High Definition Aufnahmen - Eine andere Betrachtungsweise

[Weyoun]

@Mirko
Prinzipiell hast du ja recht und beim Einsatz von Nubert-LS stellt sich Frage erst gar nicht, weil hier ja bei spätestens 24 kHz "Feierabend" ist.

Wobei im Artikel ja steht, dass de facto bei der CD auch die 120 db erreicht werden können. Aber ich frage mich ohnehin, wie das funktionieren soll, schon die 98? Das würde ja dann quasi heißen, ich müsste die Anlage voll aufdrehen, um die leisesten Passagen eine Aufnahme gerade noch zu hören - und an den lauten Stellen fliegt mir dann die Pauke und das Blech in Düsenjet-Lautstärke um die Ohren. Sobald ich aber nicht voll aufdrehe, verpasse ich die leisen Passagen. Ich würde mal stark vermuten, dass z.B. klassische Aufnahmen, die eine solche Dynamik erreichen, in jedem Fall komprimiert werden!?

Wie kommst du auf 120 dB? Die CD schafft technisch 98 dB (rein von der Berechnung her bei 16 Bit Auflösung). In der Realität werden aber "nur" 96 dB genutzt, genauso wie es eine "Beschneidung" des Frequenzbereiches von 5 Hz bis 20 kHz gibt (bei 44,1 kHz Samplingfrequenz wären 0 Hz bis 22,05 kHz möglich).
Und du musst die Anlage bei 96 dB Dynamik NICHT zwangsläufig voll aufdrehen, um den leisesten Ton zu hören! Je nach Wirkungsgrad des Lautsprechers (Nubert ist hier leider nicht als Referenz anzusehen) und der Ausprägung deines Gehöhrs kann man die leisestmögliche Passage eines Musikstückes ("0001Hex") bereits bei der Stellung des Volume-Reglers von unter "-10dB" aus dem Grundrauschen heraushören. Und der lautestmögliche Pegel ("ffffHex") unter Beibehaltung der vollen Dynamik ist dann eben auch in dieser Volume-Stellung hörbar (wenn auch sehr laut). Da es aber auch Menschen gibt, die in der Lage sind, die 65.536 unterschieldichen Lautstärkepegel auch bei niedrigerem Maximalpegel voneinander zu unterscheiden, braucht nicht jeder die 96 dB Differenz an akkustischem Schalldruck, um die 96 dB CD-Dynamik zu hören. Jeder Mensch ist eben anders.

LG,
Martin

[g.vogt]

...Und du musst die Anlage bei 96 dB Dynamik NICHT zwangsläufig voll aufdrehen, um den leisesten Ton zu hören! Je nach Wirkungsgrad des Lautsprechers (Nubert ist hier leider nicht als Referenz anzusehen) und der Ausprägung deines Gehöhrs kann man die leisestmögliche Passage eines Musikstückes ("0001Hex") bereits bei der Stellung des Volume-Reglers von unter "-10dB" aus dem Grundrauschen heraushören. Und der lautestmögliche Pegel ("ffffHex") unter Beibehaltung der vollen Dynamik ist dann eben auch in dieser Volume-Stellung hörbar (wenn auch sehr laut)...

Aber vergisst du in deiner Rechnung nicht die Umgebungsgeräusche? Ich meine gar nicht einmal die mobile Situation auf der Straße, aber Heizungsrauschen und Kühlschrankbrummen, gelegentliches Autorumpeln auf der Nebenstraße sind hier im Wohnzimmer meine regelmäßigen Begleiter und addieren sich zu einem Bodensatz von 30-35dB. Da muss ja das Pianissimo erst mal drüberkommen.

[Weyoun]

Hast ja recht, Gerald!
Ich vergaß: Es hat ja nicht jeder ein Heimkino im Keller, wo kein Straßenlärm hingelangen kann.
Wobei die Heizung (zumindest unsere) nach einem Entflüften quasi nicht mehr hörbar ist. Das einzige, was man noch minimal hört, ist der Gas-Brenner, der das Wasser für Heizung und Nutzwasser erhitzt. So würde ich mein "Grundrauschen" eher bei um die 20 dB ansiedeln (ohne es je gemessen zu haben). Da ich nun aber mal Nubert-Boxen habe (kein optimaler Wirkungsgrad), drehe ich bei leisen pianissmo-Passagen (pp) schon mal etwas höher als "-10dB" und bei piano pianissimo (ppp) im Extremfall auch schon mal auf "0dB". Höher war jedoch noch nie notwendig (bei kräftigem Vorstufensignal braucht man keine "+18dB").

Wobei es wohl zwei Extreme geben soll, bei dem wohl sogar ich (kurzzeitig) den "Maximalpegel" einstellen würde:
1) Peter Tschaikowski mit 6 fach piano an der leisesten und 5 fach forte an der lautesten Stelle
2) György Ligeti mit 8 fach piano und forte
Das ist aber deutlich über dem Niveau des CD-Standards (allein die instrumentale Umsetzung ist äußerst schwieirg), da braucht man schon eine DVD-A, SACD oder eine Musik-BluRay, um die Dynamikm noch in einem Stück darzustellen.

LG,
Martin

[horch!]

Hallo Martin,

Wie kommst du auf 120 dB?

Aus dem Artikel:

Code: Alles auswählen

Thus, 16 bit audio can go considerably deeper than 96dB. With use of shaped dither, which moves quantization noise energy into frequencies where it's harder to hear, the effective dynamic range of 16 bit audio reaches 120dB in practice [13], more than fifteen times deeper than the 96dB claim.

120dB is greater than the difference between a mosquito somewhere in the same room and a jackhammer a foot away.... or the difference between a deserted 'soundproof' room and a sound loud enough to cause hearing damage in seconds.

16 bits is enough to store all we can hear, and will be enough forever.

bereits bei der Stellung des Volume-Reglers von unter "-10dB"

Bereits? -10db ist für mich quasi so gut wie fast voll aufgedreht Diese Stellung hat mein Verstärker noch nie erlebt, über -40db komme ich kaum hinaus - reicht mir

Edit:

Das ist aber deutlich über dem Niveau des CD-Standards (allein die instrumentale Umsetzung ist äußerst schwieirg), da braucht man schon eine DVD-A, SACD oder eine Musik-BluRay, um die Dynamikm noch in einem Stück darzustellen.

Das würde der Autor des Artikels wahrscheinlich bestreiten; mir fehlt das vertiefte Verständnis, um das zu beurteilen.

Grüße,
Mirko

[Weyoun]

Hallo Martin,

Wie kommst du auf 120 dB?

Aus dem Artikel:

Code: Alles auswählen

Thus, 16 bit audio can go considerably deeper than 96dB. With use of shaped dither, which moves quantization noise energy into frequencies where it's harder to hear, the effective dynamic range of 16 bit audio reaches 120dB in practice [13], more than fifteen times deeper than the 96dB claim.

120dB is greater than the difference between a mosquito somewhere in the same room and a jackhammer a foot away.... or the difference between a deserted 'soundproof' room and a sound loud enough to cause hearing damage in seconds.

16 bits is enough to store all we can hear, and will be enough forever.

16 Bit ergibt 96 dB, 20 Bit ergibt 120 dB und 24 Bit ergibt 144 dB.
Hier mal eine Formel, wie anhand der Bitauflösung die Dynamik eines Audio-Mediums berechnen kann (kannste mir schon glauben, ich habe Nachrichtentechnik studiert): Dynamik = 20*log((2^N-1)*LSB/1*LSB) => mit LSB ist die Spannung der Vorstufe des kleinsten abzubildenden Wertes gemeint (also die Spannung des Bitwertes "0001Hex" in µV) => Bei 16 Bit kommen da genau 20*log(65.535) = 96,329 dB heraus!

Wie der Autor auf 120 dB bei CD kommt? Vermutlich durch eine NICHTLINEARE Kennline beim Abtasten, doch das hat dann nix mehr mit PCM zu tun!

bereits bei der Stellung des Volume-Reglers von unter "-10dB"

Bereits? -10db ist für mich quasi so gut wie fast voll aufgedreht Diese Stellung hat mein Verstärker noch nie erlebt, über -40db komme ich kaum hinaus - reicht mir

Bei -40dB und Nubert-LS reizt du dynamikmäßig tatsächlich nicht das Skeptrum einer CD aus. Da kannst du piano pianissimo (ppp) schon nur noch äußerst schwieirg wahrnehmen, pppppp oder gar pppppppp dann überhaupt nicht mehr.

LG,
Martin

[horch!]

16 Bit ergibt 96 dB, 20 Bit ergibt 120 dB und 24 Bit ergibt 144 dB.
Hier mal eine Formel, wie anhand der Bitauflösung die Dynamik eines Audio-Mediums berechnen kann (kannste mir schon glauben, ich habe Nachrichtentechnik studiert): Dynamik = 20*log((2^N-1)*LSB/1*LSB) => mit LSB ist die Spannung der Vorstufe des kleinsten abzubildenden Wertes gemeint (also die Spannung des Bitwertes "0001Hex" in µV) => Bei 16 Bit kommen da genau 20*log(65.535) = 96,329 dB heraus!

Wie der Autor auf 120 dB bei CD kommt? Vermutlich durch eine NICHTLINEARE Kennline beim Abtasten, doch das hat dann nix mehr mit PCM zu tun!

Tja, da stehen jetzt ganz klar zwei Aussagen gegeneinander

Im Artikel ist eine Kurve eines -105db Tones abgebildet, mit der Bildunterschrift (Hervorhebung von mir) : "Spectral analysis of a -105dB tone encoded as 16 bit / 48kHz PCM. 16 bit PCM is clearly deeper than 96dB, else a -105dB tone could not be represented, nor would it be audible."

Auch sagt er ganz klar, dass Signale encodiert werden können, deren Peak weniger als eine Bit beträgt.

Könnte der Widerspruch damit zusammenhängen: Du definierst Dynamik rein auf der Ebene der Spannung; deine dB sind also Spannungsverhältnisse, und zwar Verhältnisse zwischen einzelnen Samples. Deine 96dB sind das Verhältnis zwischen einem Sample mit 0001hex und einem mit ffffhex, richtig?

Der Artikelautor bezieht sich aber eher auf den Schalldruck und was das Ohr daraus macht? Was macht z.B. das Ohr aus 9 Samples von denen drei 0001hex haben, der Rest 0? Was entsteht daraus für ein messbarer Schalldruck?

Nur so eine Idee... ich kann mir nicht vorstellen, dass der Typ einfach Blödsinn redet...

[Weyoun]

Ganz klare Antwort: Ich habe keine Ahnung, wie der Autor das gemeint haben könnte.
Allein schon der "-105dB-Ton" -105dB bezogen auf was? Schallpegel, Schalldruck, Spannungslevel, Leistungslevel???
Bezogen auf den Spannungspegel der Vorstufe wäre -105 dB nicht mehr messbar (0dBµV entsprechen 1µV und -105 dBµV dementsprechend ca. 5,5 pV (pico Volt = 10^-12 Volt!!!)
Auch ein Schalldruck von -105 dB wäre nicht mehr messbar.
Mit "-105 dB" könnte aber auch gemeint sein, dass bezogen vom Maximalpegel eine Differenz von 105 dB vorliegt (also der Ton-Pegel ca. den 180.000-sten Teil des Maximalpegels hat).

LG,
Martin

[Primius]

"shaped dither" ist ein Rundungsverfahren, was den Rundungsfehler über die Frequenz nicht gleich verteilt, sondern (meistens) zu den höheren Frequenzen hin verschiebt.
Die 120dB bei 16bit gilt also nicht für die hohen Frequenzen, dort ist es sogar weniger als die 96dB, die man bei einer gleichmäßigen verteilung erreichen würde. deswegen steht im Artikel auch "effektiv/gefühlte" 120dB, weil es in dem Frequenzbereich den man gut wahrnehmen kann, weniger rauscht.

[StefanB]

Wenn also z.B. gleichzeitig eine 2-te oder 3-te Oberwelle einer Violine mit 50 kHz mit einer 5-ten Oberwelle einer Gitarre mit 45 kHz "aufeinandertrifft", dann kann man die Differenz von 5 kHz hören, und zwar genau im 5 kHz Bereich. Es findet also eine "Transformation" in einen niederigeren Frequenzbereich statt.

Jetzt brauchen wir nur noch Mikrofone, die 20kHz-50kHz linear verarbeiten...

Lassen wir also die Geige und die Gitarre zusammen in einem Raum spielen, dann kann z.B. ein Neumann-Mikro der KLM Reihe oder zwei AKG C1000 das aufzeichen. 5kHz packen die...gerade so...

Stefan

[nubi2011]

Wenn also z.B. gleichzeitig eine 2-te oder 3-te Oberwelle einer Violine mit 50 kHz mit einer 5-ten Oberwelle einer Gitarre mit 45 kHz "aufeinandertrifft", dann kann man die Differenz von 5 kHz hören, und zwar genau im 5 kHz Bereich. Es findet also eine "Transformation" in einen niederigeren Frequenzbereich statt.

Jetzt brauchen wir nur noch Mikrofone, die 20kHz-50kHz linear verarbeiten...

Lassen wir also die Geige und die Gitarre zusammen in einem Raum spielen, dann kann z.B. ein Neumann-Mikro der KLM Reihe oder zwei AKG C1000 das aufzeichen. 5kHz packen die...gerade so...

Stefan

Wobei für diesen Aufbau eher an Sennheiser MD 441 U denken würde.