16 или 24 бита?

За "загадките" на резолюцията и честотата на семплиране и как те се отразяват върху качеството на звука

Целта на тази статия е да въведе начинаещите в темата и да подчертае най-важните неща. Ще говорим за резолюцията и честотата на семплиране и как те влияят върху големината на файла. В статията ще обърнем внимание на разликите в субективното възприятие на материал, записан при 16 или 24 бита, т.е. - как се отразява работата в 24 бита върху качеството на звука.

Нека първо да кажем, че в случая не е правилно да се говори за 16 или 24 битова "честота" (битрейт), тук става въпрос за дължина на битовата "дума", т.е. - РЕЗОЛЮЦИЯ.

Преди няколко години нещата бяха много по-прости от тази гледна точка - повечето устройства, които записваха или генерираха звук, бяха 16-битови. Такива са параметрите и на най-разпространените крайни носители - CD-тата (16 бита и 44.1 kHz).

Постепенно се появиха устройства с 18, 20 и 24 битова резолюция (дръм машини и ефекти), а впоследствие и записващите устройства минаха на 24 бита. В настоящия момент са широко разпространени звукови карти с 24-битова резолюция и възможност за избор на честотата на семплиране от 44.1, 48, 88.2, 96 и дори 192 kHz. Многопистовите записващи устройства варират между 16/44.1 и 24/96. Когато купувате трябва да изберете своя вариант според конкретните си нужди.

Нека сега да уточним какво съдържат в себе си тези понятия и защо са важни.

Резолюцията се отнася до максималния брой битове, с помощта на които можем да изразим разликите в силата на звука. Например, при 16 бита имаме 65 536 възможни нива, като при всяко увеличаване с един бит, броят на нивата се удвоява. Така при 24 бита вече имаме 16 777 216 нива. Нека не забравяме, че говорим за "парченце" звук застинало в определен момент от времето.

Добавяйки параметъра "време", можем вече да говорим за честота на семплиране. Честотата на семплиране представлява БРОЯ на "парченцата" звук, семплирани за една секунда.В "Червената книга" (Red Book) е определен стандарт за CD-формата 44.1 kHz или 44 100 звукови семпли в секунда. Съответно, при 96 kHz семплите са 96 000 в секунда.

Сега можем вече да свържем двете понятия и да говорим за битрейт. Това понятие определя колко данни в секунда се обменят при прехвърляне на файла. Битрейтът обекновено се измерва в Mbit/sec. Например едно аудио CD е 16 бита, 44.1 kHz, т.е. 44 100 "парченца" в секунда, всяко от които има 65 536 възможни нива. По-новите звукови карти могат да записват при 96 kHz и повече при почти 17 милиона възможни нива за всеки семпъл.

След като направим проби с аудио файл дълъг 1 минута, виждаме, че при 44.1 kHz/16 бита файлът става около 5.2 MB, при 48 kHz/24 бита - около 8 MB, а при 96 kHz/24 бита - около 16 MB.

Следователно, при запис на 96 kHz/24 бита, файлът става повече от три пъти по-голям, отколкото при 44.1 kHz/16 бита.

Можем да отбележим следното: 1. При 24/96 резолюцията се увеличава повече от 250 пъти спрямо 44.1/16 2. Файловете при 24/96 заемат средно три пъти повече място, отколкото при 44.1/16