Po stronie wideo mamy do czynienia z rozmiarami obrazu, proporcjami, ustawieniami powiększenia, przysłonami i liczbą klatek na sekundę. Strona audio też ma swoje liczby, ale trochę łatwiej je ogarnąć.
Czy wszystkie dźwięki nie są dziś cyfrowe?
W dawnych czasach dźwięk był nagrywany na taśmę analogową. Dla użytkownika końcowego nie było to dużo trudniejsze niż nasze dzisiejsze rejestratory cyfrowe, ale za kulisami działo się znacznie więcej. Na przykład kiedyś typowe studio nagraniowe zatrudniało inżyniera do konserwacji sprzętu audio. Przed każdą sesją trzeba było wyrównać głowice taśmy, skorygować nastawienie zapisu i skalibrować poziomy. Jeśli studio lub producent zmienił markę lub gatunek taśmy nagraniowej, konieczna była cała nowa grupa ustawień. Potem były systemy redukcji szumów, które wprowadzały do miksu własne kalibracje i artefakty. Na domiar złego inżynier nagrań musiał wiedzieć, jak nagrywać na taśmę w określony sposób, aby brzmiało to poprawnie podczas odtwarzania. Ten ból i cierpienie trwają do dziś – szczególnie w studiach high-end, gdzie chcą tego nieuchwytnego „dźwięku analogowego” w swoich nowoczesnych nagraniach.
Kinda sprawia, że nasza praca wydaje się prosta, prawda? W celu prostego cyfrowego nagrywania dźwięku podłączamy interfejs audio do naszego komputera, uruchamiamy aplikację nagrywającą, sprawdzamy liczniki i wciskamy Record. Podstawowe dostosowania to wszystko, z czym mamy do czynienia do czasu postprodukcji. Nagrywanie dźwięku za pomocą kamery jest jeszcze prostsze. Wystarczy podłączyć mikrofon i nacisnąć przycisk Nagraj – aparat zrobi resztę za Ciebie. Oczywiście, podobnie jak w przypadku analogu, również w cyfrowym świecie pod powierzchnią dzieje się wiele, ale sterują nimi mikroprocesory. Po prostu pozwalamy im robić swoje.
Gdy dźwięk trafia do cyfrowego rejestratora lub kamery, jest przetwarzany na postać cyfrową i przekształcany w cyfrowe „słowa”, które są kopiowane na taśmę, dysk twardy lub kartę pamięci. Podczas odtwarzania strumień cyfrowy jest dekodowany i zamieniany z powrotem na sygnał analogowy odtwarzany przez głośniki lub słuchawki. Proste, prawda? Cóż…
Częstości próbkowania dźwięku cyfrowego
Ponieważ dźwięk jest zdigitalizowany, przyjmuje dwie specyficzne cechy:częstotliwość próbkowania i głębię bitową. Częstotliwość próbkowania określa, ile razy na sekundę dźwięk jest próbkowany w celu przekonwertowania go na plik cyfrowy. Im więcej próbek na sekundę, tym lepsza jakość. Rzeczywista liczba próbek wymaganych do stworzenia teoretycznie idealnej kopii jest rządzona przez twierdzenie o próbkowaniu Nyquista-Shannona. Matematyka wewnątrz tego małego klejnotu może przyprawić o zawrót głowy, więc parafrazujemy:częstotliwość próbkowania musi być co najmniej dwa razy większa niż zarejestrowana częstotliwość. Na przykład, jeśli nagrywasz perkusję, talerze i tym podobne, nagrane częstotliwości i ich harmoniczne mogą z łatwością osiągnąć 20 000 Hz. Oznacza to, że częstotliwość próbkowania wymagana do odtworzenia dokładnej kopii wynosi 40 000 Hz. Jeśli zwróciłeś uwagę, wiesz, że specyfikacja dźwięku CD wymaga częstotliwości próbkowania 44 100 Hz, a wideo DV wykorzystuje częstotliwość próbkowania 48 000 Hz. Pozostawia to dużo miejsca na poruszanie się na górnym końcu skali. Matemaczni frajerzy, nie krępuj się poszukać tego wszystkiego na Wikipedii. To powinno cię zająć na chwilę.
Specyfikacja dźwięku DV w rzeczywistości wymaga dwóch częstotliwości próbkowania:48 kHz i 32 kHz. Ustawienie 48 kHz (zwykle określane jako 16-bitowe) jest standardem dla nagrywania dwukanałowego lub stereofonicznego. Wersja 32kHz (zwykle określana jako 12-bitowa) może również nagrywać stereo, ale możliwe jest również nagrywanie czterech jednoczesnych kanałów audio na niektórych kamerach. Canon XL2 to pierwszy aparat, który przychodzi na myśl w tej kategorii. Częstotliwość próbkowania 32 kHz oznacza, że górna część nagranego widma audio wynosi 16 000 Hz, co jest dobre w przypadku dialogów i innych zadań. Jeśli 44 100 Hz i wyższe częstotliwości próbkowania są określane jako jakość CD, ustawienie 32 000 Hz będzie odpowiadało jakości radia FM. Jest odpowiedni do codziennego użytku, ale nie jest zalecany do krytycznych zastosowań. Co dziwne, wiele kamer domyślnie używa ustawienia dźwięku 32 kHz, chociaż w rzeczywistości nie mogą nagrywać czterech kanałów.
Głębokość bitowa
Głębia bitowa jest bardziej skomplikowana do wyjaśnienia, więc zaczniemy od analogii. W obrazowaniu cyfrowym istnieją trzy popularne głębie bitowe:8-bitowa, 16-bitowa i 24-bitowa. Obraz 8-bitowy ma tylko 256 dostępnych kolorów. Chociaż możesz nigdy nie zauważyć tych ograniczeń na obrazie kreskówkowym, 8-bitowy zachód słońca wyglądałby dość dziwnie. Ponieważ kolory są ograniczone, zobaczysz wiele pasm w gradiencie od horyzontu do nieba. Obraz 16-bitowy ma nieco większy zakres – dokładnie 65 536 kolorów. Zapewnia to wystarczająco dużo opcji, aby stworzyć przekonujący obraz, zwłaszcza na małych ekranach, takich jak telefon komórkowy lub przenośna gra. Ale sprawdź swój cyfrowy zachód słońca, a nadal zobaczysz pasy, ale nie tak drastyczne jak wersja 8-bitowa. W obrazowaniu cyfrowym 24-bitowy jest często określany jako True Color, ponieważ oferuje 16 777 216 możliwości kolorów. Obraz 24-bitowy obejmuje większość kolorów widzianych przez ludzkie oko. Aparaty cyfrowe – zarówno nieruchome, jak i wideo – wytwarzają obrazy 24-bitowe i wszyscy jesteśmy bardzo zadowoleni z wyników.
Pozostając przy analogii do fotografii cyfrowej, pomyślmy o dźwięku. Każda cyfrowa próbka audio jest zasadniczo migawką dźwięku w danym momencie. Możesz sobie wyobrazić, że 8-bitowa próbka – mająca tylko 256 „kolorów” audio – może być trochę ziarnista i masz rację. Z drugiej strony próbka 16-bitowa ma znacznie większy zasięg i daje bardzo rozsądną wersję dźwięku. Dlatego jest to standardowa głębia bitowa dla DV, DVD i audio CD. Nagrania 24-bitowe mają przewagę ponad 16,7 miliona „kolorów” audio na próbkę. Chociaż nie będziesz ich używać na standardowych płytach DVD lub muzycznych płytach CD, format Blu-ray Disc obsługuje 24-bitowy dźwięk w różnych formatach.
Następnie weź głębię bitową i pomnóż ją przez częstotliwość próbkowania. Teraz masz wyobrażenie o potencjale jakości swojego nagrania. Typowa ścieżka dźwiękowa DV lub DVD ma głębię bitową 16 i częstotliwość próbkowania 48 kHz. Tak więc 48 000 razy na sekundę dźwięk jest digitalizowany z 16-bitową głębią. Daje to bardzo czyste nagranie, które dokładnie odtwarza oryginalne źródło.
Ale na końcu…
Ostatecznie nie będziesz musiał się zbytnio martwić o częstotliwość próbkowania lub głębię bitową. Twój sprzęt automatycznie zajmie się większością tego zadania. Jednak teraz, gdy już wiesz, co oznaczają liczby, możesz łatwo przeprowadzić szybką kontrolę wizualną za każdym razem, gdy nagrywasz wideo lub nagrywasz dźwięk. Jeśli kamera mówi, że nagrywa z częstotliwością 32 kHz, zmień ją przed kręceniem. Konfiguracja sesji lektorskiej jest łatwiejsza, jeśli wiesz, jak korzystać z 16-bitowych, 48 kHz ustawień interfejsu audio. Ponadto zawsze możesz opublikować swój status na Facebooku, mówiąc, że rozważasz twierdzenie Nyquista, a Twoi znajomi pomyślą, że jesteś naprawdę mądry.
PASEK BOCZNY
W studiu
W profesjonalnych studiach nagraniowych zwykle nagrywają dźwięk z częstotliwością 96/24. Oznacza to 24-bitową głębię przy częstotliwości próbkowania 96 kHz. Dlaczego tak wysoko? 24-bitowa głębia zapewnia niesamowity zakres dynamiki i możliwości „kolorowania”. Inżynierowie i producenci lubią częstotliwość próbkowania 96 kHz, ponieważ daje nagraniu więcej przestrzeni oddechowej lub „powietrza”. Oczywiście finalny produkt jest przesamplowany do 16-bitowego przy 44100 Hz dla wydań CD. Na iPodzie nie usłyszysz różnicy, ale w studiu poprawa jest oczywista. Daje to lepsze oryginalne nagrania i, miejmy nadzieję, poziom jakości, który przetrwa próbę czasu.
Redaktor współpracujący Hal Robertson jest producentem mediów cyfrowych i konsultantem ds. technologii.