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Dithering ist ein Begriff, den Plattenproduzenten sofort erkennen werden. Die Anwendung von Dithering auf eine digitale Audiodatei ist oft ein wichtiger Prozess, den Sie durchführen müssen, damit die Qualität der Musikdatei ihr volles Potenzial erreichen kann. Dither ist auch eine praktische Funktion für die Bearbeitung von Fotos.
Unabhängig davon, woher Sie den Begriff "zaudern" kennen, sollten Sie bedenken, dass es sich um einen ziemlich komplizierten Prozess handelt. Wenn Sie sich gefragt haben, was Zaudern ist, dann sind Sie hier genau richtig. Wir werden Ihnen erklären, was Dithering ist, wie es funktioniert und warum es für das Mastering von Audioaufnahmen so wichtig ist.
Was ist Dithering?
Der beste Weg, die Frage zu beantworten: Was ist Dithering? ist mit einem Beispiel.
Nehmen wir an, Sie haben gerade ein 16-Bit-Master fertiggestellt. Sie haben die kritische Mischung gemacht. Der Track klingt jetzt genau so, wie Sie ihn haben wollen. Jetzt ist es an der Zeit, etwas Dither darauf anzuwenden.
Das bedeutet, dass Sie eine zufällige Kodierungssequenz auf den Track anwenden werden. Wir nennen diesen Vorgang Dithering. Und wenn Sie Dither verwenden, erreichen Sie das Ziel, das Quantisierungsrauschen zu reduzieren. Durch die Verwendung von Dither wird das Rauschen im Hintergrund des Tracks beim Speichern nicht mehr hörbar sein.
Dies ist das perfekte Beispiel dafür, wie und warum man einen Track dithern sollte. Aber werfen wir auch einen Blick auf die Definition von Dither im Wörterbuch.
Die Definition, die Sie in einem Wörterbuch finden, wird dem Beispiel sehr ähnlich sein. In der Regel steht dort etwas in der Art von "Es ist eine Art von Rauschen, das man absichtlich anwendet, um Quantisierungsfehler zu randomisieren". Und genau das zeigt unser Beispiel. Gehen wir nun etwas weiter und sehen wir uns an, wie der Prozess des Dithering genau funktioniert, nachdem wir unsere Dithering-Definition gelernt haben.
Wie funktioniert Dither?
Wie wir bereits wissen, bedeutet das Dithern einer Audiodatei, dass man der Audiodatei Rauschen hinzufügt, um den Quantisierungsfehler zu randomisieren. Da dieser Satz für die meisten Menschen extrem kompliziert ist, werden wir versuchen, den Prozess des Hinzufügens von Dithern zu einer Spur so einfach wie möglich zu gestalten. Wir müssen jedoch darauf hinweisen, dass es sich hierbei um ein äußerst kompliziertes und technisches Verfahren handelt, so dass es sich nur bedingt vereinfachen lässt.
Der erste Schritt beim Dithering besteht darin, der Audiodatei Zufallsrauschen hinzuzufügen. Dies geschieht vor dem Prozess der Quantisierung oder Re-Quantisierung. Der Grund dafür ist, dass es zu Quantisierungsverzerrungen kommt, wenn man den Quantisierungsprozess ohne Dithering durchführt. Und kein Plattenproduzent würde eine Quantisierungsverzerrung in Bezug auf sein Originalsignal oder irgendeine Form von Verzerrung auf seinem Track wünschen.
Die Alternativen zum Dithering sind Abschneiden oder Abrunden der Audiodatei. Beide Prozesse verursachen jedoch andere Probleme. Aus diesem Grund dithern die meisten Produzenten ihre Tracks vor dem Quantisierungsprozess, da man dann einen festen und konstanten Rauschpegel erhält.
Wenn Sie eine Audiodatei dithern, wird durch das Dithern ein Zufallsrauschen erzeugt. Diese Art von Rauschen ist für die Ausgewogenheit des Klangs äußerst wichtig. Das bedeutet, dass Sie den Geräuschpegel anheben können. Wenn Sie den Rauschpegel anheben, gehen bei der Quantisierung der Audiodaten in 16 Bit weder Daten noch Ton verloren.
Die gebräuchlichste Form des Ditherns bei modernen digitalen Audiosignalen ist die Dreiecksrauschverteilung (Triangular Noise Distribution). Der Grund, warum diese Form des Ditherns anderen Formen des Hinzufügens von Dithern vorgezogen wird, ist einfach der, dass sie die ersten Bereiche der harmonischen Verzerrung reduziert. Das bedeutet, dass Sie auch die Rauschmodulation minimieren können, da sie sich auf die Anfangsstadien der harmonischen Verzerrung konzentriert.
Die andere Möglichkeit ist die Verwendung einer rechteckigen Form des Dithering, die manchmal auch als Gleichverteilung bezeichnet wird. Anders als bei der Dreiecksverteilung wird das Rauschen gleichmäßig auf den gesamten Bereich konzentriert und nicht auf den mittleren Bereich, wie es bei der Dreiecksverteilung der Fall ist.
Eine andere Form des Ditherns ist das sogenannte Noise Shaping. Ziel der Rauschformung ist es, die spektrale Energie des Quantisierungsfehlers zu formen, wenn sie für Dithering-Zwecke verwendet wird. Auch hier handelt es sich um einen recht komplizierten Prozess. Aber wie der Name schon sagt, wird digitales Audiomaterial durch die Rauschunterdrückung gedithert, wodurch ein viel weicherer und ausgewogenerer Klang entsteht. Auch die Frequenzen, die das menschliche Ohr am besten hören kann, werden klarer.
Es ist zu beachten, dass der Prozess des Dithering leicht von der Bittiefe der digitalen Audiospur abhängt. Das Hinzufügen von Rauschen, um die Quantisierungsverzerrung zu randomisieren, hängt von der Bittiefe ab, da es bei Dateien mit einer Bittiefe von 32 Bit oder mehr nicht unbedingt erforderlich ist. Es ist besser geeignet für Audiodateien mit einer Bittiefe von 16 Bit. Jetzt kommen wir zu dem Grund, warum Dithering so wichtig ist.
Warum ist Dithering wichtig?
Dither ist wegen der Verzerrung unerlässlich. Wie Ihnen jeder Plattenproduzent sagen wird, sind Verzerrungen Ihr Feind. Und wenn Sie Audiodateien mit 16 Bit oder einer Bittiefe von 24 Bit speichern wollen, müssen Sie dithern. Es gibt einfach keine Möglichkeit, das zu umgehen. Ohne Dither kann der Track sein volles Potenzial nicht entfalten. Und man muss kein Mastering-Ingenieur sein, um das zu erkennen.
Sie müssen einfach nur Audio, auf das Dither angewendet wurde, mit demselben Audiotrack ohne Dither vergleichen. Das fällt auf. Sie wollen sicherstellen, dass Sie alle Verzerrungen aus dem Track entfernt haben, und das gilt insbesondere für Quantisierungsverzerrungen. Genau diese Form der Verzerrung kann durch Dithering aus dem Track entfernt werden.
Sie können Dithering auch in der Bildverarbeitung einsetzen. Der Grund, warum Sie dithern müssen, ist wiederum, dass Sie etwas haben, das sowohl analog als auch digital ist. Genauso wie Ihre Audioaufnahme eine digitale Darstellung des Originalsignals ist, geschieht das Gleiche mit einem Bild, das Sie anschließend digitalisieren. Ohne die Anwendung von Dithering auf das Bild besteht die Gefahr, dass Farbstreifen entstehen, die das Bild völlig zerstören.
Einer der Gründe, warum die Leute glauben, dass Dithering der Vergangenheit angehört, ist einfach der, dass wir Musik nur noch selten mit einer Bittiefe von 16 Bit oder 24 Bit aufnehmen. Sie sollten Dithering nur verwenden, wenn Sie mit Audiodaten arbeiten, die diese Bittiefe haben.
In manchen Fällen weigert man sich sogar, bei einer Bittiefe von 24 Bit zu dithern. Aber eine 16-Bit-Aufnahme ist das, was man auf CDs finden würde. Und aufgrund der Funktionsweise des menschlichen Gehörs sowie des wichtigen Dynamikbereichs ist es für Menschen schwierig, den Unterschied in der Audioqualität zwischen einer 16-Bit- und einer 24-Bit-Digitalaufnahme zu erkennen.
Aus diesem Grund ist Dither immer noch relevant. Sie müssen es beim Mastering verwenden. Das ist der beste Weg, um mit Verzerrungen umzugehen und sicherzustellen, dass das Grundrauschen so gering wie möglich ist.
Sollte Dithering beim Mastering verwendet werden?
Ja. Wenn Sie einen Mastering-Ingenieur fragen, wird er Ihnen sagen, dass Sie beim Mastering der Datei Dither hinzufügen müssen. Normalerweise wird Dither erst ganz am Ende des Mastering-Prozesses einer Tonspur hinzugefügt. Wenn Sie eine Spur nicht dithern, wird der Kompressionscodec wahrscheinlich eine schlechtere Leistung erbringen. Und das bedeutet Verzerrungen und Rauschen, was das Letzte ist, was Sie wollen. Wenn Sie dithern, ist Rauschen kein Problem.
Dithering ist sehr wichtig, wenn Sie auch Downsampeln wollen. Beim Downsampling wird das Audiosignal reduziert, um die Bitgröße der Audiodatei zu verringern. Da Sie die Bitrate reduzieren, ist dies äußerst wichtig. Andernfalls leidet die Qualität der Aufnahme.
Das Dithering ist auch für den Dynamikbereich entscheidend. Wenn Sie Dither verwenden, um die Audioaufnahme zu formen, wird der Dynamikbereich der Spur vergrößert, so dass Sie eine Datei mit 16 Bit erhalten. Aber durch die Verwendung von Dithering zur Rauschformung entsteht ein Klang, der so klingt, als hätte er einen Dynamikbereich von 120 dB. Dies ist aufgrund der Funktionsweise des menschlichen Ohrs ideal.
Sie werden sie in der gleichen Qualität wahrnehmen wie eine Datei mit 24 Bit. Dies ist einer der Gründe, warum 16-Bit-Audio, wie es auf CDs zu finden ist, von den Menschen als genauso hochwertig empfunden wird wie hochauflösendes Audio, beispielsweise 24-Bit-Audio. Wenn Sie Musik über Spotify oder einen anderen Streaming-Dienst hören, dann verwenden diese Dienste ebenfalls 16-Bit-Sound. Das liegt daran, dass sie verlustbehaftet komprimiert wurden.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass das Hinzufügen von Dither zu einem Track beim Mastering sehr wichtig ist, insbesondere wenn Sie mit 16-Bit-Audio arbeiten. Bei 24-Bit-Audio ist dies weniger wichtig, und viele Leute empfehlen, bei 24-Bit-Audio nicht zu dithern, da dies nicht notwendig ist. Wenn Sie jedoch von 24-Bit auf 16-Bit komprimieren oder downsampeln wollen, müssen Sie beim Mastering auf jeden Fall Dither hinzufügen. Sie werden auch Dither hinzufügen wollen, wenn Sie komprimieren, um 16-Bit-Audio auf eine CD zu bringen.
Wozu wird Dither sonst noch verwendet?
Wir verwenden Dithering nicht nur für Musik. Wir verwenden es auch für die Digitalfotografie, und das Verfahren ist fast das gleiche. Der Begriff "Rauschen" wird immer noch verwendet, aber es handelt sich natürlich nicht um hörbares Rauschen, sondern um eine digitale Form von Rauschen.
Im Internet finden Sie zahlreiche Bilder, die den Unterschied zwischen dem Bild vor und nach dem Hinzufügen von Dithern zeigen. Das Ergebnis ist ein etwas körniges Bild. Der Effekt kann auch dazu führen, dass die Bilder eine fleckige Qualität aufweisen.
Sie können Dithering auch für Grafiken verwenden. Ähnlich wie bei der Verarbeitung digitaler Bilder, wenn man bei Grafiken Dithering verwendet, erhält man ein körniges Bild.
Floyd-Steinberg-Dithering ist die häufigste Form, die sowohl für Bilder als auch für Grafiken verwendet wird. Wenn Sie ein Bild dithern, verringern Sie die Farbtiefe des Bildes, was zu einem körnigen oder fleckigen Effekt führt.
Ein weiterer Grund, warum wir Bilder mit Dithering versehen, ist, dass es hilft, Farbstreifen zu vermeiden. Von Banding spricht man, wenn Farben ungenau dargestellt werden, was sich negativ auf das Bild auswirken kann. Durch das Hinzufügen von Dithering zum Bild werden Farbstreifen schnell beseitigt. Sie kann auch dazu beitragen, dass das Bild runder und strukturierter wird. Daher haben Sie keine Probleme mit der Ebenheit.
Wir verwenden Dithering in vielen Anwendungen. Bei LCD-Fernsehern kommt es zum Beispiel zu Dithering. Es wird sogar in Smartphones und einigen Digitalkameras verwendet. Dieser Vorgang erfolgt, ohne dass der Benutzer des Geräts ihn anwenden muss.
Der Hochfrequenzhandel, wie er in Michael Lewis' Buch "Flyboys" behandelt wird, wurde durch einen Prozess des Zauderns etwas abgewürgt. Dies liegt daran, dass die Handelsmärkte Dither hinzufügen, um Pausen und Verzögerungen zufällig zu erzeugen, wenn die Aufträge digital an den Markt übermittelt werden. Diese Verzögerungen machen den Hochfrequenzhandel nicht so einfach. Dies nimmt den Händlern dieser Art die Lust, diese Taktik anzuwenden.
Zusammenfassung
Dithering ist wichtig. Daran gibt es keinen Zweifel. Ob für Studiotechniker, die Tracks mastern, oder für Fotografen, die einem digitalen Bild Textur verleihen wollen, es gibt eine Verwendung für Dithering. Es ist ein komplizierter Prozess, der viele wunderbare Nebeneffekte hat. Wenn man bedenkt, dass Dithering auch dazu verwendet wird, den Hochfrequenzhandel zu blockieren oder das Bild in Ihrem LCD-Fernseher zu verstärken, dann wird einem klar, wie viele Einsatzmöglichkeiten Dithering bietet.
Jetzt brauchen Sie nicht mehr zu fragen: Was ist Zaudern? da Sie jetzt alles über den Prozess wissen. Wenn Sie mit Dithering experimentieren möchten, ist das eine gute Idee. Sie werden feststellen, dass sich der Klang Ihrer Audiosignale oder das Aussehen Ihrer digitalen Bilder verbessert hat.
Und wenn Sie vorhaben, die Bittiefe einer Audioaufnahme von 24 Bit auf 16 Bit zu reduzieren, haben Sie sowieso keine andere Wahl, als jedes Mal zu dithern, wenn Sie dies tun. Viel Spaß beim Experimentieren mit Dithern und genießen Sie die fantastischen Ergebnisse, die Sie damit erzielen können.
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