Samplingsfrekvens och ljudprovtagning - utforska varje begrepp och 4 typer

Har du någonsin hört talas om samplingsfrekvens och sampling av ljud, men kan inte riktigt förstå vad det handlar om? Förståeligt!

Sampling är ett komplicerat ämne; vi är här för att hjälpa dig!

I den här artikeln får du lära dig allt du behöver veta om audio sampling, samplingsfrekvens och bitdjupfrekvens, termer som du kommer att bli mer bekant med genom att läsa det här.

Vill du fräscha upp dina kunskaper om filminspelning innan du ger dig in i det här ämnet? Läs då vår artikel om filmskapande 101.

Vad är sampling?

Om du någonsin har gjort vetenskapliga undersökningar vet du förmodligen att ordet sampling hänvisar till en uppsättning värden i statistik. Men när man talar om ljuddesign får sampling en annan betydelse.

Inom ljuddesign hänvisar sampling till att omvandla ljudsignaler till en sekvens av samplingar. Du kan använda samplingsteknik för att fånga upp verkligt ljud till en digital ljudfil.

4 typer av sampling

När det gäller sampling finns det många olika typer. Vi har samlat några av de vanligaste typerna av sampling.

1. Ljudprovtagning

Ljudprovtagning sker när en ljudvåg omvandlas till data genom en serie samplingar. Samplingarna omvandlas till binära data som en dator kan läsa.

I huvudsak är ett ljudprov en digital återskapande av en analog ljudsignal.

Samplingarna måste omvandlas till binära data eftersom datorer inte kan bearbeta ljud på samma sätt som människor. Så för att skapa en digital representation av ljudet översätts det till något som datorer kan förstå, binära data.

Sampling kan också användas för att förklara begreppet att klippa ljudfiler för uppspelning i andra sammanhang. Detta är särskilt vanligt inom musikindustrin, där artister "samplar" ljud från äldre låtar och återanvänder dem i nya låtar som ett bakgrundsspår.

Ett bra exempel på detta är Kanye West, som har använt dem sedan början av sin karriär. I början använde han dem med ett "chipmunk"-filter men har sedan dess vuxit till att använda dem även i andra sammanhang.

2. Talprovtagning

Talprovtagning är också en typ av ljudprovtagning, och det sker vanligtvis genom telefoner eller VoIP.

VoIP betyder Voice over Internet Protocol, och det är en metod som används för att transportera ljud med hjälp av internet. Det kan ha börjat enkelt, men det är det som förvandlats till populära onlineprogramvaror som Skype, TeamSpeak och Discord.

Eftersom man lätt kan kommunicera med 8 kHz använder man vanligtvis en lägre samplingsfrekvens när man samplar tal. Det är därför telefon- och VoIP-samtal låter som de gör.

3. Provtagning av video

Videosampling fokuserar på bildens samplingsfrekvens, som är upprepningsfrekvensen för sensorns integrationsperiod.

Det är uppdateringsfrekvensen för bilderna på skärmen med andra ord. Så om en tv klassificeras som 60 Hz uppdaterar den bilden på skärmen 60 gånger per sekund.

Det är också kopplat till begreppet bilder per sekund.

Videosampling kan också hänvisa till musiksampling, där videoskapare tar bitar av tidigare skapat videomaterial och använder det för att skapa nytt material.

Detta är särskilt vanligt i nyhetssändningar och på YouTube, där annat videomaterial tas och används som bakgrundsmaterial eller olika typer av innehåll.

4. 3D-sampling

3D-sampling sker när du volymrenderar prover av ett 3D-nät av voxlar för att göra en 3D-rendering. Det används i en röntgen- eller MRT-skanner för att producera en 3D-bild av försökspersonens kropp.

3D-sampling används också inom tillverkningsindustrin för att skapa prototyprenderingar i dataprogrammet som en föregångare till att producera och testa dem i verkligheten.

Vad är samplingsfrekvenser?

Med samplingsfrekvens avses antalet samplingar/mätningar av ljudet som tas varje sekund. Ju högre samplingsfrekvens, desto högre är ljudets kvalitet.

Den programvara som finns tillgänglig för oss idag är dock begränsad till hur stora samplingsfrekvenser vi kan arbeta med. Det är också därför vi har några standardiserade samplingsfrekvenser som gör det lättare att arbeta med flera ljudprov.

En standardiserad samplingsfrekvens är 44,1 kHz, som används i MP3-filer eller för ljud-cd:er. Denna samplingsfrekvens är tillgänglig att arbeta med för i stort sett alla datorer.

Vi arbetar vanligtvis med så låga kHz som 8 eller 16 för telefoner och VoIP-programvara. Medan musik och filmljud låter fruktansvärt dåligt vid denna samplingsfrekvens är samtalen helt okej.

Fördelen med att använda låga samplingsfrekvenser för telefonsamtal är att det krävs mindre dataöverföring.

Standardiserade samplingsfrekvenser

• 8 kHz - används för telefoner eller walkie-talkies.
• 16 kHz - används i VoIP
• 44,1 kHz - används för vanliga ljud-CD:er eller i MP3-filer.
• 48 kHz - standard samplingsfrekvens för digital videoutrustning.
• 88,2 kHz - används i professionell ljudinspelningsutrustning (vanligtvis för musikinspelning).
• 96 kHz - ljudspår på Blu-Ray. Kan också användas vid musikinspelning.
• 192 kHz - Används i professionella videokameror, men är inte så vanlig.

Vad är bitdjupshastighet?

Med bitdjupshastighet avses det antal bitar som finns tillgängliga för varje sampling.

Med andra ord, ju högre bitdjup, desto högre kvalitet på ljudproverna, vilket ger högre ljudkvalitet.

Ju högre bitdjupshastigheten är, desto mer omfattande är det dynamiska området. Det dynamiska området avser de delar av en inspelning som har låg och hög volym.

Du använder vanligtvis en 16-bitars djupfrekvens för CD-ljudkvalitet och en 24-bitars djupfrekvens för DVD-skivor.

Standard bitdjupshastighet

• 16 bitar - kallas vanligen för en standardinspelningshastighet och fungerar vid de flesta tillfällen. Den används vanligen på cd-skivor.
• 24 bit - för dem som vill ha ett mer dynamiskt område att arbeta med. Större dynamiskt omfång än det mänskliga örat. Används vanligtvis på DVD-skivor.
• 32 bit - Har ett stort dynamiskt omfång på 192 dB, men anses vara överdrivet och slöseri med data.

Läs mer. Dyk ner i ljuddesign

Det här är slutet på artikeln och jag hoppas att du känner dig mer upplyst om samplingsfrekvenser och sampling av ljud.

Om du vill lära dig mer om ämnet kan du läsa vår artikel om ljuddesign. Här får du veta allt du behöver veta om ljuddesign.