32 bit float dla nagrywania i odtwarzania muzyki

 

Inwestycja w funkcję dyktafonu z 32 bitowym nagrywaniem zmiennoprzecinkowym jest lekko przesadzona na ilustracji marketingowej TASCAM. Nie chodzi chyba również o nagrywanie wokalu siedząc sobie na kanapie w pokoju z mało przyjazną do tego akustyką.  Na szczęście informacja tekstowa tego producenta jest konkretniejsza i nie zaszkodzi zacytować cały jej wstępny akapit.

Technologia cyfrowej rejestracji przebyła długą drogę. Na jej czele znajdziemy obecnie 32-bitowe rejestratory zmiennoprzecinkowe. Z punktu widzenia produkcji, przejście z nagrywania 16-bitowego na 24-bitowe miało duży wpływ na wierność i ogólną jakość dźwięku. Jednak po co nagrywać w 32 bitach float? Co to w ogóle jest 32-bitowe nagrywanie zmiennoprzecinkowe i czy naprawdę robi różnicę w porównaniu z nagrywaniem 24-bitowym? Przyjrzyjmy się, czym jest 32-bitowe nagrywanie zmiennoprzecinkowe, jak działa w praktyce i jakie korzyści odniosą z niego Twoje produkcje audio.

Tascam Portacapture X8 kosztuje dwa tysiące złotych i obsługuje 192 kHz / 32-bit float. Ma wbudowane mikrofony, ale są również wejścia dla zewnętrznych. Wejścia dla mikrofonu mają bardzo dobą wartość 0.006 % - całkowite zniekształcenia harmoniczne (THD+N, sinusoida 1 kHz, wejście −5 dBFS, pokrętło GAIN na minimum, 20 kHz SPCL LPF). Ta możliwość pozwala bardzo precyzyjnie zgrać sygnał nawet z najwyższej klasy gramofonów. Potrzebne są tylko jeszcze stosowne kabelki. Brak do tego filtrów dla korekcji RIAA jest tu największym atutem.

Można ją już zrobić z nagraniem cyfrowym, co pozwala ograniczyć do minimum przekłamania w analogowych filtrach. Temat został już wcześniej poruszony pt Cyfrowa korekcja RIAA dla nagrań z winylu

W PC obsługa 32 bitów istnieje od dawana. W edytorze GoldWave nawet opcja z IEEE 754. Nie zaszkodzi zacytować tu dodatkowo wyjaśnienia Wikipedii w haśle Rozdzielczość bitowa dźwięku:

Zapis w formie liczby całkowitej

Rozdzielczość bitowa (wraz z częstotliwością próbkowania, liczbą kanałów itd.) ma znaczący wpływ na jakość dźwięku – przy jej wzroście dokładniejsze staje się odwzorowanie sygnału analogowego. Związane jest to z liczbą możliwych poziomów wartości dyskretnych – każdy poziom wartości musi mieć odrębną kombinację bitową, np. przy rozdzielczości 2-bitowej powstają 4 możliwe wartości dyskretne o następujących zapisach binarnych: 00, 01, 10, 11. Wobec tego liczba poziomów rośnie wykładniczo w stosunku do rozdzielczości bitowe.

Zapis w formie liczby zmiennoprzecinkowej

Wiele formatów plików dźwiękowych oraz cyfrowych stacji roboczych zapisuje wartości amplitudy w próbkach przy pomocy liczby zmiennoprzecinkowej. Metoda ta jest stosowana np. przez format WAV i AIFF. W przeciwieństwie do liczb całkowitych, przy których wzorem jest pojedyncza seria bitów, liczba zmiennoprzecinkowa powstaje z osobnych wzorów bitowych, których matematyczna relacja tworzy wartość amplitudy. Najbardziej powszechnie stosowanym standardem reprezentacji binarnej jest IEEE 754, który powstaje z relacji trzech sekcji: bit znaku S (ang. sign) określający czy liczba jest dodatnia, czy ujemna, wykładnik oraz mantysa. Zapis liczby w standardzie IEEE 754 zajmuje 32 bity.

Zgrywanie bezpośrednio na PC winylu bez wcześniejszego skorygowania RIAA wymagało jeszcze dobrej klasy wzmacniacza mikrofonowego. W tym temacie jest tekst pt 10 tys za referencyjny przedwzmacniacz bez korekcji RIAA. Jest również test Estrada i Studio, gdzie podane jest: Przedwzmacniacze oferują 60-decybelowe wzmocnienie sygnału w paśmie od 10 Hz do 100 kHz, akceptując poziom wejściowy do +28 dBu (przy włączonym tłumiku 20 dB) przy szumie własnym EIN nie większym niż -129,4 dBu i deklarowanych zniekształceniach poniżej 0,00018%.

PC idealnie się sprawdza w roli współczesnego magnetofonu, by zgrać muzykę z winylu, czy strumieni z Internetu, a nawet z transmisji Digital Audio Broadcasting. Więcej w tym temacie jest pt Nowoczesna koncepcja magnetofonu z PC4uMusic

Taka precyzja działa teraz także przy odtwarzaniu nagrań z Windows Audio Session Application Programming Interface w AIMP, co zapewnia jeszcze lepszą jakość.

PC jako nowoczesny magnetofon przez dłuższy czas świetnie się sprawdzał w sopockiej kawiarence Zaścianek, by w poniedziałki wieczorem odtwarzać radiową audycję muzyczną, która nadawana jest w porze niedzielnego obiadu, ale tą inicjatywę brutalnie przewała pandemia.