Por que eles são importantes na qualidade de áudio

Quando se trata da qualidade de uma gravação de áudio digital, existem dois números que descrevem quantos detalhes são capturados nessa gravação: taxa de amostragem e profundidade de bits. Se você deseja gravar músicas que soem bem, mas que não ocupem muito espaço, é muito importante acertar os níveis de cada uma.

Esses também são números importantes quando se trata de determinar quão bom é o áudio que você está consumindo e qual nível de áudio seu equipamento pode suportar. Portanto, explicarei o que cada um desses termos significa e como eles são importantes para sua experiência auditiva.

Definição da taxa de amostragem e profundidade de bits

Para entender a taxa de amostragem e a profundidade de bits, primeiro precisamos observar a aparência de uma onda sonora.

A onda tem duas dimensões. No eixo vertical temos os picos e vales das ondas. A distância da linha de base ao pico ou vale é conhecida como “amplitude”. No eixo horizontal, temos comprimento de onda. Esta é simplesmente a distância de um pico ao próximo, ou de um vale ao próximo. Comprimentos de onda mais curtos correspondem a frequências mais altas e vice-versa.

É claro que a forma de onda de uma gravação de som real não parece clara e simples como no diagrama acima. Em vez disso, é assim.

Quando você grava som em uma mídia analógica, há um analógico direto (viu?) Da forma de onda na mídia. Num disco de vinil, a forma de onda é representada por uma ranhura cortada, e o movimento da agulha através desta ranhura reproduz o som. Numa fita cassete, a forma de onda é representada pelas flutuações de um campo magnético. De qualquer forma, há uma gravação direta e contínua do som original.

Com áudio digital, o som deve ser gravado como código binário. Este código representa a frequência e amplitude da forma de onda. Ao contrário do áudio analógico, não é possível fazer uma gravação contínua, pois você só pode armazenar dados de forma de onda como “fatias” discretas, comumente conhecidas como “amostras”. O taxa de amostragemportanto, é a frequência com que você tira uma fatia do áudio que está gravando. Assim como coletar amostras para uma pesquisa, quanto mais amostras você coletar, mais sua gravação digital refletirá com precisão o som original.

Portanto, a taxa de amostragem é o número de fatias obtidas no eixo horizontal da forma de onda, mas e a profundidade de bits? Cada fatia da forma de onda pode ter vários níveis de detalhe. Quanto mais bits você tiver disponíveis para cada fatia da forma de onda, mais precisamente você poderá representar a amplitude da forma de onda naquela fatia de tempo. Quanto maior a profundidade de bits, maior será o faixa dinâmica da gravação. Essa é a diferença entre os sons mais suaves e os mais altos que podem ser representados com precisão.

Como a taxa de amostragem afeta a qualidade do som

A maneira padrão de medir a taxa de amostragem é em Hertz. O áudio do CD é armazenado a 44,1kHz, o que permite representar com precisão o som entre 20Hz e 20kHz, com um pouco de espaço de manobra. Porquê esta gama específica? Isto se baseia na faixa de frequências que os humanos podem ouvir, uma faixa que diminui com a idade! O Teorema de Nyquist é usado como base para escolher esse número específico.

À medida que a taxa de amostragem cai abaixo desse número, você ouvirá o áudio ficando mais comprimido à medida que a faixa de frequência diminui. Os detalhes são perdidos nas frequências altas e baixas. Taxas de amostragem como 11kHz ou 22kHz têm sido normalmente usadas em telecomunicações para chamadas telefônicas ou videochamadas. Dando ao áudio seu típico som comprimido e metálico. Hoje em dia, com a Internet de banda larga sendo comum, você raramente ouvirá um áudio tão ruim, mas isso lhe dá uma ideia do que a redução da taxa de amostragem causa em uma gravação.

Quanto da taxa de amostragem é demais?

O áudio do CD parece fantástico e ainda é o padrão ouro. Como a taxa de amostragem de 44,1 kHz do áudio de CD cobre a faixa auditiva humana, teoricamente, aumentar esse número não fará muito mais do que desperdiçar espaço de armazenamento, mas 48 kHz, 96 kHz e até mais altos estão em uso atualmente para áudio de alta fidelidade e arquivamento. propósitos. Você terá que usar seus próprios ouvidos para decidir se isso faz alguma diferença. Se sim, você pode ser um audiófilo.

O que a melhor profundidade de bits faz para a qualidade do som

O áudio do CD tem profundidade de 16 bits, o que permite uma faixa dinâmica de 96dB ou decibéis. Decibéis não são lineares, mas logarítmicos, e assim o percebido o volume de um som dobra a cada 10 decibéis ou mais. Se não houver profundidade suficiente para capturar o alcance de um som, ele irá “cortar”, o que soa como distorção na gravação. Essa distorção é conhecida como ruído de quantização.

96dB é suficiente para gravar a maioria das músicas, mas a faixa dinâmica de algumas músicas, e geralmente do áudio de filmes e jogos, pode ser muito ampla para essa faixa. O áudio de 24 bits cobre confortavelmente o sussurro mais baixo e a explosão mais alta, com um alcance de 144dB.

Quanta profundidade de bits você deve buscar?

O áudio de CD de 16 bits parece incrível e duvido que 99% dos ouvintes tenham alguma reclamação nesse sentido, mas acho que há um argumento sólido para o áudio de 24 bits, especialmente quando você está deixando de lado apenas a música. O áudio de 32 bits é frequentemente usado na produção de áudio por profissionais, mas isso lhes dá sobrecarga para mixagem e masterização. O produto final terá uma profundidade de bits comercial menor.

Cuidado com retornos decrescentes

A qualidade do áudio é, obviamente, bastante subjetiva. No entanto, sinto-me bastante confortável em dizer que em 48kHz/24 bits, você tem espaço suficiente para não perder nada no que diz respeito ao som. Nesse ponto, eu estaria mais preocupado com o fato de meu hardware de áudio ser capaz de fazer justiça ao material do que com a quantidade de detalhes da gravação em si.

Serviços de mídia e streaming de altíssima qualidade prometem uma experiência de áudio que provavelmente é apenas um placebo, por isso é sempre uma boa ideia ouvir duas versões da mesma música ou vídeo em níveis de qualidade comuns e de nível audiófilo, para ver se você consegue. dizer. Claro, é melhor fazer isso às cegas, então peça a um amigo que alterne entre os dois sem dizer qual é qual!