Digital lyd – Hva er dithering?
Dithering er et av mange vanskelige og ofte misforståtte temaer innen digital lyd. Ja, det er litt nerdete, men skal du lage profesjonelle mastere til streaming, kommer du ikke utenom dette.
Hva er dithering?
Det enkleste svaret er dette – dithering er en prosess hvor du legger på støy for å redusere kvantiseringsforvrengningen du får når du reduserer oppløsningen på en lydfil. Dvs, når du nedskalerer bit depth eller bit-dybden som vi sier på norsk. Med dithering maskerer du denne støyen og det hjelper deg med å bevare dynamikken og lydkvaliteten.
Med dithering beholder du dynamikken og lydkvaliteten når du nedsampler, dvs reduserer oppløsningen
Oppløsning
I de aller fleste musikkprogrammene – også kalt DAWs – kan du sette prosjektet ditt til 16-bit, 24-bit eller 32-bit. Bit depth eller bit-dybde som vi sier, refererer til oppløsningen på lyden. Det er mange grunner til å velge så høy oppløsning som mulig. Jo høyere oppløsning, jo mere dynamikk og lavere støygulv. Så hvorfor vil jeg nedskalere lyden og forandre bit depth?
I masteringen
Det vanligste stedet vi nedskalerer og endrer bit depth er i masteringprosessen. Dithering er derfor noe du legger på helt til slutt i prosessen. Dette sikrer deg at hver eneste detalj i miksen din forblir intakt.
Reduserer du antall bits, er sjansen stor for kvantiseringsfeil. Heldigvis finnes det en måte å redusere disse feilene på – nemlig dithering
Når bør jeg bruke dithering?
Dithering skal benyttes når du reduserer bit depth på en lydfil. Skal du ned til 24-bit fra f eks 32-bit fixed eller 32-bit floating point, betyr typen og styrken på dithering så og si ingenting. Men, skal du ned til 16-bit bør du definitivt bruke dithering. Her anbefales det lav eller medium type dithering, gjerne med en form for noise shaping også.
Hva er noise shaping?
Noise shaping er egentlig en tilføring av EQ, som gjør støyen som tilføres mindre hørbar. Skal du nedsample til 16-bit vil noise shaping definitivt hjelpe deg.
Hvorfor er dithering så viktig?
Det har skjedd mye med digital lyd siden starten. I dag er de aller fleste systemer kapable til å spille inn digital lyd med 32-bit depth som gjør kvantiseringsforvrengning/støy så og si uhørbare.
Nå er det likevel sånn at selv om du spiller inn med høyeste oppløsningen vil du risikere å få kvantiseringsfeil når du skal bounce lydfilen din ned til 24-bit eller 16-bit. Kvantiseringsstøy blir mer hørbart på partier med lavere volum og ikke minst i utfader ved 16-bit.
Reduserer du antall bits har du større sjanser for kvantiseringsfeil. Heldigvis finnes det en måte å redusere disse feilene på – nemlig via dithering.
Med dithering bevarer du dynamikken og lydkvaliteten når du reduserer oppløsningen til lydfilen.
Tilføre støy?
Ja, dithering er tilføring av støy. Det høres pussig ut, men ved å tilføre et lag med randomisert støy korrekt, vil systemet klare å runde av amplitudeverdiene mer nøyaktig som igjen bevarer mer av originalsignalet og fjerner forvrengingen som måtte oppstå.
Her er et eksempel på det – kilde Wikipedia
Den enkleste måten å kvantisere et lydsignal er å velge den digitale amplituden nærmest den originale amplituden. Dette ekemplet viser det originale analoge signalet (grønt), det kvantiserte signalet (sort) det rekonstruerte signalet fra det kvantiserte signalet (gult) og kvantiseringsstøyen (rød)
Forskjellige type dithering
I 1997 bestemte lydteknikkere fra Dolby Labs, Weiss Engineering, Millennia Media og Z-Systems for å lage den beste og mest transparente dithering algoritmen. Året etter lanserte de POW-r, Psychoacoustically Optimized Wordlength Reduction.
I dag har alle de ledende DAWs som Logic Pro, Pro Tools og Ableton innebygd dithering basert på den originale Pow-r algoritmen.
Her er de ulike POW-r algoritmene
Type 1: Type 1 POW-r dithering brukes på høye mikser med lite dynamikk, som edm, pop eller rock. Her brukes ikke noise shaping, den er altså uten EQ
Type 2: Type 2 POW-r dithering benyttes f eks på tale. Den bruker en enkel noise shaping kurve med en dip rundt 2khz og en boost over 14kHz.
Type 3: Type 3 POW-r dithering brukes på musikk med høy dynamikk som orkestermusikk og filmmusikk. Her brukes også noise shaping med mer aggresiv EQ for å eliminere kvantiseringsstøyen.
Tar med at det finnes flere andre varianter på markedet også, bl a Apogee UV-22 og Mbit+ for å nevne noen.
Oppsummert
Dithering er et nerdetema, men tommelfingerregelen er altså – skal redusere bit depth på en lydfil bør du bruke dithering. Saken er at når du nedsampler mister du informasjon. Ved å tilføre støy via dithering fyller du ut hullene hvor informasjonen var tidligere.
Selv om 32-bit floating point systemer så og si eleminerer forvrengningen – bør du også her ha dithering i mente når du nedsampler. Jeg anbefaler at du bruker dithering skal du ned fra 32-bit fixed til 24-bit og skal du ned til 16-bit, bør du allltid bruke dithering, gjerne med noise shaping i tillegg.
En ting som er sikkert, er at frasen «vi tar det miksen», som mange har dratt til «vi tar det masteringen», definitivt ikke bør overføres til «vi tar det i ditheringen». Såååå avgjørende er det ikke:)
Men, uten dithering risikerer du at lydfilen taper noe av lydkvaliteten. Rolige partier og utfader kan låte forvrengt og åpenbart digitalt.
Huskeliste
- Bruk dither når du skal redusere bit depth på en lydfil
- Unngå å bruke dithering mer enn en gang
- Bruk dithering helt til slutt i masteringen uten å legge på noen porsessering i etterkant
- Skal du sende filer til en masteringtekniker skal du ikke bruke dithering
Kilder: Wikipedia, Bob Katz
Schilles LydBlogg 