Kwalifikacja: AUD.09 - Realizacja nagrań dźwiękowych
Zawód: Technik realizacji nagrań
Kategorie: Akustyka i pomieszczenia Techniki nagrań Cyfrowe przetwarzanie dźwięku
Jaka powinna być minimalna częstotliwość próbkowania, aby móc wiernie nagrać zakres słyszalny dla ludzkiego ucha?
Odpowiedzi
Informacja zwrotna
Częstotliwość próbkowania 44,1 kHz jest uznawana za standardową dla nagrań audio, szczególnie w kontekście cyfrowych formatów dźwiękowych takich jak CD. Zasada próbkowania Nyquista-Shannona mówi, że aby wiernie zarejestrować sygnał, częstotliwość próbkowania musi być co najmniej dwa razy większa niż najwyższa częstotliwość zawarta w sygnale. Zakres słyszalny dla ludzkiego ucha wynosi od około 20 Hz do 20 kHz. Oznacza to, że minimalna częstotliwość próbkowania powinna wynosić co najmniej 40 kHz. W praktyce jednak, 44,1 kHz jest stosowane, aby zapewnić pewien margines bezpieczeństwa i uniknąć artefaktów związanych z aliasingiem. Dzięki temu można wiernie odwzorować dźwięki słyszalne przez człowieka bez utraty jakości. Standard ten został przyjęty z różnych powodów technicznych i historycznych, w tym związanych z ograniczeniami sprzętu w momencie jego wprowadzenia.
Pozostałe częstotliwości próbkowania, choć mogą być stosowane w różnych kontekstach, nie spełniają warunku minimalnego wymaganego do wiernego odwzorowania pełnego zakresu słyszalnego dla ludzkiego ucha. 22,05 kHz jest zbyt niską częstotliwością, aby zarejestrować dźwięki sięgające do 20 kHz, ponieważ według zasady Nyquista-Shannona, mogłoby to skutkować aliasingiem, co oznaczałoby utratę wysokich częstotliwości i zniekształcenia. Natomiast 48 kHz i 96 kHz są częstotliwościami wyższymi niż minimalna wymagana do nagrania dźwięku słyszalnego dla ludzkiego ucha. 48 kHz jest powszechnie używana w produkcji wideo i telewizji, ponieważ zapewnia nieco lepszą jakość dźwięku w porównaniu do 44,1 kHz, ale nie jest to minimalna wymagana wartość. Z kolei 96 kHz jest stosowana w profesjonalnych nagraniach studyjnych, gdzie wymagana jest najwyższa jakość i precyzja dźwięku. Te wyższe częstotliwości próbkowania mogą poprawiać jakość nagrań poprzez zwiększenie szczegółowości i zmniejszenie zniekształceń, ale są one ponad wymaganym minimum, co czyni je niepotrzebnymi dla standardowych nagrań muzycznych przeznaczonych do zwykłego odtwarzania.