Definition und Betrachtung im Zeitbereich


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Die Betrachtung des Zeitsignals eines Audiosignals zeigt dessen Wellenform / Waveform. In diesem Tutorial wird gezeigt wie man die Waveform eines digitalen Audiosignals interpretiert und wichtige Informationen daraus ableiten kann.
[Länge 31:09 min]

Trailer:

6 thoughts on “Definition und Betrachtung im Zeitbereich”

    Wenn man das mit der full scale macht und -3db als max und min setzt, kann man das dann nicht nicht mit anderen dbs scalen und messungen vergleichen?

    Phil98 sagt
    Ich verstehe es nicht ganz. Mit der Bit-Tiefe berechne ich die möglichen Amplitudwerte? Wenn ich bei einer 16 Bit-Tiefe dann 65.536 Werte für die Aplitude habe, was sind diese 65.536 Werte dann? Kann ich diese Werte dann in db umrechnen? Oder was sollen mir diese Werte sagen? Die Amplitude müsste ja irgendwie im Zusammenhang mit der Lautstärke stehen.  

    Guck dir diese Grafik mal an:

    Bit-TiefeImage Enlarger

    Die Anzahl Bit siehst du auf der vertikalen Achse, während die Anzahl Hertz auf der horizontalen Achse, nämlich auf der Zeit-Achse, dargestellt wird. Ist ja logisch: Hertz bedeutet Anzahl Intervalle pro Sekunde. Je mehr Datenpunkte ich pro Sekunde darstellen kann, umso mehr Hertz können abgebildet werden.

    Jetzt kannst du selbst herleiten, welchen Einfluss verschieden hohe Bit-Raten haben. Grundsätzlich: Je mehr Bit, umso genauer kann die Wave abgebildet werden. Auf dem Bild siehst du z.B., dass die digital abgebildete Wave sehr eckig und kantig ist. Die Wave hat auch nur 4 Bit. Das sind wesentliche Abweichungen zur Original-Wave. Könntest du in vertikaler Richtung mehr als nur auf 16 Stufen Punkte platzieren, so könntest du das abgebildete Signal näher an die originale Wave angleichen.

    Das Gleiche gilt auch für die Hertz-Achse: Je mehr Hertz, umso genauer kann die Wave abgebildet werden. Verdoppelt man die Anzahl Hertz, dann könntest du pro Sekunde doppelt so viele Punkte platzieren. Das eckige Signal würde deutlich näher an die Original-Wave herankommen.

    Nun könnte man ja eigentlich meinen, die Anzahl Hertz und die Anzahl Bit seien prinzipiell genau gleich. Das ist jedoch nicht der Fall. Die vertikale Achse bildet nämlich den Pegelausschlag ab. Je weiter oben bzw. unten ein Punkt, umso stärker schlägt ein Pegel aus. Die horizontale Achse bildet die Hertz ab. Je mehr Hertz, umso mehr Punkte pro Sekunde und folglich umso höhere Töne können noch abgebildet werden.

    Und nun kannst du wahrscheinlich deine Fragen selbst beantworten:

    Phil98 sagt
    Mit der Bit-Tiefe berechne ich die möglichen Amplitudwerte? Wenn ich bei einer 16 Bit-Tiefe dann 65.536 Werte für die Aplitude habe, was sind diese 65.536 Werte dann?

    Dir bleiben pro bestimmter Zeiteinheit 65’536 Werte auf der vertikalen Achse, wo du den Punkt platzieren kannst. Angenommen, du könntest pro Sekunde 20’000 Punkte platzieren, dann könntest du diese Punkte jeweils an 65’536 verschiedenen Stellen auf der vertikalen Achse platzieren. Die Hertz-Achse gibt nur vor, wie viele Punkte pro Sekunde du verteilen kannst. Die Bit-Achse hingegen gibt vor, bei wievielen verschiedenen Pegelstärken du einen Punkt verteilen kannst.

    Phil98 sagt
    Oder was sollen mir diese Werte sagen? Die Amplitude müsste ja irgendwie im Zusammenhang mit der Lautstärke stehen.  

    Achtung! Lautstärke ist immer relativ. Pegel 0 bedeutet „kein Pegel bzw. Punkt in der Mitte“ und Pegel 1 ist gleich „maximaler Pegel“. Und deine 65’536 möglichen Pegel liegen jetzt zwischen -1 und 1. Also maximal nach unten und maximal nach aussen kann die Membran deiner Lautsprecher ausschlagen.

    Die Punkte sind ja auch an sich immer relativ. Ein Punkt in der Mitte heisst nicht, dass kein Ton herauskommt. Du könntest ja ein Lied komplett in der unteren Hälfte abbilden. Das spielt keine Rolle, wichtig sind die relativen Abstände der Punkte zueinander.

    Ich verstehe es nicht ganz. Mit der Bit-Tiefe berechne ich die möglichen Amplitudwerte? Wenn ich bei einer 16 Bit-Tiefe dann 65.536 Werte für die Aplitude habe, was sind diese 65.536 Werte dann? Kann ich diese Werte dann in db umrechnen? Oder was sollen mir diese Werte sagen? Die Amplitude müsste ja irgendwie im Zusammenhang mit der Lautstärke stehen.

    Anbei eine Rezension, die ich zu jedem Großgebiet schreiben werde:

    Das Themengebiet „Das Audiosignal“ beschäftigt sich mit der Definition und wie ein solches Signal aufgebaut ist. Dabei erklärt Sinan genau wie der PC Schallereignisse verarbeitet und speichert. Obwohl dies der theoretischste Teil der Reihe ist wird trotzdem mit Hilfe von Exkurse ins Fl Studio das vorhin erklärte auch sehr schön praktisch erklärt. Sowohl Hörtechnisch als auch mit Sehtechnisch. Dabei geht er nochmals auf das Ganze ein. Am Schluss gibt es wie immer ein Fazit bzw. eine Zusammenfassung.
    Im Allgemeinen wird man natürlich zuerst mit Informationen erschlagen und vielleicht versteht man es am Anfang nicht, vor allem wenn man (noch nicht) technisch bewandert ist. Dennoch, wie ich finde, wird das Thema sehr gut erläutert und es wird wirklich nur das Wichtigste gezeigt.
    Brauche ich das Wissen? Ja, denn das Ganze ist chronologisch aufgebaut, d.h. es beruht aufeinander. Das wird erst im Laufe der nächsten Tutorials klar.
    Fazit ;) :Obwohl es ein bisschen theoretisch ist und recht viel am Anfang sein kann, wird es einem sehr gut vermittelt. Also sehr empfehlenswert schon mal.

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