O que é dithering em áudio

O dithering ajuda a manter a excelente qualidade do áudio digital, mesmo que alguns dados sejam removidos

Provavelmente já se deparou com o conceito de «dither», especialmente se já exportou uma faixa da sua estação de trabalho de áudio digital (DAW). A questão que pode surgir é: o que é esse processo e ele é realmente necessário em várias situações? Vamos revelar os segredos do dithering, familiarizar-nos com a sua essência, princípios de funcionamento e determinar os casos em que o seu uso é justificado, além de abordar as características do trabalho com áudio digital.

O que é dithering?

Em suma, o dithering é um processo de processamento que desempenha um papel fundamental na manutenção da alta qualidade dos ficheiros de mídia digital, incluindo áudio, imagens e até mesmo vídeo. Curiosamente, isso é conseguido por um método aparentemente contraintuitivo: adicionar uma pequena quantidade de ruído ao longo do ficheiro. 

Por que pode ser necessária uma ação como essa? Para entender completamente o valor do dithering, precisamos examinar os fundamentos do funcionamento do áudio digital. 

Como funciona o áudio digital 

Quando capta um sinal de áudio num computador ou em qualquer outro dispositivo digital, o áudio analógico é transformado numa sequência de números – é amostrado. Este processo, conhecido como conversão analógica-digital (ADC), permite que o sinal de áudio original seja captado com uma precisão razoável.

O tamanho dos ficheiros nos quais os dados de áudio serão armazenados é determinado principalmente por dois parâmetros-chave. O primeiro é a taxa de amostragem, que indica a frequência por segundo com que registamos o nível de amplitude da onda sonora. O segundo parâmetro importante é a profundidade de bits, que determina o número de valores possíveis para registar cada medição de amplitude. Isso afeta a precisão com que o sinal de áudio de entrada pode ser reproduzido em cada medição, um processo chamado quantização. 

Aumentar o nível desses parâmetros resulta em gravações digitais de maior qualidade, proporcionando maior alcance dinâmico. Ao mesmo tempo, reduzir a profundidade de bits no futuro pode levar à perda de informações e ao aparecimento de erros de quantização.

Como funciona o dither

Imagine que capturou áudio com qualidade de 32 bits ou 24 bits, mas agora precisa exportá-lo com uma profundidade de bits menor. Nesse caso, a sua estação de trabalho de áudio digital (DAW) irá requantizar ao criar o ficheiro final. Mas agora ela tem que trabalhar com um conjunto de valores significativamente limitado. 

Como resultado, esse processo pode ser comparado ao arredondamento de números para cima ou para baixo, com o arredondamento ficando mais grosseiro à medida que a profundidade de bits diminui. Isso pode causar erros de quantização e, em alguns casos, levar a uma distorção perceptível no som quando reproduzido pelos altifalantes.

O dithering é o menor dos dois erros

É aqui que o dithering faz a sua magia. Ao introduzir muitas variações de ruído aleatório ao longo da gravação, permite-nos minimizar os efeitos indesejados dos erros de quantização, tornando-os menos percetíveis ao ouvido. 

Por «aleatório» queremos dizer verdadeiramente aleatório – é a imprevisibilidade do ruído em relação ao sinal quantizado que o torna tão eficaz. A quantidade certa desse ruído não correlacionado suaviza as bordas do arredondamento agressivo que, de outra forma, resultaria em uma distorção mais perceptível. Adicionar mesmo um pequeno nível constante de ruído acaba sendo percebido pelos nossos ouvidos como menos perturbador do que a distorção potencial do processo de quantização sem dithering. Se você achar o dithering difícil de entender, dê uma olhada na sua aplicação na visualização. Este artigo da Lifewire sobre dithering de imagens demonstra como esse processo pode produzir transições de gradiente mais suaves. Uma fina camada de ruído distribuída uniformemente ao longo da gravação. 

Se você acha o dither difícil de entender, dê uma olhada na sua aplicação na visualização. Este artigo da Lifewire sobre dithering de imagem demonstra como esse processo pode produzir transições de gradiente mais suaves. Uma fina camada de ruído distribuída uniformemente por toda a imagem suaviza efetivamente as diferenças acentuadas entre as áreas claras e escuras. 

Quando aplicar dither ao som 

Como regra geral, o dither é recomendado sempre que o áudio é renderizado num formato de profundidade de bits inferior (por exemplo, ao converter de 32 bits para 24 bits ou de 24 bits para 16 bits). No contexto da exportação de áudio num formato de bits elevados, como 32 bits, o dither geralmente não é necessário, pois não há perda significativa de dados no processo. 

Se estivermos a falar de uma mixagem final ou pré-masterização destinada à masterização profissional, em muitos casos o dither pode ser ignorado. Isso porque os engenheiros de masterização podem optar por fazer o dithering eles mesmos, com base nas especificidades do produto final. Em tais situações, é importante comunicar-se com um engenheiro para esclarecer todos os detalhes e desejos relativos ao dithering. 

Por fim, o dithering não é recomendado ao converter para formatos de áudio comprimidos, como .mp3 ou AAC, pois esses formatos introduzem suas próprias distorções que o dithering não pode corrigir.

Conclusão: O que é dithering em áudio?

Embora o conceito de dither possa parecer controverso e muitas vezes não seja totalmente compreendido, essa técnica de exportação de áudio, que usa ruído para reduzir os efeitos prejudiciais dos erros de quantização, desempenha um papel importante no processamento de áudio. A questão de saber se o dithering é necessário não tem uma resposta universal e depende dos seus objetivos e expectativas em relação ao processo. 

Além disso, pode ser necessário escolher o tipo de dither. A variedade de opções disponíveis oferece diferentes métodos de adicionar ruído, afetando o som final do seu trabalho de uma forma surpreendentemente subtil. Se ainda não tem experiência em ouvir as diferenças, sinta-se à vontade para experimentar diferentes tipos de dither para encontrar o mais adequado para a sua composição. Esperamos que este guia o ajude a compreender melhor a essência do dither, os seus mecanismos e princípios de aplicação na sua criatividade.