Apa itu bit depth dan sample rate dalam digital recording?

Audio interface atau soundcard modern sekarang ini rata-rata menyediakan fasilitas untuk menentukan bit depth dan sample rate untuk project tertentu, tapi perbedaan apa yang benar-benar dibuat oleh keduanya pada kualitas audio? Untuk membantu Anda memahami mengacu pada apakah satuan dalam audio digital ini, berikut gambaran yang mungkin bisa jadi referensi.

Bit depth – 16 Bit vs 24 Bit

Cara termudah untuk memahami bagaimana sebuah projects yang direkam pada 16 bit akan terdengar berbeda denga sebuah proyek direkam pada 24 bit adalah untuk membuat perbandingan langsung pada gambar digital. Karena dalam dunia digital baik gambar atau file audio disimpan secara digital pada komputer yang diwakili oleh serangkaian bilangan angka 1 dan 0. Kelompok ini 1s dan 0s dikenal sebagai bit dan itu adalah jumlah bit yang digunakan yang menentukan seberapa rinci gambar (atau audio) yang dihasilkan. … mulai bingung???.Mungkin yang lebih baik jika dijelaskan dengan contoh. Gambar berikut adalah gambar yang sama tapi satu telah disimpan pada depth yang sedikit lebih tinggi.

4 bit image

16 bit image

16 bit image

Seperti Anda dapat lihat gambar tersimpan pada bit depth yang sedikit lebih rendah terlihat kasar dan tak terdefinisikan. Sekarang menerjemahkan ini ke dalam dunia audio digital. Audio yang direkam pada bit depth sedikit lebih rendah akan terdengar kasar dan kurang didefinisikan karenanya merekam audio pada 24 bit akan memiliki kualitas yang lebih tinggi daripada sesuatu yang direcord pada 16 bit. Jadi mengapa tidak semua orang merekam atau recording pada 24 bit? Nah kita telah mengidentifikasi manfaat dari rekaman bit depth lebih tinggi tapi bagaimana dengan biaya? Audio yang dicatat pada 24 bit akan menggunakan lebih banyak bit dalam sebuah file dan dengan demikian file-file tersebut akan jauh lebih besar. Mereka akan mengambil ruang disk lebih banyak dan mereka juga membutuhkan daya komputasi yang lebih untuk proses. Jadi bagaimana Anda memilih bit depth untuk anda bekerja? Pilihan terbaik adalah untuk membekali diri Anda dengan pilihan, belilah audio interface atau soundcard dengan bit depth yang lebih tinggi misal support 24 bit, tetapi gunakan hanya bit depth yang lebih tinggi jika Anda tahu project Anda akan mendapatkan keuntungan dari itu. Sebagai contoh mungkin lebih efisien untuk menggunakan 16 bit jika proyek Anda ditujukan demo song, transmissin FM atau streaming internet, atau hanya untuk merekam ateri lagu. Sangat di sarankan untuk home recording menggunakan 16 bit. Lagi pula untuk telinga kebanyakan pendengar music di Indonesia yang terbiasa dengan kualitas audio kelas bajakan, rekaman pada 24 bit mungkin hanya untuk kepuasan pribadi. Bahkan kebanyakan kualitas CD audio hanya 16 bit 44,1 Khz (sample rate dijelaskan nanti). Tapi bila resources anda memungkinkan kenapa tidak mencoba 24 bit recording atau mungkin 32 bit. Intinya tujuan anda merekam akan banyak menentukan pada bit depth rate brapa anda merekam.

Sample Rate

Sample akan sedikit lebih rumit untuk dijelaskan. Sample rate adalah jumlah “snapshot” dari sampel audio yang di sampling (mudahnya direkam) setiap detik. Stream audio kontinus dikodekan secara digital dalam cara yang mirip dengan kamera film menangkap gerak dengan merekam sebuah frame gambar berulang kali per detik (frame rate). Sebagai ilustrasi yang disederhanakan, jika anda merekam seorang pelari dengan frame rate 30 frame per detik. Kamera anda hanya akan menangkap sebanyak 30 frame atau gerakan dari pelari itu setiap detik nya, walaupun sebenarnya pelari itu melakukan gerakan yang lebih banyak dari 30, misal 60. Nah dengan meningkatkan frame rate jadi 50 frame per detik, maka kualitas video yang di hasilkan akan lebih halus karena merekam lebih banyak frame dan mendekati gerakan aslinya. Begitupun pada digital audio, sample rate yang tinggi (dan juga bit depth), akan mewakili sumber bunyi yang direkam secara lebih akurat. Diagram berikut ini membantu untuk menggambarkan hal ini. Kurva dapat dianggap sebagai suara asli sedangkan kolom dapat dianggap sebagai data digital berusaha untuk mewakili suara asli.

diagram sample rate

Sekali lagi ini tampaknya menunjukkan bahwa Anda harus selalu merekam pada sample rate yang lebih tinggi, tapi sekali lagi ada biaya dan Anda harus memutuskan tingkat yang paling tepat untuk proyek Anda. 44.1k mengacu pada 44.100 sampel per detik dan Anda akan menemukan bahwa 44.1k, 48k dan 96K adalah sample rate yang paling umum meskipun 192k sekarang menjadi lebih populer. 44.1k adalah standar untuk CD, 48k adalah umum dalam video, 96K populer di studio profesional karena ia menawarkan headroom lebih untuk tujuan mixing dan 192k digunakan untuk proyek-proyek berkualitas sangat tinggi DVD (DVD biasa proyek beroperasi pada 24bit 96K).Hal lain yang perlu dipertimbangkan adalah telinga manusia. Salah satu indra manusia yang luar biasa ini, terbatas berkaitan dengan frekuensi yang benar-benar bisa dideteksi. Cara terbaik adalah untuk tidak merekam pada sample rate dibawah 44.1k karena  formula dari “Frekuensi Nyquist” yang menunjukkan bahwa bandwidth audio dari sinyal sampel dibatasi setengah dari sampling rate (berkaitan dengan formula ini telan saja bulat-bulat.. hehe, jangan tanya “kok bisa???”). Jadi untuk mencakup rentang sekitar 20kHz untuk pendengaran manusia, peralatan harus sampling pada sampel lebih dari 40.000 (40k) per detik. Sederhananya … Mengurangi sample rate akan mengurangi kualitas suara dan bandwidth, dan karena itu hanya harus digunakan bila benar-benar diperlukan, seperti untuk streaming internet atau voice-only seperti podcasting.

Bagaimana keduanya berhubungan?

Sekali lagi ini mungkin paling baik diilustrasikan dalam diagram. Lihat grafik di bawah yang menunjukkan hubungan antara keduanya.

korelasi sample rate dan bit depth

Kita telah mengetahui bahwa Bit depth mengacu pada jumlah bit yang Anda miliki untuk menangkap sinyal audio. Cara termudah untuk melihat bagaimana ini akan mempengaruhi musik akan dilihat sebagai serangkaian level audio yang dapat diiris pada suatu waktu tertentu. Misalnya untuk audio 16 bit ada lebih dari 65536 level yang dimungkinkan. Dengan setiap bit dari resolusi yang lebih besar, jumlah level akan berlipat ganda. Jika kita merekam pada 24 bit maka kita akan memiliki lebih dari 16777216 level untuk sepenggal audio dalam sekejap waktu.

Keuntungan terbesar rekaman pada bit depth yang lebih tinggi adalah headroom ekstra yang tersedia selama proses mixing berkaitan dengan dynamic range dan floor noise dari sebuah system digital recording. Jumlah tambahan nilai yang mungkin untuk level indicator Anda memberikan dynamic range yang lebih baik dan menurunkan floor noise. Ini sangat jelas untuk pengguna karena level ditunjukkan dalam desibel yang merupakan unit logaritmik dari intensitas bunyi atau dengan kata lain desibel adalah rasio daripada nilai yang didefinisikan. Sekali lagi ini adalah yang terbaik digambarkan oleh diagram.

Jika kita kemudian memperkenalkan waktu ke dalam persamaan (setelah semua audio dalam satu waktu) maka ini akan menghadirkan sample rate.Sebagaimana dibahas di atas sample rate adalah jumlah kali audio Anda diukur (disampel) per detik. Oleh karena itu mengacu pada 96kHz adalah 96000 irisan audio sampel setiap detik.

Perhitungan nilai bit rate dan file size

Bit rate = (sampling rate) x (bit depth) x (jumlah channels)

Contoh untuk recording dengan sampling rate 44.1 kHz, 16 bit depth, dan 2 channels (stereo):

44100 x 16 x 2 = 1411200 bits per detik atau 1411.2 kbit/detik atau 1,41 Mbit/detik

file size dari audio recording dapat juga dihitung dengan formula:

File Size (Bytes) = (sampling rate) x (bit depth) x (number of channels) x (seconds) / 8

Contoh Recording kualitas dengan kualitas setara CD sepanjang 70 minutes (4200 detik) membutuhkan 740880000 Bytes, atau 740MB, hasil dari:

44100 x 16 x 2 x 4200 / 8 = 740880000 Bytes

berikut ini table sebagai gambaran pengaruh sample rate dan bit depth pada ukuran file.

demikian penjelasan mengenai bit depth dan sample rate, mudah mudahan bisa memberi pencerahan

Source: diterjemahkan dan di edit oleh temanmusisi.com dari http://www.dolphinmusic.co.uk

Tags : , , , , , 0 Comments



Leave a Comment