Warum clippt 32bit fp nicht?

  • Ersteller fishnetz
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naja, im Prinzip waeren fuer Audio 32 Bit Fixed Point BESSER als 32 Bit Floating Point ;)
welchen standpunkt vertrittst du eigentlich? oben kam noch der aspekt ob man es denn hören könne.

Wenn man zum Beispiel drei Bit ueber 0 dBFS sicherheitshalber als Reserve laesst, also 18 dB, und wuerde die restlichen 29 Bit fuer die reine Aufloesung verwenden (also quasi Mantisse ohne Exponent). Da braucht man dann kein 64 Bit mehr, ein Bloedsinn der Industrie. Gut fuer gigantische Speicheradressierung, mehr nicht. 29 Bit sind als reine Mantisse 5 Bit mehr als mit Floating Point, das reicht dicke, auch fuer 200 Spuren.
3bit als headroom über 0dBFS sind 18dB. das clippt im ungünstigsten fall schon bei der summierung von 7 vollausgesteuerten spuren. sorry, aber über solche probleme sollte man sich in der heutigen zeit keine gedanken mehr machen müssen.
 
naja, im Prinzip waeren fuer Audio 32 Bit Fixed Point BESSER als 32 Bit Floating Point ;)
welchen standpunkt vertrittst du eigentlich? oben kam noch der aspekt ob man es denn hören könne.

Wenn man zum Beispiel drei Bit ueber 0 dBFS sicherheitshalber als Reserve laesst, also 18 dB, und wuerde die restlichen 29 Bit fuer die reine Aufloesung verwenden (also quasi Mantisse ohne Exponent). Da braucht man dann kein 64 Bit mehr, ein Bloedsinn der Industrie. Gut fuer gigantische Speicheradressierung, mehr nicht. 29 Bit sind als reine Mantisse 5 Bit mehr als mit Floating Point, das reicht dicke, auch fuer 200 Spuren.
3bit als headroom über 0dBFS sind 18dB. das clippt im ungünstigsten fall schon bei der summierung von 7 vollausgesteuerten spuren. sorry, aber über solche probleme sollte man sich in der heutigen zeit keine gedanken mehr machen müssen.

Ich vertrete folgenden:

Erstmal der letzte Punkt:

Aus rein pragmatischer Sicht waere es schlecht, wenn irgendwo zwischendurch Clipping auftritt, was man erstmal finden muss.

Nehmen wir mal an, in einer Spur faehrt der User mit seiner Pluginkette deutlich ueber 0 dB, pegelt aber per Fader wieder weit runter, also ein Abuser. Das kann passieren! Genau wie in einem Bus, der auf den Masterbus geht, aber runtergepegelt wird. Laesst man 3 Bit Headroom, wird in Praxis wohl seltenst ein Plugin uebersteuert, und auch nicht durch kurze Spitzen, auch nicht vom nicht so versierten User.

Jetzt die erste Sache:

Bei der Addition muss ja der Exponent angeglichen werden. Nehmen wir mal einen unrealisitschen Extremfall an, dass eine Spur an einer Stelle schon so laut ist, dass der Exponent 0 betraegt. Dann muessen alle anderen Spuren entsprechend angepasst werden. Die Aufloesung der Mantisse betraegt 24 Bit. Bei 128 Spuren sind es mit gleichmaessigem Quantisierungsrauschen in allen Spuren effektiv 17 Bit. Also zum Beispiel ein lauter Bass und 127 Chorsaenger, einzeln aufgenommen ;o
Und die Summe geht dann in einen Kompressor und Limiter, und der holt das Rauschen noch hoch.

Die DAW koennte eine Reihenfolge bei der Summierung waehlen, aber das ist unpraktisch und kostet Rechenpower. Nach dem Motto: man sortiert erstmal und summiert erst die kleinen Zahlen.

Klar ist das Quatsch, aber ich sag ja nur dass 32 Bit Fixed Point theoretisch gesehen eigentlich ne bessere Wahl waeren, auch wenn mans dann in 99.999% der Faelle nicht hoeren wuerde. Es geht nur darum, dass Floating Point imho nicht besser ist, sondern schlechter. Man verschwendet Bits fuer den Exponenten. Ein Zahlenformat fuer die Wissenschaft, gut zum Zaehlen von Sternen und Atomen ... Was macht dieser im Bereich Audio? Hat gar nichts hier verloren, das ist mein Standpunkt. Denn man braucht keinen Exponenten fuer Audio.

Was hat das mit der Addition zu schaffen? (ernstgemeinte Frage!)

bei der Addition muss der Exponent angeglichen werden. Die leisere Zahl verliert relative Genauigkeit.
 
Da geh ich ganz mit synthpark in jedem Punkt.

Die Diskussionen sind alt und es gab da viele, die 48 Bit fixed point im Vorteil sahen. Das alte Sonic Solutions war in der Hinsicht klanglich legendär. Ob das an den 48 Bit fixed point lag, sei dahin gestellt. Ich will da kein neues Fass aufmachen..


3bit als headroom über 0dBFS sind 18dB. das clippt im ungünstigsten fall schon bei der summierung von 7 vollausgesteuerten spuren. sorry, aber über solche probleme sollte man sich in der heutigen zeit keine gedanken mehr machen müssen.

Ja und nein. Wenn ich analog mische kann ich auch nicht einfach einen Kanal oder Buss überfahren und ich muss sauber arbeiten. Hat man also die Pegel, mit denen man arbeitet, im Griff, dann reichten auf jeden Fall der Headroom, den ein 32 Bit fixed Point Systen bietet. Der wäre dann immer noch um einiges höher als beim analogen Mischen.

Klein Story am Rande.
Ich habe einige Zeit auf dem Tascam TM-D8000 gemischt. Dessen internes Porcessing war 24 Bit. No Headroom. Eine Übersteuerung im Bus war eine Übersteuerung, die man nicht über den Summenfader wieder ausgleicht. Das erzog auch zum sauberen Arbeiten und man hat ganz einfach nicht mehr superheiß ausgesteuert. War dem Klang eher zuträglich - und den Summenfader fasst man so wie so nie an.
 
@synthpark: rechne doch mal zum spass aus, wieviel auflösung man von fixed auf float verliert, wenn man 1 signal mit -3dBFS zu 100 signalen mit -33dBFS addiert. beides bezogen auf 64bit float & fixed.
danach das gleiche mit 100 signalen bei -3dBFS und einem bei -33dBFS...bei 18dB headroom.
 
@Karumba: versteh ich nicht ganz, wie du das meinst. Wieso 100 Signale mit -3 dBFS, eins mit -33 dBFS, das hoert man dich nicht mehr :). Und wieso jetzt 64 Bit? Da ist schon alles eh egal.
 
der Artikel sagt irgendwie nicht viel ....

der sollte mal einfach vorrechnen, was passiert, anhand komkreter Beispiele, mathematisch genau nachvollziehbar.

Zumal 32 FP auch 64 Bit "Double Precision" einsetzen kann.

Das wird nicht mal erwaehnt.
 
der sollte mal einfach vorrechnen, was passiert, anhand komkreter Beispiele, mathematisch genau nachvollziehbar.

Das wird doch in der Tabelle schön gezeigt.


Zumal 32 FP auch 64 Bit "Double Precision" einsetzen kann

Wenn man den Artikel aufmerksam liest, steht das drin in diesem Artiekel, wenn auch nicht Wort für Wort.

Deshalb finde ich, sagt der Artikel sehr viel, gerade auch zu den Nachteilen von Floating Point und man kann heraus lesen dass 32 fixed gegenüber 32 float sogar Vorteile hat, wenn man auf 1500 dB headroom verzichten kann - und so viel Headroom braucht kein Mensch, nie.
 
Das wird doch in der Tabelle schön gezeigt.

... da wird nichts gezeigt.

Der Autor spricht von 3-Digit-Prozessor.

To show this in action return to the mythical 3-digit processors.

Diese Fehler entsprechen doch keinem realen Beispiel mit 24 Bit Mantisse. Aus der Luft gegriffen.

Es geht darum, anhand konkreter Problemfaelle zu zeigen, dass das in der Praxis von Bedeutung ist. Unter realen Bedingungen, nur so kann man argumentieren.

Ich hab wenigstens versucht, mal einen Fall mir auszudenken.
Aber der Autor da ist einfach unfaehig, sorry.

Alle technischen Audioartikel sind Bullshit, nicht einige, nein ALLE. Das beste ist, einfach ignorieren. Ich habe noch nie einen technischen Audioartikel "fuers Volk" gelesen, in keiner Zeitschrift, der tatsaechlich irgendwas Substantielles nachgewiesen hat. Alles muendet im Glauben, man bekommt "so ein Gefuehl", dass es "stimmen koennte".
 
Alle technischen Audioartikel sind Bullshit, nicht einige, nein ALLE

Jetzt haus Du aber ganz schön auf den Busch.

Lies mal den Artikel von Andy Moorer und sag mir, ob der auch Bullshit ist.


Diese Fehler entsprechen doch keinem realen Beispiel mit 24 Bit Mantisse

Nein, aber diese Fehler zeigen prinzipbedingte Unterschiede zwischen fixed point und floating point.


Es geht darum, anhand konkreter Problemfaelle zu zeigen, dass das in der Praxis von Bedeutung ist

Stimmt, und die letzte Instanz ist das Ohr für die Einordnung der Relevanz von Fehlern.

Es wird bereits ganz zu Beginn im Buch von John Watkonson festgestellt, dass es immer um die Bewertung von Größenordnungen geht. Die Digitaltechnik ist nicht ideal, wie viele glauben. Bei der Abtastung werden Fehler gemacht, bei der Kalkulation entstehen Fehler und bei der DA Wandlung gibt es keine idealen Rekonstruktionsfilter. Die Größenordnung der Fehler ist in der heutigen Digitaltechnik sehr gering. Letztlich streiten wir uns nur über deren Relevanz.


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Und wenn wir wieder beim Ohr ankommen, dann verstehe ich die ganze Digitaltechnik wieder nicht.

Ich meine jetzt nicht theoretisch. Ich hab zwar meine Ausbildung noch Analog genossen, aber vieles vom Digitalen verstehe ich in der Theorie, aber irgendwie kommt mir immer mal wieder die Praxis dazwischen.

Eigentlich dürfte eine Summierung in einer modernen 64 Bit Float Point Mix Bus DAW ja deutlich ausreichen genau sein und trotzdem kann ich im Doppelblindtest immer heraushören, wenn ich etwas mit der internen 80 Bit fixed Point Summierung aus dem Metric Halo statt der PT eigenen genutzt habe.

Das sollte doch theoretisch keinen Unterschied, oder zumindest keinen hörbaren Unterschied ergeben und trotzdem scheint gerade die Zeitebene zu profitieren.

Das ne analoge Summierung Unterschiede bringt, die hörbar und anders sind ( ich sage jetzt bewusst nicht unbedingt immer besser) ist klar, weil Phänomene wie Übersprechen, Sättigung und Bauteilungenauigkeiten und Bauteileigenheiten dazu kommen.

Aber wie kann es sein, dass ein 80 Bit fixed Point anders und zwar immer besser klingt als 64 Bit Float.

Das verstehe ich theoretisch nicht, weil die Fehler bei 64 Bit Float doch vernachlässigbar klein sein müssten, oder?
 
Eigentlich dürfte eine Summierung in einer modernen 64 Bit Float Point Mix Bus DAW ja deutlich ausreichen genau sein und trotzdem kann ich im Doppelblindtest immer heraushören, wenn ich etwas mit der internen 80 Bit fixed Point Summierung aus dem Metric Halo statt der PT eigenen genutzt habe

Kann ich bestätigen, geht mir genau so mit der MH Console vs PT.


Das sollte doch theoretisch keinen Unterschied, oder zumindest keinen hörbaren Unterschied ergeben und trotzdem scheint gerade die Zeitebene zu profitieren

dto


Aber wie kann es sein, dass ein 80 Bit fixed Point anders und zwar immer besser klingt als 64 Bit Float

Da machen wir jetzt einen Sack Flöhe auf. Vergleiche mal einen 8-Kanal Mix von SoundBlade mit der MH Console. Da würde ich fast noch SoundBlade den Vorzug geben. Es geht also auch mit 64 bit float. Das alte Sonic Solutions wird von denen, die es noch haben, gleich zu Soundblade bewertet - und das lief noch mit 48 Bit fixed point. Hinter beiden Systemen steht Andy Moorer als Entwickler
 
@Karumba: versteh ich nicht ganz, wie du das meinst. Wieso 100 Signale mit -3 dBFS, eins mit -33 dBFS, das hoert man dich nicht mehr :). Und wieso jetzt 64 Bit? Da ist schon alles eh egal.
ich hatte ja eigentlich genau dein beispiel mit dem chor & dem bass genommen. die 64bit sollten nur als genaue referenz dienen.
 
Lies mal den Artikel von Andy Moorer und sag mir, ob der auch Bullshit ist.

Hab ich grad gemacht, in dem Artikel, der schon wesentlich besser ist als der obige, werden keine Zahlen genannt. Ich kann gar nicht nachvollziehen, welche Filter Koeffizienten gewaehlt wurden, sonst koennte ich das mal ueberpruefen, ich hab auch Matlab. Ich sehe kein Pol-Nullstehen Plott, wo man sehen wuerde, woher die Probleme kommen. Beim IEEE waere der Artikel abgelehnt worden.

Esoterische Literatur. Glaubst du, die Hersteller von EQs machen sich keine Gedanken, was ihre Filter machen? Und wie es mit der Genauigkeit bestellt ist? Wenn an einer Stelle 32 Bit nicht ausreicht, wuerde man mit 64 Bit rechnen und anschliessend wieder die Genauigkeit reduzieren. Ja, auch dieser Artikel ist leider keine Ausnahme in meinem Statement. Er macht irgendwelche weitreichenden Generalisierungen anhand eines einzelnen, nicht mal klar nachvollziehbaren Beispieles.

ich hatte ja eigentlich genau dein beispiel mit dem chor & dem bass genommen. die 64bit sollten nur als genaue referenz dienen.

@Karumba

ich verstehe jetzt die Zahlenwerte nicht. Was ich meinte ist, ob man erst die Chorstimmen aufsummiert und anschliessend den Bass ist eben was anderes als umgekehrt, wobei beim aufsummieren waere es am besten, baumartig vorzugehen. Dadurch muss man am wenigsten den Exp anpassen.
 
Hab ich grad gemacht, in dem Artikel, der schon wesentlich besser ist als der obige, ....
.......
....... Ja, auch dieser Artikel ist leider keine Ausnahme in meinem Statement. Er macht irgendwelche weitreichenden Generalisierungen anhand eines einzelnen, nicht mal klar nachvollziehbaren Beispieles

Fest steht, Andy Moorer hat eine der am besten klingenden Workstations entwickelt. Er weiß was er tut. Vielleicht wollte er gar nicht sooo ins Detail gehen damit andere nicht von ihm abkupfern? ;-)

Welche Entwicklungen gibt es von Dir im praktischen Einsatz? Haben die sich bewährt oder haben die gar eine ähnlich hohe Reputation wie die Sachen von Moorer? Dann lass ich das gelten.

Ich denke, wenn man Andy Moorer übers Maul fährt, sollte man so viel Schneid haben, unter realem Namen zu posten oder im Profil Angaben zur echten Identität machen.
 
@Karumba

ich verstehe jetzt die Zahlenwerte nicht. Was ich meinte ist, ob man erst die Chorstimmen aufsummiert und anschliessend den Bass ist eben was anderes als umgekehrt, wobei beim aufsummieren waere es am besten, baumartig vorzugehen. Dadurch muss man am wenigsten den Exp anpassen.
was ist der worst case für floating point?
es verliert gegenüber fixed point an präzision, wenn man eine sehr große mit einer sehr kleinen zahl summiert. bezogen auf dein beispiel wäre das eben der laute bass & die leisen chorstimmen. man kann sich diesen relativen fehler ja nun einfach mal ausrechnen. oder zum schluss kommen, dass chorstimmen die 30dB leiser sein eben auch weniger bedeutung haben. das ist dann auch nicht weiter schlimmt, denn die große zahl "gewinnt" bei FP (verliert also relativ am wenigsten auflösung).
daher: fürs aufsummieren wäre es bei FP nach meinem verständnis am genauesten erst die leisen signale zu summieren, damit diese größer werden & in den bereich der lauten kommen. so muss am wenigsten der exponent verschoben werden. ich könnte mir aber vorstellen, dass man als programmierer darauf keine rücksicht nehmen muss & der compiler das für einen erledigt. die chorstimmen haben alle den gleichen exponenten & kämen dann nach der summierung auf den pegel des bass - problem "quasi fehlerfrei" gelöst.

ein weiterer aspekt ist, *welche* auflösung verloren geht & wieviel. wir reden hier ja genau genommen über pegeldifferenzen im bereich 10e-irgendwas - im worst case.

Aber wie kann es sein, dass ein 80 Bit fixed Point anders und zwar immer besser klingt als 64 Bit Float.

Das verstehe ich theoretisch nicht, weil die Fehler bei 64 Bit Float doch vernachlässigbar klein sein müssten, oder?
das muss an was anderem liegen, an der mathematik liegt es ganz sicher nicht.
 
was ist der worst case für floating point?
es verliert gegenüber fixed point an präzision, wenn man eine sehr große mit einer sehr kleinen zahl summiert

Das hast Du in einem Mix andauernd. Es gibt ständig ausklingende Töne oder Harmonische mit geringen Pegeln. Da tut sich viel bei der Summierung von 24,32 oder mehr Spuren.


das muss an was anderem liegen, an der mathematik liegt es ganz sicher nicht

Es liegt an der Mathematik, woran sonst?
 
Das hast Du in einem Mix andauernd. Es gibt ständig ausklingende Töne oder Harmonische mit geringen Pegeln. Da tut sich viel bei der Summierung von 24,32 oder mehr Spuren.
schon klar, es wird ja sampleweise summiert. das grundprinzip bleibt aber das gleiche.

Es liegt an der Mathematik, woran sonst?
bei 80bit fixed vs. 64FP geht es schon lange nichtmehr um die mathematik, sondern um die praktische relevanz.

adebar, hast die erfahrung mit DSP programmierung? traust du dir zu den mathematischen fehler abschätzen zu können der zwischen einer summierung von 80bit fixed vs. 64bit float entsteht?
 
adebar, hast die erfahrung mit DSP programmierung? traust du dir zu den mathematischen fehler abschätzen zu können der zwischen einer summierung von 80bit fixed vs. 64bit float entsteht

Nein, mit der Programmierung von DSPs habe ich keine Erfahrung.


traust du dir zu den mathematischen fehler abschätzen zu können der zwischen einer summierung von 80bit fixed vs. 64bit float entsteht

Ich habe in 25 Jahren Pro Audio gelernt, dass gerade in der Digitaltechnik bei Fehlern bezüglich Hörbarkeit andere Maßstäbe angesetzt werden müssen. Das Ohr reagiert auf digitale Artefakte oft sensibler. Nehmen wir nur mal das Thema Clocking, z.B. externe Taktung über AES/EBU oder Wordclock. Man kann oft Unterschiede hören wo man meßtechnisch annimmt, das dürfte sich in der Wahrnehmung nicht auswirken.

Nimm mal statt Deines Summenbusses von Sequoia den Harrison Mixbus und vergleiche das Ergebnis gehörmäßig. Den Mixbus kann man so einstellen, dass er nichts Anderes macht. als einfache Summierung. Trotzdem hört man Unterschiede, obwohl doch die Mathematik ganz einfach ist.

Den Mixbus gibt es als free Trial (SoundBlade auch, falls jemand auf Mac solche Vergleiche machen möchte).
 
adebar, hast die erfahrung mit DSP programmierung? traust du dir zu den mathematischen fehler abschätzen zu können der zwischen einer summierung von 80bit fixed vs. 64bit float entsteht

Nein, mit der Programmierung von DSPs habe ich keine Erfahrung.
ich meinte ganz generell digital signal processing (nicht processor) & die mathematik dahinter.
als ingenieur kann einem solches wissen ja manchmal auch hinderlich sein, aber es gibt einem das attribut abschätzen zu können welche unterschiede wirklich relevanz haben (können) & welche nicht.

traust du dir zu den mathematischen fehler abschätzen zu können der zwischen einer summierung von 80bit fixed vs. 64bit float entsteht

Ich habe in 25 Jahren Pro Audio gelernt, dass gerade in der Digitaltechnik bei Fehlern bezüglich Hörbarkeit andere Maßstäbe angesetzt werden müssen. Das Ohr reagiert auf digitale Artefakte oft sensibler. Nehmen wir nur mal das Thema Clocking, z.B. externe Taktung über AES/EBU oder Wordclock. Man kann oft Unterschiede hören wo man meßtechnisch annimmt, das dürfte sich in der Wahrnehmung nicht auswirken.
das kann man nun aber auch als confirmation bias interpretieren. du schmeisst mir nun zu viele unterschiedliche themen in einen topf die man so direkt nicht miteinander vergleichen kann (außer das es bei allen um digitale signalverarbeitung geht) & weichst damit vom thema ab.

bist du dir überhaupt bewusst darüber wieviele nachkommastellen 64bit float hat (haben kann)?

Nimm mal statt Deines Summenbusses von Sequoia den Harrison Mixbus und vergleiche das Ergebnis gehörmäßig. Den Mixbus kann man so einstellen, dass er nichts Anderes macht. als einfache Summierung. Trotzdem hört man Unterschiede, obwohl doch die Mathematik ganz einfach ist.
harrison modelliert afaik das verhalten eines mischpultes ist damit kein reiner digitaler summierer, sondern enthält modelle für sättigung, übersprechen, usw. das wäre so, wie wenn ich mir slate VCC auf jeden kanal in reaper lege.
ansonsten: das thema DAW-summierung ist doch schon längst abgehakt. wenn sich mixe mit verschiedenen DAWs auf -130dBFS oder tiefer auslöschen, dann stellt sich für mich die frage nach der relevanz nichtmehr.
 

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