Основные сведения об изображениях

На этой странице

Сведения о растровых изображениях

В растровых изображениях для их представления используется прямоугольная сетка из элементов изображения (пикселов). Каждому пикселу соответствует определенное расположение и значение цвета. При работе с растровыми изображениями редактируются пикселы, а не объекты или фигуры. Растровые изображения — самый распространенный способ передачи таких нерастрированных изображений, как фотографии или цифровые рисунки, поскольку он позволяет наиболее эффективно передавать тонкие градации цвета и тонов.

Растровые изображения зависят от разрешения, то есть они содержат фиксированное количество пикселов. При сильном увеличении на экране или при печати с разрешением ниже первоначального теряются детали, а края становятся неровными.

Иногда для хранения растровых изображений требуется много места на диске, поэтому для уменьшения размера файлов при использовании в некоторых компонентах Creative Suite такие изображения часто требуют сжатия. Например, перед импортом изображения в макет его сжимают в приложении, где оно было создано.

В Adobe Illustrator можно создавать графические растровые эффекты для рисунков с помощью эффектов и стилей графики.

Сведения о векторных изображениях

Векторные изображения (иногда называемые векторными фигурами или векторными объектами) состоят из линий и кривых, заданных векторами — математическими объектами, которые описывают изображение в соответствии с его геометрическими характеристиками.

Векторные изображения можно свободно перемещать и изменять без потери детализации и четкости, поскольку такие изображения не зависят от разрешения. Их края остаются четкими при изменении размера, печати на принтере PostScript, сохранении в PDF-файле, а также при импорте в приложение для работы с векторной графикой. Таким образом, векторные изображения — это наилучший выбор для иллюстраций, которые выводятся на различные носители и размер которых приходится часто изменять, например логотипы.

В качестве примера векторных изображений можно привести объекты, которые создаются в Adobe Creative Suite инструментами рисования и инструментами фигур. С помощью команд копирования и вставки можно использовать одни и те же векторные объекты в различных компонентах Creative Suite .

Сочетание векторных и растровых изображений

При использовании в одном документе сочетания векторных и растровых изображений следует помнить, что изображение не всегда выглядит одинаково на экране и на конечном носителе (отпечатанное в типографии или на принтере либо опубликованное на веб-странице). На качество итогового изображения влияют следующие факторы:

Многочисленные эффекты реализуются в изображениях с помощью частично прозрачных пикселов. Если изображение содержит прозрачные области, перед экспортом или печатью Photoshop выполняет процесс под названием сведение. В большинстве случаев процесс сведения по умолчанию работает превосходно. Но если изображение содержит сложные пересекающиеся области и должно быть выведено с высоким разрешением, то может потребоваться контрольный просмотр результатов сведения.

Количество пикселов на дюйм (ppi) в растровом изображении. Использование слишком низкого разрешения при подготовке изображения для печати приводит к созданию черновика — изображения с крупными, похожими на пятна пикселами. Использование слишком высокого разрешения (когда размер пикселов меньше минимального размера точки, которая может быть воспроизведена устройством вывода) увеличивает размер файла без повышения качества итогового изображения и замедляет процесс печати.

Разрешение принтера и линиатура растра

Число точек на дюйм (dpi) и число линий на дюйм (lpi) в полутоновом растре. Соотношение между разрешением изображения, разрешением принтера и линиатурой растра определяет качество детализации отпечатанного изображения.

Цветовые каналы

Каждое изображение Photoshop содержит один или несколько каналов, каждый из которых хранит информацию о цветовых элементах изображения. Число используемых по умолчанию цветовых каналов изображения зависит от цветового режима. По умолчанию изображения в битовом режиме, режиме градаций серого, режиме дуотона и режиме индексированных цветов содержат один канал, изображения в режимах RGB и Lab содержат по три канала, а изображениях в режиме CMYK — четыре канала. Каналы можно добавлять в изображения всех типов, за исключением битовых. Дополнительные сведения см. в разделе Цветовые режимы.

Каналы цветных изображений являются в действительности полутоновыми изображениями, каждое из которых представляет отдельный цветовой компонент изображения. Например, изображение в режиме RGB содержит отдельные каналы для красного, зеленого и синего цветов.

Помимо цветовых каналов, в изображение можно включить альфа-каналы, которые используются в качестве масок для сохранения и редактирования выделений, а также каналы смесевой краски, которые используются для добавления смесевых цветов при печати. Для получения дополнительной информации см. раздел Основные сведения о каналах.

Битовая глубина

Битовая глубина определяет количество информации о цвете, доступное для каждого пиксела изображения. Чем больше битов информации о цвете выделено на каждый пиксел, тем больше количество доступных цветов и точнее их отображение. Например, изображение с битовой глубиной 1 содержит пикселы с двумя возможными значениями цветов: черным и белым. Изображение с битовой глубиной 8 может содержать 2 8 или 256 различных значений цвета. Изображения в режиме градаций серого с битовой глубиной 8 могут содержать 256 различных значений серого цвета.

RGB-изображения составлены их трех цветовых каналов. RGB-изображение c битовой глубиной 8 может содержать 256 различных значений для каждого канала, то есть всего может быть представлено более 16 миллионов цветовых значений. RGB-изображения с 8-битными каналами иногда называют 24-битными изображениями (8 бит x 3 канала = 24 бита данных на каждый пиксел).

Кроме изображений с 8-битными каналами, Photoshop может обрабатывать изображения с 16- или 32-битными каналами. Изображения с 32-битными каналами называются также изображениями с расширенным динамическим диапазоном (HDR-изображениями).

Поддержка в Photoshop изображений с глубиной 16 бит на канал

Photoshop позволяет работать с изображениями с глубиной 16 бит на канал в следующих режимах:

В режиме градаций серого, режиме RGB, режиме CMYK, режиме Lab и многоканальном цветовом режиме.

При обработке 16-битных изображений могут использоваться все инструменты на панели инструментов (за исключением инструмента «Архивная художественная кисть»).

Доступны команды коррекции цвета и тона изображения.

При обработке изображений с 16 битами на канал можно использовать как обычные, так и корректирующие слои.

Многие фильтры Photoshop можно использовать с 16-битными изображениями.

Чтобы воспользоваться определенными функциями Photoshop, такими как фильтры, изображение с 16 битами на канал можно преобразовать в изображение с 8 битами на канал. Рекомендуется создать копию оригинального файла при помощи команды «Сохранить как» и работать с копией изображения, чтобы в оригинальном файле сохранилась полная информация о цвете с глубиной 16 бит на канал.

helpx.adobe.com

Что такое разрешение 24 бит

Биты, герцы, shaped dithering.

Что скрывается за этими понятиями? При разработке стандарта аудио компакт дисков (CD Audio) были приняты значения 44 кГц, 16 бит и 2 канала (т.е. стерео). Почему именно столько? В чём причина такого выбора, а также — почему предпринимаются попытки повысить эти значения до, скажем, 96 кГц и 24 или даже до 32х битов.

Разберёмся сначала с разрешением сэмплирования — то есть с битностью. Так уж получается, что выбирать приходится между числами 16, 24 и 32. Промежуточные значения были бы, конечно, удобнее в смысле звука, но слишком неприятны для использования в цифровой технике (весьма спорное утверждение, если учесть, что многие АЦП имеют 11 или 12 разрядный цифровой выход — прим. сост.).

За что отвечает этот параметр? В двух словах — за динамический диапазон. Диапазон одновременно воспроизводимых громкостей — от максимальной амплитуды (0 децибел) до той наименьшей, которую позволяет передать разрешение, например, около минус 93 децибел для 16 битного аудио. Как ни странно, это сильно связано с уровнем шумов фонограммы. В принципе, для 16 битного аудио вполне возможна передача сигналов мощностью и в -120 дБ, однако эти сигналы будет затруднительно применять на практике из-за такого фундаментального понятия как шум дискретизации. Дело в том, что при взятии цифровых значений мы всё время ошибаемся, округляя реальное аналоговое значение до ближайшего возможного цифрового. Самая маленькая возможная ошибка — нулевая, максимально же мы ошибаемся на половину последнего разряда (бита, далее термин младший бит будет сокращаться до МБ). Эта ошибка даёт нам так называемый шум дискретизации — случайное несоответствие оцифрованного сигнала оригиналу. Этот шум носит постоянный характер и имеет максимальную амплитуду равную половине младшего разряда. Это можно рассматривать как случайные значения, подмешанные в цифровой сигнал. Иногда это называется шум округления или квантования (что является более точным названием, так как кодирование амплитуды называется квантованием, а дискретизацией называется процесс преобразования непрерывного сигнала в дискретную (импульсную) последовательность — прим. сост.).

Остановимся подробнее на том, что понимается под мощностью сигналов, измеряемой в битах. Самый сильный сигнал в цифровой обработке звука принято принимать за 0 дБ, это соответствует всем битам, поставленным в 1. Если старший бит (далее СБ) обнулить, получившееся цифровое значение будет в два раза меньше, что соответствует потере уровня на 6 децибел (10 * log(2) = 6). Таким образом, обнуляя единички от старших разрядов к младшим, мы будем уменьшать уровень сигнала на шесть децибел. Понятно, что минимальный уровень сигнала (единичка в младшем разряде, а все остальные разряды — нули) (N-1)*6децибел, где N — разрядность отсчета (сэмпла). Для 16 разрядов получаем уровень самого слабого сигнала — 90 децибел.

Когда мы говорим «половина младшего разряда», мы имеем в виду не -90/2, а половину шага до следующего бита — то есть ещё на 3 децибела ниже, минус 93 децибел.

Возвращаемся к выбору разрешения оцифровки. Как уже было сказано, оцифровка вносит шум на уровне половины младшего разряда, это говорит о том, что запись, оцифрованная в 16 бит, постоянно шумит на минус 93 децибел. Она может передавать сигналы и тише, но шум всё равно остаётся на уровне -93 дБ. По этому признаку и определяется динамический диапазон цифрового звука — там, где соотношение сигнал/шум переходит в шум/сигнал (шумов больше, чем полезного сигнала), находится граница этого диапазона снизу. Таким образом, главный критерий оцифровки — сколько шума мы можем себе позволить в восстановленном сигнале? Ответ на этот вопрос зависит отчасти от того, сколько шума было в исходной фонограмме. Важный вывод — если мы оцифровываем нечто с уровнем шумов минус 80 децибел — нет совершенно никаких причин цифровать это в более чем 16 бит, так как, с одной стороны, шумы -93 дБ добавляют очень мало к уже имеющимся огромным (сравнительно) шумам -80 дБ, а с другой стороны — тише чем -80 дБ в самой фонограмме уже начинается шум/сигнал, и оцифровывать и передавать такой сигнал просто не нужно.

Теоретически это единственный критерий выбора разрешения оцифровки. Больше мы не вносим совершенно никаких искажений или неточностей. Практика, как ни странно, почти полностью повторяет теорию. Этим и руководствовались те люди, которые выбирали разрешение 16 бит для аудио компакт дисков. Шум минус 93 децибел — довольно хорошее условие, которое почти точно соответствует условиям нашего восприятия: разница между болевым порогом (140 децибел) и обычным шумовым фоном в городе (30-50 децибел) составляет как раз около сотни децибел, и если учесть, что на уровне громкости, приносящем боль, музыку не слушают — что ещё несколько сужает диапазон — получается, что реальные шумы помещения или даже аппаратуры получаются гораздо сильнее шумов квантования. Если мы можем расслышать уровень под минус 90 децибел в цифровой записи — мы услышим и воспримем шумы квантования, иначе — мы просто никогда не определим, оцифрованное это аудио или живое. Никакой другой разницы в смысле динамического диапазона просто нет. Но в принципе, человек может осмысленно слышать в диапазоне 120 децибел, и было бы неплохо сохранить весь этот диапазон, с чем 16 бит, казалось бы, не справляются.

Но это только на первый взгляд: с помощью специальной техники, называемой shaped dithering, можно изменить частотный спектр шумов дискретизации, почти полностью вынести их в область более 7-15 кГц. Мы как бы меняем разрешение по частоте (отказываемся от воспроизведения тихих высоких частот) на дополнительный динамический диапазон в оставшемся отрезке частот. В сочетании с особенностями нашего слуха — наша чувствительность к выкидываемой области высоких частот на десятки дБ ниже чем в основной области (2-4 кГц) — это делает возможным относительно бесшумную передачу полезных сигналов дополнительно ещё на 10-20 дБ тише, чем -93 дБ — таким образом, динамический диапазон 16 битного звука для человека составляет около 110 децибел. Да и вообще — одновременно человек просто не может слышать звуки на 110 децибел тише, чем только что услышанный громкий звук. Ухо, как и глаз, подстраивается под громкость окружающей действительности, поэтому одновременный диапазон нашего слуха составляет сравнительно мало — около 80 децибел. Поговорим о dithring-е подробнее после обсуждения частотных аспектов.

Для компакт дисков выбрана частота дискретизации 44100 Гц. Бытует мнение (основанное на неверном понимании теоремы Котельникова-Найквиста), что при этом воспроизводятся все частоты вплоть до 22.05 кГц, однако это не совсем так. Однозначно можно сказать лишь то, что частот выше 22.05 кГц в оцифрованном сигнале нет. Реальная же картина воспроизведения оцифрованного звука всегда зависит от конкретной техники и всегда не так идеальна, как хотелось бы, и как соответствует теории. Все зависит от конкретного ЦАП (цифро-аналогового преобразователя, отвечающего за получение звукового сигнала из цифровой последовательности).

Разберемся сначала, что нам хотелось бы получить. Человек среднего возраста (скорее молодой) может чувствовать звуки от 10 Гц до 20 кГц, осмысленно слышать — от 30 Гц до 16 кГц. Звуки выше и ниже воспринимаются, но не составляют акустических ощущений. Звуки выше 16 кГц ощущаются как раздражающий неприятный фактор — давление на голову, боль, особо громкие звуки приносят такой резкий дискомфорт, что хочется покинуть помещение. Неприятные ощущения настолько сильны, что на этом основано действие охранных устройств — несколько минут очень громкого звука высокой частоты сведут с ума кого угодно, и воровать что либо в такой обстановке становится решительно невозможно. Звуки ниже 30 — 40 Гц при достаточной амплитуде воспринимаются как вибрация, исходящая от объектов (колонок). Вернее будет даже сказать так — просто вибрация. Человек акустически почти не определяет пространственное положение настолько низких звуков, поэтому в ход уже идут другие органы чувств — осязательные, мы чувствуем такие звуки телом.

Для передачи звука как он есть было бы неплохо сохранить весь воспринимаемый диапазон от 10 Гц до 20 кГц. С низкими частотами в теории в цифровой записи проблем совершенно никаких нет (но есть проблемы при передаче этих частот по электрическим цепям и воспроизведении их через малогабаритные стереоколонки или наушники). Так на выходе звуковых плат обычно стоит усилитель мощности, который и подаёт сигнал на стереоколонки. Этот усилитель в дешевых платах совместно с цепью обратной связи, а также паразитными емкостями составляет фильтр нижних частот, который «заваливает басы».

С высокими частотами все немного хуже, по крайней мере точно сложнее. Почти вся суть усовершенствований и усложнений ЦАП и АЦП направлена как раз на более достоверную передачу высоких частот. Под «высокими» подразумеваются частоты сравнимые с частотой дискретизации — то есть в случае 44.1 кГц это 7-10 кГц и выше.

Представим синусоидальный сигнал с частотой 14 кГц, оцифрованный с частотой дискретизации 44.1 кГц. На один период входной синусоиды приходится около трех точек (отсчетов), и чтобы восстановить исходную частоту в виде синусоиды, надо проявить некоторую фантазию. Процесс восстановления формы сигнала по отсчетам происходит и в ЦАП, этим занимается восстанавливающий фильтр. И если сравнительно низкие частоты представляют собой почти готовые синусоиды, то форма и, соответственно, качество восстановления высоких частот лежит целиком на совести восстанавливающей системы ЦАП.Таким образом, чем ближе частота сигнала к одной второй частоты дискретизации, тем сложнее восстановить форму сигнала.

Это и составляет основную проблему при воспроизведении высоких частот. Проблема, однако, не так страшна, как может показаться. Во всех современных ЦАП используется технология пересэмплирования (multirate), которая заключается в цифровом восстановлении до в несколько раз более высокой частоты дискретизации, и в последующем переводе в аналоговый сигнал на повышенной частоте. Таким образом проблема восстановления высоких частот перекладывается на плечи цифровых фильтров, которые могут быть очень качественными. Настолько качественными, что в случае дорогих устройств проблема полностью снимается — обеспечивается неискаженное воспроизведение частот до 19-20 кГц. Пересэмплирование применяется и в не очень дорогих устройствах, так что в принципе и эту проблему можно считать решенной. Устройства в районе $30 — $60 (звуковые карты) или музыкальные центры до $600, обычно аналогичные по ЦАПу этим звуковым картам, отлично воспроизводят частоты до 10 кГц, сносно — до 14 — 15, и кое-как остальные. Этого вполне достаточно для большинства реальных музыкальных применений, а если кому-то нужно большее качество — он найдет его в устройствах профессионального класса, которые не то чтобы сильно дороже — просто они сделаны с умом.

Вернемся к dithering-у — посмотрим, как можно с пользой увеличить динамический диапазон за пределы 16 бит.

Идея dithering-а заключается в том, чтобы подмешать в сигнал шум. Как ни странно это звучит — для того чтобы уменьшить шумы и неприятные эффекты квантования, мы добавляем свой шум. Рассмотрим пример — воспользуемся возможностью CoolEdit-а работать в 32х битах. 32 бита — это в 65 тысяч раз большая точность, нежели 16 бит, поэтому в нашем случае 32х битный звук можно считать аналоговым оригиналом, а перевод его в 16 бит — оцифровкой. Пусть в исходном 32х битном звуке самый высокий уровень звука соответствует минус 110 децибел. Это с запасом гораздо тише динамического диапазона 16 битного звука, для которого самый слабый различимый звук соответствует уровню минус 90 децибел . Поэтому если просто округлить данные до 16 бит — мы получим полную цифровую тишину.

Добавим в сигнал «белый» шум (т.е. широкополосный и равномерный по всей полосе частот) с уровнем минус 90 децибел, примерно соответствующий по уровню шумам квантования. Теперь, если преобразовать эту сместь сигнала и «белого» шума в 16 бит (возможны только целые значения — 0, 1, -1, . ), то окажется, что какая-то часть сигнала осталась. Там, где исходный сигнал имел больший уровень, больше единиц, где меньший — нулей.

Для экспериментальной проверки изложенного выше способа можно воспользоваться звуковым редактором Cool Edit (или любым другим, поддерживающим 32 битный формат). Чтобы услышать то, что получится, следует усилить сигнал на 14 бит (на 78 дБ).

Результат — зашумленный 16 битный звук, содержащий исходный сигнал, который имел уровень минус 110 децибел. В принципе, это и есть стандартный способ расширения динамического диапазона, получающийся часто чуть ли не сам собой — шума везде хватает. Однако само по себе это довольно бессмысленно — уровень шумов дискретизации так и остаётся на прежнем уровне, а передавать сигнал слабее шума — занятие не очень понятное с точки зрения логики. (Весьма ошибочное мнение, так как передача сигнала с уровнем, который меньше уровня шумов, — это один из фундаментальных методов кодирования данных. Прим. сост.)

Более сложный способ — shaped dithering, заключается в том, что раз мы всё равно не слышим высоких частот в очень тихих звуках, значит, следует основную мощность шума направить в эти частоты, при этом можно даже воспользоваться шумом более высокого уровня — я воспользуюсь уровнем в 4 младших разряда (два бита в 16 битном сигнале). Полученную смесь 32 битного сигнала и шума преобразуем в 16 битный сигнал, отфильтровываем верхние частоты (которые реально не воспринимаются человеком на слух) и повышаем уровень сигнала, чтобы можно было оценить результат.

Это уже вполне хорошая (для запредельно низкой громкости) передача звука, шумы примерно равняются по мощности самому звуку с исходным уровнем минус 110 децибел! Важное замечание: мы повысили реальные шумы дискретизации с половины младшего разряда (-93 дБ) до четырёх младших разрядов (-84 дБ), понизив слышимые шумы дискретизации с -93 дБ до примерно -110 дБ. Отношение сигнал/шум ухудшилось, но шум ушел в высокочастотную область и перестал быть слышимым, что дало существенное улучшение реального (воспринимаемого человеком) отношения сигнал/шум.

(Иными словами, поскольку мощность шума как бы «размазана» по частотному диапазону, то не пропуская верхние частоты, мы отбираем у него часть мощности, в результате чего во временном представлении сигналов улучшается соотношение сигнал/шум. — Прим. сост.)

Практически это уже уровень шумов дискретизации 20 битного звука. Единственное условие этой технологии — наличие частот для шума. 44.1 кГц звук даёт возможность размещать шум в неслышимых на тихой громкости частотах 10-20 кГц. А вот если оцифровывать в 96 кГц — частотная область для шума (неслышимая человеком) будет настолько велика, что при использовании shaped dithering 16 бит реально превращаются и во все 24.

[На заметку: PC Speaker — однобитное устройство, с однако довольно высокой максимальной частотой дискретизации (включения/выключения этого единственного бита). С помощью процесса, сходного по сути с dithering-ом, называемым скорее широтно-импульсная модуляция, на нём игрался довольно качественный цифровой звук — из одного бита и высокой частоты дискретизации вытягивались 5-8 бит низкой частоты, а фильтром высокочастотного шума выступала неспособность аппаратуры воспроизводить столь высокие частоты, как впрочем и наша неспособность их слышать. Лёгкий высокочастотный свист, однако — слышимая часть этого шума — был слышен.]

Таким образом, shaped dithering позволяет существенно понизить и без того низкие шумы дискретизации 16 битного звука, спокойно расширив таким образом полезный (бесшумный) динамический диапазон на всю область человеческого слуха. Поскольку сейчас уже всегда при переводе из рабочего формата 32 бит в конечный 16 бит для CD используется shaped dithering — наши 16 бит совершенно достаточны для полной передачи звуковой картины.

Следует отметить, что эта технология действует только на этапе подготовки материала к воспроизведению. Во время обработки качественного звука просто необходимо оставаться в 32х битах, чтобы не применять dithering после каждой операции, более качественно кодируя результаты обратно в 16 бит. Но если уровень шума фонограммы составляет более минус 60 децибел — можно без малейших зазрений совести вести всю обработку в 16 битах. Промежуточный dithering обеспечит отсутствие искажений округления, а добавленный им шум в сотни раз слабее уже имеющегося и поэтому совершенно безразличен.

www.tiflocomp.ru

✖Evilsonic Records✖
Аудио 24bit и 16bit.
Развеиваем мифы.
Введение:
Похоже вокруг слишком много недопонимания относительно разрядности (Bit Depth) — и того, как она работает в цифровом звуке. Эти недопонимания существуют не только в мире потребителей и аудиофилов, но также и в некоторых образовательных учреждениях и даже среди профессионалов. Заблуждения происходят из предположений о том, как цифровой звук работает, а не того, как он на самом деле работает.
Это легко — увидеть разницу между двумя фотографиями, когда одна из них имеет большую глубину цвета (Bit Depth), а другая — меньшую, поэтому многие логично предполагают, что разница в разрядности в звуке также означает большее качество. Это предположение во многом стало иметь свое место благодаря тому, что под словом «разрешение» (Resolution) зачастую предполагается более высокое качество и часто применяется к аудио. Поэтому 24 битный аудиофайл — это файл с большим разрешением и содержит в себе больше информации, а соответственно — и лучшее качество. Все вполне логично, но боюсь, что такое предположение о том, как это работает — несопоставимо с фактическими законами мира цифрового звука. Попробую объяснить:

Немного математики:
При записи, конвертер из аналога в цифру (ADC) считывает входящую аналоговую форму сигнала и измеряет количество информации в отрезках в секунду. В случае с CD — это 44.100 отрезков в секунду (частота дискретизации). Эти отрезки хранятся в цифровом виде в битах. Чем больше битов мы используем, тем более точно мы можем рассчитать и представить аналоговую форму сигнала. Это потому, что каждый бит может содержать в себе только 2 значения (0 или 1), соответственно, чтобы получить больше значений, мы делаем все так же, как и в нормальном счете. Иными словами, как только мы добираемся до 9, мы должны добавить новую колонну (десятичная система) — мы можем добавлять колонны до бесконечности — 100, 1000, 10000 и так далее.
Точно то же самое применимо и к битам, но так как у нас есть лишь 2 значения (а не 10), нам необходимо больше колонн. И каждая колонна (или дополнительный бит) — удваивает число доступных нам значений. Т.е — 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512, 1024. Если эти числа кажутся хоть немного знакомыми — то это потому, что вся компьютерная технология вращается вокруг подобных цифр.

В случае с 16 битами — нам доступно около 65.000 разных значений. Но проблема в том, что аналоговый сигнал постоянно варьируется. Не имеет значения, сколько раз в секунду мы будем отмерять сигнал или как много бит мы используем для хранения этих отрезков — всегда будут присутствовать ошибки.
Эти ошибки в количественном определении значений постоянно меняющейся формы сигнала мы называем ошибками квантования или шумом квантования. Ошибки квантования — это плохое явление, которое является причиной искажения сигнала, когда тот конвертируется обратно в аналог.

Отлично, все это не противоречит предположениям о том, как цифровой звук работает. Больше бит — больше разрешение. Правда, дальше факты сильно отличаются от предположений, когда необходимо задаться вопросом — что такое «более высокое разрешение».
Возвращаясь к тому, что я сказал выше — каждый раз, когда мы увеличиваем разрядность на 1 бит, мы увеличиваем количество возможных доступных значений (4 бита = 16 значений, 5 бит = 32 значения). Если мы удвоим число этих значений, мы сократим в половину количество ошибок квантования и шума. Все еще со мной? Потому что сейчас мы затронем то, что и имеет главное значение.

Dithering:
Существует решение ситуации с ошибками квантования, которое полностью, на 100% элиминирует искажения, этот процесс называется «Dithering» — и система Dithering’а встроена во ВСЕ конвертеры из аналога в цифру (ADC), существующие на рынке.

Dither — в процессе конвертации, очень небольшое количество белого шума (white noise) добавляется к сигналу, это создает эффект полной рандомизации ошибок квантования. После обратной конвертации в аналог — представляют собой чистый, некореллированный белый шум. В результате мы имеем абсолютно идеальные деления сигнала плюс некоторый шум. Другими словами, Ditheting превращает все ошибки квантования в шум.

Разница:
Все со мной? Потому что сейчас я объясню, что на самом деле происходит с разрядностью.
Так вот, исходя из того, что когда мы добавляем бит информации — мы удваиваем количество доступных значений и уменьшаем количество ошибок квантования вдвое. И сокращая количество этих ошибок в половину, в результате, после Dithering’а — получая идеальный сигнал с количеством шума, сокращенным в половину — можно сказать, что каждый дополнительный бит информации понижает громкость шума на 6 дб, иными словами — мы получаем дополнительные 6 дб динамического диапазона. Таким образом, 16бит х 6дб = 96дб. Эти 96дб и составляют динамический диапазон CD. (24 бит х 6 дб = 144 дб)

Так вот, 24 бита добавляют больше разрешения, сравнивая с 16 битами, но это добавленное разрешение не означает лучшее качество, это всего лишь означает, что мы можем использовать больший динамический диапазон. Это очень распространенная ошибка, тут нет никаких магических свойств, которые наука не могла бы понять или измерить. Единственная разница между 16 битным аудиофайлом и 24 битным — это 48 децибел динамического диапазона — и ничего больше. Это даже не вопрос интерпретации или мнения, так устроена математика и физика, определяющие само существование цифрового аудио мира.

Можешь ли ты услышать разницу в 48 дб в динамическом диапазоне, представленную в 24 битном аудиофайле? К сожалению, нет, ты не можешь.
Весь динамический диапазон некоторых типов музыки порой меньше 12 дб. Записи с большим динамическим диапазоном — это как правило записи симфонического оркестра, но даже они никогда не выходят за диапазон в 60 дб. И все это — в пределах 96 дб диапазона CD.
Стоит упомянуть, современные техники Dithering’а — расширяют динамический диапазон для человеческого восприятия у того же CD, просто передвигая шум квантования из той частоты, по отношению к которой наш слух наиболее чувствителен. Это увеличивает диапазон для человеческого восприятия до 120дб, и для ряда частот — до 150 дб.

Можно догадаться, что даже самые тихие звуки, которые слышны на записях — находятся гораздо выше уровня шума. Если средний уровень шума в комнате, скажем, 50 дб (или 30дб, сидя в наушниках), даже 96 дб причинили бы слушателю невыносимую боль и необратимый вред слуху. Что на счет 24 бит? Если мы будем использовать весь динамический диапазон 24 битного аудиофайла, учитывая, что у того есть аппаратура, способная воспроизводить звук на таком уровне громкости — обычный слушатель вообще может умереть мгновенной смертью, учитывая средний показатель состояния здоровья.
Самые тренированные, скорее всего, отправятся в кому на несколько недель и очнутся абсолютно глухими.
Это смешно, но это не шутка и в этом нет преувеличения.

Заключение:
Более высокая разрядность имеет смысл лишь при сведении, чтобы избежать артефактов при суммировании. В плане прослушивания — разницы нет, она неуловима.
И я знаю, что многие говорят, что «Я могу легко услышать разницу между 16 и 24 битной записью», но к сожалению — нет, не можешь. И дело не в том, что у тебя нет необходимого оборудования или с твоим слухом что-то не так, это невозможно для человеческого слуха в целом, ни при каких условиях. Если конечно ты не способен различать белый шум, который находится вне диапазона человеческого слуха:)
Если ты воспроизводишь 24 битную запись, после чего воспроизводишь ту же самую запись, но в 16 битах — и замечаешь разницу, то это возможно только если что-то сделали с этой 16 битной записью, например — применили неправильную обработку. Или потому, что ты просто ожидаешь услышать разницу, настраиваешь себя на это.

m.vk.com