Die Treppen-Wellenform-Lüge bei digitaler Aufnahme ??

Dieses Thema im Forum "Studio" wurde erstellt von Zolo, 2. August 2013.

  1. Zolo

    Zolo bin angekommen

    Dies frage ich mich weil hier in einem Video behauptet wird, daß man nichtmal bei 8 Bit diese "digitale" Treppen sieht und somit angeblich damit bewiesen wäre, dass digitale Signale überhaupt nicht schlechter wären.
    Zumindest hab ich es so versanden - bitte korrigieren. Ich kenn mich mit Oszilloskopen nicht aus, aber mir kommt es so vor als ob das im Video gezeigte überhaupt keine "treppenartige" Sinuswellen darstellen kann ?

    Auf jedenfall wird irgendwie alles in Frage gestellt und angeblich gegenteilig bewiesen.
    Hochgeladen wurde es übrigens von Fruity Loops Hersteller Image Line.


    src: https://youtu.be/cIQ9IXSUzuM
     
  2. serge

    serge ||

    Re: Kann ein analoges Oszilloskop "Treppen" abbilden ?

    Klasse erklärt & visualisiert, danke für's Teilen!
     
  3. Re: Kann ein analoges Oszilloskop "Treppen" abbilden ?

    Nur für Leute die das Shannon-Theorem nicht verstanden haben.

    Dieses Video stellt nichts "in Frage" sondern stellt einfach mal alles richtig. Und "gegenteilig" nur im Bezug auf all den Stumpfsinn, welcher seit zig Jahren memetisch-viral im Internet herumerzählt wird.

    Aber nur um zu relativieren: Die Rede ist hier von der Aufnahme und Wiedergabe von Digital Audio. Die Generierung von Digital Audio (also z.B. via digitale Klangsynthese) -das ist ein ganz anderes Kapitel.
     
  4. Zolo

    Zolo bin angekommen

    Re: Kann ein analoges Oszilloskop "Treppen" abbilden ?

    Ok ich kann da nicht viel mitreden. Aber mal für Dummies: Wenn ich mit ner ordentlichen Soundkarte ne Roland 808 in 16 Bit aufnehme und genau in gleicher Lautstärke abspiele, dann klingt dass doch für mich im Orginal besser, oder ?
    Spätestens wenn ich in 8 Bit recorde ist ja ein deutlicher Unterschied zu hören. Im Video wird aber gezeigt, daß selbst bei 8 Bit keine "Treppen" in der Wellenform entstehen ?

    Oder hat das damit was zu tun, daß (ich erinner mich nur dunkel daran), dass sehr gute Wandler mit 4 Bit auskommen können, weil da wohl von etwas anderem die Rede ist als unsere 16 Bit bei der Aufnahme ? Wie war das noch gleich ?
     
  5. haesslich

    haesslich Tach

    Re: Kann ein analoges Oszilloskop "Treppen" abbilden ?

    es entsteht aber eben keine treppe. die treppe ist illusion. lüge. humbug.
    du bekommst die wellenform + rauschen. bei JEDER bittiefe. je weniger bit du spendierst, desto lauter wird das rauschen. bei 16bit ist das fast ausschließlich unter der hörschwelle. bei 8bit eben nicht oft nicht mehr.
     
  6. Zolo

    Zolo bin angekommen

    Ne sorry das ist mir zuviel :mrgreen: Also hinterfrage ja gerne bestehende Denkmuster und bin auch Skeptisch weil ich weiß daß uns Firmen bullshit erzählen damit wir sachen kaufen... Aber dass sich so eine große Lüge über soviele Jahre etablieren soll ??

    Gab es denn vor diesem Video schon Leute die "auf diesen Fake" hingewiesen haben ?

    Und davon abgesehen: wenn ich in 8 Bit recorde, höhre ich nicht nur das Quantisierungsrauschen sondern auch dass das Signal angezerrt und undeutlicher ist. Selbst wenn ich mir das Rauschen wegdenke ..
     
  7. Nоrdcore

    Nоrdcore Spezialist

    Ich hab das hier im Forum mehrfach versucht zu erklären.

    Aber die Menge der Volldeppen, die von nix 'ne Ahnung haben, aber alles besser wissen, ist auf Dauer einfach zu ermüdend.
     
  8. Die "Treppen" werden vom Rekonstruktionsfilter weggeglättet.
    :arrow: http://de.wikipedia.org/wiki/Rekonstruktionsfilter

    Paul Frindle (Designer der analogen SSL G-Serie Pulte, der digitalen Sony Oxford-Konsole und der Sonnox-Plugins) zu dem Thema:

     
  9. Zolo

    Zolo bin angekommen

    Vielleicht hast es nicht gut genug erklärt ? Müssen ja nicht immer alles Volldeppen sein ;-)

    Aber haste mal ein Link wo du es mal erklärt hast ?
     
  10. Zolo

    Zolo bin angekommen

    Und warum werden jetzt digital die Treppen gemessen bei digitalen Signalen ?
     
  11. Summa

    Summa wibbly wobbly timey wimey

    Ist kein statisches Rauschen sondern abhaengig vom Signal...

    http://de.wikipedia.org/wiki/Quantisierungsfehler
     
  12. Es gibt keine Treppen!

    Das sind PUNKTE, und durch diese Punkte führt rein mathematisch nur ein einziger möglicher Weg, und das ist derjenige, der durch den Rekonstruktionsfilter generiert wird.

    Sorry, aber anschaulicher als im geposteten Video kann man es kaum erklären und demonstrieren.
     
  13. Fehlendes Dithering.
     
  14. Nоrdcore

    Nоrdcore Spezialist

    Eigentlich schade, dass man heute mehr als genug Bits hat.
    Man könnte das Dithering (=das Störgeräusch durch die Quantisierung) ja auch so gestalten, wie es der mp3-Encoder tut. Damit müsste man eigentlich mit ziemlich wenig Bits ziemlich artefaktefreien Sound hin bekommen.
     
  15. Zolo

    Zolo bin angekommen

    Jetzt hab ichs glaub ich verstanden: man hat nur Punkte und diese werden digital per Linien verbunden weil man ja eine Wellenform anzeigen will und dafür die Punkte verbinden muss. In wirklichkeit (analog) sind die Punkte durch Kurven verbunden.
    Am Ende ist egal wie es angezeigt wird da es ja nur um die Punkte geht beim Sound.

    Das heißt aber auch, daß bei 8 Bit weniger Punkte kommen als bei 16 Bit, right ?
     
  16. Jaguar

    Jaguar bin angekommen

    Hm, das bringt mich ins Grübeln. Wenn ich das mal visualisieren will:
    Ich stehe an einer geraden Strasse ( Timeline ), ein Auto fährt vorbei (Signal, Geschwindigkeit = Tonhöhe). Im vorbeifahren mache ich möglichst viele Fotos ( Samplingfrequenz). Lege ich dann die Fotos nebeneinander, so habe ich "Lücken" zw. den Bildern Als Film hieße es also Flimmern. Die Treppentheorie sagt, ich wiederhole jedes Foto bis zum nächsten Snapshot. Und die Bittiefe? In meinem Beispiel wohl die Qualität der Kamera, d.h. wieviel Details des Autos zu sehen sind.
    In jedem Fall gilt: je höher die Samplingfrequenz und die Bittiefe, desto mehr bin ich am Original.
    Oder liege ich da falsch?
     
  17. Sekim

    Sekim bin angekommen

    Es wurde im Video, ab ca. 6:30, ja kurz die Rolle des DA-Konverters angesprochen. Wie ich das verstehe, hängt viel davon ab, wie die diskreten Sample Werte in ein kontinuierliches Signal gewandelt werden. Wenn ein Wert zum Zeitpunkt 0 gehalten wird, bis zum Zeitpunkt 1 ein neuer Wert eintrifft etc., sind Treppen möglich. Wie läuft deren Vermeidung technisch ab? Wir haben es ja in der Praxis mit sich dynamisch verändernden Verläufen zu tun und in Echtzeit ist also keine Vorhersage des nächsten Wertes möglich, die eine korrekte "analoge, kontinuierliche Interpolation in der Zwischenzeit" erlauben könnte. Na ja, bin kein Techniker und mir fehlen die korrekten Worte. Hoffe trotzdem, dass ihr versteht, was ich meine. Zeitversatz könnte ich mir als Lösung vorstellen...
     
  18. Panko PanneKowski

    Panko PanneKowski bin angekommen

    die Treppe war doch seit je her auch nur als Bildliche Metapher zur Veranschaulichung von Digital gedacht ..
    Jedenfalls hab ich das nie wortwörtlich genommen und als echte Treppe betrachtet ..
    Punkte sind doch eigentlich gleichermassen nur eine Umschreibung
    Ebenso könnte man auch mit Pixeln argumentieren wie bei Digi Fotografie :roll:
     
  19. serge

    serge ||

    Fast. Denn die Form der Verbindung zwischen zwei Punkten ist nicht beliebig. Du kannst nicht davon ausgehen, dass es immer eine gerade Verbindung (also eine Linie) ist. Wie Tim schrieb: Es gibt – mathematisch gesehen – nur eine "richtige" Art und Weise, die Punkte zu verbinden, und die Form dieser Verbindung erzeugt das Rekonstruktionsfilter bei der Digital-Analog-Umsetzung.

    Nein.
    Die Anzahl der Punkte hängt von der Sampling-Frequenz ab.
    Die Bit-Tiefe bestimmt, wie fein aufgelöst die Höhe der Punkte dargestellt werden kann.

    Bitte, das Video ist wirklich sehr anschaulich gemacht, nimm Dir Zeit und schau Szene für Szene an.
     
  20. serge

    serge ||

    Im Video wird auch auf genau diese Pixel-Argumentation Bezug genommen, hast Du es Dir angeschaut?
     
  21. Zolo

    Zolo bin angekommen

    Puuhh kompliziert...

    Das Video ist halt leider auf Englisch. Nicht gerade einfach wenn man es in Deutsch nicht mal richtig versteht :selfhammer:

    Weiß ja nicht wie es anderen geht, aber ich tu mir generell schwer englisch zu verstehen.
     
  22. Nоrdcore

    Nоrdcore Spezialist

    Zwischen den Samples ist *nichts*.
    (Der Witz an Digitaltechnik ist doch grade, dass man das "dazwischen" weglassen kann, wenn das Signal hinreichend bandbegrenzt ist, ohne Information zu verlieren. Bahnbrechende Erkenntnis von Bode/Shannon 1948. )
     
  23. Panko PanneKowski

    Panko PanneKowski bin angekommen

    ja habs gerade geschaut .. Pixel (rechtecke) sind quasi quantisierte(gleichgerechnete) Punkte gleiche farbwerte innerhalb eines Rechteck Bereiches ..
    aha .. verstehe
    also auch virtuelle Veranschaulichungen (metaphern)
    ;-)
     
  24. haesslich

    haesslich Tach

    deswegen rekonstruiert man guten (bis sehr guten) approximationen. dabei macht man einen trade-off zwischen delay (dass du benötigst, um "in die zukunft" zu schauen, d.h. du speicherst einfach meinetwegen 10 werte, um einen früheren wert zu rekonstruieren) und qualität.
     
  25. Panko PanneKowski

    Panko PanneKowski bin angekommen

    digital Stairway to Heaven .. lol

    :)
     
  26. haesslich

    haesslich Tach

    dann wirst du es schwer haben, denn deutschsprachige literatur zu dem thema ist leider oft durch die übersetzung "weniger exakt" und obendrein auch teurer.
    ein video, wie das obige, gibt es schlicht auf deutsch nicht.

    vermutlich lernst du englisch auch schneller, als die zusammenhänge der digitalen signalverarbeitung. das wäre zumindest sinnvoll angelegte zeit, wenn ich an die unzählige, frei verfügbare, gute englische literatur denke. von handbüchern bis lehrbüchern.
     
  27. serge

    serge ||

    Ernsthaft, ist wie mit'm Octatrack oder dem Erlernen eines anderen Instrumentes: Übung macht den Meister. Szene für Szene immer wieder & wieder anschauen.

    Es hilft auch, DVD-Filme, die man mag & gut kennt, im englischen Original zu sehen. Am besten noch englische Untertitel zuschalten. Ist ein mühseliger Weg, aber mir hat's wirklich ungemein geholfen.
     
  28. Sekim

    Sekim bin angekommen

    Beim samplen (Probennehmen) wird ja ein diskreter Wert pro Zeitpunkt generiert, deshalb muss die Genauigkeit der Abbildung des ursprünglich kontinuierlichen Verlaufs von ihrer Frquenz abhängen.Es gibt also auch immer "Informationslücken", außer die Samplefrequenz wäre unendlich hoch.Oben fiel das Wort "Rekonstruktionsfilter", das hört sich nach einem Ansatz an,wieder Kontinuität zu erzeugen und gleichzeitig auch die "Lücken" zu schließen?

    Mir leuchtet aber auch ein, dass die zeitliche Auflösung unseres Gehörs (Hardware, Signalleitung, Verarbeitung im Gehirn) begrenzt ist, sodass bei Unterschreitung seiner Grenzen kein Unterschied zwischen "Original" und Rekonstruktion merkbar wäre.
     
  29. haesslich

    haesslich Tach

    nein. das ist ein trugschluss, auf den man nur all zu leicht hereinfällt.
    perfektes sampling und perfekte rekonstruktion SIND MÖGLICH. ohne, dass es "infromationslücken" gibt. unter zwei bedingungen:
    1. du hälst das "nyquist-shannon-abtast-theorem" ein. d.h. die höchste frequenz, die in deinem signal vorkommt, ist kleiner als die hälfte der samplingfrequenz.
    2. du hast die möglichkeit zur perfekten rekonstruktion indem du z.b. unendlich delay bei der D/A wandlung in kauf nimmst.

    das erste regel betrifft den weg von A nach D. das ist in der regel ziemlich gut möglich. man mag das ja kaum glauben, aber die in wirklichkeit haben wir gar nicht so schrecklich viel mit frequenzen zu tun, die über 20kHz liegen. warum sollte man die also mit aufzeichnen? die filtert man vorher schon raus. z.b. in dem man ein mikrofon benutzt (das selten etwas über 20kHz wiedergibt)
    das zweite regel, von D nach A, wird, wie ich oben geschrieben habe, ziemlich gut approximiert durch moderne D/A wandler. sogar so gut, dass man selbst zwischen high end wandlern und consumer wandlern keinen unterschied mehr messen kann, und schon gar nicht hören kann.

    grob gesagt ja. im detail nein ;-)
     
  30. Nоrdcore

    Nоrdcore Spezialist

    Die Rekonstruktion ist ja ein Filter - also ein linearer Prozess. Der Fehler des (endlichen) Rekonstruktionsfilters ist daher ein *linearer* Fehler, d.h. der Frequenzgang ist nicht ganz linealglatt/ideal. Das ist ein Fehler, den man gut bewerten kann, ohne esoterischen Bullshit diskutieren zu müssen.
     

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