Qualität von Sample-Rate-Konvertern auf nativer Basis

von charade, 08.07.08.

  1. charade

    charade Registrierter Benutzer

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    Erstellt: 08.07.08   #1
    Hallo zusammen,

    mich interessiert, wie gut mittlerweile die Qualität von Sample-Rate-Konvertern in Sequencern ist. Ich hatte darüber einen etwas älteren Artikel gelesen, in dem es heißt, dass
    man nur mit High-End-Sample-Rate-Konvertern wirklich sauber von einem höheren auf ein niedrigeres Zielformat konvertieren kann. Also ohne Jitter- und Aliasing-Probleme.

    In einem anderen Artikel wurden die Qualität der Sample-Rate-Konversion div. Sequencer getestet. Cubase schnitt da nicht gut ab, am besten das Programm Barba-Batch. Danach tauchten auch Programme auf wie Voxengos Freeware "R8brain", die angeblich (!) Sample-Rate-Konversion in Studioqualtät bietet.
    Ich benutzt z.B. Samplitude und dort gibt es Sample-Rate-Konversion in 4 Qualitätsstufen.

    Nun wüsste ich gerne, wie der aktuelle Stand der Dinge ist.

    Grüße

    charade
     
  2. paulsn

    paulsn Registrierter Benutzer

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    Erstellt: 09.07.08   #2
    also vorneweg, ich bin kein fachmann auf dem thema (falls es solche überhaupt geben sollte, ich gehör auf jeden fall nicht dazu)... ich weiss halt von diversen mastering typen dass gerade samplerate konvertierungen abwärts ziemlich unproblematisch sind und man das eigentlich mit jedem standart-sequencer guten gewissens machen kann (also von 88.2 auf 44.1 zum beispiel)

    ungerade konvertieren endet aber oft ziemlich ekelhaft, da brauchts wohl speziellere tools. von barba-batch hab ich auch schon einiges von eben diesen mastering-menschen gehört. ich kann da aber wenig wirkliche erfahrungen vorweisen, da ich sample-rate konvertierungen generell immer von vorn herein vermeide, indem ich immer schon in der samplerate aufnehme, in der das material auch enden wird. und auf dem niveau, dass meine tracks irgendwann auch auf eine bonus-DVD kommen bin ich noch lange nicht ^^ und wenn dann macht das eh der mastering mensch.
     
  3. charade

    charade Threadersteller Registrierter Benutzer

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    Erstellt: 09.07.08   #3
    andere studiobesitzer meinen aber, es soll auch beim runter-konvertieren ein problem sein!

    das es mit 88,2 auf 44,1 rechnerisch leichter ist, ist klar. jedoch sollen sich auch da bei billigen konvertern andere probleme, wie z.B. jitter ergeben.

    also ich hoffe es postet hier noch ein "experte" was zu diesem thema. am besten ein nerd. ;-)

    charade
     
  4. Kfir

    Kfir HCA Recording Ex-Moderator HCA

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    Erstellt: 09.07.08   #4
    Ich, ebenfalls in der Thematik nicht-Fachmann, würde auch bei dem Thema sagen: theoretisches und praktisch relevantes trennen.

    In wie fern sich die Konvertierung in "Studioqualität" von der in Cubase unterscheidet, wüsste ich jetzt auch gerne mal - so rein definitionstechnisch.

    Wir haben im Studio auch öfters mal Konvertierung von 48 auf 44,1. Nicht oft, weil im AV-Bereich 48 gängiger Standard ist (DVD etc.). Aber wenn nötig, wird das beim Bounce von Protools konvertiert und fertig - also da stört sich wirklich kein Hahn dran...hörbare Veränderungen dürften in aller Regel eine andere Ursache haben. Ist mir bisher jedenfalls noch nicht untergekommen.
     
  5. charade

    charade Threadersteller Registrierter Benutzer

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    Erstellt: 10.07.08   #5
    Wo sind denn hier die Nerds?


    Allein auf der Barba-Batch-Seite sind die Unterschiede zwischen Konvertierungen in verschiedenen Sequencern angegeben. Cubase schneidet da nicht gut ab.


    Protools soll ach mit die besten haben, was noch lange nicht heißt, ob das dann einer Konvertierung mit einem sehr gutem Outboard-Sample-Rate-Konverter entspricht...
    Diese Teile werden ja nicht umsonst so teuer sein...

    Heutzutage in Zeiten von mp3 ist das sowieso alles scheiß egal!
    - Nein, eben nicht... Grade wenn meist nur noch ne mp3 das Endprodukt ist, sollte man IMHO davor genau hinschauen und auch auf solche scheinbaren Details achten!
    Immerhin wird bei einer Konvertierung auf eine niedere Samplerate das ganze Stück zerhackstückelt. Statt 48.000/Sek. dann eben 41.0000 mal Wiedergabe/Sekundeund das muss schon akkurat erfolgen.

    Sowas hört man bewusst gar nicht raus, aber ich denke schon, dass man es merken wird, gegenüber einer Produktion die vernünftig konvertiert wurde.

    Insofern würde mich das schon sehr interessieren, was da derzeit der Standard ist und wieso einige Leute so assig viel Geld für Sample-Rate-Konverter ausgeben.
     
  6. Kfir

    Kfir HCA Recording Ex-Moderator HCA

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    Erstellt: 10.07.08   #6
    Nun ja, die Preisgestaltung unterliegt ja nicht dem Produktpotential alleine...Faktoren wie Serienauflagen etc. spielen da ja auch eine große Rolle.

    Prinzipiell stimme ich dir da durchaus zu - für die saubere Komprimierung das bestmögliche Ausgangsmaterial verwenden.

    Aber irgendwo ist für mich einfach die Grenze zwischen Klangesotherik und Wirtschaftlichkeit, und wenn 99% deiner Kunden den Unterschied nicht erkennen (was ich mal so propagiere), dann kann das Gerät noch so exklusiv und gut sein - es hat dann in diesem konkreten Szenario keine Daseinsberechtigung.

    Ob man es hören würde, ohne vorher drauf angespitzt zu sein wo der Unterschied im Blind-A/B-Test liegt...spannend, sicherlich.
     
  7. kb1

    kb1 HCA Recording HCA

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    Erstellt: 11.07.08   #7
    Die treffen sich dauernd mit den 192khz-Aufnehmern und den 32bit-Befürwortern und haben daher keine Zeit, sich hier im Forum blicken zu lassen.

    Mein Fazit:
    Für den Hausgebrauch reichen wohl jeder Konverter einschlägiger Sequencer und von Mastering-Software. Für den durchschnittlichen Studio-Alltag auch.
    Vor allem darum, weil Konvertierungen da ja nicht wirklich oft vorkommen.

    Wenn's um's letzten Quäntchen geht, dann reden wir ohnehin schon von Raum-, Mikro-, Preamp-, Wandler-, und KnowHowKlassen die den meisten hier ein Leben lang verschlossen sein werden. Und dann konvertiert ohnehin einer, der ohnehin weiß was er tut.
     
  8. charade

    charade Threadersteller Registrierter Benutzer

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    Erstellt: 13.07.08   #8
    Ok, ich hatte nochmal woanders nachgefragt. Bei der Konvertierung von höheren Sampelraten auf 44,1 kHz gibt es ne Verschlechterung bei billigen Sample-Rate-Convertern durch Jitter. Auch bei 88,2 kHz auf 44,1 kHz. Das ist für den Konverter nicht leichter, nur weil das ein Vielfaches ist. ;)

    Jitter hört man als solches nicht so leicht raus. Da kann man nicht sagen: "Dort, da ist er! Das ist Jitter!" :screwy: Die Verschlechterung entsteht durch unregelmäßige Übertragung der Samples und dadurch entsteht ein schlechterer Klang und den hört man sehr wohl, findet die Ursache dann aber nicht..

    Wie gut heutige Konverter im nativen Bereich aber nun sind, keine Ahnung.

    LG

    charade
     
  9. JayT

    JayT Registrierter Benutzer

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    Erstellt: 17.07.08   #9
    Möcht mich als Ein-Kleines-Bisschen-Nerd in die Diskussion reinhängen:

    Rein mathematisch/vom Algorithmus her machts keinen Unterschied, ob man die Sample-Rate einfach halbieren kann (z.B. 88kHz -> 44kHz) oder nicht (96kHz -> 44kHz).
    Ersteres kann man sich nur leichter vorstellen. Richtige Algorithmen machen da aber
    schon mehr, als einfach nur jedes 2te Sample auszulassen.
    Letzteres ist etwas mehr Rechenaufwand, aber sonst eigentlich das gleiche.

    Jitter ist überhaupt kein Thema. Jitter hat mit Ungenauigkeiten mit der Taktung (Clock) bzw. mit der synchronisierung bzw. Übertragung einer Clock (z.b. schlechtes Wordclock Kabel, synchronisierung über ADAT mit einem ewig langem und schlechten optischen Kabel) zu tun. Das betrifft also den Wandler und nicht den SRC-Algorithmus SampleRateConverter).
    Und klar: Je höher die Samplerate, desto schlechter wirkt sich eine ungenaue Clock aus.
    Deswegen klingen 96kHz von eine m HighEnd Gerät auch besser als die von der Billigkarte, die mit 96kHz anzugeben versucht.

    Starken Jitter kann man genausogut wie Aliasing und schlechte Bit-Auflösung (wie 8 bit) hören. Es gibt Plugins, die den "Sound" simulieren. Diese kann man extrem einstellen, um sich mit dem Klang vertraut zu machen. So auch Bit-Raten-Reduzierung oder Aliasing mittels sog. "Bitcrusher" oder generell LoFi Plugins nachmachbar sind.
    Damit kann man die Ohren trainieren und kann auch weniger offensichtliche Fehler mal raushören.

    Bei den SRC ist es schwer zu sagen, welche gut sind und welche nicht:
    - r8brain pro von voxengo kommt gut an.
    - auch der SRC von IZotope.
    - Der Algorithmus von ProTools ist sicher auch brauchbar.
    - Mir hat auch immer der vom CoolEdit Pro (mittlerweise Adobe Audition) nicht schlecht
    gefallen, weil er configurierbar ist.

    Das "heikle" bei SRC ist nicht die eigentliche Umrechnung der Samplerate, sondern der Aliasingfilter-Algorithmus. Wenn man z.b. von 96kHz auf 44.1kHz runterrechnet, muss ein digitaler HiCut Filter alle Frequenzen über ca. 22.00kHz wegfiltern.
    Dabei stellt sich die Frage, ob das mit einem Linear-Phase-Filer gemacht wird (der die Phase nicht verändert, dafür ein sogenanntes "PreRinging" hat was unnatürlich klingt) oder mit einem normalen Minimal-Phase-Filter. Außerdem wie steilflankig dieser Filter sein soll.
    Je steiler, desto weniger Höhen schneidet man weg, desto mehr PreRinging oder Phasenveränderungen hat man aber im oberen Frequenzband.
    Je glatter, desto mehr Höhen müssen dran glauben dafür klingt das gut hörbare Spektrum ausgewogener und natürlicher.
    Der SRC kann also nur ein Kompromiss sein zwischen den oberen Faktoren.
    Generell sind also alle ausgeklügelteren professionelleren SRC ähnlich gut geeignet.
    Mehrere auprobieren und vergleichen hilft da.

    lg. JayT.
     
  10. ambee

    ambee Mod Emeritus Ex-Moderator

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    Erstellt: 17.07.08   #10
    wird da nicht eh wieder mit zigfachem oversampling gearbeitet um einen flacheren filter zu ermöglichen?
     
  11. JayT

    JayT Registrierter Benutzer

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    Erstellt: 18.07.08   #11
    Das mit dem Oversampling betrifft dann aber eher die Wandlung an sich.
    Beim AD-Wandeln ist man nämlich abhängig von einem analogen Filter vor der eigentlichen Wandlung, der Frequenzen über Nyquist (ca. halbe Samplingrate) wegfiltert.

    Oversampling ist ja im Prinzip "raufrechnen" der Sampling-Rate.
    Es würde aber keinen Sinn machen, die Samplingfrequenz raufzurechnen um die dann wieder runterzurechnen.

    Bessere AD-Wandler wandeln intern mit x-facher Sampling-Frequenz, damit der notwendige analoge Filter mir geringerer Flankensteilheit auskommt und dadurch den hörbaren Frequenzbereich möglichst unverändert lässt. Um die gewünsche Sampling-Rate
    zu bekommen, rechnet dann der AD-Wandler mittels DSP Algorithmus die Sampling-Rate wieder runter (Quasi ein Hardware SRC), damit man bei gewünschter Aufnahme auch 44.1kHz bekommt und nicht 88kHz oder was auch immer intern verwendet wird.
    Dafür wird dann natürlich auch wieder mit einem digitalen Filter gerechnet. Das kann
    aber sauberer arbeiten als ein steilflankiges analoges Filter. Außerdem hat man dann wieder die Möglichkeit ein linear-phasigen Filter zu verwenden.

    Das Thema ist aber dann nochmals komplexer (steig da auch nicht mehr ganz durch).
    Es gibt Algorithmen, die ein gewisses Maß an Aliasing im nicht oder schlecht hörbaren Bereich bestehen lassen bzw. so herumrechnen, dass Fehler gehäuft in diesem Bereich auftreten und somit nicht hörbar sind. Nur um den hörbaren Bereich nochmals zu verbessern.

    Meine Empfehlung: Wenn man für CD, mp3,... aufnimmt/mischt, ist man mit 44kHz gut aufgehoben. Dann fällt auch das rumrechnen weg und der Compi ist nicht nach dem ersten
    Hall-Plugin schon am keuchen. Falls man Computer-Power ohne Ende hat und auch besseres Equippment + Raum und vielleicht auch noch akustische Aufnahmen (Klavier, Gitarre, Streicher) anstehen (Klassik, Jazz), kann man schon mal mit 96kHz oder 192kHz arbeiten.

    Mischen mit 96kHz bringt, meiner Meinung nach, schon eine Verbesserung.
    Es klingt alles etwas "analoger". Speziell nichtlineare Plugins (Tube-Sim, Amp-Sim, ein paar Kompressoren und EQs,...) profitieren davon. Auch Hall, z.b., klingt dann besser.

    Die Verbesserungen bewegen sich aber nicht in einer Größenordnung wie eine bessere musikalische Performance oder ein guter Preamp, z.b.

    lg. JayT.
     
  12. AK--47

    AK--47 Registrierter Benutzer

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    Erstellt: 26.09.08   #12
    Guten Morgen Forum !

    Das ist mein erster Beitrag hier und ich oute gleich mal als HighEnd-Nerd. :D

    Im Prinzip kann man alle "DAW Samplerate-Konverter" in die Tonne treten.
    Warum die DAW-Hersteller so schlechte Algorithmen verwenden, obwohl man diese Funktion häufig braucht, wissen auch nur die Götter. :screwy:
    Pro-Toys hat wahrscheinlich den besten internen SRC, ist aber auch kein HighEnd.

    Voxengo's r8brain PRO ist schon ganz gut.

    Weiss Saracon ist der wahrscheinlich beste native Konverter.

    iZotope RX spielt auch in der obersten Liga.

    Ich hab früher den Nuendo internen SRC benutzt, und mich immer gefragt warum der Mix so harsch klingt. :rolleyes: Mittlerweile benutz ich iZotope RX und bin sehr happy damit.

    @charade
    Den Samplitude SRC hab ich noch nicht gehört. Ob sich der Umstieg auf Voxengo oder iZotope lohnt, kannst du ja mal an Hand der Demoversionen checken.

    @JayT:
    Das hast du sehr schön erklärt, aber imho ist Jitter doch ein Thema.
    Die Samplerate-Konverterierung ist ja eine virtuelle Digital-Analog-Digital Wandlung, oder so ähnlich. :gruebel:
    Beim Resampling kann aber Jitter enstehen. (Integration/Aperture Effect)
    siehe Link: http://tinyurl.com/49kkg4

    Der "PreRinging-Effect", von Linearphasigen Filtern, stellt nur bei sehr tiefen Frequenzen ein Problem dar und sollte bei 22 kHz nicht wahrnehmbar sein.

    Hier noch ein schöner Link, der verschiedene native SRC's miteinander vergleicht.
    http://tinyurl.com/4be3sd

    Grüße AK
     
  13. topo

    topo HCA Recording Ex-Moderator HCA

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    Erstellt: 28.09.08   #13
    Wie sieht es denn mit Voxengo r8brain als Freeware (also nicht die Pro Variante) aus?

    Kann man dazu Aussagen treffen? Aus den SRC Bildern im obigen Link werde ich nicht ganz "schlau", da nicht bei allen Darsatellungen für einen Laien ersichtlich ist, wie denn das Optimum ist/wäre.


    Topo :cool:
     
  14. AK--47

    AK--47 Registrierter Benutzer

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    Erstellt: 05.10.08   #14
    Der Voxengo r8brain SRC (Freeware), hat eigentlich nur eine Schwäche.
    Er beschneidet das Signal sehr steilflankig bei 18 kHz.

    @topo: das sieht man an den "Passband"-Bildern

    Ansonsten, gibts da nichts zu meckern. :great:


    Grüße AK
     
  15. 00Schneider

    00Schneider HCA PA-Praxis und Drum-History HCA

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    Erstellt: 08.12.08   #15
    Einfach Samples weglassen beim "durch 2 Teilen" ist zwar einfach vorzustellen, macht eigentlich niemand mehr.

    Auf welche Samplefrequenz man sampelt ist dem Algorithmus und für die Theorie egal: man interpoliert das Signal entsprechend und rechnet z.B. über die sin(x)/x-Funktion den Wert an gesuchter Stelle aus. Da ist nur noch die Frage wie genau gerechnet wird, ein richtig gemachter Algorithmus bricht erst dann ab wenn sich der Ergebnis nicht mehr merklich ändert, also z.B. die kleinstmögliche Auflösung erreicht ist.

    Up- und downsampling funktioniert erst mal beliebig in beide Richtungen, solange das Signal wie im Audiobereich üblich ein bandbegrenztes Signal ist von (meist) 20-20000 Hz ist und die Samplerate höher als das doppelte der maximal abzubildenen Frequenz ist.


    Und da du es ansprachst: inzwischen werdne im Audiobereich für die Wandlungen nur noch Sigma-Delta-Wandler verwendet, und diese arbeiten von sich aus mit Oversampling. Selbst im billigsten Behringer-Wandler ist das so. Unterschiede machen da dann die analoge Beschaltung aus, zum Teil die Qulität der Bauteile (da vor allem die Genauigkeit) und zum viel größeren Teil das Design der Schaltung.


    @topo: Schau dir mal die Bilder vom rBrain Pro der Reihe nach an:

    Bei "Sweep" ist darauf zu achten dass nur diese eine Linie da ist. Das Bild ist ein Sonogramm, eine Darstellung der Intensität der Frequenz über die Zeit. Sozusagen ein Wasserfalldiagramm/3D-FFT von oben, je heller die Farbe desto höher der Pegel an diesem Punkt. Wenn noch andere Linien erscheinen als die vom eigentlichen Sinus-Sweep, bedeutet das Verzerrungen. Diese sind auch gut im 1-kHz-Sinus zu sehen, je mehr und höher die Oberwellen desto schlechter (klassischer Klirrfaktor).

    "Passband" ist der Durchlassbereich vom Anti-Alias-Filter. Ich vermute bei rBrain einfach mal dass die Entwickler das in der free-Version absichtlich schon bei 18 KHz abschneiden, es muss ja einen Grund geben die Pro-Version zu kaufen.

    "Passband" und "Transition" ist dasselbe Diagramm, nur auf verschiedene Bereicht gezoomt. Die Kurve sollte über 20 kHz gehen und dann bei 22,5 kHz schon eine sehr große Dämpfung haben. Idelaerweise sieht man keine Restwelligkeiten auf dem Bild (die sind zwar noch da, aber nicht mehr im Bild da unter den maximal angezeigten -84 dB).

    Die Phase sollte im hörbaren Bereich konstant bei 0° sein. rBrain free macht mich aber stutzig, da ist eine Invertierung drin, sieht man auch bei Impuls. D.h. nach der Konvertierung muss man seine Audio-Datei wieder invertieren. Könnte auch Absicht sein, oder ein Fehler. (Hast du wohl übersehen @AK--47?:D)

    Hört man auf den ersten Blick vermutlich nicht, zumindest bei guten Soundkarten (und Treibern). Hatte das letztens bei ner schlechten probiert, da hörte sich ein positiver Impuls drastisch anders an als ein negativer, am RME war der Unterschied deutlich geringer.



    Wo steht das was von Jitter und Sample-Rate-Umwandlung? SRC sollte man als Interpolation betrachten, und wird in dem Fall rein digital gemacht. Für die Vorstellung ist es praktisch sich das als DA- und anschließende AD-Wandlung vorzustellen, was bedeutet dass für die Bildung vom neuen Signal der korrekte Signalverlauf vom Urpsprungssignal zur Verfügung steht, so wie es am Ausgang eines DA-Wandlers wäre.

    Feinde der SRC sind Rechenungenauigkeit und fehlerhafte oder ungenügende Algorithmen. Jitter mischt nicht mit rein.
     
  16. JayT

    JayT Registrierter Benutzer

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    Erstellt: 11.12.08   #16
    Mir ist es darum gegangen zu erklären, dass es Qualitativ keinen Unterschied macht, ob man 88.2kHz in 44.1kHz runterrechnet, oder 96kHz in 44kHz. Auch wenn ersteres auf den ersten Blick "logischer" erscheint und auch oft der Irrglaube verbreitet wird, dass man immer ganzzahlige Vielfache verwenden soll, wenn man mit hörerer Auflösung aufnehmen will.
    Aber du hast natürlich mit deinen Erklärungen recht, diese auch sehr schön formuliert.:great:

    Jep. Stimmt. Hab das jetzt mittlerweile eingesehen. *G
    Delta-Sigma ist auch viel billiger/einfacher zu realisieren.

    Ungenügende Algorithmen im weitesten Sinn. Im Detail ist es hautsächlich der digitale Hi-Cut Filter, der ja notwendig ist, um das Nyquist-Kriterium z.b. beim Downsampling zu gewährleisten.
    Also der z.b. bei dem ursprünglich mit 96kHz gesampleten Signal alles über ca. 22kHz (für 44.1kHz z.b.) wegfiltert. Egal ob man beim Downsampling davor 10x oder noch mehr upgesampled hat, man muss, bevor man auf die 44.1kHz geht, filtern.

    Und genau da fangen die Diskussionen an. Linear-Phasige Filter, Filter-Steilheit, Resonanz-Erhöung oder so glatt als möglich,......

    lg. JayT.
     
  17. 00Schneider

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    Erstellt: 11.12.08   #17
    Hmm, einfacher nicht unbedingt, aber inzwischen so ausgereift und verbreitet dass es auch billig geht. Das ging übrigens nur durch die Entwicklung der CMOS-Technologie. Das Delta-Sigma-Prinzip wurde schon in den 60ern entwickelt, aber erst mit CMOS ab Mitte der 90er konnte man es auch kostengüntig und integriert bauen.


    Ja, und eigentlich sollte der Anwender darüber gar nicht diskutieren müssen/können/sollen... das sollte Sache der Entwickler sein das richtig umzusetzen, das Zeug soll eigentlich nur funktionieren... ;)
     
  18. EDE-WOLF

    EDE-WOLF HCA Bass/PA/Boxenbau HCA

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    Sequencer intern jitter? wie das?
     
  19. Lasse Lammert

    Lasse Lammert HCA Amps und Aufnahmetechnik HCA

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    nun....
    theoretisch alles richtig...praktisch wichtig?
    weiss nicht,
    Ich mische gerade Sound für eine relativ wichtige Live-DVD...
    die ursprünglichen 48k-Spuren wurden irgendwo zwischenzeitlich auf 44.1 konvertiert, den Fertigen Mix werde ich dann natürlich wieder auf 48k für hochsetzen (macht natürlich klangtechnisch keinen Sinn, was weg ist ist weg).
    zugegeben, die Qualität der Aufnahmen/angelieferten Spuren war von Anfang an nicht die allerbeste, die umkonvertierung von 48 auf 44.1 und zurück macht mir aber in diesem Fall in der Praxis keine Kopfschmerzen, klanglich gibt es da in diesem Fall keine Probleme...also nichts hörbares.

    Ich denke dass kann auch (wie schon von anderen erwähnt) die einzig gültige Antwort sein...
    wenn's ok klingt...scheiss der Hund drauf.
    wofür hat man Ohren ;)
     
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