Na straně videa se zabýváme velikostmi snímků, poměry stran, nastavením zoomu, clonových čísel a snímkových frekvencí. Zvuková stránka má také svá čísla, ale je o něco snazší si je omotat hlavou.
Není dnes veškerý zvuk digitální?
V dávných dobách se zvuk nahrával na analogovou pásku. Pro koncového uživatele to nebylo o moc obtížnější než naše dnešní digitální rekordéry, ale v zákulisí se toho dělo mnohem víc. Například v minulosti si typické nahrávací studio najalo inženýra na údržbu audio zařízení. Před každou relací bylo nutné vyrovnat hlavy pásku, upravit zkreslení záznamu a zkalibrovat úrovně. Pokud studio nebo producent změnili značku nebo kvalitu nahrávací pásky, byla nutná celá nová skupina nastavení. Pak tu byly systémy redukce šumu, které do mixu zavedly své vlastní kalibrace a artefakty. Ke všemu musel nahrávací inženýr vědět, jak nahrávat na pásku určitým způsobem, aby to při přehrávání znělo správně. Tato bolest a utrpení přetrvávají dodnes – zvláště ve špičkových studiích, kde chtějí na svých moderních nahrávkách ten nepolapitelný „analogový zvuk“.
Díky tomu naše práce vypadá jednoduše, že? Pro jednoduchý digitální audio záznam zapojíme audio rozhraní do našeho počítače, spustíme nahrávací aplikaci, zkontrolujeme měřiče a stiskneme Record. Základní úpravy úrovně jsou vše, s čím se musíme vypořádat až do postprodukce. Při nahrávání zvuku pomocí videokamery je to ještě jednodušší. Stačí připojit mikrofon a stisknout Record – kamera udělá zbytek za vás. Samozřejmě, stejně jako u analogu, i v digitálním světě se toho hodně děje pod povrchem, ale na starosti jsou mikroprocesory. Necháme je, ať si dělají svou věc.
Jakmile zvuk vstupuje do digitálního rekordéru nebo kamkordéru, je zvuk digitalizován a přeměněn na digitální „slova“, která jsou zkopírována na pásku, pevný disk nebo paměťovou kartu. Při přehrávání je digitální tok dekódován a převeden zpět na analogový signál, který se přehrává přes reproduktory nebo sluchátka. Jednoduché, že? No…
Vzorkovací frekvence digitálního zvuku
Jak je zvuk digitalizován, získává dvě specifické vlastnosti:vzorkovací frekvenci a bitovou hloubku. Vzorkovací frekvence udává, kolikrát za sekundu je zvuk vzorkován, aby byl převeden na digitální soubor. Čím více vzorků za sekundu, tím lepší kvalita. Skutečný počet vzorků potřebný k vytvoření teoreticky dokonalé kopie se řídí Nyquist-Shannonovým teorémem vzorkování. Matematika uvnitř tohoto malého klenotu by vám mohla zatočit hlavou, takže budeme parafrázovat:vzorkovací frekvence musí být alespoň dvojnásobkem zaznamenané frekvence. Pokud například nahráváte perkuse, činely a podobně, zaznamenané frekvence a jejich harmonické mohou snadno dosáhnout 20 000 Hz. To znamená, že vzorkovací frekvence potřebná k vytvoření přesné kopie je 40 000 Hz. Pokud jste věnovali pozornost, víte, že specifikace CD audio vyžaduje vzorkovací frekvenci 44 100 Hz a DV video používá vzorkovací frekvenci 48 000 Hz. To ponechává dostatek prostoru pro pohyb na horním konci stupnice. Matematickí pitomci, klidně si to všechno vyhledejte na Wikipedii. To by vás mělo na chvíli zaměstnat.
Specifikace zvuku DV ve skutečnosti vyžaduje dvě vzorkovací frekvence:48 kHz a 32 kHz. Nastavení 48 kHz (obvykle označované jako 16bitové) je standardem pro dvoukanálový nebo stereo záznam. Verze 32 kHz (obvykle označovaná jako 12bitová) může nahrávat také stereo, ale na některých kamerách je také možné nahrávat čtyři kanály zvuku současně. Canon XL2 je první fotoaparát, který vás v této kategorii napadne. Vzorkovací frekvence 32 kHz znamená, že horní část zaznamenaného zvukového spektra je 16 000 Hz, což je vhodné pro dialogy a další úkoly. Pokud se 44 100 Hz a vyšší vzorkovací frekvence označuje jako kvalita CD, nastavení 32 000 Hz by odpovídalo kvalitě rádia FM. Je v pořádku pro běžné použití, ale nedoporučuje se pro kritické aplikace. Kupodivu mnoho videokamer má výchozí nastavení zvuku 32 kHz, ačkoli ve skutečnosti nemohou nahrávat čtyři kanály.
Bitová hloubka
Bitová hloubka je složitější na vysvětlení, takže začneme analogií. V digitálním zobrazování existují tři běžné bitové hloubky:8bitové, 16bitové a 24bitové. 8bitový obrázek má k dispozici pouze 256 barev. I když si těchto limitů u kresleného obrázku nikdy nevšimnete, 8bitový západ slunce by vypadal docela divně. Vzhledem k tomu, že barvy jsou omezené, uvidíte velké množství pruhů v přechodu od obzoru až k obloze. 16bitový obrázek má trochu větší rozsah – 65 536 barev, abych byl přesný. To poskytuje dostatek možností k vytvoření přesvědčivého obrazu, zejména na malých obrazovkách, jako je váš mobilní telefon nebo kapesní hra. Ale zkontrolujte svůj digitální západ slunce a stále uvidíte nějaké pruhy, jen ne tak drastické jako 8bitová verze. V digitálním zobrazování je 24bitový často označován jako True color, protože nabízí 16 777 216 barevných možností. 24bitový obraz pokrývá většinu barev, které vidí lidské oko. Digitální fotoaparáty – statické i video – produkují 24bitové snímky a s výsledky jsme všichni docela spokojeni.
Zůstaneme u analogie digitální fotografie, zamysleme se nad zvukem. Každý digitální zvukový vzorek je v podstatě snímek zvuku v daném okamžiku. Dokážete si představit, že 8bitový vzorek – s pouze 256 zvukovými „barvami“ – může být trochu zrnitý, a měli byste pravdu. Na druhou stranu 16bitový vzorek má mnohem větší rozsah a vytváří velmi rozumnou verzi zvuku. Proto je to standardní bitová hloubka pro DV, DVD a audio CD. 24bitové nahrávky mají výhodu více než 16,7 milionů zvukových „barv“ na vzorek. I když je nepoužijete na standardních discích DVD nebo hudebních CD, formát Blu-ray Disc podporuje 24bitový zvuk v různých formátech.
Dále vezměte bitovou hloubku a vynásobte ji vzorkovací frekvencí. Nyní máte představu o potenciálu kvality vaší nahrávky. Typická zvuková stopa DV nebo DVD má bitovou hloubku 16 a vzorkovací frekvenci 48 kHz. Takže 48 000krát za sekundu je zvuk digitalizován s 16bitovou hloubkou. Výsledkem je velmi čistý záznam, který přesně reprodukuje původní zdroj.
Ale nakonec…
Nakonec se nebudete muset starat o vzorkovací frekvence nebo bitovou hloubku. Vaše zařízení se o většinu z toho automaticky postará za vás. Nyní, když však víte, co čísla znamenají, bude pro vás snadné provést rychlou vizuální kontrolu, kdykoli budete natáčet video nebo nahrávat zvuk. Pokud videokamera říká, že nahrává při 32 kHz, změňte to před natáčením. Nastavení hlasové relace je snazší, pokud víte, že na svém zvukovém rozhraní používáte nastavení 16bitové, 48kHz. Navíc můžete kdykoli zveřejnit svůj status na Facebooku, že přemýšlíte o Nyquistově teorému, a vaši přátelé si budou myslet, že jste opravdu chytrý.
BOČNÍ PANEL
Ve studiu
V profesionálních nahrávacích studiích běžně nahrávají zvuk v 96/24. To znamená 24bitovou hloubku při vzorkovací frekvenci 96 kHz. Proč tak vysoko? 24bitová hloubka umožňuje úžasný dynamický rozsah a možnosti „barvy“. Inženýři a producenti mají rádi vzorkovací frekvenci 96 kHz, protože dává nahrávce více prostoru pro dýchání nebo „vzduchu“. Finální produkt je samozřejmě převzorkován na 16bitový při 44 100 Hz pro vydání CD. Na svém iPodu neuslyšíte rozdíl, ale ve studiu je zlepšení zřejmé. To dělá lepší originální nahrávky a doufejme, že úroveň kvality, která obstojí ve zkoušce času.
Přispívající redaktor Hal Robertson je producent digitálních médií a technologický konzultant.