Was bedeutet 32-Bit-Float-Auflösung?

Die digitale Aufnahmetechnik hat einen langen Weg hinter sich, und an der Spitze stehen heute Recorder mit 32-Bit-Fließkomma-Auflösung. Aus produktionstechnischer Sicht macht der Wechsel von 16-Bit-Aufnahmen zu 24-Bit-Aufnahmen einen großen Unterschied in der Klangtreue und der allgemeinen Audioqualität aus. Warum jetzt aber 32-Bit-Float-Aufnahme? Was ist das überhaupt, und wie groß ist der Unterschied zwischen einer 32-Bit-Float- und einer 24-Bit-Aufnahme? Werfen wir einen Blick darauf, was 32-Bit-Float bedeutet, wie es in der Praxis funktioniert und wie Ihre Audioproduktionen davon profitieren.

Bittiefe und warum sie wichtig ist

In Bezug auf die Audioaufnahme kann man sich die Bittiefe (oder Bitbreite, Wortbreite, Auflösung) am einfachsten als den Dynamikbereich vorstellen, mit dem ein Tonsignal verzerrungsfrei aufgezeichnet werden kann. Die Bittiefe bestimmt also, wie laut ein Tonsignal aufgenommen werden kann, ohne dass es zu digitalem Clipping kommt. Sie bestimmt aber auch, welchen Abstand die Aufnahme von dem immer vorhandenen Grundrauschen hat. Mit anderen Worten: Wenn Sie mit einer höheren Bittiefe aufnehmen, können Sie nicht nur lauteres Material aufnehmen, ohne Verzerrungen zu riskieren, sondern Ihre Aufnahmen haben auch weniger hörbares Grundrauschen. Sehen wir uns zum Vergleich den Dynamikbereich an, den verschiedene Bittiefen ermöglichen:

• 16 Bit: etwa 96 dB Dynamikbereich
• 24 Bit: etwa 144 dB Dynamikbereich
• 32 Bit: etwa 1680 dB Dynamikbereich

Es gibt zwar viele Aufnahmesituationen, in denen Pegel von über 96 dB erzeugt werden können (man denke nur an die Nahabnahme einer Snare-Drum), aber der Dynamikbereich von 144 dB, den die 24-Bit-Aufnahme ermöglicht, würde ausreichen, um alle denkbaren Arten von Klängen zu erfassen. Warum also 32-Bit-Float-Auflösung? Was könnte denn so laut sein, dass man einen so großen Dynamikbereich braucht? Der eigentliche Vorteil der 32-Bit-Float-Aufnahme liegt im geringeren Grundrauschen und dem damit verbundenen Vorteil für den Arbeitsablauf von Tontechnikern, Videofilmern oder anderen professionellen Tonschaffenden.

Dynamikbereich und die menschliche Stimme

Um die Vorteile der 32-Bit-Float-Aufnahme zu verstehen, lassen Sie uns beispielhaft eine der dynamischsten Klangquellen der Welt betrachten: die menschliche Stimme. Ein Flüstern hat vielleicht nur einen Pegel von 20–30 dB, ein lauter Schrei hingegen kann bei bestimmten Frequenzen bis zu 120 dB erreichen. Das ist ein enormer Umfang, den es zu erfassen gilt, und das macht die Gesangsaufnahme zu einem der schwierigsten Bereiche der Musikproduktion. Selbst bei der Aufnahme von gesprochenem Wort für Videoaufnahmen können unsere natürlichen Sprechmuster einen großen Dynamikbereich abdecken. Und obwohl die Obergrenze der Stimme mit etwa 120 Dezibel in den 144-db-Bereich eines 24-Bit-Recorders fällt, sagt das noch nicht alles aus.

Die Realität sieht so aus, dass Sie auch bei der Aufnahme mit 24 Bit oder 16 Bit den Eingangspegel Ihres Recorders optimieren müssen, um maximale Klangtreue zu erzielen. Wenn Sie die Eingangsverstärkung zu niedrig festlegen, nehmen Sie zwar laute Schreie ohne Verzerrung auf, aber leise Flüstertöne liegen kaum über dem Grundrauschen. Stellen Sie den Eingangspegel dagegen zu hoch ein, sind leisere Flüstertöne zwar verständlich und liegen weit über dem Grundrauschen, aber Sie laufen immer Gefahr, dass Ihre Aufnahme verzerrt, wenn es zu laut wird.

Aber nehmen wir an, Sie haben einen leidenschaftlichen Redner erfolgreich und ohne digitales Clipping aufgenommen und sind bereit, mit Ihrer Produktion fortzufahren. In Ihrer DAW- oder NLE-Software müssen Sie einige Verstärkungseinstellungen für leiser gesprochene Teile des Dialogs anpassen. Selbst bei einer 24-Bit-Audiodatei kann das Anheben des Pegels eines leisen Abschnitts schnell zu unerwünschtem Rauschen führen, weil er zu nahe am Grundrauschen aufgenommen wurde. Möglicherweise werden Sie auch feststellen, dass die Audioqualität des leiseren Abschnitts insgesamt schlechter ist als die von Audiodaten, die mit einem angemessenen Pegel aufgenommen wurden, selbst wenn Sie die Lautstärke angleichen. Wenn Sie mit einem höheren Eingangspegel aufgenommen hätten, hätten Sie bei lauten Stellen eine digitale Verzerrung riskiert, aber jetzt können Sie den Pegel leiser Töne nicht erhöhen, ohne das Rauschen zu erhöhen. Dies ist der Punkt, an dem Ihnen die 32-Bit-Float-Auflösung den Tag retten kann.

Warum Aufnahme mit 32-Bit-Float-Auflösung?

Mit einem 32-Bit-Gleitkomma-Recorder Portacapture X6 oder Portacapture X8 von Tascam können Sie aufnehmen, ohne sich Sorgen über digitale Übersteuerung machen zu müssen. Tatsächlich brauchen Sie bei diesen Recordern nicht einmal einen Eingangspegel festzulegen – aufgrund des riesigen Dynamikbereichs, den 32-Bit-Float-Recorder bieten, werden Ihre Audiodaten immer weit oberhalb des Grundrauschens aufgezeichnet. Dadurch sind Verzerrungen aufgrund hoher Eingangspegel praktisch ausgeschlossen.

Audioprofis sind daran gewöhnt, die Eingangspegel in jedem Glied der Signalkette zu optimieren. Die Tatsache, dass das bei 32-Bit-Float-Aufnahmen nicht nötig ist, klingt zu schön, um wahr zu sein. Doch mit der 32-Bit-Float-Technik können Sie Ihren Recorder einschalten, auf Aufnahme drücken und sich hundertprozentig darauf verlassen, dass Sie rauscharmes Audiomaterial in hoher Qualität aufnehmen, ohne jemals den Eingangspegel nachjustieren zu müssen.

Nachdem Sie im 32-Bit-Float-Format aufgenommen haben, können Sie den Pegel leiser Abschnitte Ihrer Aufnahme in Ihrer DAW- oder NLE-Software erhöhen, ohne dass sich dadurch auch das Rauschen erhöht. Und laute Abschnitte, die einen 24-Bit- oder 16-Bit-Recorder übersteuern würden, lassen sich im Pegel absenken, ohne dass es zu digitalen Verzerrungen oder Übersteuerungen kommt. Dank der 32-Bit-Float-Auflösung konnten Sie die Aufnahme vorbereiten und ausführen, ohne sich Gedanken über die Signalpegel machen zu müssen. Und keine Audiodaten wurden aufgrund von Rauschen oder Übersteuerungen unbrauchbar.

So funktioniert die Aufnahme mit 32-Bit-Float-Auflösung

Der Grund, warum 32-Bit-Float-Recorder wie die Portacapture-Serie von Tascam einen so großen Dynamikbereich erfassen können, liegt in der Analog-Digital-Wandlungsstufe (ADC). Bei 16-Bit- und 24-Bit-Recordern verarbeitet ein einziger ADC den gesamten Dynamikbereich, und Sie müssen den Eingangspegel so festlegen, dass das Audiomaterial hoffentlich innerhalb dieses Bereichs bleibt. Zu lautes Audiomaterial wird am oberen Ende der Wellenform übersteuert, was zu harschen digitalen Verzerrungen führt, so dass Sie die Aufnahme wahrscheinlich verwerfen müssen. Zu leises Tonmaterial lässt sich nicht lauter machen, ohne dass es zu übermäßigem Rauschen kommt. Tun Sie es trotzdem, büßt der Klang stark an Qualität ein.

Ein 32-bit Float-Recorder nutzt zwei ADCs im Tandembetrieb, um eine Audiodatei zu erzeugen. Ein ADC mit geringer Verstärkung ist für hochpegelige Audiosignale, der andere ADC mit hoher Verstärkung für niedrigpegelige Audiosignale optimiert. Wenn der ADC mit hoher Verstärkung durch laute Signale übersteuert, ist der ADC mit niedriger Verstärkung nicht betroffen. Und wenn die Signale zu leise sind, als dass der ADC mit niedriger Verstärkung sie deutlich über seinem Rauschpegel erfassen könnte, hat der ADC mit hoher Verstärkung immer noch genügend Headroom über seinem Rauschpegel. Kurz gesagt: Ein ADC bearbeitet die leiseren Abschnitte, der andere die lauten.

Die resultierende 32-Bit-Audiodatei weist kein digitales Clipping auf, das durch laute Klanganteile verursacht wird, und leisere Abschnitte liegen immer noch deutlich über dem Grundrauschen. In Ihrer DAW- oder NLE-Software können laute Abschnitte einer 32-Bit-Float-Audiodatei optisch übersteuert erscheinen. Wenn Sie jedoch die Verstärkung so weit absenken, dass sie sich gut in Ihre Produktion einfügt, werden Sie hören, dass es keine Verzerrung gibt und dass die eigentliche Wellenform glatt und oben nicht abgeschnitten ist. Ebenso können Sie leise Abschnitte isolieren und ihren Pegel durch höhere Verstärkung anheben, ohne dass es zu übermäßigem Rauschen kommt. Und Sie werden feststellen, dass sie knackig und klar klingen, als hätten Sie sie mit dem „richtigen“ Eingangspegel aufgenommen. Wenn Sie schon viele Stunden damit verbracht haben, Eingangspegel fein abzustimmen, übersteuerte Audiodaten zu retten und Rauschen aus leisen Audiodaten zu entfernen, kann die Arbeit mit 32-Bit-Float-Audioaufnahmen tatsächlich wie Magie erscheinen.

32-Bit-Float-Aufnahmen können Ihre Produktionen retten

Als Videofilmer oder Tontechniker wissen Sie, wie wichtig es ist, von Anfang an ein sauberes Signal aufzunehmen. Wenn Sie eine große Veranstaltung wie eine Hochzeit oder eine Abschlussfeier aufzeichnen, haben Sie einfach nicht die Möglichkeit, jemanden eine Rede ein zweites Mal halten zu lassen, nur weil der Tonpegel schlecht war. Selbst in einer kontrollierten Umgebung wie einem Aufnahmestudio möchten Sie nicht, dass die perfekte Performance durch digitales Clipping oder übermäßiges Rauschen gefährdet wird. Die 32-Bit-Float-Aufnahme beseitigt diese Hindernisse in Ihrem Arbeitsablauf, so dass Sie sich auf andere Aspekte Ihrer Produktion konzentrieren und trotzdem sicher sein können, dass die Tonqualität immer auf hohem Niveau ist. Mit einem 32-Bit-Float-Recorder wie dem Tascam Portacapture X6 oder X8 können Sie schneller mit der Aufnahme beginnen, hochwertigeres Audiomaterial aufnehmen und besser klingende Produktionen erstellen, ohne in Ihrer DAW oder NLE-Software klangliche Eingriffe vornehmen zu müssen.