32-Bit-Gleitkomma-Aufnahmen haben unbegrenzten Headroom und können nicht unbeabsichtigt verzerrt werden, nachdem das Audiosignal die A/D-Wandlung durchlaufen hat. Durch die Anwendung mathematischer Dezimal- und Exponentialwerte, um einen unglaublichen Dynamikbereich von 1528 dB zu erzeugen, stellt sich die Frage: Wenn die Gleitkomma-Mathematik Spitzenverzerrungen, eine der größten Geißeln bei der Aufnahme, praktisch eliminiert, warum nutzen wir sie dann nicht alle?
Vorteile der Fließkomma-Audioaufnahme:
- Unbegrenzter Headroom liefert Spitzen-Audiosignale, die 100 dB über dem herkömmlichen Vollausschlag oder 0 dBFS liegen. Mit dieser Fähigkeit kann jemand einen Vulkanausbruch von innen aufzeichnen und mit brauchbaren Dateien zurückkommen, solange seine Ausrüstung nicht schmilzt (was wahrscheinlich der Fall sein wird).
- Längere Wortlänge als 16 oder 24 Bit, daher noch geringeres Rauschen als herkömmliche Audiodateiformate und herkömmliche Aufnahmemedien wie Blu-ray, CD, Laserdisc, RDAT usw.
- Eliminiert die Notwendigkeit von Peak-Limitern in Field-Recordern, die eine Art „32-Bit-Gleitkomma“-Codierungsschema verwenden (beachten Sie die Anführungszeichen hier. Mehr dazu später in diesem Artikel).
- Macht die Signalverarbeitung in einer DAW oder einer anderen Software „schmerzlos“, da Clipping kein Problem mehr darstellt.
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Probleme im Zusammenhang mit 32-Bit-Gleitkomma:
- Für Dateien mit einer Wortlänge von 32 Bit wird deutlich mehr Speicherplatz benötigt als für 24- oder 16-Bit-Dateien.
- Bei der Aufnahme im 32-Bit-Fließkommamodus müssen alle Produzenten, Redakteure und Mixer, die die Dateien verwenden, im 32-Bit-Fließkommamodus bleiben, da sonst die Gefahr einer Verzerrung des Tons besteht.
- Es gibt mehrere Anforderungen für die Datei- oder physische Übermittlung, wenn 32-Bit-Gleitkomma-Audio akzeptiert wird.
- Obwohl es möglich ist, den Ton viel lauter als 0 dBFS zu drucken, kann es durchaus zu Clipping an der Hardware-D/A-Ausgangsstufe (oder anderen Stufen des Hardware-Ausgangspfads unserer Audio-Interfaces) kommen und sogar zu Verzerrungen und Clipping bei Lautsprechern und Kopfhörern führen oder sich so weit verzerren, dass sie bei der Wiedergabe der lautesten Inhalte physisch beschädigt werden.
Was ist Gleitkomma?
Die meisten modernen digitalen Audio-Workstations (DAWs) verwenden in ihrer Mixer-Architektur eine Art Gleitkomma-Mathematik, um eine interne Einschränkung zu mildern. Pro Tools verfügt beispielsweise über einen internen 64-Bit-Gleitkomma-Mixer, was bedeutet, dass der Benutzer während der Arbeit Pegel über 0 dBFS erhöhen kann und sich dennoch auf eine saubere endgültige Audiodatei verlassen kann (vorausgesetzt, dass zuvor am Master-Fader eine Art Spitzenbegrenzung aktiviert wurde). Drucken/Exportieren). Wenn Sie also eine DAW verwenden, die in den letzten 10 Jahren veröffentlicht wurde, ist die Wahrscheinlichkeit groß, dass Sie bereits Gleitkomma-Mathematik verwenden, da moderne Workstations diese Mischstrategie verwenden.
Für diejenigen unter uns, die die iZotope RX-Software verwenden: Das RX-Ökosystem besteht vollständig aus 32-Bit-Gleitkommazahlen. Ganz gleich, ob Sie Audiodaten von Ihrer DAW zum und vom RX senden oder Dateien auf Ihrem Desktop bearbeiten, Sie profitieren auf jeden Fall von der 32-Bit-Gleitkommaberechnung in der Software.
Unserer Meinung nach liegt der größte Vorteil von 32-Bit-Gleitkomma-Audio während der Aufnahme, insbesondere in einem Bereich, in dem es viele potenzielle Probleme bei der Erfassung eines sauberen Signals gibt und nur eine Chance besteht, das Geschehen in Echtzeit aufzuzeichnen.
Wir haben uns vor einigen Monaten einen Sound Devices MixPre-6 II gekauft, um Interviews aufzunehmen, da wir dessen internen Timecode-Generator auch zur Erstellung eines Tageszeitbezugs nutzen wollten. Wir hatten noch nie im 32-Bit-Gleitkommaformat aufgenommen und waren mehr als begeistert, als wir feststellten, dass die Peak-Limiter des MixPre-6 II bei dieser Auflösung nicht aktiviert werden konnten. Laut Sound Devices gibt es bei dieser Auflösung keinen Grund, einen Begrenzer zu verwenden. Tatsächlich brechen sie in diesem Artikel 32-Bit-Gleitkommadateien recht gut, was auf subtile Weise dazu beiträgt, gegen die Schreibzeitbegrenzung zu argumentieren.
Nachdem wir unser erstes Interview mit dem MixPre-6 II aufgenommen und mit nach Hause genommen hatten, übertrugen wir das gesamte aufgenommene Audio in 32-Bit in eine Gleitkomma-Pro Tools-Sitzung und stimmten es mithilfe des integrierten Timecodes auf die Tageszeit ab, die die Kunden verwendeten um Notizen zu machen (dank der App Wingman von Sound Devices). Als wir die Bänder überprüften, stellten wir fest, dass unser Interviewer nie einen Spitzenwert über 0 dBFS hatte, aber die Versuchsperson lachte plötzlich mehrmals und stieg auf +11! Wir konnten dieses Lachen einfach ausschalten und es war so klar wie jedes andere Geräusch. Nachdem wir einige Spitzen ausgeglichen hatten, exportierten wir die .wav-Dateien mit 48 kHz und 24 Bit und stellten sicher, dass alles sauber blieb, da jetzt alles unter 0 dB im Vollausschlag lag.
— Siehe auch: Klassische Konsolenvorverstärker der 500er-Serie —
Dieser Pro Tools-Ausrichtungsschritt ist für die meisten Audio-Experten ein zusätzlicher Schritt und kann durchaus die unbeabsichtigten Folgen haben, dass einige der eingebetteten Audio-Metadaten entfernt werden. Durch den Export von Fixed-Integer-Dateien und sogar MP3s konnten unsere Kunden bei der Bearbeitung ihrer Arbeit mit sehr sauberen 48-kHz-24-Bit-.wav-Dateien arbeiten. Es ist perfekt!
Nach mehreren erfolgreichen Exkursionen entschieden wir uns, die benötigten Studiointerviews im 32-Bit-Gleitkommaformat aufzuzeichnen. Wir haben über unsere alte 24-Bit-HD-OMNI-Schnittstelle direkt in Pro Tools aufgenommen, anstatt den MixPre-6 II zu verwenden, da wir mehr Ausgabepfade als dieses Gerät benötigten. Um hier mehr Headroom für die Aufnahme zu schaffen, haben wir unsere DAW etwa 6–8 dB tiefer eingegeben, als wir konnten, und das AVID Channel Strip Plug-in auf den Auxiliary Tracks verwendet, die zu den Audio Track Inputs geroutet wurden, um die Verstärkung auf 6 dB zu erhöhen. Am Ende hatten wir ein paar laute Spitzen (+4, +5 über 0 dBFS), aber als wir sie herunterdrehten, waren sie so sauber wie alles andere. Das liegt daran, dass der Mixer ein 64-Bit-Gleitkommasystem war. Nachdem unser Ton also durch die 24-Bit-Fixed-Integer-Hardware-Mikrofonvorverstärker und A/D-Wandler und in die Pro Tools-Software gelaufen war, konnten wir die Szene ungestraft erfassen und anpassen . Wortlänge des Felddatensatzes, wobei alles in diesem Projekt im 32-Bit-Gleitkommaformat gespeichert wird.
Wie funktionieren Konverter im 32-Bit-Format?
Es fühlte sich an, als würde die 32-Bit-Gleitkommaberechnung wahrscheinlich irgendwo in oder nach der A/D-Wandlung zwischen der Aufnahme vor dem Mikrofon und der endgültigen Aufnahme stattfinden. Nachdem wir diesen Artikel auf ihrer Website gelesen hatten, kontaktierten wir Sound Devices bezüglich ihrer Ausrüstung und insbesondere des A/D-Wandlungsprozesses; In diesem Fall wird der analoge Ton, der in den analogen Mikrofonvorverstärker gelangt, von einem analogen Signal in ein digitales Signal umgewandelt. Das haben sie gesagt:
„Wir haben eine Methode zur Kombination mehrerer 32-Bit-Festkomma-A/D-Wandler patentiert, um den Dynamikbereich zu erhöhen, der für jedes Mikrofon erforderlich ist, das Sie für die Aufnahme mit der MixPre II-Serie verwenden möchten. (Wir nennen es einen mehrstufigen Konverter, weil wir uns nicht auf einen einzelnen Konverter verlassen.)
Mehrere Konverter, die zur Interpretation des analogen Eingangssignals verwendet werden, führen letztlich zu 32-Bit-Gleitkommazahlen in gedruckten Dateien. Cool, also sind mehrere separate ADCs erforderlich, um genügend Informationen zu analysieren, um einen Gleitkomma-Datensatz zu bilden. Auf jeden Fall ist der Klang, den ihr Produkt wiedergibt, kristallklar.
Tests
Diese 32-Bit-Dateien sind viel größer als die normalen 48-kHz-24-Bit-WAV-Dateien, mit denen wir bei der Audio-Nachbearbeitung arbeiten. Der Unterschied zwischen 24-Bit und 32-Bit erhöht die Gesamtgröße um 33 %, und wenn Sie die Abtastrate beispielsweise von 48 kHz auf 96 kHz verdoppeln, werden auch mehr Daten gepackt.
Da es im Kopf schwer zu berechnen ist, haben wir eine unserer 15-minütigen Mono-Mikrofonaufnahmen genommen und sie in verschiedene typische Audiodatei-Abtastraten und Bittiefen konvertiert, damit Sie es selbst sehen können.
Die CD-Qualität beträgt weniger als ein Viertel der Größe einer 32-Bit-96-kHz-Gleitkommadatei. Selbst die typischen 48-kHz-24-Bit-Dateien, die wir an Kunden senden, sehen etwa 60 % kleiner aus. Es ist leicht zu erkennen, dass die physische Speicherkapazität bei 96 kHz mit 32-Bit-Gleitkomma schnell verschwindet. Bei einem kürzlich durchgeführten Auftrag sind wir auf Probleme mit der Google Drive-Lautstärke gestoßen. Dies geschah, nachdem wir die Dateien in 48 kHz, 24 Bit konvertiert hatten! Am Ende haben wir alles in unserer eigenen Dropbox gehostet und Überwachungs-MP3-Mixdateien erstellt, um diese Einschränkungen zu mildern. Wir haben die ursprünglichen 96-kHz-32-Bit-Gleitkommadateien zum Bearbeiten und Mischen behalten.
Die Dateigröße ist also ein Problem.
Ein weiteres Problem hängt mit dem internen Arbeitsablauf zusammen. Programme wie Adobe Audition verwenden beim Erstellen einer neuen Sitzung standardmäßig 32-Bit-Gleitkommazahlen, sodass Audition als Workflow vom Rekorder zum Editor ziemlich einfach mit meinem MixPre-6 II funktioniert. Es handelt sich um ein Audioprogramm, und wir wissen, wie wir Audioprobleme beheben können, wenn wir sie hören. Daher ist es nicht notwendig, dass unser System standardmäßig 32-Bit-Gleitkomma verwendet. Dies ist jedoch bei Videoeditoren nicht immer der Fall.
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Jeder 24-Bit- oder 16-Bit-Editor kann zu Verzerrungen führen, wenn Gleitkomma-Audiodaten von einem Rekorder mit einer festen ganzzahligen Abtastrate importiert werden. Das passiert, wie uns ein Freund erklärte, sehr oft. Wir Audio-Leute können alle Audionotizen, E-Mail-Gespräche und nützlichen Telefonanrufe haben, und wenn ein Operator dennoch kein 32-Bit-Gleitkomma in seinem Workflow verwenden kann, werden „Probleme“ auftreten.
Wir können ein Beispiel dafür geben, dass dies nur zwischen Pro Tools und RX geschieht. Wir überließen die Bearbeitung des Dialogs den Redakteuren und er kam abgeschnitten zurück, weil in Pro Tools zu viel Clip-Gain angewendet wurde (Spitzen über 0 dBFS). Das Audio wurde zur Rauschunterdrückung dort, wo die Spitzen vorhanden waren, an 32-Bit-Gleitkomma-RX gesendet keine Werte und dann mit einer festen 24-Bit-Ganzzahl an die Pro Tools-Sitzung zurückgesendet. Beim Rendern des Audios von RX auf die 24-Bit-Pro Tools-Timeline wurde eine Clipping-Verzerrung eingebaut. Der Redakteur entfernte das Rauschen, fügte jedoch Verzerrungen hinzu, die seine gesamte Arbeit unbrauchbar machten. Auch das hören wir oft, sogar in Streaming-Programmen. iZotope sollte unbedingt darüber nachdenken, neben der Schaltfläche „Zurücksenden“ oberhalb des Spektrogramms einen Spitzenwertbegrenzer zu verwenden. Waves hat dies mit seinen Plugins Clarity Vx Pro und Clarity De-Reverb Pro geschickt umgesetzt.
Da wir das endgültige Audio nie in einer 32-Bit-Gleitkomma-Auflösung rendern, müssen wir immer eine Art Reduzierung der Bittiefe auf entweder 24-Bit oder 16-Bit anwenden. Um vom 32-Bit-Gleitkomma zum 24-Bit-Gleitkomma zu wechseln, wenden wir immer eine Spitzengrenze an; Zeitlich und aufwandsmäßig spielt das keine große Rolle, aber es ist absolut notwendig, Teil des Workflows zu sein. Dies schließt das einfache Speichern einer 32-Bit-Gleitkomma-Pro Tools-Sitzung als 24-Bit-Kopie so gut wie aus, es sei denn, die Spitzenreduzierung erfolgt zuerst in der 32-Bit-Gleitkomma-Sitzung.
Wie Sie 32-Bit-Floats für sich arbeiten lassen
Gleitkomma-Mathematik eignet sich hervorragend für die Audioaufnahme und stellt sicher, dass etwaige Spitzen gezähmt werden können, ohne sich Gedanken über Verzerrungen machen zu müssen. Es eignet sich auch hervorragend für die interne Audiomanipulation innerhalb der Software. Das Risiko entsteht bei der Ausgabe auf Monitoren und Verstärkern, beim Export in feste Ganzzahldateien und bei der Übertragung von Aufnahmen an jemanden, der nicht mit 32-Bit-Gleitkomma arbeitet.
Also, was ist der Punkt?
32-Bit-Gleitkomma-Audio ist der beste Ausgangspunkt für jede Aufnahme. Es ist rein und frei von Klammern, wie es ein festes Ganzes niemals sein kann. Wenn Sie mit Audio im 32-Bit-Gleitkommaformat arbeiten, können Sie alle Arten von Effekten und Verstärkungen ohne Clipping-Probleme anwenden.
Damit 32-Bit-Gleitkomma-Audio für Sie funktioniert, nehmen Sie Ihre Sounds in dieser erstaunlichen Auflösung auf, bearbeiten und mischen Sie sie mit etwas Verstärkungsreduzierung oder Spitzenbegrenzern, die auf alles über 0 dBFS angewendet werden, und Sie werden enorme klangliche Vorteile erzielen. Wenn Sie Audiositzungen oder Sounddateien mit jemandem mit einer 24-Bit- oder 16-Bit-Ganzzahl austauschen, nehmen Sie sich ein paar Minuten Zeit, um diese Spitzen zu finden und sicherzustellen, dass sie unter Kontrolle sind, bevor Sie in eine niedrigere Bittiefe konvertieren.
Abschluss
Wir arbeiten mit einer 32-Bit-Gleitkommaauflösung, da diese Schutz vor plötzlichen lauten Geräuschen bietet. Das Aufnehmen vor Ort ist nicht unser Fachgebiet, daher ist dies für Anfänger oder Gelegenheits-Plattenlabels eine großartige Möglichkeit, mit dem Sammeln großartiger Aufnahmen zu beginnen und zu lernen, was für die Verstärkungsstruktur Ihrer Mikrofone und Kopfhörer funktioniert.
Nur weil ein Recorder 32-Bit-Gleitkommadateien aufzeichnet, heißt das nicht, dass Sie Mikrofonverzerrungen, Verzerrungen durch schlechte Kabel oder Funkstörungen oder Übersteuerungen aufgrund einer zu hohen Vorverstärkerverstärkung vor der A/D-Wandlungsstufe beheben können. Diese Dinge sind immer noch die Gremlins, mit denen wir alle jedes Mal kämpfen müssen, wenn wir eine Platte hören. 32-Bit-Gleitkomma-Recorder beseitigen einfach eine Reihe potenzieller Aufnahmeprobleme und ermöglichen maximale Flexibilität bei der Verstärkungskaskadierung innerhalb der DAW.
Im Studio und bei der Aufnahme von Soundeffekten können Sie mit der 32-Bit-Gleitkomma-Technologie Dinge aufzeichnen, für deren korrekte Aufnahme sonst mehrere Versuche erforderlich wären, sodass wir keine Gelegenheit oder einen besonderen Moment verpassen.
Wenn wir mit dem Aufzeichnen, Bearbeiten und Begrenzen von Spitzenwerten fertig sind, exportieren wir unsere Dateien gerne als 24-Bit, um Speicherplatz zu sparen. Bei unseren Soundeffekten müssen wir uns keine Sorgen darüber machen, 32-Bit-Gleitkommadatensätze auf feste 24-Bit-Ganzzahlen zu verkleinern, da diese bearbeitet und bereinigt wurden und unsere SFX-Festplatte so voll ist, dass wir den Speicherplatz verwalten müssen.
Aller Wahrscheinlichkeit nach verwenden Sie in Ihren Projekten schon seit Jahren Gleitkomma-Mathematik, ob Sie es wussten oder nicht. Mit der Zeit wird diese Mathematik Eingang in immer mehr unserer Geräte und Software finden. Tatsächlich geht es um das Fehlen von Beschränkungen für unsere Aufzeichnungen.
