Überlegung zu Bit-Tiefe bei Digitalaufnahmen

Erstellt 31 Antworten32 Beiträge
Startbeitrag#1
Hallo allerseits,
Ich habe eine Frage zur optimalen Nutzung digitaler Wortbreiten:
Wenn das digital aufgenommene Material später vollständig digital bearbeitet wird, so ist es doch sinnvoll, wenn bei der internen Bearbeitung eine höhere Bittiefe zur Verfügung steht als bei der Wandlung. (Dies hat ja v.a. beim EQ-ing konsequenzen, da hier im Falle einer Anhebung einige bit Headroom vorhanden sein müssen.
Wenn ich nun, in meinem konkreten Fall, bei Cubase die Projektbittiefe auf 32bit float einstelle, so wird doch, soweit ich das verstanden habe, trotzdem mit 24bit bearbeitet, es werden nur die 32bit-"Pakete" des Rechners besser genutzt, weil jeweils die verbleibenden 8 bit sozusagen verfallen.
Wäre es daher nicht sinnvoller, bei der Aufnahme die Projekt-Bittiefe auf einen geringeren Wert einzustellen (z.B. 20 bit) und vor den entsprechenden Nachbearbeitungen zu erhöhen?
Ich wäre für diesbezügliche Meinugsäußerungen sehr dankbar.
MfG, Vasco
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Antwort#2
""Wäre es daher nicht sinnvoller, bei der Aufnahme die Projekt-Bittiefe auf einen geringeren Wert einzustellen (z.B. 20 bit) und vor den entsprechenden Nachbearbeitungen zu erhöhen?""
Nein, da verrenst Du Dich in der eigenen Logik. Die Erhöhung der Bitrate
bei Berechnungen ist kein Selbstzweck, sie verbessert lediglich die Präzision der Berechnug an sich, unabhängig von der Abtastung des Quellmaterials. Entscheident ist die Dynamik, die erhalten bleibt, bzw. die Auflösung der Berechnung, also zwei paar Schuhe.
Wenngleich Dein Beispiel 20 Bit für moderne Popproduktionen mehr als
ausreichend ist, wäre es in der Theorie besser, generell mit der höchsten
Bitrate zu arbeiten, in der Praxis spielt das keine Rolle (schon eher der Speicherplatz), auch 16 Bit Abtastung ist rein Dynamisch betrachtet vollkommen Praxisnah - s. CD.
Gruß,
Christopher
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Antwort#3
Ich meinte, wenn mit 24 bit A/D gewandelt und intern mit 32 bit float berechnet wird, bedeutet das doch im Endeffekt in beiden Fällen dieselbe Dynamik bzw. Rechengenauigkeit, da 32 bit float ja trotzdem "nur" effektive Wortbreiten von 24 bit nutzt. Wenn aber, z.B. durch EQ-Bearbeitung Amplituden vergrößert werden, müssen doch (zumindest theoretisch) mehr bit für mehr Dynamik zur Verfügung stehen, als dies im aufgenommenen Material der Fall ist, oder?
MfG, Vasco
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Antwort#4
Genau meine Meinung. Nicht umsonst wird in professionellen Geräten mit 48Bit Fixkomma oder 64Bit Gleitkomma gerechnet, weil 32Bit Gleitkomma-Berechnung bei 24Bit Festkomma-Wandlung nicht wirklich was taugt, und das ist genau der Grund warum man mit Cubase NIE eine hochprofessionelle Produktion hinkriegen wird!
mfg
j0shiiv
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Antwort#5
"das ist genau der Grund warum man mit Cubase NIE eine hochprofessionelle Produktion hinkriegen wird!"
ausgemachter blödsinn...
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Antwort#6
??? beweise uns das mal (vielleicht mathematisch an konkretem Beispiel)
sonst nehme ich und viele andere hier an, dass deine Aussage schlichtweg falsch ist und jeder logischen Grundlage entbehrt...
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Antwort#7
ok ich versuch meinen standpunkt mal theoretisch zu erhärten, brauch aber ein bisschen zeit
mfg
j0shiiv
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Antwort#10
Moin!
Ist es nicht sinnvoller, praktisch an so etwas ranzugehen?!
Professionell klingend hat doch nix mit Protools, Cubase oder Logic zu tun. Wenn jemand Ahnung von der Materie hat, ist es doch Wurscht, womit er arbeitet.
Ich kenne Leute, die können mit Cubase "bessere" (also besser klingende) Aufnahmen hinkriegen als andere Leute mit dem tollsten Protools Equipment.
Entscheidend ist doch nur das Ohr!
Zum Thema 32 Bit:
Habe auch grad Aufnahmen in 32 Bit gemacht (Metal) und höre absolut NULL Unterschied zu dem runtergerechneten 16 Bit. Das mag bei Klassik vielleicht etwas anders ein aber für Pop,Rock und Metal ist das ausgemachter Blödsinn. Dynamik möchte man ja (leider) sowieso nicht haben. ;-)


MetalSound-Studio
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Antwort#11
MetalSound-Studio (link)
Sei mir nicht böse - bestimmt hast Du viel Mühe in Deine Seite investiert.
Aber man kann den Text nur sehr schwer entziffern:
Grau auf Schwarz (Textkörper) oder Blau auf Schwarz (Überschriften, Hervorhebungen) ist leider nicht die Farbkombination für gut leserliche Texte.
Obendrein hätte die Schriftgöße ruhig größer sein können. Kaum einer hat noch einen Bildschirm mit weniger als 17", also ist Platz genug für Deinen Text vorhanden.
Wenn Du diesen Punkt korrigierst, wird sicherlich mancher Interessent mehr sich mit den Seiteninhalten beschäftigen - und Dein Studio buchen.
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Antwort#12
Leute seid doch bitte nicht katholischer als der Papst!
ICH bin ein Musik HÖRENDER und nicht ein in Bit Rechnender!
Und Ihr?
24 bit ist doch schon eine Qualität wo ein Diskussion über gut oder schlecht völlig überflüssig ist.
Grüße
Rainer
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Antwort#13
SIEHSTE!
Du nennst es katholisch, ich "Onanie"
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Antwort#14
Ich zitiere nun ketzerisch die Kernaussage des Dokuments:
"The real determinant of quality in audio DSP is the skill of the programmers."
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Antwort#15
Dazu ein paar Worte.
Weder floating-point noch fixed-point (mit fester Stellenzahl) Berechnungen sind rundungsfehlerfrei!
Das einzig _wirklich_ fehlerfreie ist eine exakte Arithmetik, die allerdings mehr Speicher und Rechenzeit benoetigt und aus diesem Grund in keiner Audio-Applikation, in der hin- und hertransformiert wird, enthalten sein duerfte.
Ob nun floating-point oder fixed-point besser sind?
Ist so nicht zu beantworten.
Es kommt bei der Rundungsfehlerfortpflanzung (und um die geht es hier) wesentlich auf Details der Berechnung an. Beispielsweise kann es einen Einfluss haben, in welcher Reihenfolge Zahlen addiert werden. Andere arithmetische Ausdruecke sind dann entsprechend komplizierter...
Man kann das alles untersuchen, ja, das ist Grundlage und Gegenstand der "Numerischen Mathematik" und des "Scientific Computing".
Jedes bessere Online-Skriptum ueber Numerische Mathematik ("Numerik") sollte das erlaeutern. Konkretere Literatur waere zB.
Wilkinson: "Rounding Errors in Algebraic Processes" (zB. Dover-Verlag).

Letztlich arbeitet man bei floating point bzw. fixed point Rundungsfehleruntersuchungen mit Abschaetzungen, dh. mit dem worst case.
Der worst case kann zwar auftreten, ja, aber in der Praxis erweisen sich
viele Aussagen doch recht oft als zu pessimistisch.
Um da etwas mehr Einsicht zu bekommen hat man es neuerdings mit wahrscheinlichkeitstheoretischen Methoden probiert, um Aussagen der Art
"Verteilung des Fehlers der Eingangsdaten -> Arithmetische Verarbeitung -> Verteilung des Fehlers der Ausgangsdaten"
abzuleiten. Das ist allerdings weit weniger verbreitet, Literatur waere dann doch eher speziell.

Im Audiobereich sind die Rechenoperationen vergleichsweise einfach.Es koennte zwar sein, dass groessere Fehler auftreten, aber im Grossen und Ganzen wuerde ich erwarten, dass sich das doch sehr in Schranken haelt. Und ich habe beruflich doch recht viel mit Numerik zu tun, traue mir also ein Urteil zu.
Wie gesagt, fuer eine detaillierte Analyse muesste man die Implementierungen exakt kennen, und das werden die Software-Produzenten kaum zulassen.

Fuer den Tontechniker bleibt immer noch das Ohr, um zu entscheiden. Letztlich wird ja ein Master "abgehoert" und nicht "abgerechnet"...
Man sollte sich darauf Besinnen, dass die ganze Technik (analog wie digital) hier bloss Mittel zum Zweck ist.
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Antwort#16
Danke für den Tipp. Viel Mühe hats nich gemacht aber ich bin auch nicht so der www-Experte. Werds mir mal durch den Kopf gehen lassen.;-)
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Antwort#17
Hallo, auf Englisch, aber ein ein ausführlicher Beitrag über DAW Audioengines, der neulich im Samplitude-Forum von Dr. Volker Mühle, einem der Entwickler von Samplitude/Sequoia gepostet wurde:
"I can try to give some comments here, bit I won't claim to end this debate once and for all
time. This is my personal point of view, so don't take this for an official MAGIX statement:
-As programmer (and scientist) I tend to the deterministical point of view: just adding
two numbers should give the same in all circumstances, and hence the basic mixing
task should be the same for all 32 bit floating point DAW's - if you take the simple adding
process as a common method for mixing: we know there may be other methods here.
-I also know that due to the number representation in the computer, there just is not only
a limited precision but also a certain "random factor" in calculations with floating point
numbers. This is basicallly caused by the representation of the compiled code in the
system (initialisation of floating point registers with more than 32 bit processing,
usage of registers versus usage of computer memory,...) and the execution of the
code in the real system (e.g influence of other tasks, e.g. with multitasking).
Both is partially depending on the used compilers, but of course also from the
programmming code the application is written with.
A recent example could be a problem with the master gain in the first v8 beta
versions, where it changed the bit depth even when just initialized with exactly
0dB (= factor 1.0 in floating point).
-An obvious step after summing before going to the output is reducing the bit depth
again to 24 or 16 bit. This consists of at least 3 steps: clipping, scaling and dithering.
Every step can be implemented in various ways.
*Clipping can be done straight forward or more sophisticated, both with possible
hazards for the audio signal - but of course hopefully or at least commonly
only present to loud parts of the audio.
*Scaling can be done before or after summing (both is e.g. possible to be influenced by
the user in Samplitude with the input gain options or the master fader). Since scaling
also applies to the input, there's again a lot of things that can be done differently.
Even the discussions about panning law settings may be put here. Since integer based
engines require scaling before summing I can easily imagine different appproaches
in other DAW's.
*Dithering: nothing much to say here: there are more algorithms than we can think of
here. A major "ditherence" may be its application for intermediate steps when
necessary.
So here I see many possible reasons for different behaviour and even mis-behaviour.
And often I have seen or heard the results - not only in other DAWs, but partially also
in our (some still may remember a dithering problem in version 5.1x).
-An often uncommented problem seems the timeline representation of audio
material. There sure is a difference between sample based or PPQ based
approaches. The first gives perfect audio reproduction but possible problems
with loops and BPM values while the latter more easily may sacrifice the first
in favour of the BPM.
So to sum it up: yes, the simple adding of numbers should basically give the same
results, but even there may be a bit of voodoo here - although it might be hard
to realize the differences. The more obvious reason for sound differences
are decisions about the processing at input and ouput stage, with a lot of
different ways to go - and I neither mentioned the connection with audio drivers
and other parts of the system.
Regards,
Volker
"
Viel spaß beim Lesen wünscht
Sebastian Gabler
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Antwort#18
""Nicht umsonst wird in professionellen Geräten mit 48Bit Fixkomma oder 64Bit Gleitkomma gerechnet, weil 32Bit Gleitkomma-Berechnung bei 24Bit Festkomma-Wandlung nicht wirklich was taugt, und das ist genau der Grund warum man mit Cubase NIE eine hochprofessionelle Produktion hinkriegen wird!""
Einen solchen "Standpunkt" kann man nicht erklären, weil das einfach pures Dummgeschwätze ist. Was den technischen Background angeht, da gehe ich mal davon aus, das Du auf den dümmlichen Werbespruch von Protools hereingefallen bist, das 40 Bit Festkomma besser sei als 32 Bit Gleitkomma - klar, solch einen
Müll würde ich auch verbreiten, wenn ich das schlechtere Produkt zu überteuerten Preisen am Markt halten wollte.
Das erklärt dann auch Deine hochnotpeinliche Aussage, warum man mit Cubase (also dann auch Nuendo) keine "hochprofessionelle" Produktion machen könne - was immer DU darunter verstehst, will ich gar nicht wissen...
Aber wer keine echten Argumente hat, der kommt dann mit pseudo-wissentschaftlichen Gewäsch uber Bitraten, vielleicht tröstet Dich das ja
über ein selbst angeschafftes System hinweg, das Dich viel Geld gekostet hat aber Deine "hochprofessionellen" Ansprüche immer noch nicht erfüllen kann:
denn nicht Bitraten sind entscheident, sondern die Fähigkeiten des Produzenten.
Ich darf Dieter Nuhr zitieren: Wer keine Ahnung hat, einfach mal die Fresse halten.

MfG,
Christopher
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Antwort#19
..das sind ganz bestimmt frustrierte PT-user...
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Antwort#20
Liebe Leute,
Anregung für den von mir begonnenen thread war ein in diesem Forum erwähnter Artikel auf www.studiomagazin.de über die Grenzen der Digitaltechnik. Ich fand einfach die Überlegungen interessant und plausibel klingend und wollte einfach wissen, ob jemand der anwesenden Forum-User diesbezügliche Erfahrungen hat oder ob es sich um reine Theorie handelt.
Generell scheint sich wiedermal eines herauszukristallisieren:
Solange über die Vergleichbarkeit der Audioqualität von Cubase, Nuendo und Protools in dieser Weise diskuttiert wird, kann man sich als Steinberg-User entspannt in Zufriedenheit wiegen und seine Energie in die Erfahrungssammlung mit dem Vorhandenen investieren....
Vielen Dank für die vielfältig geäußerten Meinungen,
Gruß, Vasco
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