Digital lyd

Hvad er digital lyd

Lyd er jo egentlig en fysisk størrelse. Når vi taler om digital lyd, taler vi derfor om hvordan man optager lyd og gemmer det digitalt.

Processen kan ses af illustrationen herunder:

Sampling

Som det kan ses af illustrationen ovenfor foregår konverteringen af lyden i de to grønne AD og DA convertere.

Processen kaldes sampling, og betyder at man ved regelmæssige tidsintervaller måler det analoge signals øjeblikkelige størrelse.

Det er vigtigt i denne sammenhæng at gøre sig klart at denne måde at gemme lyd på altid vil blive en tilnærmelse af det oprindelige signal. Hvor tæt på det oprindelig signal man kommer, afhænger primært to to faktorer: samlingfrekvens og bitdybde.

Samplingfrekvensen er et udtryk for antallet af målinger der foretages på et sekund.

Bitdybden er et udtryk for hvor mange data der gemmes ved hver måling

Sampling er 'stikprøver' af originallyden over tid

Nyquist Shannon Sampling Theorem

Øvelse 1

Hent dette lille uddrag nummeret The Forest Of Dreams- Zep Hurme, og åbn det i Audacity

Efter du har åbnet tracket lytter du kort til det.
Marker herefter tracket, og skift samplefrekvens for projektet i nederste venstre hjørne (prøv 22050, og 8000)
Afspil igen og hør forskellen mellem originalen (44100), og de to lavere bitrater.
Quizz: hvad er den lyseste tone/højeste frekvens du hører ved 22050 og 8000?

Giv gerne eksempler på dit googlesite

Formater

Hvis vores lyd skal have en blot fornuftig kvalitet, bliver vi altså nød til at sample vores lyd med over 40000 gange i sekundet. Ydermere skal hvert sample have en fornuftig mængde data (16 bit) til at beskrive hvert enkelt sample. Et simpelt regnestykke:

1 sek. lyd i mono:16bit x 44100sample = 88,2kB
1 sek. stereo: 88,2kb x 2 = 176,4kB
1 minut stereo: 176,4kB x 60 sek.= 10,58MB
3 minutter i stereo: 10,58MB x 3 = 31,74MB

Læs The 10 Most Common Audio Formats: Which One Should You Use? der giver et overblik over de 10 mest udbredte digitale lydformater

Øvelse 2

Åbn igen The Forest Of Dreams- Zep Hurme i Audacity
Marker sporet og eksporter nummeret ved at gå til filer>eksporter lyd. Her vælger du .mp3 med konstant bitrate på 48kbps. Gem filen i en midlertidig mappe på dit skrivebord, så den er nem at finde (vi kan slette filerne igen når vi er færdige med øvelsen)
Gå til filer>åbn og åbn nu din eksporterede .mp3 fil. Der skulle gerne være en tydelig hørbar forskel på .mp3'en og originalen... Lyt godt efter - kan du beskrive forskellen?
Gå tilbage til originalen og forsøg at eksportere den som .mp3 i andre bitrater... Hvad oplever du nu? Hvornår kan du ikke længere høre forskel?
Gå tilbage til originalen, og eksporter nu til mp3 med konstant bitrate på 120kb/s. Gem med navnet XX1
Luk originalen , og åben XX1. Eksporter nu på samme måde til en ny fil (XX2).
Luk XX2, og eksporter på samme måde igen...
Gentag punkt 6 og 7. Kan du høre hvordan filen forringes for hver generation? Forsøg om du kan beskrive hvordan kvalitetstabet lyder.
Prøv eventuelt også at eksportere i andre af de formater du har læst om... kan du høre om nogle er bedre end andre?

Giv udvalgte eksempler fra ovenstående på dit googlesite hvor du beskriver effekten.

Links

https://www.sony.dk/electronics/support/understanding-digital-audio
The 10 Most Common Audio Formats: Which One Should You Use?
The Forest Of Dreams- Zep Hurme
Kan du høre forskel på komprimeret og ikke komprimeret? https://www.theverge.com/2017/4/5/15168340/lossless-audio-music-compression-test-spotify-hi-fi-tidal