Raras são as pessoas que dedicam tempo para se aprofundar no assunto do dithering.
Eu teria dificuldade em culpá-las: de fato, embora seja a última etapa dos tratamentos realizados durante a masterização, claramente não é a mais empolgante.
A maioria de nós adiciona dithering porque alguém disse que deveria fazer isso. E é só isso.
Então, se você já leu esta página até aqui, parabéns 🙂 — isso significa que você está realmente motivado(a) a saber mais sobre o assunto.
E não se preocupe, este artigo não será uma tese técnica sobre dithering (isso existe), mas simplesmente uma visão geral suficientemente completa para que você entenda para que serve e como usá-lo.
Vamos lá…
Noção de resolução em bits
Comecemos olhando como é um sinal digital (isso pode ser um lembrete para alguns de vocês).
No universo digital — ou seja, aquele do seu PC e do seu DAW, por exemplo — um sinal de áudio é composto de 0 e 1.
É por isso que falamos de “sinal digital”, em contraste com os sinais analógicos do mundo físico.
Isso significa que se pegarmos uma onda senoidal como esta:
e fizermos um zoom, obteremos algo assim:
Você vê esses pontos?
Bem, esses são os amostras (samples em inglês) do seu sinal.
A escala horizontal corresponde ao tempo que passa. Por segundo, há tantos pontos-amostras quanto a frequência de amostragem do sinal.
Por exemplo, em um CD, a amostragem é de 44100 Hz: portanto, temos 44100 amostras por segundo.
A escala vertical, por sua vez, corresponde ao valor das amostras. Quanto maior a resolução em bits, mais valores possíveis existem.
Portanto, quanto maior a faixa dinâmica do sinal que pode ser representada:
- 1 bit = 2 valores possíveis, 0 ou 1;
- 2 bits = 4 valores possíveis;
- 16 bits = 65 536 valores possíveis;
- 24 bits = 16 777 216 valores possíveis;
- etc.
A verdade é que, dependendo do suporte, não teremos a mesma resolução.
Tipicamente, no seu DAW, você provavelmente está lidando com faixas gravadas em 24 bits.
Mas seus efeitos operam em 64 bits.
E in fine, os CDs que você vai produzir são em 16 bits.
E aí, haverá um problema…
Redução da resolução em bits = problema
Imaginemos que você tenha um sinal simples gravado em 24 bits.
Por exemplo, uma onda senoidal a 1 kHz.
Se olharmos o espectro de frequências correspondente, encontramos uma bonita frequência fundamental com um ruído de fundo extremamente baixo (o noise floor).
Até aqui, tudo bem.
Agora, imaginemos que você deseje converter esse sinal em 16 bits.
Para isso, vamos, por exemplo, truncar o sinal removendo os bits menos significativos.
Problema: ao fazer isso, geramos o que chamamos de erros de quantização, que se traduzirão:
- em distorção harmônica;
- em um ruído de fundo adicional e de amplitude variável.
O todo se comportando de forma relativamente imprevisível em termos de distribuição de frequência.
Se olharmos o espectro de frequências da nossa gravação convertida em 16 bits, obteremos, portanto, isso:
Não é bom: a distorção está em toda parte (veja as harmônicas que apareceram a 3 e 5 kHz, por exemplo) e há um ruído de fundo que não é nada homogêneo.
É, portanto, esse problema de quantização que vamos tentar resolver com o dithering.
O que é dithering?
Para lidar com os problemas de conversão inerentes à redução da resolução de um arquivo de áudio, usamos o dithering.
Isso consiste em adicionar ao sinal base um ruído contínuo a um nível muito baixo, quase inaudível.
Esse ruído tem a particularidade de ser completamente aleatório, portanto não repetitivo.
Ele pode, por exemplo, se parecer com isso:
Certamente, isso pode parecer contra-intuitivo adicionar ruído ao seu master: afinal, muitas vezes buscamos ter o ruído de fundo mais baixo possível.
Mas veja o que acontece quando adicionamos esse ruído de dithering à nossa sinusoide convertida em 16 bits:
No gráfico acima:
- a curva azul corresponde ao nosso sinal convertido em 16 bits com dithering;
- e abaixo você pode distinguir a curva laranja que vimos anteriormente, que corresponde ao mesmo sinal convertido, mas sem dithering.
Como você pode ver, o dithering ajuda a eliminar a distorção, mas em contrapartida, obtemos, é claro, um ruído de fundo mais alto.
Dito isso, esse ruído de fundo é quase inaudível: estamos abaixo de -120 dBFS. E então, é melhor ter um ruído de fundo suave e homogêneo do que o ruído de fundo criado pela redução de resolução, muito menos agradável ao ouvido.
Por fim, é importante notar que o nível do dithering influencia, é claro, sua capacidade de corrigir total ou parcialmente os problemas de quantização.
Nota: o dithering pode até ajudar a recuperar um sinal correto quando a redução de resolução é extrema.
Por exemplo, com o dithering, será possível ouvir uma sinusoide reduzida de 24 bits para 1 bit, enquanto que, de outra forma, estaríamos a 100% de distorção.
Como tornar o dithering menos audível?
Por padrão, o ruído adicionado pelo dithering tem um nível muito baixo.
Tipicamente, fala-se de um nível inferior a -100 dBFS.
No entanto, adicionar ruído ao seu master não é desejado por ninguém.
Consequentemente, uma série de algoritmos de dithering, dos mais simples aos mais complexos, foram projetados para tornar o efeito menos audível enquanto maximiza sua eficácia.
Quando ouvimos um som em baixo volume, somos muito mais sensíveis aos sons situados, digamos, entre 800 e 5000 Hz. Essas são as famosas curvas de Fletcher e Munson.
Resumindo — partindo desse fenômeno físico, podemos filtrar o ruído de dithering:
- para atenuá-lo nas faixas de frequência nas quais somos mais sensíveis;
- e, ao contrário, reforçá-lo nas frequências que ouvimos com menos facilidade.
O que nos dá, por exemplo, um perfil de ruído como este:
Falamos de “noise shaping” — em outras palavras, filtragem do ruído.
Como você pode ver, em certas áreas, o ruído de dithering é importante, enquanto em outras faixas de frequência é bem mais fraco.
Resultado: em termos de percepção pelo engenheiro de som ou potencialmente pelo ouvinte, o dithering é menos audível, mas ainda desempenha seu efeito e é até em alguns casos mais eficaz do que um dithering “plano”, como vimos no parágrafo anterior.
Como aplicar o dithering durante o mastering?
Agora que você sabe tudo ou quase tudo sobre o dithering, resta a questão de como aplicá-lo.
Por definição, ele deve ser usado apenas uma vez por faixa: quando você faz a exportação final reduzindo o número de bits.
Na maioria das DAWs, você poderá usar as ferramentas de dithering pré-integradas. Assim, para dar alguns exemplos:
- no Cubase, o dithering pode ser feito via o plugin UV22HR;
- no Ableton Live, as configurações de dithering estão disponíveis durante a exportação (cf. imagem ao lado);
- idem no Reaper e no FL Studio, via caixas de seleção;
- no Pro Tools, plugins estão incluídos para gerenciar o dithering;
- etc.
Depois, especialmente se você quiser ir mais longe e experimentar um pouco com os diferentes algoritmos, você tem a opção de se direcionar para plugins de editores de terceiros.
De forma um pouco surpreendente, não existem muitos no mercado.
Claro, o famoso iZotope Ozone inclui um módulo muito poderoso para essa tarefa:
Mas se você deseja uma ferramenta realmente dedicada, recomendo que você opte pelo PSP X-Dither, que é muito eficaz e fácil de usar:
Na prática, dito isso, as funções integradas na sua DAW serão suficientes em 99% dos casos.
Em conclusão
Pronto, agora você entende tudo sobre o que é o dithering e para que serve.
Não se esqueça dos dois pontos mais importantes:
- principalmente, aplique o dithering apenas uma vez por faixa
- e somente quando você reduzir a resolução em bits.
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