16bit in 32bit float wandeln

Manche geben sich wirklich zuviele Fragen die eher in den Bereich Grundlagenforschung gehen. In der angewandten Tontechnik geht man selten einher und versucht jeden Aspekt auch selber mathematisch zu verifizieren.
 
Das kommt ganz auf den Einzelfall an. Wenn man in einem Audioeditor (Wavelab/Audition) arbeitet und dort mehrere Berechnungen an einer 16bit Wavedatei durchführen möchte, halte ich es für sinnvoll, die 16bit-Daten vorher in 32bit zu wandeln. Erst wenn der letzte Arbeitsschritt abgeschlossen ist, würde ich wieder in 16 bit runterrechnen.

In einem Sequenzer (der intern ohnehin hochauflösend arbeitet) ist es vermutlich egal, solange man die Effekte "on the fly" laufen lässt und nicht in die Spur fest reinrechnen möchte. Wenn man aber aus Gründen der CPU-Entlastung einen Mixdown von einer 16bit-Spur mit Effekten machen will, ist es sicher sinnvoll das Ergebnis zum weiteren Arbeiten erstmal in einer 32bit-Spur abzulegen.

Weiter oben wurde der Vergleich zu einer Grafik mit 256 Farben herangezogen. Es würde wohl keinen Sinn machen, sie in 24bit zu wandeln. Das ist grundsätzlich richtig, solange man an dieser Grafik keine Berechnungen durchführen möchte. So kann man bestimmte Effekte wie zum Beispiel Farbstichkorrekturen und Weichzeichner mit 256 Farben gar nicht erst anwenden oder nur mit mieser Qualität durchführen. Wohl aber kann man das Ergebnis dieser Berechnungen, welche an einer temporären 24bit-Arbeitsdatei durchgeführt wurden, wieder in 256 Farben runterrechnen. Und das sieht dann dank Dithering auch noch gut aus.

Man kann das, denke ich, ganz gut mit einem Taschenrechner vergleichen. Er hat ein Display mit einer begrenzten Stellenzahl. Wenn man nun mit sehr kleinen Zahlen sehr genau rechnen möchte (was Effektplugins ja tun), ist es durchaus sinnvoll, möglichst viele Stellen in eventuellen Zwischenergebnissen zu haben. Das Endergebnis wird dadurch sicher nicht ungenauer. Es gibt eben nun mal Rechenoperationen, wo die zehnte Stelle nach dem Komma in einem Faktor einer Gleichung Auswirkungen auf die zweite oder dritte Kommastelle im Ergebnis (dem Produkt) hat.
 
blacklight77 schrieb:
Das kommt ganz auf den Einzelfall an. Wenn man in einem Audioeditor (Wavelab/Audition) arbeitet und dort mehrere Berechnungen an einer 16bit Wavedatei durchführen möchte, halte ich es für sinnvoll, die 16bit-Daten vorher in 32bit zu wandeln. Erst wenn der letzte Arbeitsschritt abgeschlossen ist, würde ich wieder in 16 bit runterrechnen.

Auch Wavelab arbeitet intern mit einer hoeheren Aufloesung von daher ist es nicht notwendig es VORHER auf einer hoeheren Bitrate umzuwandeln da es intern eh passiert.

Und 24bit als Endmaterial reicht.
Vergesst endlich die 32bit!
 
blacklight77 schrieb:
Man kann das, denke ich, ganz gut mit einem Taschenrechner vergleichen. Er hat ein Display mit einer begrenzten Stellenzahl. Wenn man nun mit sehr kleinen Zahlen sehr genau rechnen möchte (was Effektplugins ja tun), ist es durchaus sinnvoll, möglichst viele Stellen in eventuellen Zwischenergebnissen zu haben. Das Endergebnis wird dadurch sicher nicht ungenauer. Es gibt eben nun mal Rechenoperationen, wo die zehnte Stelle nach dem Komma in einem Faktor einer Gleichung Auswirkungen auf die zweite oder dritte Kommastelle im Ergebnis (dem Produkt) hat.


Ja, deshalb arbeiten viele Effektplugins ja bereits intern mit einer viel höheren Auflösung z.B. 64Bit.
Da wo es wirklich sinnvoll ist und die hohe Auflösung auch hörbar was bringt wird das schon lange gemacht. Deswegen ist das ganze Thema eigentlich Kappes.
Man kann sich vielleicht noch darüber unterhalten wenn man Effekte Offline in die Audiodatei einrechnet, dann die Audiodatei mit einer grösseren Bittiefe zu haben als das ursprüngliche Material (obwohl ich das Tischmeyer-Buch nicht kenne, scheint seine Empfehlung auch irgendwie darauf zu basieren).
 
Genau.

Die interne Auflösung von Wavelab ist nutzlos, wenn man mit mehreren Arbeitsschritten an einer 16bit-Datei arbeitet. Die Zwischenergebnisse der Arbeitsschritte werden dann in 16bit abgelegt, da sie in die Datei eingerechnet werden. Wenn man Plugins on the fly laufen lässt, ist das was anderes.
 
Es ist vollkommen nutzlos die Dateien VORHER auf was hoeheres umzurechnen.

Kapiert?
 
Von mir aus. Ich machs trotzdem :)
 
blacklight77 schrieb:
Ich machs trotzdem :)

Sag mir doch mal den technischen Vorteil ob du dein File mit 8 (oder 16) Nullen auffuellst oder ob es der interne Mischer sowieso macht?

Was vorher mit 16bit aufgenommen war laesst sich durch Nullen nicht verbessern.
 
Aber darum ging es doch gar nicht. Es ging vielmehr darum, das Zwischenergebnis einer Berechnung mit hoher Auflösung als Basis für die nächsten Schritte verlustfrei festzuhalten.

Wenn meine Arbeitsdatei im Audioeditor eine Auflösung von 16 bit hat, dann hat auch das Ergebnis einer Bearbeitung diese Auflösung - auch wenn der Audioeditor mit einer höheren Auflösung gerechnet hat. Das Programm wird nicht einfach von selbst die Auflösung ändern, sondern das Ergebnis in die 16bit reinrechnen.

Sobald man aber mehr als eine Berechnung an dem Material durchführen will kann man durchaus die Datei vorher in eine höhere Auflösung wandeln. Dann hat man nämlich die Zwischenergebnisse als Basis für die nächsten Schritte in voller Auflösung vorliegen. Bei einer Kette von Arbeitsschritten sind die Verluste auf diese Weise viel geringer.

Außerdem wird beim Erhöhen der Auflösung nicht einfach mit Nullen aufgefüllt. Es werden lediglich mehr Abstufungen des Spannungspegels möglich. Wo bei 16bit eine Abstufung war, sind bei 24bit dann eben 256. Der Spannungswert der einzelnen Samplewerte bleibt wie er ist. Es treten keine Verluste auf.

Für eine nun folgende Berechnung sind aber die zusäzlichen Zwischenstufen von Vorteil. Nur schade, wenn sie dann wieder auf 16bit reduziert werden, weil das Dokument eben keine höhere Auflösung hatte.
 
@blacklight77
Das wäre der Fall wenn du Effekte Offline (also Destruktiv) in die Datei einrechnen lässt. Wenn du jetzt in Echtzeit arbeitest, sowie es wohl die meisten machen werden wenn die Rechenleistung zur Verfügung steht, spielt das alles keine Rolle.

Aber: selbst beim Offline einrechnen ist das auch nur hypothetisch und betrifft wenn überhaupt nur Effekte die dem Klang etwas hinzufügen. Also z.B. Reverb.
Das käme auf eine direkten Vergleich an: Reverb Offline in eine 16Bit Datei eingerechnet und anderseits in einer vorher auf 32Bit konvertierte Datei eingerechnet. Wer jetzt hier einen Unterschied im Blindtest (!) hört, der soll es dann so machen.
 
blacklight77 schrieb:
Wenn meine Arbeitsdatei im Audioeditor eine Auflösung von 16 bit hat, dann hat auch das Ergebnis einer Bearbeitung diese Auflösung - auch wenn der Audioeditor mit einer höheren Auflösung gerechnet hat. Das Programm wird nicht einfach von selbst die Auflösung ändern, sondern das Ergebnis in die 16bit reinrechnen.

Du kannst doch mit 16 bit rein und 24 bit raus. Kein Problem.

Sobald man aber mehr als eine Berechnung an dem Material durchführen will kann man durchaus die Datei vorher in eine höhere Auflösung wandeln. Dann hat man nämlich die Zwischenergebnisse als Basis für die nächsten Schritte in voller Auflösung vorliegen.

Siehe oben. Mit 16 bit rein und von da an mit 24 bit weiter.

Außerdem wird beim Erhöhen der Auflösung nicht einfach mit Nullen aufgefüllt.

Wenn du ein 16 bit File auf 24 bit wandelst schon.
 
Da heutzutage jedes Programm eine Undo-Funktion hat wird sowieso an der originalen Datei nichts geaendert ausser du speicherst wieder in diese Datei.
Fuer die Qualitaet der Bearbeitung ist daher nicht die Ausgangsdatei verantwortlich, sondern die temporaeren Dateien in den Zwischenschritten (deren Aufloesung wohl im Editor eingestellt werden kann oder automatisch hoch ist).
Und durch "speichern unter" wirst du sicher auch in der Aufloesung deiner Wahl speichern koennen.

32 Bit haben gegenueber 24 Bit auch nur einen Vorteil wenn du waehrend einem Bearbeitungsschritt sehr leise machst oder wenn du uebersteuern wuerdest. Ersteres wird man im Allgemeinen provozieren muessen und zweiteres sollte man grundsaetzlich vermeiden.

gruss, Chris
 
Auszug aus dem Handbuch zu Audition 1.5:

„32 Bit“ erstellt eine Wellenform mit Audiodaten höchster Präzision. Diese Einstellung wird für Dateien empfohlen, die in Adobe Audition bearbeitet werden sollen. Nach dem Bearbeiten einer Datei können Sie diese für die Ausgabe auf 8 oder 16 Bit herunterrechnen (Downsample). Die so erzielten Ergebnisse sind besser als bei Bearbeitung einer Datei der Auflösung 8 Bit oder 16 Bit. (Weitere Informationen finden Sie unter „Bittiefe ändern“ auf Seite 110.)

Die werden sich schon was dabei gedacht haben, diesen Tip da rein zu schreiben. Ich habe das schon immer so gemacht, auch ohne dieses Handbuch gelesen zu haben. Man hat bei einer höheren Auflösung auch nicht mehr [g=284]Headroom[/g], sondern zusätzliche Stufen zwischen den einzelnen Hold-Werten des Samples einer niedrigen Auflösung.

-3dB bleiben -3dB. Nur die Anzahl der möglichen Pegel zwischen beispielsweise -3dB und -2dB erhöht sich um den Faktor 256 beim Erhöhen von 16bit auf 24bit. Wenn man allerdings gleich in 24bit aufnimmt, hat man natürlich einen größeren Dynamikumfang. (Weil leise Signale besser erfasst werden)

Daraus ergibt sich eine bessere Darstellung von leisen Signalen weil auch bei sehr kleinen Pegeln noch genügend mögliche Hold-Werte zur Verfügung stehen. Für alle die es nicht wissen: Ein Hold-Wert stellt den gemessenen Spannungswert des Signalverlaufes zum Zeitpunkt eines Abtastschrittes dar. Trotzdem rechnet der Computer immer mit Werten zwischen -1 und 1. Die Bittiefe ändert daran nichts.

Ich weiss wovon ich rede, da ich mit Medienintegration und Datenhandling beruflich zu tun habe. Der Eindruck von "mehr [g=284]Headroom[/g]" entsteht wohl eher dadurch, dass die Software bei höheren Auflösungen die VU-Meter anders ansteuert um das an Verhalten analoger Mixer heranzukommen und aus der Tatsache heraus, dass leise Signale besser erfasst werden können. Dennoch ist der interne Arbeitsbereich für die Wechselspannung des Signals immer zwischen -1 und 1. Es ist vollkommen egal, ob es sich um ein 8bit-Sample oder ein 32bit-Sample handelt. Eine Ausnahme stellt lediglich das 1bit-Sample dar. Da gibt es nur 0 oder 1.

Unter [g=284]Headroom[/g] verstehe ich einen Reserveraum der für laute Spitzen bereitgestellt wird, indem man die durchschnittliche Aussteuerung nicht auf das absolute Maximum einstellt. Dieser vergrößert sich aber nicht durch das Wandeln von bestehenden Audiodaten in eine höhere Auflösung. Er ergibt sich viel mehr aus einer vorsorglich leiseren Aussteuerung während der Aufnahme bei einer dafür höheren Bittiefe. Es geht jedoch hier nicht um [g=284]Headroom[/g], sondern um (vertikale) Auflösung. Diese hat sehr wohl eine Bedeutung wenn man an den Daten arbeitet - sogar dann, wenn das Audiomaterial ursprünglich nur eine Auflösung von 8bit hatte.



WIKI Digitale Auflösung

1bit = 2 Stufen
2bit = 4 Stufen
3bit = 8 Stufen
4bit = 16
5bit = 32
6bit = 64
7bit = 128
8bit = 256
9bit = 512
.
.
.
16bit = 65536
24bit = 16777216
32bit = 4294967296

Die Stufen sind die möglichen Werte zwischen -1 und 1, also der maximalen negativen Amplitude und der Maximalen positiven Amplitude.
 
Warum haben eigentlich so viele ein Problem damit das Gelesene zu verstehen oder ueberhaupt etwas zu lesen bevor sie eine Antwort geben.

Du kennst die Anfangsfrage?

Sinngemaes: "Bringt es einen qualitativen Vorteil wenn ich ein 16bit File in 32bit umwandle bevor ich es in meinem Sequenzer einlade."

Die Antwort ist: Nein, es bringt keinen Vorteil!

Du kennst den Unterschied zwischen Mixbusaufloesung und Audiofileaufloesung?

Du weisst das bei dem Umrechnen von 16bit Files in 32bit Files nur Nullen angehaengt werden?

Du weisst das bei einem 32bit Mixbus aufloesenden Sequenzer genau das Gleiche passiert? Egal was fuer ein Format reinkommt, es wird erst mal auf die Aufloesung des Mixbusses gebracht?


blacklight77 schrieb:
Der Eindruck von "mehr [g=284]Headroom[/g]" entsteht wohl eher dadurch, dass die Software bei höheren Auflösungen die VU-Meter anders ansteuert um das an Verhalten analoger Mixer heranzukommen...

Und das ist ja wohl vollkommener Quatsch.
 
und ich dachte, wir wären durch ;-)
 
ich ordne wolfgangs worte nocheinmal kreuz und quer um; vielleicht war's zuviel text für den einen oder anderen? ;-)

16bit -> datei umwandeln in 32bit (nullen anhängen) -> in den mixbus schicken -> mixbus freut sich, 32bit, das will er -> haut effekte drauf

16bit -> in den mixbus schicken -> mixbus ist verärgert, er will 32bit, also hängt er ein paar nullen an -> mixbus freut sich -> haut effekte drauf
 
@Wolfgang: Grundsatzdiskussion.. oder? Ich bin ja selbst beruflich bedingt auch so ein Bitschieber, kann aber andererseits auch Deinen Standpunkt verstehen, der, wie ich es verstehe, schon viel früher und mit ganzheitlicher Sicht ansetzt. Was man schon bei der Wahl der Künstlers versaut hat, kann kaum ein Arrangement je wieder glatt bügeln. Was beim Arrangement schon daneben gegangen ist, wird beim Mikrofonieren kaum wieder heraus gerissen werden können, was der Mischer verbaselt, kann die Software nicht gerade biegen... usw. Und irgendwann ist es dann eh egal, ob man mit 24 (ganzzahlig) oder mit 32 Bit (Fließkomma) eine Effektberechnung macht (mit Auswirkungen bei, wie Du schriebst, <-60dB). Es juckt keine Hörschnecke mehr, weil anderswo in der Signalkette viel grobere Fehler passiert sind. Kratzt nicht, ist verschwendete Energie und geht sowieso im Grundrauschen unter. Außerdem kommt irgendwann ein Dithering (so, wie ich es verstanden habe und wie ich es aus dem grafischen Bereich kenne, ist das eine Fehlerdiffusion... korrigiere mich, aber tu mir bitte nicht weh! :) ), das wie ein Tsunami die Artefakte, die durch den "Fehler", den eine 24 Bit gegenüber einer 32 Bit-Berechnung hat, ohnehin überschwemmt. (Nebenbei: Und dann findet diese Diskussion auch noch im Webumfeld statt, indem man -mittlerweile- keine Hemmungen mehr hat, systembedingt verlustbehaftete Audioformate wie MP3 als Grundlage zu nehmen)

@blacklight: Du hast aus informationtechnischer Sicht recht. Aber mehr auch nicht ;-) Die Fälle, in denen es zum Tragen kommt, sind in der Praxis nicht oder seltenst relevant. Hör Dir mal eine Streisand-[g=420]CD[/g] an... die feine Auflösung der Cymbals usw. da käme man in Bereiche, in denen man ansatzweise darüber diskutieren könnte, ob es Sinn macht, die komplette Signalkette auf 32 Bit zu heben. Aber dann musst Du Dir auch mal das dortige Umfeld anschauen... die Komponisten, die Produzenten, die Musiker, das sonstige Equipment...

Greetz Thomas
 
Nicht das man mich wieder mal falsch versteht: Natuerlich ist es wesentlich sinnvoller eine Aufnahme in 24bit zu machen als in 16bit (aber nicht 32bit float!) aber wenn aus irgendwelchen Gruenden schon eine 16bit Datei vorliegt macht es keinen Sinn die vorher auf 24 oder 32bit aufzublasen bevor der Software Mischer das eh taete.

Das ist reine Platzverschwendung und hat auch mit einer besseren Archivierung nichts zu tun.

Und ja, ich hoffe wir sind mit diesem Thema jetzt endlich durch.
 

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