что чем меньше передается данных по Bluetooth, тем ниже шанс потери информации. Дополнительно передача больших объемов по воздуху плохо сказывается на автономности мобильных устройств. Именно поэтому используется кодек, способный выполнить сжатие с минимальными потерями.

В ходе сжатия аудиофайл теряет часть информации. Какую именно и в каком объеме — это зависит от каждого конкретного кодека. Как правило, выполняется обрезка высоких частот. Например, существуют реализации кодеков AAC от различных брендов, каждый из которых удаляет часть высоких частот.

Как видно из графика, лучшим по сохранению качества является кодек от компании Apple, который урезает около 1 кГц.  На других устройствах потери высоких частот больше.

Почему не существует одного универсального кодека — все дело в поиске «золотой середины». Слишком сильное сжатие уменьшит передаваемый объем данных, но также урежет качество звучания за счет потери информации. Шифровка и дешифровка больших объемов данных позволяет сохранить приближенное к оригиналу качество звучания, но приводит к повышенному энергопотреблению и плохой помехоустойчивости.

У всех кодеков есть несколько ключевых параметров.

Частота дискретизации. При преобразовании аналогового сигнала  цифровая аудиодорожка составляется из определенного количества точек. Чем выше частота выбора этих точек, тем выше качество записи. Измеряется в Гц. Эталонное значение у компакт-диска — 44100 Гц.

Разрядность. Задает точность кодирования каждого участка, заданного частотой дискретизации. Чем выше параметр, тем ближе к оригиналу получается  оцифрованный сигнал. Измеряется в битах. Для компакт-диска разрядность составляет 16 бит.

Битрейт.  Определяет количество бит, которые можно передать за единицу времени и напрямую зависит от вышеописанных параметров. Измеряется в кбит/с. Для компакт-диска составляет 1411 кбит/с.

Для понимания значимости этих параметров можете посмотреть изображение ниже. Как видно, при высокой битности и частоте дискретизации оцифрованный сигнал (красный) более приближен к оригиналу (синему).

Независимо от выбранного кодека беспроводная передача аудио проигрывает проводной. Дополнительно нужно учитывать тот факт, что с возрастом человеческий слух ухудшается и не способен воспринимать отдельные частоты. Обычно мы воспринимаем частоты от 20 Гц до 20 кГц, однако со временем этот диапазон сужается. Ученые подсчитали, что в среднем  за 10 лет из диапазона теряется 2 кГц.

На основе всего вышесказанного помните, что не всегда переключение между кодеками будет иметь эффект.

Источник: http://club.dns-shop.ru/blog/t-156-naushniki/41038-bluetooth-kodeki-dlya-besprovodnyih-naushnikov-kakie-byivaut-i-chto/

Количество входных и выходных каналов. Их типы

Каждый вид звуковой карты имеет определенное количество входных и выходных каналов. Количество входных каналов зависит от количества дорожек, которые возможно, будут записываться одновременно независимо от друг от друга. Чтобы проще было вам понять, предположим, что у вас четыре входных канала. Это значит, что вы сможете подсоединить четыре источника звукового сигнала. Сам звук с каждого канала можно записать на отдельную дорожку программы. Сразу здесь отмечу, что канал подразумевается не стерео, а монофонический.

Что касается выходных каналов, то от их количества зависит количество акустических систем, которые можно подключить к аудиоинтерфейсу и независимо регулировать уровень громкости каждой акустической системы. Вопрос только в том, сколько нужно каналов? Если вы собираетесь записывать только гитару, то достаточно будет карты с 2 — 4 моно входами. Если вы планируете записывать одновременно больше двух музыкальных инструментов, то количество звуковых каналов будет уже зависеть от количества инструментов.

Обычно количество каналов звуковой карты кратно двум. Это либо 2, либо 4, либо 8 каналов. Встречается и больше, но уже на дорогих звуковых платах, которые приобретать в домашнюю студию нет смысла. Что касается выходных каналов в аудио плате, то я рекомендую приобретать не менее 4. По сути два канала позволят вам подключить только пару колонок. А если на аудио карте есть четыре моно выхода, то например, можно подключить еще усилитель для наушников и сами наушники. Если каналов восемь, то еще можно подключить пару колонок и еще что-то.

Также нужно знать, что звуковая карта и отдельный инструментальный высокоомный вход — это специальный вход для подключения гитар и других каких-то электромузыкальных инструментов. Этот вход отличается повышенным сопротивлением, что позволяет ему полноценно согласовываться с гитарными звукоснимателями. Если вы планируете записывать электрогитару, подключая ее напрямую в звуковую карту, то наличие такого входа будет крайне желательным. Отмечу, что в большинстве звуковых карт инструментальный вход совмещен с другими входами и активируется кнопкой на корпусе либо в настройках ПО. Ну, вот собственно и все, что касается входных и выходных каналов на звуковые карты. Идем далее.

Если у вас группа из нескольких человек или какой-то хоровой коллектив и нужно записывать одновременно несколько музыкантов, то вам потребуется многоканальная звуковая карта. Если в аудиокарты только один аудио вход, то вы все равно можете записать любое количество инструментов. Однако каждого музыканта вам придется записывать отдельно, то есть по очереди. Например, сначала записываете ударные, затем накладываете на них гитару, вокал и так далее.

Но если у вас музыкальный коллектив, то такой вариант вам не подойдет, поскольку вы захотите играть сразу все вместе. В таком случае вам нужно купить многоканальный аудиоинтерфейс с достаточным количеством отдельных аудио входов. Нужные инструменты цепляете к отдельному входу. Вследствие чего каждый инструмент запишется на отдельную дорожку музыкальной программы. После вы сможете сделать отдельную обработку для каждого музыкального инструмента. Если вы купите микшерный пульт, то в программе такую обработку вы сделать не сможете. Все каналы запишутся на одну дорожку. Так что вам нужен не микшер, а многоканальный аудиоинтерфейс.

Однако, возможно, большинство из вас будут записываться в одиночку. В таком случае в звуковой карте необходимо наличие таких аудио входов:

• microphone — микрофонный вход с поддержкой фантомного питания в 48 В. Для такого входа используется разъем XLL. Это большой трехконтактный разъем.
• инструментальный вход — нужен для подключения электрогитары. Такой вход должен имеют более высокое сопротивление, иначе часть сигнала от гитары будет попросту потеряна. В таком случае будет записан не звонкий красивый звук, а будет глухой звук с потерей низких частот. Такой инструментальный вход называется высокоомным. Он имеет сопротивление в 1 мега ом. На отдельном инструментальном входе используется разъем большой джек. Многие звуковые карты имеют встроенный микрофоно-инструментальный вход с комбинированным разъемом XLR джек.
• линейный вход — служит для подключения стерео источника. Обычно таких входов как минимум два (левый и правый канал). На линейном входе нет предусилителя, так что микрофон или гитару к нему не подключишь. На хороших звуковых платах линейные входы имеют разъемы большой джек или тюльпан.

Теперь давайте разберемся с аудио выходами, Тут потребуются обычные линейные выходы для левого и правого канала. К ним можно подключить мониторы (колонки). S/PDIF выходы обычно используются для бытовой техники (например, для подключения домашней аудио системы). Линейные выходы бывают на разъем большой джек или XLR. Также потребуется выход на студийные наушники.

Источник: http://muzrock.com/zvukozapis/harakteristiki-zvukovyh-kart

Почему музыкальные треки hd стоят так дорого?

Стоимость является одним из факторов того, почему мы видим много плохих музыкальных форматов, таких как MP3-файлы с низким битрейтом, наводняющих рынок. Файлы с более высоким разрешением стоят дороже. Они стоят дороже в полосе пропускания и дороже чтобы хранить их.

Quadral KX 120 II

Таким образом, для удовлетворения спроса потребителей цифровой музыки обычно идут компромиссы между ценой и качеством. Цель — сделать файлы меньше, сделать их более доступными и при этом должны звучать достаточно хорошо по приемлемой цене для потребителей.

Аудиотреки Hi-Res доступны из нескольких источников, но обычно они стоят дороже, чем стандартный сжатый MP3. Это часть игры, и она, безусловно, превосходит старые времена, когда, если вы хотели получить качественный звук CD, вы бы купили Audio CD и продолжили копировать диск в формат без потерь.

ЦАП АК 2х 4497

Это, конечно, было во много раз дороже, чем нынешние методы, так что в этом свете платить немного больше за музыку без потерь не так уж плохо. Я думаю, что большинство из них благодарны за то, что возможность прямой покупки отсекает трудоемкий процесс копирования самих дисков.

В настоящее время существуют специализированные веб-сайты, такие как HDtracks.com и Bandcamp.com — это отличный источник для получения музыки в аудиоформатах самого высокого качества. Они предлагают без потерь музыку для продажи, и каждый месяц появляется все больше онлайн-компаний, чтобы удовлетворить растущий спрос со стороны потребителей – меломанов и аудиофилов.

Тем не менее, выбор музыки не всегда велик, и вы найдете много исполнителей, отсутствующих в этих каталогах. По мере того как меняются стандарты, я ожидаю, что это изменится, но в то же время я просто не вижу, чтобы доступность присутствовала в том смысле, что треки MP3 так легко найти.

Apple, Google и Amazon, к счастью, начинают предлагать ряд вариантов в форматах с более высоким разрешением, которых нет в плане поддержки без потерь, но это лишь вопрос времени, когда аудиофайлы хорошего качества перевесят плохие.

DAC

Тогда, конечно, есть более дешевые источники, такие как использование торрент-сайтов. Делайте из этого что хотите, но трудно игнорировать огромное количество аудиофайлов высокого разрешения, доступных в виде торрентов. Кажется, они присутствуют в каждом высококачественном аудиоформате, но, конечно, мораль и качество загрузки из таких источников крайне сомнительна, а в некоторых странах даже незаконна.

Источник: http://zvukomaniya.ru/kakoj-format-dlya-kachestvennogo-zvuka-luchshe/

Наличие встроенных микрофонных предусилителей и усилителей для наушников

Третье, на что стоит обратить внимание при выборе хорошей звуковой карты, так это на наличие встроенных микрофонных предусилителей и усилителей для наушников. Одни звуковые платы бывают без каких-то встроенных усилителей и предусилителей. А другие наоборот, могут содержать встроенные усилители. Здесь, конечно же, вопрос, что лучше выбрать. Преимущество звуковых карт со встроенными усилителями является то, что они избавляют вас от необходимости в покупке таких приборов, как микрофонный предусилитель и усилитель для наушников без которых подключить к аудиоинтерфейсу наушники у вас не получится.

Казалось бы ну и прекрасно! Зачем еще что-то докупать. Однако я советую все равно покупать звуковую карту, не оборудованную усилителями, так как подавляющее большинство встроенных усилителей и предусилителей весьма скромного качества. Либо же взять аудио интерфейс со встроенными усилителями и предусилителями, но отдельно приобрести усилители и предусилители уже более высокого качества. Причем отмечу, что встроенные усилители не всегда бывают достойного качества даже в звуковых картах не самой низкой ценовой категории.

Также стоит иметь в виду, что платы без усилителей стоят дешевле. А при желании, поменять купленный для нее усилитель вы всегда сможете легко поменять. В случае с картой со встроенным усилителем, вы этот усилитель уже никуда не денете. Вы просто его не вытащите из самой звуковой платы. В таком случае придется оставаться либо с ним, либо менять аудиоинтерфейс целиком.

Хотя еще одним преимуществом аудиоинтерфейсов со встроенными усилителями является то, что они, безусловно, компактные. Ну, сами посудите, что удобно иметь, допустим, три прибора или один. Но здесь конечно выбор за вами. Если вы упор делаете в сторону качества, то обратите внимание на платы без усилителей. Если на первом месте у вас стоит компактности и мобильность, то вам может подойти аудио карта со встроенными усилителями.

Для чего вообще, предназначен предусилитель? Дело в том, что сигнал, который идет с микрофона очень слабенький. Чтобы его записать, его сначала нужно усилить, а также отрегулировать громкость сигнала на входе. Это делается с помощью предусилителя. Кроме того, если у вас будет конденсатор на микрофон, то на этот микрофон надо подать напряжение в 48 В. Это так называемое фантомное питание.

Источник: http://muzrock.com/zvukozapis/harakteristiki-zvukovyh-kart

Вроде все нормально, так чего же тут не так?

Начнем с частот, кратных частоте дискретизации. На частоте 441 Герц при нашей частоте дискретизации (44.1 кГц), на один период приходится 100 точек. Чтож, тут нет никаких претензий, синусоида идеальная. Если же повысить частоту на порядок, т.е. в 10 раз, то эти же 100 точек будут формировать уже не 1, а 10 периодов. И даже в этом случае Будет формироваться сигнал очень похожий на синусоиду.

А вот на частоте 22050, т.е. наивысшей частоте, удовлетворяющей теореме Котельникова (при частоте дискретизации 44.1кГц) на 100 точек приходится 50 периодов колебаний.

Эти сигналы генерировались в программе Audacity. И по началу создалось впечатление, что точек там достаточно, просто масштаб не позволяет разглядеть и поэтому так все угловато…

Читайте также:

Простой способ генерации сигналов разной формы в аудио редакторе Audacity

Чтож… приблизим и рассмотрим каждый период по отдельности:

Частота в 4410 Гц вполне себе достойная синусоида, чего никак не скажешь о частоте 22050Гц, с ее двумя точками на период. По факту это уже и не синусоида, а сигнал треугольной формы.

Конечно в любом реальном ЦАПе на выходе применяется НЧ-фильт, который срезает высокочастотную составляющую и скругляет этот треугольник. Однако чем выше класс вашего аудио устройства, тем заметнее будет угловатость звука

Ради эксперимента можете попробовать сгенерировать в Audcity сигналы одной и той же частоты но разных форм. У треугольной и прямоугольной форм из-за их “угловатости” и резких фронтов возникают дополнительные гармоники, а вот синусоидальный сигнал звучит гораздо более мягко и естественно.

Но даже и это не самое страшное. До этого момента рассматривались сигналы с частотами кратными частоте дискретизации.

Источник: http://audiogeek.ru/chastota-diskretizacii-teorema-kotelnikova/

Соотношение сигнал/шум

На этой характеристике, как и на многих других не стоит сильно заморачиваться. Я кратко скажу, что значение в 90 дБ и ниже является совершенно нормальным показателем.

Источник: http://muzrock.com/zvukozapis/harakteristiki-zvukovyh-kart

НО каково самое высокое качество всех аудиоформатов?

Хорошо, ответ на этот вопрос будет очень субъективным, и, честно говоря, вы, скорее всего, не сможете заметить разницу, но я дам несколько. FLAC, ALAC, WAV, AIFF и DSD — ваши новые игрушки. Учись любить их.

сетевые-блоки-ЗМ

Теперь FLAC, АРЕ, представляют собой невероятные форматы, но они сделаны таким образом, что теоретически не происходит потери цифровой информации. Хотя файлы все еще относительно большие, они меньше, чем пара других форматов файлов, которые я упомяну ниже. FLAC давно считается стандартом для многих аудиофилов и, вероятно, является наиболее распространенным форматом без потерь.

DSD используется на новой волне супер-аудио компакт-дисков, они представляют собой огромные файлы и имеют проблемы с воспроизведением на многих бюджетных аудиоустройствах, поэтому они лучше всего подойдут для ультра-высококачественных аудиосистем и наушников с использованием высококачественного ЦАП.

Электростатическая акустика Статик ЗМ — мини цена

Wav довольно хорош. Вы не заметите здесь ни капли разницы между ним и FLAC, но мы чувствуем, как он подводит нас из-за того, что он не использует метаданные и теги.

Источник: http://zvukomaniya.ru/kakoj-format-dlya-kachestvennogo-zvuka-luchshe/

Поддержка Asio драйверов

Прежде чем купить звуковую карту, узнайте о наличие Asio драйвера. Это важно. Для тех, кто не знает, вкратце поясню. Asio — это специальный протокол, который используется в программно-аппаратном интерфейсе драйвера звуковой карты при передачи аудио сигнала и обеспечивает низкий уровень задержки этого сигнала (4 — 7 мс).

Например, когда вы пишите вокал или гитару, то при большой задержке отклик в колонках будет с заметным опозданием. Не очень-то и удобно. Или еще пример, когда вы играете на midi-клавиатуре, нажимаете клавишу, а звук слышен позже. В таких условиях вы не сможете сыграть нормальную партию. Те же проблемы вас ожидают и при работе с эффектами. Будет все тормозить, и вы не сможете правильно оценить воздействие на звук. Конечно же, все эти проблемы исчезают, если ваша звуковая карта поддерживает Asio. Тогда задержка у вас будет меньше 10 мс.

Есть еще программный Asio драйвер. Называется он Asio4All. Если ваша карта не имеет драйвер Asio, то можно установить этот программный. Он, конечно же, сделает вам низкую задержку, однако сделает он за счет ресурсов самого процессора. А эти ресурсы вам ой как пригодятся при создании музыки на компьютере. Виртуальные эффекты и инструменты очень активно расходуют ресурсы компьютера, которые вы будете терять на программном уменьшении задержки. А если ваша звуковая карта имеет свой ASIO драйвер, то она своими ресурсами обеспечивает малую задержку.

В общем, главным образом Asio дает возможность программной обработки звука в режиме реального времени. Это позволяет заменить внешнее оборудование звуковой обработки специальными плагинами работающими в реальном времени. Но хотя большинство профессиональные и даже некоторые мультимедийные карты поддерживают этот драйвер, который также поставляется в комплекте. И все же не забудьте при покупке звуковой карты удостовериться, что данный драйвер будет поддерживаться.

Источник: http://muzrock.com/zvukozapis/harakteristiki-zvukovyh-kart