Ce este dithering în audio

Ditheringul ajută la menținerea sunetului digital excelent, chiar dacă unele date sunt eliminate

Probabil că ați mai întâlnit conceptul de „dither”, mai ales dacă ați exportat vreodată o piesă de pe stația de lucru audio digitală (DAW). Poate apărea întrebarea: ce este acest proces și este cu adevărat necesar în diverse situații? Să dezvăluim secretele dithering-ului, să ne familiarizăm cu esența sa, principiile de funcționare și să stabilim cazurile în care utilizarea sa este justificată și, de asemenea, să atingem caracteristicile lucrului cu audio digital.

Ce este dithering-ul?

Pe scurt, dithering-ul este un proces de procesare care joacă un rol cheie în menținerea fișierelor media digitale de înaltă calitate, inclusiv audio, imagini și chiar video. Interesant este că acest lucru se realizează printr-o metodă aparent contraintuitivă - adăugând o cantitate mică de zgomot în întregul fișier.

De ce ar putea fi nevoie de o astfel de acțiune? Pentru a înțelege pe deplin valoarea dithering-ului, trebuie să ne uităm la elementele de bază ale modului în care funcționează sunetul digital.

Cum funcționează sunetul digital

Când capturați un semnal audio pe un computer sau pe orice alt dispozitiv digital, sunetul analogic este transformat într-o secvență de numere – este eșantionat. Acest proces, cunoscut sub numele de conversie analog-digitală (ADC), permite ca semnalul audio original să fie captat cu o precizie rezonabilă.

Dimensiunea fișierelor în care vor fi stocate datele audio este determinată în principal de doi parametri cheie. Prima este rata de eșantionare, care indică cât de des pe secundă înregistrăm nivelul de amplitudine al undei sonore. Al doilea parametru important este adâncimea de biți, care determină numărul de valori posibile pentru înregistrarea fiecărei măsurători de amplitudine. Acest lucru afectează acuratețea cu care semnalul audio de intrare poate fi reprodus cu fiecare măsurătoare, proces numit cuantizare.

Creșterea nivelului acestor parametri are ca rezultat înregistrări digitale de calitate superioară, oferind o gamă dinamică mai mare. În același timp, reducerea adâncimii de biți în viitor poate duce la pierderea de informații și la apariția erorilor de cuantizare.

Cum funcționează dither

Imaginați-vă că ați capturat sunet la o calitate de 32 de biți sau 24 de biți, dar acum trebuie să îl exportați la o adâncime de biți mai mică. În acest caz, stația de lucru audio digitală (DAW) se va cuantifica din nou pe măsură ce creează fișierul final. Dar acum trebuie să lucreze cu un set semnificativ limitat de valori.

Ca rezultat, acest proces poate fi comparat cu rotunjirea numerelor în sus sau în jos, rotunjirea devenind mai grosieră pe măsură ce adâncimea biților scade. Acest lucru poate cauza erori de cuantizare și, în unele cazuri, poate duce la o distorsiune vizibilă a sunetului atunci când este redat prin difuzoare.

Ditheringul este cea mai mică dintre cele două greșeli

Aici dithering-ul își face magia. Prin introducerea multor variații aleatorii de zgomot pe parcursul înregistrării, ne permite să minimizăm efectele nedorite ale erorilor de cuantizare, făcându-le mai puțin perceptibile pentru ureche.

Prin „aleatoriu” înțelegem cu adevărat aleatoriu – imprevizibilitatea zgomotului în raport cu semnalul cuantificat îl face atât de eficient. Cantitatea potrivită de acest zgomot necorelat netezește marginile rotunjirii agresive, care altfel ar duce la o distorsiune mai vizibilă. Adăugarea chiar și a unui mic nivel constant de zgomot ajunge să fie percepută de urechile noastre ca fiind mai puțin deranjantă decât potențiala distorsiune din procesul de cuantificare fără dithering.

Dithering în procesarea imaginilor

Dacă vi se pare că dither-ul este dificil de înțeles, aruncați o privire asupra aplicației sale în vizualizare. Acest articol Lifewire despre ditheringul imaginii demonstrează modul în care acest proces poate produce tranziții de gradient mai fine. Un strat subțire de zgomot distribuit uniform în întreaga imagine atenuează eficient diferențele dure dintre zonele luminoase și cele întunecate.

Când să dither sunetul

Ca regulă generală, dithering-ul este recomandat ori de câte ori sunetul este redat într-un format cu adâncime de biți mai mică (de exemplu, la conversia de la 32 de biți la 24 de biți sau de la 24 de biți la 16 de biți). În contextul exportului audio într-un format de biți înalți, cum ar fi 32 de biți, dithering-ul nu este de obicei necesară, deoarece nu există o pierdere semnificativă de date în acest proces.

Dacă vorbim despre un mix final sau un pre-master destinat masterizării profesionale, în multe cazuri dither-ul poate fi omis. Acest lucru se datorează faptului că inginerii de masterat pot alege să facă ei înșiși ditheringul în funcție de specificul produsului final. Este important în astfel de situații să comunicați cu un inginer pentru a clarifica toate detaliile și dorințele referitoare la dithering.

În cele din urmă, dithering-ul nu este recomandat la conversia în formate audio comprimate, cum ar fi .mp3 sau AAC, deoarece aceste formate introduc propriile distorsiuni pe care ditheringul nu le poate corecta.

Concluzie: Ce este dithering-ul în audio?

În timp ce conceptul de dither poate părea controversat și adesea nu este pe deplin înțeles, această tehnică de export audio, care utilizează zgomotul pentru a reduce efectele dăunătoare ale erorilor de cuantizare, joacă un rol important în procesarea audio. Întrebarea dacă dithering-ul este necesar nu are un răspuns universal și depinde de obiectivele și așteptările tale de la proces.

În plus, s-ar putea să vă confruntați cu o alegere de tip dither. Varietatea de opțiuni disponibile oferă diferite metode de a adăuga zgomot, afectând sunetul final al lucrării dvs. la un nivel surprinzător de subtil. Dacă nu aveți încă experiență în a auzi diferențele, nu ezitați să experimentați cu diferite tipuri de dither pentru a găsi cea mai potrivită pentru compoziția dvs.

Sperăm că acest ghid vă va ajuta să înțelegeți mai bine esența dithering-ului, mecanismele și principiile sale de aplicare în creativitatea dumneavoastră.