Digital Audio Workstations laten je met geluid werken via je computer. Maar zoals je misschien wel weet hebben computers geen oren. Het geluid dat ze verwerken moet vertaald worden van analoge geluidsgolven naar digitale samples. Hoe dit precies gebeurt bepaalt de geluidskwaliteit van je muziek. In deze blog leggen we uit welke kenmerken de audiokwaliteit van muziekbestanden bepalen. 

DSP Technologie:  

De technologie waarmee geluid door computers verwerkt wordt noemen we Digital Signal Processing, oftewel DSP. De microchips die alle taken rondom audio uitvoeren hebben dezelfde afkorting voor digital signal processor. Deze microchips kunnen geluidssignalen opnemen, creëren of manipuleren. Het volledige kanaal voor opnames en PA hebben zo'n chip: Mixers en audio-interfaces, luidsprekers, etc. Deze chips kunnen analoge signalen omzetten in digitale signalen en digitale signalen in analoge. De geluidskwaliteit waarmee dit gebeurt wordt bepaald door de “sample rate” en de “bit-depth”. Samengevat als vergelijking met beeldopnames is de “sample rate” het aantal frames per seconde en de “bit depth” de resolutie.

Wat is de Sample Rate?

De sampling rate (ook wel de sample frequency of bemonsteringsfrequentie in het Nederlands) is het aantal keer dat een constant analoog geluidssignaal wordt gemonsterd binnen één seconde om er een digitaal signaal van te maken. Bij telefoon en walkietalkies is dit zo’n 8.000 Hz. Binnen één seconde wordt dus 8.000 keer de geluidsgolven van je stem opgenomen. Voor muziek is het echter belangrijk dat niets van het gehele spectrum van menselijk gehoor (van 20 Hz tot 20.000 Hz) verloren gaat. Bij een sample rate van ‘slechts’ 8.000 Hz gaan de hogere frequenties helaas verloren. De geluidsgolven boven 8.000 Hz gaan vaker op en neer dan ze opgenomen worden. Dit is wederom beter te begrijpen als je het vergelijkt met video-opnamen. Als je beeld opneemt met slechts 5 frames per seconde, zou je kunnen knipperen zonder dat dit wordt opgenomen, want dit duurt slechts eentiende van een seconde. 

Bij het opnemen van muziek willen we natuurlijk dat alle details terug te horen zijn, dus ook de hoogst hoorbare frequenties. Daarom wordt vaak gekozen voor een sample rate van minimaal 44.100 Hz. Desondanks dat hierbij ook frequenties zitten die niet hoorbaar zijn voor het menselijke oor, helpt deze extra hoge sample rate bij het voorkomen van ruis. Desondanks bestaat ‘over-sampling’ ook. Hierbij is de sampling rate zo hoog, dat de onhoorbare, ultrasonische geluiden de hoorbare frequenties verstoren. Hierdoor gaat de geluidskwaliteit dus achteruit, maar hierbij gaat het vaak om meer dan

Wat betekent Bit-Depth?

De bit-depth geeft het aantal informatie aan dat per sample opgeslagen wordt. De perfecte sample rate betekent daarom op zichzelf niets, als er maar één bit per sample opgeslagen wordt. Bij het vertalen van analoge signalen naar digitale signalen moet het continue geluid dat wij horen vertaald worden naar een beperkt audio-bestand. Hierbij moeten dingen afgerond worden. Daardoor  ontstaat er een verschil tussen het ware analoge input signaal en het uiteindelijke digitale signaal, oftewel ruis. Idealiter ontstaat er zo min mogelijk ruis bij het opnemen van geluid, dus zou er idealiter zo min mogelijk afgerond moeten worden. Hoe meer bits gebruikt worden om digitale audio te verwerken, des te minder afgerond hoeft te worden, des te minder ruis ontstaat, dus hoe beter de audiokwaliteit.

Waarschijnlijk ben je al goed bekend met muziek met een lage bit-depth. Het is het meteen herkenbare ‘chiptune’ geluid van oude arcade machines en de eerste videospellen. Deze hadden slechts 8-bits tot hun beschikking om geluid op te slaan. Hierdoor ontstonden die iconische drum en synth geluiden waarmee alle klassieke soundtracks mee zijn gecomponeerd. Om dit nostalgische geluid te recreëren bestaan er tegenwoordig ook bit-crushers. Deze genereren zelf de ruis die ontstaat door een lage bit-depth, ondanks dat je audio-interface of synthesizer voldoende bits beschikbaar heeft.

De prefecte geluidskwaliteit vanuit je thuisstudio

Zelfs vanuit een thuisstudio met betaalbare apparatuur kan je al fantastische  audio opnames maken. De audio-interfaces van Focusrite ondersteunen 44.1kHz, 48kHz, 88.2kHz, 96kHz, 176.4kHz, 192kHz sample rates. Daarnaast werken ze met een bit-depth van 24. Dit is standaard bij het produceren van muziek, omdat je zo goed kan letten op alle details van je muziek. Voor de distributie wordt de geluidskwaliteit vaak  wel wat gereduceerd. CD's en ook streamingsdiensten werken met 16 Bit-depth en 44,1kHz sample rate. Dit is een goed evenwicht tussen kwaliteit en bestandsgrootte.