A 32bit float felbontás és ami mögötte van
2023-06-21 14:33
A digitális hangrögzítési technológia hosszú utat tett meg, és a hangrögzítés jelenlegi csúcsát a 32 bites lebegőpontos hangrögzítők képviselik. A hangfelvételek készítésénél a 16 bites hangrögzítésről a 24 bites hangrögzítésre való áttérés nagy különbséget jelent a hanghűség és az általános hangminőség szempontjából. Szóval mi is az a 32 bites lebegőpontos hangrögzítés, és tényleg nagy különbséget jelent-e a 24 bites hangrögzítéshez képest? Tekintsük át, hogyan működik a gyakorlatban, és milyen előnyökkel jár a hangfelvételeink szempontjából.
A bitmélység és jelentősége
A bitmélység (vagy felbontás) a hangrögzítés szempontjából úgy írható le a legegyszerűbben, mint az a dinamikatartomány, amely a hang torzítása nélkül rögzíthető. Ez meghatározza, hogy milyen hangos hangot tudunk rögzíteni digitális túlvezérlés nélkül, de azt is meghatározza, hogy a felvételek mennyivel lesznek a mindig jelen lévő zajküszöb felett. Másként fogalmazva, a nagyobb bitmélységű felvétel nemcsak azt teszi lehetővé, hogy hangosabb hangokat lehessen rögzíteni a torzítás veszélye nélkül, hanem azt is jelenti, hogy a felvételek alacsonyabb zajküszöbbel is rendelkeznek. Összehasonlításképpen nézzük meg, hogy a különböző bitmélységek milyen dinamikatartományt tesznek lehetővé:
• 16 bit: kb. 96 dB dinamikatartomány
• 24 bit: kb. 144 dB dinamikatartomány
• 32 bit: kb. 168 dB dinamikatartomány
Bár rengeteg olyan hangrögzítési forgatókönyv létezik, amely 96 dB feletti szinteket generálhat (pl. a pergődoboknál alkalmazott mikrofonozás esetén), a 24 bites felvétel által biztosított 144 dB dinamikatartomány látszólag bőven elegendő lenne minden hang rögzítéséhez, amivel csak találkozhatunk. Akkor mi szükség van a 32 bites lebegőpontos hangrögzítésre? Igazi előnyét valójában az alacsonyabb zajküszöb mellett az jelenti, hogy rendkívüli módon megkönnyíti a hangmérnökök, a videósok vagy bármilyen más, hangtechnikai szakember munkáját.
Dinamikatartomány és az emberi hang
Hogy megértsük a 32 bites lebegőpontos hangrögzítés előnyeit, vegyük példaként a világ egyik legdinamikusabb hangforrását, az emberi hangot. Suttogásnál a hang csak 20-30 dB lehet, míg egy teljes hangerejű üvöltés bizonyos frekvenciákon akár a 120 dB-t is elérheti. Ez egy óriási tartomány a rögzítés szempontjából, ami a zenei produkciók egyik legnehezebb feladatává teszi az emberi hang rögzítését. Még akkor is, ha csak egy videófelvételhez rögzítünk elmondott szöveget, a természetes beszédhang széles dinamikatartományt fedhet le. És bár a hang 120 dB körüli felső határa egy 24 bites hangrögzítő 144 dB-es tartományán belül esik, más szempontokat is figyelembe kell venni.
Igazság szerint a maximális hanghűség érdekében még 24 bites vagy 16 bites felvétel esetén is optimalizálni kell a felvevő bemeneti szintjét. Ha túl alacsonyra állítjuk a bemeneti érzékenységet, akkor a hangos kiáltásokat torzítás nélkül rögzíthetjük, de a halkabb suttogások alig haladják meg a zajküszöböt. Viszont ha túl magasra állítjuk a bemeneti jelszinteket, a halkabb suttogások érthetőek lesznek és jóval a zajküszöb felett lesznek, de mindig fennáll a veszélye, hogy túl hangos hangok esetén torzul a felvétel.
Tegyük fel, hogy digitális túlvezérlés nélkül, sikeresen rögzítettünk egy szenvedélyesen beszélő személyt, és folytatni szeretnénk a produkció elkészítését. A DAW szoftverben a beszélgetés halkabb részeinél bizonyos mértékben állítgatnunk kell a jelszintet. A csendesebb részek jelszintjének növelése még egy 24 bites hangfájl esetében is gyorsan nemkívánatos zajt eredményezhet, mivel az a zajküszöbhöz túl közel került rögzítésre. Az is észrevehető, hogy a halkabb részek általános hangminősége kevésbé lesz hangzáshű, mint a megfelelő jelszinten rögzített hangé még akkor is, ha azokat egyforma hangerőre állítjuk. Ha a felvételt magasabb bemeneti szinttel készítettük volna, akkor a hangosabb részeknél fennállt volna a digitális torzítás veszélye, ám most nem tudjuk növelni a halk hangok jelszintjét anélkül, hogy ne jelenjen meg a zaj. Ez az, ahol a 32 bites lebegőpontos hangrögzítés a segítségünkre lehet.
Egy olyan hangrögzítővel, mint a Tascam Portacapture X6 vagy Portacapture X8, bármikor anélkül megnyomhatjuk a felvétel gombot, hogy valaha is aggódnunk kellene a digitális túlvezérlés miatt. Valójában egy 32 bites lebegőpontos hangrögzítőnél még a bemeneti szintet sem kell beállítani – ezen technológia által kínált hatalmas dinamikatartomány azt jelenti, hogy a hangot mindig jóval a zajszint felett rögzíti, és a magas bemeneti szintek miatt fellépő torzítást is alapvetően lehetetlenné teszi.
A jellánc minden egyes pontjánál hangtechnikai szakemberek segítették a bemeneti szintek optimalizálását, és az a tény, hogy nem kell a bemeneti szinteket állítani, szinte már túl jól hangzik, hogy igaz legyen. Ennek a 32 bites lebegőpontos hangrögzítésnek köszönhetően elegendő, ha bekapcsoljuk a felvevőt, megnyomjuk a felvétel gombot, és száz százalékig biztosak lehetünk benne, hogy a bemeneti szint állítása nélkül is nagy hanghűségű, alacsony zajszintű hangot rögzíthetünk.
Ha 32bit float formátumban rögzítjük a hangot, a felvétel csendes részeit a DAW szoftverben anélkül is felhangosíthatjuk, hogy ez észrevehetően megnövelné a zajt. És azoknál a hangos részeknél, amelyek túlvezéreltek volna egy 24 bites vagy 16 bites felvételt, digitális torzítás vagy túlvezérlés nélkül csökkenthető a jelszint. A 32 bites lebegőpontos hangrögzítésnek köszönhetően be tudjuk állítani és fel tudjuk venni a hangot anélkül, hogy bármikor aggódnunk kellene a jelszintek miatt, és utána egyetlen felvételt sem kell zaj vagy túlvezérlés miatt kidobnunk.
Hogyan működik?
A Tascam Portacapture sorozathoz hasonló 32 bites lebegőpontos hangrögzítők az analóg-digitális konvertereknek (ADC) köszönhetően képesek ilyen széles dinamikatartományt rögzíteni. A 16 bites és 24 bites hangrögzítőknél egyetlen ADC kezeli a teljes dinamikatartományt, és a bemeneti szintet úgy kell beállítani, hogy a hang remélhetőleg ezen a tartományon belül maradjon. A túl hangos jelnél a rendszer levágja a hullámforma tetejét, ez kellemetlen hangzású digitális torzítást eredményez, ami valószínűleg azt jelenti, hogy ki kell dobni a felvételt. A túl halk hangnál nem növelhető a hangerő anélkül, hogy az ne tegye nagyon zajossá a felvételt, és a hangerő növelése esetén mindenképpen csökken a hanghűség.
A 32 bites lebegőpontos hangrögzítőknél két ADC párban dolgozva hoz létre egyetlen hangfájlt. Az egyik „kis erősítésű" ADC a magas jelszintű hangra, a másik „nagy erősítésű" ADC pedig az alacsony jelszintű hangra van optimalizálva. Ha a nagy erősítésű ADC a hangos hangok miatt túlvezéreli a jelet, az alacsony erősítésű ADC nem fogja. És ha a hangok túl halkak ahhoz, hogy a kis erősítésű ADC a tisztán a zajküszöbe felett rögzítse azokat, a nagy erősítésű ADC-nél még mindig nagy headroom áll rendelkezésre ahhoz, hogy a zajküszöb felett rögzítse a hangokat. Másképpen fogalmazva, az alacsony jelszintű ADC a halkabb részeket, a magas jelszintű ADC pedig a hangosabb részeket kezeli.
Az így kapott 32 bites hangfájl mentes lesz a hangos hangok által okozott digitális túlvezérléstől, és a halkabb részek pedig még mindig jóval a zajküszöb felett lesznek. A DAW szoftverben vizuálisan úgy tűnhet, hogy a 32 bites hangfájl hangos részei túl vannak vezérelve, de ahogy csökkentjük a jelszintet, hogy a felvétel belesimuljon a produkcióba, hallható, hogy valójában nincs torzítás, illetve az is látható, hogy a tényleges hullámforma sima, és nincs levágva a teteje. Hasonlóképpen izolálhatjuk a halk részeket és emelhetjük azok jelszintjét, így a zaj felerősítése nélkül növelhető azok hangereje. Erőteljesen és tisztán szólnak majd, mintha pontosan a „megfelelő” bemeneti szinten rögzítettük volna azokat. Ha töltöttél már hosszú órákat a bemeneti szintek finomításával, ha küzdöttél már a túlvezérelt hangok megmentésével, próbáltál már eltávolítani zajt az alacsony jelszintű hangból, akkor a 32 bites lebegőpontos hangrögzítéssel való munkavégzés valóban varázslatnak tűnhet.
A 32 bites lebegőpontos hangrögzítés megmentheti produkcióinkat
Videósként vagy hangmérnökként tudhatjuk, milyen fontos, hogy már az elejétől kezdve tiszta hangot rögzítsünk. Ha egy nagy eseményt, például egy esküvőt vagy egy ballagást rögzítünk, egyszerűen nincs lehetőség arra, hogy bárkit megkérjünk arra, másodszor is mondja el a beszédét, ha a hangerőszintek nem voltak megfelelők. Még egy kontrollált környezetben, mondjuk egy hangstúdióban sem szeretnénk, ha pár digitális túlvezérlés vagy a túl nagy zaj miatt nem használhatnánk az amúgy tökéletes felvételt. A 32 bites hangrögzítés kiküszöböli ezeket az akadályokat a munkafolyamatból, lehetővé teszi, hogy a produkció más aspektusaira koncentrálhassunk biztosan tudva azt, hogy mindig minőségi hangfelvételt tudunk majd készíteni. Egy olyan 32 bites lebegőpontos hangrögzítővel, mint a Tascam Portacapture X6 vagy X8, gyorsabban elindíthatjuk a felvételt, jobb minőségű hangot rögzíthetünk, valamint jobban szóló produkciókat készíthetünk anélkül, hogy a DAW szoftverben bármilyen utólagos korrekciót kellene végeznünk.
Zagyva Tamás
Audmax Kft.
