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32bit Float VS 24 Bit Fixed

Grundlagen der Tontechnik, Literatur- und Linktips

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loopbreaker
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32bit Float VS 24 Bit Fixed

Beitragvon loopbreaker » 16.02.2015, 17:47

Hi, leider ist bei der "Forum-Umstellung" der alte Thread verschollen und ich hätte noch ein paar Fragen.

Von alten Thread hab ich Wolfus (der mir die hilfreichsten Antworten überhaupt zu den Thema geschrieben hat) im Steinberg Forum Zitiert und wollte Wofus fragen, ob das in Ordnung geht bzw. ich die zitierten Beiträge löschen soll? (darf man überhaupt Posts in ein Anderes Forum zitieren?)


Der Stand der Dinge im letzten Thread war, das man ein 24Bit fixed point wav 1:1 in 32bit floatingpoint wav umrechnen kann, und unter bestimmten Bedingungen (wenn der Kanalfader zB. ein ganzes vielfaches o. so gestellt ist) auch von 32bit float in 24bit wav 1:1 zurückwandeln.


Jetzt noch ein paar Fragen:

1) Wenn man eine 24bit wav über einen 32Bit float Mixer (zB. Cubase) leiser macht, kann man sie immer 1:1 (wortwörtlich) als 24Bit fixed wav exportieren? Nein, gel? (ich frage nur nochmals ob ich es richtig verstanden habe)

2) Wenn man im 32Bit Float Mixer einen Kanal übersteuert und dann mit den Masterkanal auf einen Pegel unter -0dBFS regelt, kann man sie nicht 1:1 als 24bit Fixed wav exportieren?

3) Wie nennt man eigentlich das übersteuern von einen 32Bit Float Audio (über -0dBFS)?

4) Es wär eigentlich das Beste wenn man in 24fixed aufnimmt (speicher sparen) und Sachen die die DAW rendert, als 32Bit Float (mit der sie ja intern arbeitet) rendert. (Cubase: Audio/Effekte..., Auswahls als datei [Fade in/out, "Event Volumen"], Render in Place, )


Danke!!!

gLG :)

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hafi69
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Re: 32bit Float VS 24 Bit Fixed

Beitragvon hafi69 » 17.02.2015, 11:52

Produzierst Du eigentlich auch Musik oder etwas ähnliches?
Ich meine, für die meisten hier die das professionell machen stellen sich solche teilweisen absurden Fragestellungen überhaupt nicht... :wink:
Um es noch einmal zu unterstreichen: Es ist praktisch vollkommen uninteressant wie Du deine Audiodateien speicherst weil es einfach keinen
klanglichen Unterschied machen kann.

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RainerG
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Re: 32bit Float VS 24 Bit Fixed

Beitragvon RainerG » 17.02.2015, 12:12

hafi69 hat geschrieben:Produzierst Du eigentlich auch Musik oder etwas ähnliches?



Ein früherer Entwickler bei der Firma Studer (Roger Lagadec) hat einmal gesagt: "Ich bin ein Musik Hörender und nicht ein in Bit Rechnender!"

Grüße
RainerG
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alex
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Re: 32bit Float VS 24 Bit Fixed

Beitragvon alex » 17.02.2015, 12:49

Anmerkung: Diesen Beitrag hatte ich schon geschrieben, bevor das Forum auf die neue Software umgestellt wurde. Das Posting von „wolfus“ ist mitsamt dem alten Thread verschwunden. Vielleicht kann aber trotzdem der eine oder die andere etwas mit meinem Beitrag anfangen?

Wolfus hat geschrieben:Praktisch: Wenn irgend ein Signal aus echten akustischen oder auch analog-elektronischen Ereignissen dabei ist, sollte das bei 24 Bit im ohnehin vorhandenen Rauschen absolut untergehen bzw. dadurch ohnehin gedithert sein.
Umgekehrt: von 24 Bit Integer auf 32 Bit float braucht man nicht zu dithern, das geht exakt.

Zur Markteinführung von CDs vor über 30 Jahren konnte man (z. B. von Denon) Test-CDs bekommen mit Musikbeispielen in 16-Bit-Aufzeichnung und stufenweise (10 dB) fallender Aussteuerung ohne Dither (sowas gab’s damals noch nicht), die dann digital auf gleichen Pegel normalisiert wurden. So ließ sich der Effekt einer untersteuerten Digitalaufnahme sehr plastisch vorführen.

Ich habe spaßes- und interessehalber mal dasselbe mit dem 24 Bit Format gemacht. Allerdings nicht mit Musik, nur mit einem 333 Hz Sinus mit 0 dBFS.

In einem 32 Bit float Projekt wurde die 333 Hz sekundenweise um jeweils 10 dB abgeschwächt, bis herunter zu -140 dBFS. Das Ergebnis wurde dann in eine 32 Bit float Wavedatei gebounct, dann neu geladen und die einzelnen Abschwächungsstufen wieder „spiegelbildlich“ digital rückgängig gemacht, d.h. das Signal wurde immer genau um den gleichen Betrag verstärkt, mit dem es zuvor abgeschwächt worden war.

Was man dabei letztendlich hört, ist ein im Pegel unveränderter Sinuston, der in einer 32Bit float Berechnung Aussteuerungsstufen von 0 … -140 dBFS widerspiegelt. (Das rhythmische Knacken im Abstand von 1 s signalisiert eine Absenkung von jeweils 10 dB.)

333 Hz - 32Bit float

Dasselbe habe ich dann noch einmal durchrechnen lassen, diesmal aber gebounct in eine 24 Bit Wavedatei (ohne Dither). Die hier zu erwartenden Quantisierungsartefakte werden bei spätestens -80 dBFS hörbar.

333 Hz - 24Bit integer

Zum Abschluss habe ich noch diese beiden 32 Bit und 24 Bit Testsignale jeweils durch ein 333 Hz Notchfilter geschickt, damit man die Artefakte bei den verschiedenen Pegelstufen besser verfolgen kann. Falls es jemanden interessiert, kann ich auch dieses Ergebnis posten.

Grüße, alex
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Re: 32bit Float VS 24 Bit Fixed

Beitragvon loopbreaker » 17.02.2015, 15:38

Danke Alex, also allein durch lauter und leiser machen bei immer wieder exportieren und importieren als 24bit wav von einen "32bit float Kanal" entstehen solche Artefakte b.z.w. rauschen?

hafi69 hat geschrieben:Produzierst Du eigentlich auch Musik oder etwas ähnliches?
Ja, hauptsächlich mit VST Synths und Effekten die mit 32bit float arbeiten, große/viele Audiofiles hab ich leider selten in meinen Projekten und bin sehr interessiert an der Materie.

hafi69 hat geschrieben:Es ist praktisch vollkommen uninteressant wie Du deine Audiodateien speicherst weil es einfach keinen
klanglichen Unterschied machen kann.
Das ist nicht richtig, wenn man versehentlich "übersteuert" beim rendern, macht es natürlich sehr wohl einen Unterschied und das kann in Cubase wenn man in den Projekteinstellungen 24bit gewählt hat z.B. durch Audio/Effekte... oder "Event Volumen Automation" und "Auswahl als Datei" oder (ich glaub) bei "render in place" oder durch "InputChannel inserts" beim aufnehmen versehentlich passieren.
Hab hier ein Bsp. Video gemacht.

Lg

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Re: 32bit Float VS 24 Bit Fixed

Beitragvon pkautzsch » 17.02.2015, 17:25

loopbreaker hat geschrieben:
hafi69 hat geschrieben:Es ist praktisch vollkommen uninteressant wie Du deine Audiodateien speicherst weil es einfach keinen
klanglichen Unterschied machen kann.

Das ist nicht richtig, wenn man versehentlich "übersteuert" beim rendern, macht es natürlich sehr wohl einen Unterschied und das kann in Cubase wenn man in den Projekteinstellungen 24bit gewählt hat z.B. durch Audio/Effekte... oder "Event Volumen Automation" und "Auswahl als Datei" oder (ich glaub) bei "render in place" oder durch "InputChannel inserts" beim aufnehmen versehentlich passieren.


"Versehentlich" sollte gar nichts passieren: bevor man etwas rendert oder exportiert, sollte doch immer auf die Clip-Anzeige im Channel-Metering geschaut werden. Kurz gesagt: Erst hören und schauen, dann rendern. Zur Sicherheit habe ich meist auch noch als letztes Plugin einen (ansonsten klangneutralen) Limiter bei -0.5 dBFS im Masterchannel.
Bei 32-Bit-Signalverarbeitung, wie es fast alle DAWs handhaben, ist es in der Praxis auch egal, ob man z.B. alle 30 Kanalfader runterzieht oder den Masterfader.
Beim Aufnehmen braucht nicht die volle Bittiefe von 24 Bit ausgenutzt werden. Wie andere schon schrieben, zeichnen da ungefähr die letzten 2-3 Bits nur noch thermisches Rauschen auf. Man hat also durchaus 12 bis 18 dB Aussteuerungsreserve (Headroom) - wenn man mit einem Analogpult arbeitet, entsprechen die "0" dB der Anzeige ja auch noch lange nicht der sauber übertragbaren Lautstärke. Dort sind es oft 24 dB Headroom.
Ja, ich weiß: die Wellenform sieht schrecklich dünn aus, wenn man auch nur 6 dB Headroom läßt. Bei ProTools z.B. sieht man bei -18 dBFS schon recht wenig. Ich weiß nicht, ob das aktuelle Cubase noch die Funktion meines alten Nuendo hat: Dort kann man die Wellenformdarstellung überhöht anzeigen lassen.
Spätestens wenn man ein paar (oder ein paar mehr) Audiosignale summiert, werden im Summenkanal (Master) trotzdem die 0 dBFS erreicht.

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Re: 32bit Float VS 24 Bit Fixed

Beitragvon loopbreaker » 18.02.2015, 07:38

Danke! Werde in Zukunft mehr auf die Pegel achten wie Du geschrieben hast. Vl. ist ja die Option das Cubase die Wellenformen größer Anzeigt, "Wellenform Interpolieren" in den Programmeinstellungen... Der Vollständigkeit sei noch angemerkt, dass man bei der Funktion "Auswahl als Datei" nicht ohne weiteres den Pegel sieht und auch keinen Limiter verwenden kann...

Die Antworten auf die Fragen im Eingangspost würden mich dennoch sehr interessieren.

@ alex: Kannst Du vl. das Ergebnis mit den Notchfilter posten, falls es keine Umstände macht?


gLG

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Re: 32bit Float VS 24 Bit Fixed

Beitragvon loopbreaker » 19.02.2015, 08:52

@ Alex, Super Danke!!! (hab leider erst jetzt verstanden was Du geschrieben hast). Damit sind Quasi fast alle Fragen beantwortet. Kannst Du mir sagen wie du das gemacht hast, ich meine mit welchen Programm und so?


loopbreaker hat geschrieben:1) Wenn man eine 24bit wav über einen 32Bit float Mixer (zB. Cubase) leiser macht, kann man sie immer 1:1 (wortwörtlich) als 24Bit fixed wav exportieren?

Nein

loopbreaker hat geschrieben:2) Wenn man im 32Bit Float Mixer einen Kanal übersteuert und dann mit den Masterkanal auf einen Pegel unter -0dBFS regelt, kann man sie nicht 1:1 als 24bit Fixed wav exportieren?

Ja, kann man nicht.


loopbreaker hat geschrieben:4) Es wär eigentlich das Beste wenn man in 24fixed aufnimmt (speicher sparen) und Sachen die die DAW rendert, als 32Bit Float (mit der sie ja intern arbeitet) rendert. (Cubase: Audio/Effekte..., Auswahls als datei [Fade in/out, "Event Volumen"], Render in Place, )

Ja

Diese Frage ist noch offen?
loopbreaker hat geschrieben:3) Wie nennt man eigentlich das übersteuern von einen 32Bit Float Audio (über -0dBFS)?


gLG

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Re: 32bit Float VS 24 Bit Fixed

Beitragvon alex » 19.02.2015, 09:13

loopbreaker hat geschrieben:Kannst Du mir sagen wie du das gemacht hast, ich meine mit welchen Programm und so?

Mit Samplitude Pro X. Sollte aber einigermaßen unkompliziert auch mit jeder anderen objektbasierten DAW gehen.

loopbreaker hat geschrieben:Diese Frage ist noch offen?
3) Wie nennt man eigentlich das übersteuern von einen 32Bit Float Audio (über -0dBFS)?

Weiß ich leider nicht. Ich würde es "Übersteuerung des DA-Wandlers" nennen, denn das 32Bit Float Format selber ist praktisch nicht zu übersteuern.

loopbreaker hat geschrieben:@ alex: Kannst Du vl. das Ergebnis mit den Notchfilter posten, falls es keine Umstände macht?

Kein Problem:

333 Hz - 32Bit float & Notchfilter
333 Hz - 24 Bit Integer & Notchfilter

Grüße, alex
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Re: 32bit Float VS 24 Bit Fixed

Beitragvon loopbreaker » 19.02.2015, 10:05

Super Danke Alex!!!

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Re: 32bit Float VS 24 Bit Fixed

Beitragvon Arno » 19.02.2015, 10:42

Hallo,
alex hat geschrieben:denn das 32Bit Float Format selber ist praktisch nicht zu übersteuern.


Praktisch nicht, theoretisch schon. Wer mehr zu dem Thema wissen möchte, dem sei das Buch "Rechnerorganisation und Rechnerentwurf" von Patterson und Hennessy ans Herz gelegt.

Es wird dort das Beispiel einer MIPS-Architektur gezeigt, in der eine Fließkommazahl in 32 bit dargestellt wird: 1 bit Vorzeichen, 8 bit Exponent und 23 bit Mantisse - diese Darstellung deckt einen Bereich von 2,0*10^-38 bis 2,0*10^38 ab. Kommt es zum Überlauf, wird der Exponent zu groß. Gleichzeitig gibt es aber auch die Möglichkeit des Unterlaufs (der Exponent wird zu klein).
Die in C oder Fortran benutzte double benutzt 1 bit für das Vorzeichen, 11 bit Exponent und 20 + 32 bit Mantisse. Damit ist die Genauigkeit auf 2,0*10^-308 bis 2,0*10^308 abgedeckt.

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Re: 32bit Float VS 24 Bit Fixed

Beitragvon hafi69 » 19.02.2015, 11:02

praktisch nicht, theoretisch schon.


Theoretisch kann man alles falsch machen.
Theoretisch gibt es auch die perfekte musikalische Darbietung.

Viel wichtiger ist praktisch die Einhaltung einer guten Gain-Struktur,
also den (Master-) Bus pre-fader nicht zu überfahren.
Unnötig erneut darauf hinzuweisen, dass die Bittiefe bzw. tatsächliche
Dynamik der Quelldateien dabei keinerlei Rolle spielt und ebenso wenig die Bittiefe
der Zieldatei. Und dass eine höhere Bittiefe als "16" in 90% aller Fälle vollkommen sinnlos ist.

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Re: 32bit Float VS 24 Bit Fixed

Beitragvon Tomte » 19.02.2015, 12:39

Zu 32 bit float "übersteuern": Gemeint ist hier, wenn Werte größer als 1 auftreten (die in anderen Formaten und auch beim Abspielen dann geclippt werden würden).

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Re: 32bit Float VS 24 Bit Fixed

Beitragvon loopbreaker » 19.02.2015, 23:54

@ Arno: Danke f. den Buchtipp, aber meinst Du, dass sich das lesen für mich lohnt wenn mir schon ganz schwindlig wird wenn ich lese was Du in diesen Post geschrieben hast b.z.w. gibt es da noch einfachere Lektüre?

@ Tomte: Super Danke! "Werte größer als 1"... bedeutet das, dass in einen 24Bit int wav der größte Wert 1 ist?



Anmerkung: Wenn man in Cubase8 bei den Projekteinstellungen 24bit gewählt hat, wird bei "render in place" trotzdem in 32bit float gerendert.



Danke :) Echt leiwandes Forum hier!!!

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Re: 32bit Float VS 24 Bit Fixed

Beitragvon Arno » 21.02.2015, 12:51

Hallo,

loopbreaker hat geschrieben:@ Arno: Danke f. den Buchtipp, aber meinst Du, dass sich das lesen für mich lohnt wenn mir schon ganz schwindlig wird wenn ich lese was Du in diesen Post geschrieben hast b.z.w. gibt es da noch einfachere Lektüre?


Das Buch ist ein Standardwerk, allerdings nicht in der Audiotechnik.
Da ich nicht davon ausgehe, dass du Elektrotechnik oder Informatik im höheren Semester studierst, lautet die Antwort: nein.

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