Vad är digitalt ljud? Det är en fråga många av oss har ställt oss själva någon gång, och det är inte ett enkelt svar.
Digitalt ljud är en representation av ljud i digitalt format. Det är ett sätt att lagra, manipulera och överföra ljudsignaler i digital form i motsats till en analog. Det är ett stort framsteg inom ljudteknik.
I den här artikeln kommer jag att förklara vad digitalt ljud är, hur det skiljer sig från analogt ljud och hur det har revolutionerat hur vi spelar in, lagrar och lyssnar på ljud.
Översikt
Vad är digitalt ljud?
Digitalt ljud hänvisar till representationen av ljud i ett digitalt format. Detta innebär att ljudvågor omvandlas till en serie siffror som kan lagras, manipuleras och överföras med hjälp av digital teknik.
Hur genereras digitalt ljud?
Digitalt ljud genereras genom att ta diskreta sampel av en analog ljudvåg med jämna mellanrum. Dessa prover representeras sedan som en serie siffror, som kan lagras och manipuleras med hjälp av digital teknik.
Vilka är fördelarna med digitalt ljud?
Tillgången till modern teknik har avsevärt minskat kostnaderna för att spela in och distribuera musik. Detta har gjort det lättare för oberoende artister att dela sin musik med världen. Digitala ljudinspelningar kan distribueras och säljas som filer, vilket eliminerar behovet av fysiska kopior som skivor eller kassetter. Konsumenten tar emot populära streamingtjänster som Apple Music eller Spotify erbjuder tillfällig tillgång till representationer av miljontals låtar.
Evolutionen av digitalt ljud: en kort historia
Från mekaniska vågor till digitala signaturer
- Historien om digitalt ljud kan spåras tillbaka till 19-talet när mekaniska enheter som tenn- och vaxcylindrar användes för att spela in och spela upp ljud.
- Dessa cylindrar graverades noggrant med spår som samlade och bearbetade lufttrycksförändringarna i form av mekaniska vågor.
- Tillkomsten av grammofoner och senare kassettband gjorde det möjligt för lyssnare att njuta av musik utan att behöva gå på liveframträdanden.
- Kvaliteten på dessa inspelningar var dock begränsad och ljuden var ofta förvrängda eller förlorade med tiden.
BBC-experimentet och födelsen av digitalt ljud
- På 1960-talet började BBC experimentera med ett nytt överföringssystem som länkade dess sändningscenter till avlägsna platser.
- Detta krävde utvecklingen av en ny enhet som kunde bearbeta ljud på ett enklare och mer effektivt sätt.
- Lösningen hittades i implementeringen av digitalt ljud, som använde sig av diskreta siffror för att representera förändringar i lufttrycket över tiden.
- Detta möjliggjorde ett permanent bevarande av ljudets ursprungliga tillstånd, vilket tidigare var omöjligt att få, särskilt vid låga nivåer.
- BBC:s digitala ljudsystem baserades på analysen av vågformen, som samplades med en hastighet av tusen gånger per sekund och tilldelades en unik binär kod.
- Denna registrering av ljudet gjorde det möjligt för en tekniker att återskapa det ursprungliga ljudet genom att bygga en enhet som kunde läsa och tolka den binära koden.
Framsteg och innovationer inom digitalt ljud
- Utgivningen av den kommersiellt tillgängliga digitala ljudinspelaren på 1980-talet markerade ett gigantiskt steg framåt inom området för digitalt ljud.
- Denna analog-till-digital-omvandlare lagrade ljud i ett digitalt format som kunde sparas och manipuleras på datorer.
- VHS-bandformatet fortsatte senare denna trend, och digitalt ljud har sedan dess använts flitigt i musikproduktion, film och tv.
- De ständiga tekniska framstegen och oändliga innovationerna inom digitalt ljud har lett till skapandet av distinkta vågor av ljudbehandlings- och bevarandetekniker.
- Idag används digitala ljudsignaturer för att bevara och analysera ljud på ett sätt som en gång var ouppnåeligt, vilket gör det möjligt att njuta av oöverträffad ljudkvalitet som tidigare var omöjlig att uppnå.
Digital ljudteknik
Inspelnings- och lagringstekniker
Digital ljudteknik har revolutionerat sättet vi spelar in och lagrar ljud på. Några av de mest populära teknikerna inkluderar:
- Hårddiskinspelning: Ljud spelas in och lagras på en hårddisk, vilket möjliggör enkel redigering och manipulering av ljudfilerna.
- Digitalt ljudband (DAT): Ett digitalt inspelningsformat som använder magnetband för att lagra ljuddata.
- CD-, DVD- och Blu-ray-skivor: Dessa optiska skivor kan lagra stora mängder digital ljuddata och används vanligtvis för musik- och videodistribution.
- Minidisc: Ett litet, bärbart skivformat som var populärt på 1990-talet och början av 2000-talet.
- Super Audio CD (SACD): Ett högupplöst ljudformat som använder en speciell skiva och spelare för att uppnå bättre ljudkvalitet än vanliga CD-skivor.
Uppspelningstekniker
Digitala ljudfiler kan spelas upp med en mängd olika tekniker, inklusive:
- Datorer: Digitala ljudfiler kan spelas upp på datorer med mediaspelarens programvara.
- Digitala ljudspelare: Bärbara enheter som iPod och smartphones kan spela upp digitala ljudfiler.
- Workstationdigitala ljudarbetsstationer: Professionell ljudprogramvara som används för inspelning, redigering och mixning av digitalt ljud.
- Standard CD-spelare: Dessa spelare kan spela upp vanliga ljud-CD-skivor som använder digital ljudteknik.
Broadcasting och radioteknik
Digital ljudteknik har också haft en betydande inverkan på sändningar och radio. Några av de mest populära teknikerna inkluderar:
- HD-radio: En digital radioteknik som möjliggör högre ljudkvalitet och ytterligare funktioner som låt- och artistinformation.
- Mondiale: En digital radiosändningsstandard som används i Europa och andra delar av världen.
- Digital radiosändning: Många radiostationer sänder nu i digitalt format, vilket möjliggör bättre ljudkvalitet och ytterligare funktioner som låt- och artistinformation.
Ljudformat och kvalitet
Digitala ljudfiler kan lagras i en mängd olika format, inklusive:
- MP3: Ett komprimerat ljudformat som används ofta för musikdistribution.
- WAV: Ett okomprimerat ljudformat som vanligtvis används för professionella ljudapplikationer.
- FLAC: Ett förlustfritt ljudformat som ger högkvalitativt ljud utan att offra filstorleken.
Kvaliteten på digitalt ljud mäts genom dess upplösning och djup. Ju högre upplösning och djup, desto bättre ljudkvalitet. Några vanliga upplösningar och djup inkluderar:
- 16-bitar/44.1 kHz: CD-kvalitetsljud.
- 24-bitar/96kHz: Högupplöst ljud.
- 32-bitar/192kHz: Ljud i studiokvalitet.
Tillämpningar av digital ljudteknik
Digital ljudteknik har ett brett utbud av tillämpningar, inklusive:
- Att skapa perfekt konsertljud: Digital ljudteknik möjliggör exakt kontroll över ljudnivåer och kvalitet, vilket gör det möjligt att uppnå perfekt ljud i livekonsertmiljöer.
- Oberoende artister: Digital ljudteknik har gjort det möjligt för oberoende artister att spela in och distribuera sin musik utan behov av ett skivbolag.
- Radio och sändningar: Digital ljudteknik har möjliggjort bättre ljudkvalitet och ytterligare funktioner i radio och sändningar.
- Film- och videoproduktion: Digital ljudteknik används ofta i film- och videoproduktion för att spela in och redigera ljudspår.
- Personlig användning: Digital ljudteknik har gjort det enkelt för människor att skapa och dela sin egen musik och ljudinspelningar.
Digital Sampling
Vad är provtagning?
Sampling är processen att omvandla en musikal eller någon annan ljudvåg till ett digitalt format. Denna process innebär att man tar regelbundna ögonblicksbilder av ljudvågen vid en viss tidpunkt och omvandlar dem till digital data. Längden på dessa ögonblicksbilder avgör kvaliteten på det resulterande digitala ljudet.
Hur sampling fungerar
Sampling involverar en speciell programvara som omvandlar den analoga ljudvågen till ett digitalt format. Programvaran tar ögonblicksbilder av ljudvågen vid en viss tidpunkt, och dessa ögonblicksbilder omvandlas sedan till digital data. Det resulterande digitala ljudet kan lagras på olika medier som skivor, hårddiskar eller till och med laddas ner från internet.
Samplingsfrekvens och kvalitet
Kvaliteten på det samplade ljudet beror på samplingshastigheten, vilket är antalet ögonblicksbilder som tas per sekund. Ju högre samplingshastighet, desto bättre kvalitet på det resulterande digitala ljudet. En högre samplingshastighet innebär dock också att mer plats tas upp på lagringsmediet.
Komprimering och konvertering
För att passa in stora ljudfiler på ett bärbart medium eller ladda ner dem från internet används ofta komprimering. Kompression innebär att välja vissa frekvenser och övertoner för att återskapa den samplade ljudvågen, vilket ger gott om rörelseutrymme för det faktiska ljudet som ska återskapas. Denna process är inte perfekt, och viss information går förlorad under komprimeringsprocessen.
Användning av provtagning
Sampling används på olika sätt, som att skapa musik, ljudeffekter och även i videoproduktion. Den används också för att skapa digitalt ljud för FM-radio, videokameror och till och med vissa versioner av Canon-kameror. Provtagning rekommenderas för tillfällig användning, men för kritisk användning rekommenderas en högre provtagningshastighet.
Gränssnitt
Vad är ljudgränssnitt?
Ljudgränssnitt är enheter som omvandlar analoga ljudsignaler från mikrofoner och instrument till digitala signaler som kan bearbetas av programvara på en dator. De dirigerar också digitala ljudsignaler från datorn till hörlurar, studiomonitorer och annan kringutrustning. Det finns massor av olika typer av ljudgränssnitt tillgängliga, men den vanligaste och mest universella typen är USB (Universal Serial Bus) gränssnitt.
Varför behöver du ett ljudgränssnitt?
Om du kör ljudprogramvara på din dator och vill spela in eller spela upp ljud av hög kvalitet, behöver du ett ljudgränssnitt. De flesta datorer har ett inbyggt ljudgränssnitt, men dessa är ofta ganska grundläggande och ger inte den bästa kvaliteten. Ett externt ljudgränssnitt ger dig bättre ljudkvalitet, fler in- och utgångar och mer kontroll över ditt ljud.
Vilka är de senaste versionerna av ljudgränssnitt?
De senaste versionerna av ljudgränssnitt finns i butiker som säljer musikutrustning. De är ganska billiga nuförtiden och du kan snabbt trycka ut gamla aktier. Uppenbarligen, ju snabbare du vill handla, desto snabbare kan du hitta de senaste versionerna av ljudgränssnitt.
Digital ljudkvalitet
Beskrivning
När det kommer till digitalt ljud är kvalitet en avgörande faktor. Den digitala representationen av ljudsignaler uppnås genom en process som kallas sampling, vilket innebär att man tar kontinuerliga analoga signaler och omvandlar dem till numeriska värden. Den här processen har revolutionerat sättet vi fångar, manipulerar och återger ljud, men den medför också nya utmaningar och överväganden för ljudkvalitet.
Sampling och frekvenser
Grundprincipen för digitalt ljud är att fånga och representera ljud som en serie numeriska värden, som kan manipuleras och bearbetas med hjälp av mjukvaruapplikationer. Kvaliteten på digitalt ljud beror på hur exakt dessa värden representerar originalljudet. Detta bestäms av samplingshastigheten, vilket är antalet gånger per sekund som den analoga signalen mäts och omvandlas till en digital signal.
Modern musik använder vanligtvis en samplingshastighet på 44.1 kHz, vilket innebär att den analoga signalen tas 44,100 96 gånger per sekund. Detta är samma samplingsfrekvens som används för CD-skivor, som är ett vanligt medium för att distribuera digitalt ljud. Högre samplingshastigheter, som 192 kHz eller XNUMX kHz, finns också tillgängliga och kan ge bättre kvalitet, men de kräver också mer lagringsutrymme och processorkraft.
Digital signalkodning
När den analoga signalen samplades kodas den till en digital signal med hjälp av en process som kallas pulskodmodulering (PCM). PCM representerar amplituden för den analoga signalen vid varje samplingspunkt som ett numeriskt värde, som sedan lagras som en serie binära siffror (bitar). Antalet bitar som används för att representera varje sampel bestämmer bitdjupet, vilket påverkar det dynamiska omfånget och upplösningen för det digitala ljudet.
Till exempel använder en CD ett bitdjup på 16 bitar, vilket kan representera 65,536 96 olika amplitudnivåer. Detta ger ett dynamiskt omfång på cirka 24 dB, vilket är tillräckligt för de flesta lyssningsmiljöer. Högre bitdjup, som 32 bitar eller XNUMX bitar, kan ge ännu bättre kvalitet och dynamiskt omfång, men de kräver också mer lagringsutrymme och processorkraft.
Digital ljudmanipulation
En av fördelarna med digitalt ljud är förmågan att manipulera och bearbeta signalen med hjälp av mjukvaruapplikationer. Detta kan inkludera redigering, mixning, applicering av effekter och simulering av olika miljöer. Dessa processer kan dock också påverka kvaliteten på det digitala ljudet.
Till exempel kan användning av vissa effekter eller ändringar på ljudsignalen försämra kvaliteten eller introducera artefakter. Det är viktigt att förstå begränsningarna och kapaciteten hos programvaran som används, såväl som de specifika kraven för ljudprojektet.
Oberoende musikproduktion med digitalt ljud
Från tjocka däck till prisvärd utrustning
Tiderna när inspelning av musik professionellt innebar att investera i tjocka däck och dyr utrustning är förbi. Med intåget av digitalt ljud kan oberoende artister över hela världen nu göra musik i sina hemmastudior varje dag. Tillgången på prisvärd utrustning har drastiskt förändrat musikbranschen och skapat en positiv inverkan på musiker som nu kan producera sin egen musik utan att gå sönder.
Förstå digital ljudkvalitet
Digitalt ljud är en metod för att spela in ljudvågor som digital data. Upplösningen och samplingshastigheten för digitalt ljud påverkar ljudkvaliteten. Här är en kort historik över hur digital ljudkvalitet har utvecklats under åren:
- I början av digitalt ljud var samplingshastigheterna låga, vilket resulterade i dålig ljudkvalitet.
- Allt eftersom tekniken förbättrades ökade samplingshastigheterna, vilket resulterade i bättre ljudkvalitet.
- Idag är den digitala ljudkvaliteten otroligt hög, med samplingshastigheter och bitdjup som exakt fångar ljudvågorna.
Inspelning och bearbetning av digitalt ljud
För att spela in digitalt ljud använder musiker fristående klaviatur, virtuella instrument, mjukvarusynthesizers och FX-plugins. Inspelningsprocessen innebär att analoga signaler konverteras till digitala data med hjälp av analog-till-digital-omvandlare. Den digitala datan lagras sedan som filer på en dator. Storleken på filerna beror på inspelningens upplösning och samplingshastighet.
Latens och produktion
Latens är fördröjningen mellan inmatningen av ett ljud och dess bearbetning. I Musikproduktion, kan latens vara ett problem vid inspelning av flera spår eller stammar. För att undvika latens förlitar sig musiker på ljudgränssnitt och processorer med låg latens. Digitala datasignaler bearbetas genom en krets, som genererar en vågformsbild av ljudet. Denna vågformsbild rekonstrueras sedan till ljud av uppspelningsanordningen.
Distorsioner och dynamiskt omfång
Digitalt ljud har ett högt dynamiskt omfång, vilket innebär att det exakt kan fånga hela ljudområdet. Digitalt ljud kan dock också drabbas av förvrängningar, såsom klippning och kvantiseringsförvrängning. Klippning sker när insignalen överskrider det digitala systemets takhöjd, vilket resulterar i distorsion. Kvantiseringsförvrängning uppstår när det digitala systemet rundar av signalen så att den passar in i stela segment, vilket skapar felaktigheter vid vissa tidpunkter.
Sociala distributionsplattformar
Med framväxten av sociala distributionsplattformar kan oberoende musiker nu distribuera sin musik till en global publik utan behov av ett skivbolag. Dessa plattformar tillåter musiker att ladda upp sin musik och dela den med sina följare. Demokratiseringen av musikdistributionen har skapat en verklig teknisk revolution som ger musiker friheten att skapa och dela sin musik med världen.
Slutsats
Så där har du det, allt du behöver veta om digitalt ljud i ett nötskal. Digitalt ljud är representationen av ljud som diskreta numeriska värden, snarare än som kontinuerliga fysiska vågor.
Digitalt ljud har revolutionerat sättet vi spelar in, lagrar, manipulerar och lyssnar på musik. Så var inte rädd för att dyka in och njuta av fördelarna med denna fantastiska teknik!
Jag är Joost Nusselder, grundaren av Neaera och en innehållsmarknadsförare, pappa och älskar att testa ny utrustning med gitarr i hjärtat av min passion, och tillsammans med mitt team har jag skapat djupgående bloggartiklar sedan 2020 för att hjälpa trogna läsare med inspelningar och gitarrtips.
