Let’s Talk Audio

Artikel 11: Digitale audio nu net zo goed als analoge audio?

Artikel 11: Digitale audio nu net zo goed als analoge audio?

Digitale audiokwaliteit

Wanneer een nieuwe manier om audio te beluisteren zich aandient, is het protest vaak niet van de lucht: de digitale innovaties zouden iedere keer een lagere audiokwaliteit opleveren. Dit was een veelgehoord bezwaar toen de cd de lp verving en wederom toen de mp3 de cd verving. Maar kun jij het verschil in kwaliteit tussen een lp en een mp3 horen? Of is het bezwaar alleen gestoeld op nostalgische overwegingen? Technisch gezien is er wel degelijk verschil in kwaliteit tussen de analoge lp en de verschillende digitale formats, maar toch hoeft digitale audio niet per se een vermindering van kwaliteit te betekenen.

Toen de compact disc zijn intrede deed, werd de kwaliteit van de audio grotendeels bepaald door de hoeveelheid data die het schijfje kon bevatten. Toen audio decennia later mobiel werd, was de kwaliteit onderhevig aan factoren als beschikbare internetbandbreedte en de opslagruimte op mp3-spelers en telefoons. Tegenwoordig zien we dat deze beperkende factoren een steeds minder grote rol gaan spelen en er weer ruimte ontstaat voor hoge kwaliteit audio. Maar waar wordt die kwaliteit door bepaald?

 

Bitrate, samplerate en compressie

De kwaliteit van digitale audio is voor een groot deel af te lezen aan de bitrate en de samplerate. Om een analoge geluidsbron te digitaliseren, wordt de geluidsgolf duizenden malen per seconde gemeten, waarna er een digitale waarde aan iedere sample wordt toegewezen. Bijna alle audio in onze computers, mp3-spelers, compact discs, en smartphones maakt gebruik van deze techniek.

De bitrate staat voor het aantal bits (enen en nullen) dat binnen een bepaalde tijdeenheid wordt verwerkt. De bitrate voor audio wordt meestal per seconde bepaald en wordt weergegeven met de afkorting 'bps' (bits per seconde) of 'kbps' (kilobit per seconde). De sampling rate, oftewel de hoeveelheid samples per seconde, is erg belangrijk voor de kwaliteit van een opname: hoe meer er gemeten wordt per seconde, hoe getrouwer de weergave van de originele, analoge audio zal zijn. De sampling rate voor compact discs is bijvoorbeeld 44.1 kHz (44.100 samples per seconde). De veel hogere kwaliteit Super Audio CD heeft een sampling rate van maar liefst 2.8224 Mhz.

Door informatie weg te halen die het menselijk gehoor niet op kan vangen of audio onhoorbaar te vervormen, kunnen audiobestanden verkleind of gecomprimeerd worden. Op dit gebied kun je audio onderverdelen in drie categorieën. In volgorde van slecht naar goed: lossy, lossless, en ongecomprimeerd. Over het algemeen geldt: hoe groter het bestand, hoe beter de kwaliteit.

 

Lossy

Lossy compressie zorgt voor de kleinste bestandsformaten. Bestanden die lossy gecomprimeerd zijn, zullen na decompressie niet meer dezelfde kwaliteit bieden: er treedt onherroepelijk kwaliteitsverlies op. Bepaalde hoge en lage frequenties van de originele audio kunnen bijvoorbeeld wegvallen. De meest bekende lossy formaten zijn mp3 en aac.

Zoals chocomel een verzamelnaam voor chocolademelk is geworden, spreken veel mensen van mp3’s als het om digitale audiobestanden gaat. Mp3 heeft zo bekend kunnen worden omdat het voor een enorme ruimtebesparing zorgt: in plaats van een audio-cd met 16 nummers konden mensen plots data-cd’s met meer dan honderd nummers meedragen, of zelfs speciaal daarvoor ontworpen mp3-spelers met nog veel meer muziek meenemen.

Maar wat betreft kwaliteit was er ruimte voor veel verbetering. Aac is de opvolger van mp3, en biedt betere geluidskwaliteit tegen dezelfde bestandsgrootte als een mp3, omdat het in tegenstelling tot dat formaat full frequency-kanalen ondersteunt. In veel digitale muziekwinkels wordt muziek daarom in dit formaat verkocht: het neemt weinig plek in en de audiokwaliteit is een stuk beter.

 

Lossless

Zeker nu digitale opslagmedia groter en goedkoper worden, zijn er minder argumenten tegen lossless compressie. Deze zorgt voor grotere bestandsformaten, en heeft als voordeel dat wanneer de audio wordt gedecomprimeerd door de audiospeler, er geen verlies van kwaliteit zal optreden. De meest bekende lossless formaten zijn FLAC en Apple Lossless.

In tegenstelling tot veel andere formaten is FLAC open source: het is vrij te gebruiken voor iedereen. Flac comprimeert bestanden tot ongeveer 50 a 60 procent van de oorspronkelijke bestandsgrootte. Apple Lossless werd in 2004 door Apple geïntroduceerd als handreiking voor gebruikers die hun muziekbibliotheek minder omvangrijk wilden maken: afhankelijk van het soort audio is een vermindering in grootte van 40 tot 60 procent haalbaar. Sinds 2011 is ook dit formaat open source.

 

Ongecomprimeerde audio

En als ruimtegebrek echt geen rol meer speelt, is er altijd nog de simpelste vorm van digitale audio: ongecomprimeerd. Deze zorgt voor het meest rijke geluid, maar neemt logischerwijs ook de meeste ruimte in. De meest bekende ongecomprimeerde formaten zijn AIFF en WAV.

AIFF werd door Apple ontwikkeld, voor gebruik in OSX. AIFF maakt gebruik van ongecomprimeerde audio in pulse code modulation (PCM)-formaat, wat de standaardcodering is voor cd's. Het zal nu niet vaak meer gebeuren – moderne laptops hebben immers geen optische drive meer – maar wanneer gebruikers een cd in hun computer stopten, importeerde iTunes automatisch in dit formaat. Het Windows-equivalent van AIFF is WAV, dat werd ontwikkeld door Microsoft en IBM. WAV maakt gebruik van ongecomprimeerde audio in linear pulse code modulation (LPCM)-formaat. Windows Media Player importeerde standaard in het lossy .wma-formaat, maar .wav was dus ook een mogelijkheid. Voor meer informatie over PCM lees je onze blog over digitale audio.

Hoge resolutie Audio

Maar uiteraard kun je met audiokwaliteit ook de andere kant op: in plaats van slechter, beter dan een audio-cd. De laatste jaren hoor je meer over high resolution of high definition audio. De termen worden meestal gebruikt om audio te beschrijven die een grotere bandbreedte of een groter dynamisch bereik heeft dan de compact disc, wat wil zeggen dat de sampling rate hoger is dan 44.1 Khz en de bit-diepte (de hoeveelheid informatie per sample) groter dan 16. Veelgebruikte samplefrequenties zijn 96kHz of 192kHz met 24-bit. De eerder besproken bestandsformaten FLAC, WAV, AIFF en DSD (het format van de Super Audio Compact Disc), kunnen allemaal hoge resolutie audio bevatten, maar dat is niet noodzakelijk. Wil je van de voordelen van high resolution audio kunnen genieten, dan zul je in ieder geval hoogwaardige afspeelapparatuur tot je beschikking moeten hebben.

Analoog versus digitaal

De kwaliteit van digitale audio wordt dus door heel veel verschillende factoren bepaald. Wetenschappelijk gezien is analoge audio altijd van een betere kwaliteit dan digitale audio, omdat digitaal altijd een representatie van de originele audio is, onderhevig aan de beperkingen van de techniek. Ook al is de samplerate en de bitdiepte nog zo hoog, het blijven discrete stappen in het meten van een vloeiende analoge geluidsgolf. Het is echter wel zo dat wanneer de kwaliteit hoog genoeg is, het menselijk oor geen verschil meer kan horen. Dus hoewel sommige 'lossy' mp3's wel degelijk slecht kunnen klinken, is het verschil tussen lp's en hoge resolutie audio voornamelijk nostalgisch. Tenzij je de platenkraak en het overslaan van de naald essentieel vindt voor je muziekbeleving...

Om u zo goed mogelijk van dienst te kunnen zijn maken wij gebruik van cookies. Als u doorgaat op deze website stemt u in met het gebruik van cookies. Meer informatie.