In der heutigen Welt des digitalen Audios gibt es viele Fachbegriffe, die auf den ersten Blick verwirrend erscheinen können. Eines davon ist Aliasing. Dies ist ein Phänomen, das die Qualität Ihrer Audioaufnahme oder Klangsynthese ernsthaft beeinträchtigen kann, insbesondere wenn Sie mit digitaler Verarbeitung, Plug-Ins oder Softwaresynthese arbeiten. Lassen Sie uns herausfinden, was es ist, woher Aliasing kommt und wie man es vermeiden kann.
Was ist Aliasing?
Alliacing ist eine Signalverzerrung, die auftritt, wenn die Abtastrate während der Umwandlung von analogem Audio in digitales Audio oder während der digitalen Signalverarbeitung nicht ausreicht. Einfach ausgedrückt geschieht dies, wenn hochfrequente Komponenten eines Tons als niederfrequente Komponenten „maskiert“ werden, wodurch falsche Frequenzen entstehen, die im Originalsignal eigentlich nicht vorhanden waren.
Das aus dem Englischen übersetzte Wort „Alias“ bedeutet „Pseudonym“, „anderer Name“. Im Audiokontext bedeutet dies, dass eine Frequenz „vorgibt“, eine andere zu sein. Es ist vergleichbar mit dem Moiré-Effekt bei Videos: Wenn das Muster für die Kamera zu klein ist, um es zu erkennen, erscheinen seltsame, flackernde Formen. Dasselbe passiert mit Ton, wenn bestimmte Regeln der digitalen Aufnahme nicht beachtet werden.
Warum tritt Aliasing auf?
Der Hauptgrund ist die Verletzung des Nyquist-Shannon-Theorems. Gemäß diesem Theorem muss die Abtastfrequenz doppelt so hoch sein wie die höchste Frequenz im Signal, um ein analoges Signal genau zu digitalisieren. Wenn Sie beispielsweise ein Signal mit Frequenzen bis zu 20 kHz (der oberen Grenze des menschlichen Hörvermögens) aufzeichnen, muss die Abtastfrequenz mindestens 40 kHz betragen. Aus diesem Grund beträgt die Standardfrequenz bei Audioaufnahmen 44,1 kHz. Wenn diese Regel nicht befolgt wird, beginnen Frequenzen, die die halbe Abtastfrequenz (Nyquist-Schwelle) überschreiten, nach unten zu „reflektieren“ und sich in falsche, unharmonische Klänge zu verwandeln.
Wie äußert sich Aliasing im Ohr?
Das Verknüpfen klingt nicht nach Lärm oder Klickgeräuschen. Dabei handelt es sich um eher unangenehme, verzerrte Obertöne, die unnatürlich klingen und die Audioqualität erheblich beeinträchtigen können. Bei Synthesizern und VST-Plugins äußert sich Aliasing am häufigsten in Form von „klingelnden“ Artefakten, insbesondere beim Spielen hoher Töne, bei der Verwendung von Verzerrung oder aggressiver Komprimierung.
Für das Ohr kann sich Aliasing folgendermaßen äußern:
- klingender, „metallischer“ Farbton;
- Heiserkeit und Rauheit in den Höhen;
- „Schmutz“ im Klang durch aufwendige Bearbeitung.
Wo kommt Aliasing am häufigsten vor?
In digitalen Synthesizern und Wellengeneratoren. Einige Synthesealgorithmen (z. B. Hard Sync, FM, Wavetable) neigen dazu, hochfrequente Harmonische zu erzeugen, die bei unzureichender Abtastfrequenz zu Aliasing führen. Bei Verwendung von Verzerrungs-/Overdrive-Effekten. Diese Effekte fügen Harmonische hinzu, die leicht über die Nyquist-Frequenz hinausgehen. Beim Resampling und der Lo-Fi-Verarbeitung. Wenn Audio ohne entsprechende Filter auf eine niedrigere Bitrate oder Abtastfrequenz „heruntergesampelt“ wird. Mit Bounce-in-Place und Offline-Rendering. Einige Plugins verwenden Oversampling in Echtzeit, können beim Rendern jedoch zu anderen Ergebnissen führen.
Wie gehe ich mit Aliasing um?
Es gibt mehrere Möglichkeiten, Aliasing zu vermeiden oder zu minimieren:
- Überabtastung. Dies ist eine der effektivsten Methoden. Das Plugin oder der Synthesizer „in sich“ erhöht die Abtastfrequenz mehrmals, führt eine Verarbeitung durch und bringt das Signal dann mithilfe eines Anti-Aliasing-Filters auf die ursprüngliche Frequenz zurück. Viele moderne Plugins (z. B. FabFilter, Serum, Vital) verfügen über Oversampling-Einstellungen – von 2x bis 16x und höher.
- Verwendung analoger Filter. Analoge oder virtuell analoge Tiefpassfilter können hochfrequente Harmonische abschneiden, bevor sie Aliasing verursachen.
- Arbeiten mit hohen Abtastraten. Wenn Ihr Projekt es zulässt, verwenden Sie 48, 88,2 oder sogar 96 kHz. Dadurch wird die Wahrscheinlichkeit von Aliasing während der Verarbeitung verringert.
- Auswahl hochwertiger VSTs und Effekte. Einige kostenlose oder veraltete Plugins berücksichtigen Aliasing nicht. Es ist besser, bewährte Tools zu verwenden, die das Vorhandensein von Oversampling- oder Anti-Aliasing-Algorithmen anzeigen.
— Siehe auch: IK Multimedia stellt T-RackS Lurssen Mastering EQ vor —
Allianzen als künstlerisches Mittel?
Interessante Tatsache: Einige Musiker und Produzenten setzen Aliasing bewusst als Effekt ein. Beispielsweise wird im Chiptune- oder Lo-Fi-Genre der Sound mit Artefakten als „Vintage“ und atmosphärisch wahrgenommen. Das Alliacing wird Teil des Sounds – rau, mechanisch, aber authentisch.
Alliacing ist nicht nur ein Fachbegriff, sondern ein echtes Problem, das die Klangqualität erheblich beeinträchtigen kann. Wenn Musiker, Sounddesigner und Ingenieure verstehen, wie es entsteht und wie man dagegen vorgeht, können sie einen klaren, professionellen Klang erzeugen. Wenn Sie in einer digitalen Umgebung arbeiten, überprüfen Sie unbedingt Ihre Abtastrate und Oversampling-Einstellungen – insbesondere bei Synthesizern und bei der Verwendung von Effekten, die Obertöne hinzufügen. Und denken Sie daran: Auch „technische“ Dinge wie Aliasing können Teil des kreativen Prozesses werden – wenn Sie wissen, wie Sie sie sinnvoll einsetzen.
