18.8.15

High-res audio: slyšíme i trávu růst?

Důvod, který vás nejspíše dostal na tento článek je otázka, zda audio 24-bit/192 kHz hraje skutečně lépe, než 16-bit/44,1 kHz.

Představte si, že bych vás k sobě pozval na film: "Protože jej mám v giga vysokém rozlišení, které v sobě zahrnuje i infračervené a ultrafialové světlo." Jistě, jak IV tak UV světlo nevidíme a má televize jej asi taky nezobrazuje.

"Ten film je s High-res audio stopou enkódovanou přímo z originálu včetně ultrazvuku." Že ultrazvuk lidský sluch nevnímá? Že to nepřehraje můj zesilovač, nebo nepřehrají reproduktory -- koneckonců -- nepoškodí je to?


Rozdíl je v tom, že druhý příklad je reálný a v praxi užívaný.

Sluchátka Panasonic, která přehrávají zvuk ve vysokém "rozlišení."


Trocha teorie

Když se obvykle začnu s někým bavit o kvalitě audia, obvykle vše začíná a končí u datového toku / bitrate: "Empétrojka o 320 kbps zní mnohem lépe, než 128 kbps." (Samozřejmě, že) ano, ale je to trochu komplikovanější. Ve skutečnosti do kilobitů za sekundu zasahují dva aspekty:

1) Počet bitů (bit depth / bitová hloubka), což je počet bitů, které potřebujete na jednu část zvuku -- od nepostřehnutelného šepotu po řev a hluk, jaký si jen dovedete představit -- toto nám pak definuje dynamický rozsah: dynamic range (16 bitů nám dává 96 decibelů; 24 bitů nám dává 144 dB). Důležité je také zmínit, že rozdíl mezi 16bitovým a 24bitovým zvukem není 8 bitů:



Kdybychom samplovali 4bitové audio (2^4) jako na grafu výše, dostali bychom pouze 16 hodnot. Ty jsou pro potřeby grafu nahoře zakresleny od  [-7 ] do  [+8 ]. ( [ 0 ] je také hodnota) - "Low Res"

To je velmi vzdálené od 16bitového audia, které jich má 65.536 a naprosto vzdálené od 24bitového audia, které jich má 16.777.216 - "High Res"

Ukázka prezentace Hi-Res Audia společnosti Sony
2) Vzorkovací frekvence (sample rate) určuje, kolik Hz je zapotřebí pro každou vteřinu nahrávky. Vzorkovací frekvence uvedená například na sluchátkách pak určuje, jaký rozsah jsou schopná reprodukovat.

Lidský sluch dokáže vnímat zvuk od cca 20 Hz do 20 kHz -- a to ještě u dětí. S rostoucím věkem klesá rozpětí, které jsme schopni slyšet. Shannonův teorém říká, že: vzorkovací frekvence má být dvojnásobná, než nejvyšší harmonická (rozumějme slyšitelná) složka vzorkovaného signálu. V praxi se proto užívá dvakrát větší plus malá rezerva a právě proto, že slyšíme maximálně kolem 20 kHz je u CD vzorkovací frekvence 44.1 kHz. Existuje i vyšší, typicky 24bitové audio o 96 kHz nebo 192 kHz, což znamená, že má každou vteřinu 192 tisíc hodnot.

Asi si dovedete představit, že je taková nahrávka objemná a soubor s ní je velký. 16bitové audio o 44,1 kHz spotřebuje 1,35 mbps a tak minuta stereo záznamu 10 MB. Každá minuta 24bitového audia o 96kHz ve stereu už zabere 33 MB - a právě tady nastupuje formát MP3, který pomocí kompresních metod soubor zmenšuje, o tom ale v příštím článku.

Pravda o pocitech a o kvalitě

Rozhodně nelze zapřít, že audio o 24bit/192kHz obsahuje mnohem větší množství dat, než 16bit/44,1 kHz. Otázkou ale je, kdo to ocení. Pokud byste takovou nahrávku pustili audiofilnímu psovi nebo netopýrovi, pak by to nebohé stvoření nejspíše dokázalo rozeznat rozdíl, protože psi, netopýři, ale i jiná zvířata slyší vyšší frekvence, než lidé. Na druhou stranu jsme ale nevynalezli nic, co by upgradovalo naše uši natolik, abychom slyšeli více, než 16bit/44,1 kHz. Proto je toto standard pro CD a proto jej používáme dodnes.
Věděli jste, že kdyby lidé slyšeli frekvence pod 20 Hz, slyšeli bychom pohyb vlastních svalů?

Nakonec si ale přiznejme, že u hudby je to jen náš pocit, kterým se řídíme. Některým z nás budou navždy znít lépe praskající gramofonové desky než CD. Někteří nikdy neocení remasterovanou nahrávku, jiní jen tu. A právě to je na poslouchání to nejdůležitější: najít to, co nám sedí a toho se držet.

Ondřej Vltavský

Autor & editor

Má rád vybrané technologie. A pokud si je pořídí, rád o nich napíše nebo poradí.

0 komentářů:

 
biz.