Rares er de som tar seg tid til å se nærmere på temaet dithering.
Jeg ville hatt vanskelig for å klandre dem: faktisk, selv om det er det siste trinnet i behandlingen som gjøres under mastering, er det klart ikke det mest spennende.
De fleste av oss legger til dithering fordi vi har blitt fortalt å gjøre det. Og det er alt.
Så hvis du allerede har lest denne siden til nå, gratulerer 🙂 — det betyr at du virkelig er motivert for å lære mer om emnet.
Og vær trygg, denne artikkelen vil ikke være en teknisk avhandling om dithering (det finnes), men bare en tilstrekkelig omfattende oversikt slik at du forstår hva det er til for og hvordan du bruker det.
La oss begynne…
Begrepet bitoppløsning
La oss begynne med å se på hvordan et digitalt signal ser ut (dette kan være en påminnelse for noen av dere).
I den digitale verden — altså den av din PC og DAW for eksempel — er et lydsignal sammensatt av 0 og 1.
Det er derfor vi snakker om “digitale signaler”, i motsetning til de analoge signalene i den fysiske verden.
Det betyr at hvis vi tar en sinuskurve som dette:
og zoomer inn, får vi noe som dette:
Ser du disse punktene?
Vel, det er prøvene (samples på engelsk) av signalet ditt.
Den horisontale aksen representerer tiden som går. Per sekund er det like mange prøver som samplingsfrekvensen til signalet.
For eksempel, på en CD er samplingen 44100 Hz: vi har dermed 44100 prøver per sekund.
Den vertikale aksen representerer verdien av prøvene. Jo høyere bitoppløsning, jo flere mulige verdier.
Så, jo større er det dynamiske området av signalet som kan representeres:
- 1 bit = 2 mulige verdier, 0 eller 1;
- 2 bits = 4 mulige verdier;
- 16 bits = 65 536 mulige verdier;
- 24 bits = 16 777 216 mulige verdier;
- osv.
Faktum er at avhengig av mediet, vil vi ikke finne den samme oppløsningen.
Typisk, i din DAW, behandler du sannsynligvis spor som er registrert i 24 bits.
Men effektene dine jobber i 64 bits.
Og in fine, CD-ene du skal produsere er i 16 bits.
Og der vil det oppstå et problem…
Reduksjon av bitoppløsning = problem
La oss forestille oss at du har et enkelt signal registrert i 24 bits.
For eksempel, en sinuskurve på 1 kHz.
Hvis vi ser på frekvenspektret som tilsvarer, finner vi en vakker grunnfrekvens med et ekstremt lavt bakgrunnsstøy (noise floor).
Så langt, så bra.
La oss nå forestille oss at du ønsker å konvertere dette signalet til 16 bits.
For å gjøre dette, vil vi for eksempel kutte signalet ved å fjerne de minst viktige bitene.
Problemet er at ved å gjøre dette, genererer vi det som kalles kvantiseringsfeil, som vil resultere i:
- harmonisk forvrengning;
- et ekstra bakgrunnsstøy med variabel amplitude.
Alt oppfører seg relativt uforutsigbart når det gjelder frekvensfordeling.
<pHvis vi ser på frekvenspektret til vår registrering konvertert til 16 bits, vil vi derfor få dette:
Ikke bra: forvrengningen er overalt (se på harmoniske som dukker opp ved 3 og 5 kHz for eksempel) og det er en bakgrunnsstøy som ikke er homogen i det hele tatt.
Det er derfor dette kvantiseringsproblemet vi skal prøve å håndtere med dithering.
Hva er dithering?
For å bøte på konverteringsproblemene knyttet til reduksjon av oppløsningen til en lydfil, bruker vi dithering.
Dette innebærer å legge til et kontinuerlig støy til det grunnleggende signalet på et veldig lavt nivå, til og med uhørbart.
Denne støyen har den spesielle egenskapen at den er helt tilfeldig, og dermed ikke repetitiv.
Den kan for eksempel se slik ut:
Visst, det kan virke motintuitivt å legge til støy til masteren din: tross alt, prøver man ofte å ha så lav bakgrunnsstøy som mulig.
Men se hva som skjer når vi legger til denne dithering-støyen til vår sinuskurve konvertert til 16 bit:
På grafen ovenfor:
- den blå kurven tilsvarer vårt signal konvertert til 16 bit med dithering;
- og under kan du skille den oransje kurven som vi så tidligere, og som tilsvarer det samme signalet konvertert men uten dithering.
Som du kan se, dithering fjerner forvrengningen, men til gjengjeld får vi selvfølgelig en høyere bakgrunnsstøy.
Når det er sagt, er denne bakgrunnsstøyen nesten uhørbar: vi er under -120 dBFS. Og det er bedre å ha en myk og homogen bakgrunnsstøy enn bakgrunnsstøyen som skapes av oppløsningreduksjon, som er mye mindre behagelig for øret.
Til slutt er det verdt å merke seg at nivået på dithering selvfølgelig påvirker dens evne til å korrigere hele eller deler av kvantiseringsproblemene.
Merk: dithering kan til og med hjelpe til med å gjenvinne et korrekt signal når oppløsningreduksjonen er ekstrem.
For eksempel, med dithering vil det være mulig å høre en sinuskurve redusert fra 24 bit til 1 bit, mens man ellers ville vært på 100% forvrengning.
Hvordan gjøre dithering mindre hørbar?
Som standard har støyen som legges til av dithering et veldig lavt nivå.
Typisk snakker vi om et nivå under -100 dBFS.
Imidlertid er det ingen som ønsker å legge til støy til masteren sin.
Som et resultat har et visst antall dithering-algoritmer, fra de enkleste til de mest komplekse, blitt utviklet for å gjøre effekten mindre hørbar samtidig som man maksimerer dens effektivitet.
Når man lytter til en lyd på lavt volum, er man mye mer følsom for lyder som ligger, la oss si, mellom 800 og 5000 Hz. Dette er de berømte Fletcher- og Munson-kurvene.
Kort sagt — basert på dette fysiske fenomenet, kan vi filtrere dithering-støyen:
- for å dempe den på frekvensbåndene vi er mer følsomme for;
- og derimot forsterke den på frekvenser vi hører mindre lett.
Dette gir oss for eksempel en støyprofil som dette:
Vi snakker om “noise shaping” — med andre ord filtrering av støy.
Som du kan se, er dithering-støyen betydelig i visse områder, mens den på andre frekvensbånd er mye svakere.
Resultat: i termer av oppfatning fra lydteknikeren eller potensielt lytteren, er dithering mindre hørbar, men den gjør fortsatt sin effekt og er til og med i noen tilfeller mer effektiv enn en “flat” dithering som vi har sett i forrige avsnitt.
Hvordan bruke dithering under mastering?
Nå som du vet alt eller nesten alt om dithering, gjenstår spørsmålet om hvordan man bruker det.
Per definisjon, skal det kun brukes én gang per låt: når du gjør den endelige eksporten ved å redusere antallet biter.
I de fleste DAW-er kan du bruke de innebygde dithering-verktøyene. Her er noen eksempler:
- i Cubase, kan dithering gjøres via UV22HR-pluginen;
- i Ableton Live, er dithering-innstillingene tilgjengelige ved eksport (se bildet til høyre);
- det samme gjelder for Reaper og FL Studio, via avkrysningsbokser;
- i Pro Tools, er det inkludert plugins for å håndtere dithering;
- osv.
Hvis du ønsker å gå dypere og eksperimentere med de forskjellige algoritmene, har du muligheten til å se mot plugins fra tredjepartsutviklere.
Overraskende nok finnes det imidlertid ikke så mange på markedet.
Selvfølgelig inkluderer den berømte iZotope Ozone en veldig kraftig modul for denne oppgaven:
Men hvis du ønsker et verktøy som er virkelig dedikert, anbefaler jeg å se mot PSP X-Dither, som er veldig effektivt og enkelt å bruke:
Når det er sagt, vil de innebygde funksjonene i din DAW være tilstrekkelige i 99% av tilfellene.
Avslutning
Der har du det, nå har du forstått alt om hva dithering er og hva det brukes til.
Ikke glem de to viktigste punktene:
- først og fremst, bruk dithering kun én gang per spor
- og kun når du reduserer bitoppløsningen.
Klikk her for å fortsette å lese artiklene mine om mastering.