Audio mit hoher Bitrate ist ein Overkill: CD-Qualität ist immer noch großartig

Jeder will großartigen Sound, aber manchmal führt uns unser Streben nach Verbesserung in wirklich dunkle und… dumme… Korridore. Wie in vielen anderen Disziplinen kann auch in der Musik ein wenig Wissen einen langen Weg bedeuten. Vielleicht haben Sie im Internet Diskussionen über Bittiefe und Abtastraten gesehen, aber was Sie wahrscheinlich nicht wissen, ist, dass es keine magische Einstellung gibt, die alles besser klingen lässt. Das liegt daran, dass die digitale Musik in ihrer heutigen Form unsere Wahrnehmungsgrenzen bereits im Rückspiegel hinter sich gelassen hat. Man braucht keine Dateien von wahnsinnig hoher Qualität, es sei denn, man macht Musik, die stark bearbeitet werden muss.

Es ist mir zwar nicht fremd, schlechte Nachrichten zu überbringen, aber wie jeder gute Journalist zeige ich meine Beweise. Die Wahrheit ist, dass der Mensch ab einem bestimmten Punkt den Unterschied zwischen den Dateien nicht mehr wahrnehmen kann, und man sollte nicht auf den Marketing-Hype hereinfallen, wenn das Format teurer ist als das, was man bereits hat. Ich zweifle zwar nicht daran, dass Formate wie MQA technologisch beeindruckend sind, aber die meisten werden die höhere Wiedergabetreue nicht wirklich zu schätzen wissen. Die Chancen liegen bei fast 100 %, dass Ihre derzeitige Bibliothek völlig in Ordnung ist.

Sie brauchen nur eine Abtastrate von 44,1 kHz

Wenn Sie sich die Informationen Ihres Musikplayers angesehen haben, werden Sie feststellen, dass einige Ihrer Titel Abtastraten von 44,1 kHz oder 48 kHz haben. Vielleicht ist Ihnen auch aufgefallen, dass Ihr DAC oder ein Telefon wie das LG V30 Dateien mit Abtastraten von bis zu 384 kHz unterstützt.

Das ist zu viel. Niemand auf Gottes grüner Erde wird den Unterschied bemerken oder sich darum kümmern, weil unsere Ohren einfach nicht so empfindlich sind. Du glaubst mir nicht? Dann wird es Zeit für ein wenig Mathematik. Um zu verstehen, wo die Grenze der menschlichen Wahrnehmung bei den Abtastraten liegt, müssen wir drei Dinge herausfinden:

1. Die Grenze der Frequenzen, die Sie hören können
2. Wie hoch ist die minimale Abtastrate, die benötigt wird, um diesen Bereich zu erreichen (2 x höchste hörbare Frequenz in Hz)
3. Übersteigt die Abtastrate Ihrer Musikdateien diese Zahl?

Klingt einfach genug, und das ist es auch. Der gängigste Bereich des menschlichen Gehörs endet bei etwa 20 kHz, das sind 20.000 Perioden pro Sekunde. Erweitern wir diesen Bereich der Argumentation halber auf die oberste Grenze dessen, was wir wissen, was möglich ist: 22 kHz. Wenn Sie die Grenzen Ihres Gehörs testen möchten, können Sie dieses Tool verwenden, um die Obergrenze Ihrer Wahrnehmung zu ermitteln. Achte nur darauf, dass du die Lautstärke nicht zu laut einstellst, bevor du das tust. Wenn Sie über 20 sind, sollte die Zahl bei 16-17 kHz liegen, bei über 30 niedriger usw.

Wenn Ihr Gehör nicht höher als 22,05 kHz reicht, kann die 44,1-kHz-Datei den Bereich der Frequenzen, die Sie hören können, auflösen.

Anhand des Nyquist-Shannon-Abtasttheorems wissen wir, dass eine Abtastrate, die zwei Abtastungen pro Periode liefert, ausreicht, um ein Signal (in diesem Fall Ihre Musik) wiederzugeben. 2 x 22.000 = 44.000, also knapp unter den 44.100 Samples pro Sekunde, die eine Abtastrate von 44,1 kHz bietet. Alles, was über dieser Zahl liegt, wird Ihnen keine große Verbesserung bringen, weil Sie die Frequenzen, die eine höhere Abtastrate für Sie freisetzen würde, einfach nicht hören können.

Außerdem nehmen die Frequenzen, die man am höchsten Ende hört, im Laufe der Zeit ab, wenn man altert, Ohrentzündungen bekommt oder lauten Klängen ausgesetzt ist. Ich kann zum Beispiel nichts über 16 kHz hören. Aus diesem Grund hat Musik für ältere Ohren weniger hörbare Verzerrungen, wenn Sie einen Tiefpassfilter verwenden, um Geräusche, die Sie nicht hören können, zu entfernen – so klingt Ihre Musik besser, auch wenn sie technisch gesehen nicht so „hochauflösend“ ist wie die Originaldatei. Wenn Ihr Gehör nicht höher als 22,05 kHz reicht, kann die 44,1-kHz-Datei den Frequenzbereich, den Sie hören können, problemlos auflösen.

16-Bit-Audio ist für jeden geeignet

Der andere Mythos über die Audioqualität besagt, dass 24-Bit-Audio eine Art audiophiles Nirwana erschließt, weil es eine viel höhere Datendichte aufweist. Die Erfassung von mehr Daten pro Sample hat zwar Vorteile für den Dynamikbereich, aber die Vorteile liegen fast ausschließlich im Bereich der Aufnahme.

Es stimmt zwar, dass eine 24-Bit-Datei einen viel größeren Dynamikbereich hat als eine 16-Bit-Datei, aber 144 dB Dynamikbereich reichen aus, um eine Mücke neben einem Saturn-V-Raketenstart aufzulösen. Das ist zwar schön und gut, aber Ihre Ohren können diesen Klangunterschied aufgrund eines Phänomens namens „auditive Maskierung“ nicht wahrnehmen. Ihre Physiologie sorgt dafür, dass leisere Töne von lauteren unterdrückt werden, und je näher sie in der Frequenz beieinander liegen, desto mehr werden sie von Ihrem Gehirn ausgeblendet. Mit Verbesserungen wie Dithering kann 16-Bit-Audio „nur“ die oben erwähnte Mücke neben dem Start eines 120dB-Düsentriebwerks auflösen. Das ist immer noch ein dramatischer Overkill.

Allerdings sind es die leiseren Töne, von denen viele Audiophile behaupten, dass sie den großen Unterschied ausmachen, und das stimmt zum Teil auch. Ein größerer Dynamikbereich ermöglicht es zum Beispiel, die Lautstärke weiter zu erhöhen, ohne dass es zu hörbarem Rauschen kommt, und das ist der große Knackpunkt hier. Während 24- und sogar 32-Bit-Dateien im Mischpult ihren Platz haben, bieten sie irgendeinen Vorteil für MP3-, FLAC- oder OGG-Dateien?

Hey kids, try this at home!

Während mein Kollege Rob von Android Authority dies bereits mit einem Oszilloskop und einigen knallharten Recherchen bewiesen hat, werden wir ein Experiment durchführen, das Sie selbst durchführen können – oder einfach nur lesen, wenn Sie keine Angst vor Spoilern haben. Nachdem ich das Internet durchforstet hatte, fand ich ein paar Dateien auf Bandcamp, die tatsächlich in verlustfreien 24-Bit-Dateien veröffentlicht wurden. Viele der Dateien, die ich auf angeblichen „HD Audio“-Seiten fand, wurden einfach von 16-Bit hochkonvertiert, was bedeutet, dass sie in jeder Hinsicht identisch waren, außer im Preis. Als Nächstes ging ich folgendermaßen vor:

1. Erstelle eine Kopie der ursprünglichen 24-Bit-Datei
2. Öffne sie in einem Audiobearbeitungsprogramm deiner Wahl (ich empfehle Audacity) und invertiere die Datei; speichere sie als 16-Bit/44.1kHz WAV
3. Öffne sowohl die übergeordnete Datei als auch die neu bearbeitete Datei und exportiere sie als eine Spur
4. Öffne die abgemischte Spur in einem beliebigen Programm, das es dir erlaubt, ein sogenanntes Spektrogramm zu betrachten
5. Kichere vor dir selbst, dass du eine Menge Geld für Hi-Res-Audio ausgegeben hast

Was wir hier im Wesentlichen getan haben, ist eine 96kHz/24-Bit-Datei zu nehmen, und dann alle Daten abziehen, die man in einer Version in CD-Qualität hören kann. Was übrig bleibt, ist die Differenz zwischen den beiden! Das ist genau das gleiche Prinzip, auf dem die aktive Geräuschunterdrückung beruht. Das ist das Ergebnis:

Okay, es gibt also einen kleinen Unterschied in den obersten Bereichen der Datei, aber das liegt außerhalb des menschlichen Hörbereichs. Eigentlich sollte man das sowieso herausfiltern. Zeigen wir also, was ein Mensch tatsächlich hören kann, indem wir vorsichtshalber einen Tiefpass bei 20 kHz anwenden. Et voila: eine endgültige Spitze von… -85dB im besten Fall. Okay, wir gehen hier etwas am Rande der Hörbarkeit entlang, aber hier ist das Problem – um diese zusätzlichen Daten tatsächlich zu hören, muss man sie hören:

1. Musik mit einem Pegel hören, den man nicht länger als eine Minute hören kann (96+dB)
2. Mikrofone für die Ohren haben

Dieser letzte Punkt mag zwar etwas schnippisch klingen, aber wir wissen, dass das Gehirn Geräusche herausfiltert, die in der Frequenz nahe beieinander liegen (siehe: auditive Maskierung, oben verlinkt). Wenn Sie also Musik hören, hören Sie nicht den gesamten Ton auf einmal, sondern nur das, was Ihr Gehirn für Sie herausgefiltert hat. Um also den Unterschied zwischen 24-Bit/96kHz-Dateien und Audio in CD-Qualität zu hören, dürfen die einzelnen Töne nur einen sehr schmalen Frequenzbereich einnehmen und sehr laut sein, und die anderen Töne, die im gleichen Zeitraum auftreten, müssen frequenzmäßig weit auseinander liegen.

Es gibt keinen sicheren Hörpegel, um den Unterschied zwischen diesen Dateien zu hören.

Wenn wir aus dem Yanny/Laurel-Fiasko etwas gelernt haben, dann, dass eine menschliche Stimme diese Kriterien nicht erfüllt (Anmerkung der Redaktion: Es ist „Laurel“). Die Unterschiede zwischen den beiden Stimmen sind also am ehesten bei den tiefen Tönen mit gedämpften Obertönen zu hören. Aber es gibt einen Haken: Der Mensch kann tiefe Töne sehr schlecht hören. Um diese Töne in gleicher Lautstärke wie höherfrequente Töne zu hören, braucht man zwischen 10 und 40 dB zusätzliche Leistung. Die Spitzenwerte von -87 dB im Bereich von 20-90 Hz könnten also genauso gut -97 bis -127 dB betragen, was außerhalb des menschlichen Hörbereichs liegt. Es gibt keinen sicheren Hörpegel, um den Unterschied zwischen diesen Dateien zu hören.

Cool, was? Es ist immer gut zu wissen, dass jemand, der Ihnen sagt, dass Sie Ihre Musiksammlung neu kaufen müssen, weil sie nicht „hochauflösend“ genug ist, nachweislich falsch liegt. Wenn Sie ein angehender Audiophiler sind, sollten Sie sich entspannen: Wir befinden uns in einem goldenen Zeitalter der Audiotechnik – CD-Qualität ist mehr als gut genug, genießen Sie einfach Ihre Musik! Auch wenn manche nach höherer Audioqualität streben, ist das nicht notwendig, wenn Sie einfach nur gute Musik hören wollen.