Harva leidub neid, kes võtavad aega, et süveneda dithering’i teemasse.
Mul oleks raske neid selle eest süüdistada: tõepoolest, kuigi see on viimane etapp, mis toimub masterimise käigus, ei ole see kindlasti kõige põnevam.
Enamik meist lisab dithering’i, sest neile on öeldud, et nad peaksid seda tegema. Ja see on kõik.
Nii et kui olete juba selle lehe siiani lugenud, õnnitleme 🙂 — see tähendab, et olete tõeliselt motiveeritud rohkem teada saama.
Ja olge mureta, see artikkel ei ole tehniline väitekiri dithering’ist (selline asi eksisteerib), vaid lihtsalt piisavalt põhjalik ülevaade, et mõista, milleks see on ja kuidas seda kasutada.
Alustame…
Bitide resolutsiooni mõisted
Alustame sellest, kuidas digitaalne signaal välja näeb (see võib olla meeldetuletus mõnele teist).
Digitaalses universumis — näiteks teie arvutis ja DAW’is — koosneb helisignaal 0-dest ja 1-dest.
Seetõttu räägime “digitaalsest signaalist”, võrreldes füüsilise maailma analoogsignaalidega.
See tähendab, et kui võtame siinuslaadi kõvera nagu see:
ja suumime, saame midagi sellist:
Kas näete neid punkte?
Need on teie signaali näidised (samples inglise keeles).
Horisontaalne skaala vastab ajale, mis kulgeb. Iga sekundi jooksul on nii palju näidiseid kui signaali proovivõtufrekvents.
Näiteks CD-l on proovivõtt 44100 Hz: seega on 44100 näidist sekundis.
Vertikaalne skaala vastab näidiste väärtusele. Mida kõrgem on bitide resolutsioon, seda rohkem on võimalikke väärtusi.
Seega, mida suurem on signaali dünaamiline vahemik:
- 1 bit = 2 võimalikku väärtust, 0 või 1;
- 2 bitti = 4 võimalikku väärtust;
- 16 bitti = 65 536 võimalikku väärtust;
- 24 bitti = 16 777 216 võimalikku väärtust;
- jne.
Tegelikult ei pruugi erinevates meediumides olla sama resolutsioon.
Tüüpiliselt töötate oma DAW-s tõenäoliselt 24-bitiste salvestustega.
Aga teie efektid töötavad 64 bitiga.
Ja in fine, CD-d, mida te tootma hakkate, on 16 bitti.
Ja siin tekib probleem…
Bitide resolutsiooni vähendamine = probleem
Kujutage ette, et teil on lihtne signaal, mis on salvestatud 24 bitiga.
Näiteks 1 kHz siinuslaine.
Kui vaatame vastavat sagedusspektrit, näeme ilusat põhifrekventsi, mille taustamüra on äärmiselt madal (noise floor).
Siiani on kõik hästi.
Kujutage nüüd ette, et soovite selle signaali konverteerida 16 bitiks.
Selleks kärbime signaali, eemaldades vähem olulised bitid.
Probleem: tehes seda, genereerime seda, mida nimetatakse kvantimisvigadeks, mis väljenduvad:
- harmoonilise moonduse;
- lisanduva ja varieeruva amplituudiga taustamürana.
Kõik see käitub suhteliselt ettearvamatu sagedusjaotuse osas.
Kui vaatame meie 16 bitiseks konverteeritud salvestuse sagedusspektrit, saame seega midagi sellist:
Ei ole just suurepärane: moonutus on igal pool (vaadake näiteks 3 ja 5 kHz ilmnenud harmoonilisi) ja taustamüra ei ole sugugi ühtlane.
Seega on see kvantimise probleem, mida püüame lahendada dithering’iga.
Mis on dithering?
Kuna konverteerimisega seotud probleemide leevendamiseks, kasutame dithering’ut.
See koosneb signaali põhist pideva müra lisamisest väga madalal või isegi kuulmatul tasemel.
See müra on täiesti juhuslik, seega mitte korduv.
See võib näiteks välja näha selline:
Kindlasti võib see tunduda vastupidine, et lisada müra oma masterile: lõpuks, me püüame sageli saavutada võimalikult madalat taustamüra.
Kuid vaadake, mis juhtub, kui lisame selle ditheringi müra meie 16-bitise siinuslaine juurde:
Ülaltoodud graafikul:
- sinine kõver vastab meie 16-bitisele signaalile koos ditheringiga;
- ja allpool saate eristada oranži kõverat, mida me just nägime, ja mis vastab samale signaalile, kuid ilma ditheringita.
Nagu näete, dithering aitab kõrvaldada moonutusi, kuid vastutasuks saame muidugi kõrgema taustamüra.
Siiski on see taustamüra peaaegu kuulmatu: oleme alla -120 dBFS. Ja parem on omada pehmet ja ühtlast taustamüra kui taustamüra, mis on loodud resolutsiooni vähendamise kaudu, mis on palju vähem meeldiv kõrva jaoks.
Lõpuks tasub märkida, et ditheringi tase mõjutab loomulikult selle võimet parandada kvantimise probleeme täielikult või mitte.
Märkus: dithering võib isegi aidata taastada õige signaali, kui resolutsiooni vähendamine on äärmuslik.
Näiteks, ditheringiga on võimalik kuulda 24-bitist siinuslaine, mis on vähendatud 1 bitiks, samas kui muidu oleksime 100% moonutuses.
Kuidas muuta dithering vähem kuuldamiseks?
Vaikimisi on ditheringiga lisatud müra väga madalal tasemel.
Tavaliselt räägitakse tasemest, mis on madalam kui -100 dBFS.
Kuid keegi ei soovi oma masterile müra lisada.
Seetõttu on loodud mitmeid ditheringi algoritme, alates lihtsamatest kuni keerukamateni, et muuta efekt vähem kuuldamiseks, samal ajal maksimeerides selle efektiivsust.
Kui kuulame madala helitugevusega heli, oleme palju tundlikumad helide suhtes, ütleme, vahemikus 800 kuni 5000 Hz. Need on kuulsad Fletcheri ja Munsoni kõverad.
Lühidalt — lähtudes sellest füüsikalisest nähtusest, saame filtreerida ditheringi müra:
- kui soovime seda vähendada sagedusvahemikes, millele oleme tundlikumad;
- ja vastupidi, tugevdada seda sagedustes, mida me kuuleme vähem kergesti.
See annab meile näiteks sellise müra profiili:
Räägime “noise shaping” — teisisõnu müra filtreerimisest.
Nagu näete, on teatud piirkondades ditheringi müra oluline, samas kui teistes sagedusvahemikes on see palju madalam.
Tulemus: helitehniku või potentsiaalse kuulaja tajumise osas on dithering vähem kuuldamine, kuid see mängib endiselt oma rolli ja on isegi mõnel juhul tõhusam kui “tasane” dithering, nagu oleme näinud eelnevas lõigus.
Kuidas rakendada ditheringut masterimisel?
Nüüd, kui teate peaaegu kõike ditheringist, jääb küsimus, kuidas seda rakendada.
Määra järgi tuleb seda kasutada ainult üks kord iga pala kohta: kui teete lõpp-eksporti, vähendades bitide arvu.
Enamikus DAW-des saate kasutada eelnevalt integreeritud dithering’i tööriistu. Näiteks:
- Cubaseis saab dithering’it teha UV22HR plugina kaudu ;
- Ableton Liveis on dithering’i seaded saadaval eksportimise ajal (vt kõrval olevat pilti) ;
- sama Reaperis ja FL Studiois, valikute kaudu ;
- Pro Toolsis on dithering’i haldamiseks kaasatud pluginad ;
- jne.
Pärast seda, eriti kui soovite sügavamale minna ja erinevate algoritmidega katsetada, on teil võimalus suunata end kolmandate osapoolte pluginade poole.
Veidi üllatavalt ei ole turul siiski palju selliseid pluginasid.
Muidugi sisaldab tuntud iZotope Ozone selle ülesande jaoks väga võimsat moodulit :
Kuid kui soovite tõeliselt spetsialiseeritud tööriista, soovitan teil suunata end PSP X-Ditheri poole, mis on väga efektiivne ja lihtne kasutada :
Tegelikult, öeldes seda, piisavad teie DAW-sse integreeritud funktsioonid 99% juhtudest.
Kokkuvõtteks
Niisiis, nüüd teate, mis on dithering ja milleks see on vajalik.
Ärge unustage kahte kõige olulisemat punkti:
- kõigepealt, rakendage dithering’it ainult üks kord iga loo kohta
- ja ainult siis, kui vähendate bitide resolutsiooni.
Klõpsake siia, et jätkata minu artiklite lugemist masterimise kohta.