3 – Audio
Audio opslag
De meeste filmmakers zijn het er over eens: geluid is minstens 50% van de ervaring van de film. Als jij een goed interview wil opnemen, is er niets zo vervelend als slecht geluid. Vandaar dat we audio ook uitgebreid behandelen. Zowel het opslaan van geluidsbestanden, als het opnemen en afspelen daarvan en de technologie die je wellicht nodig zult hebben.
Het komt steeds minder vaak voor: je geluid opslaan op een fysiek medium. Omdat het internet steeds sneller wordt en opslag steeds goedkoper, is het steeds minder vaak nodig om je audio en video bestanden op een CD, DVD of Blu-ray te branden. Daarom alleen een kort overzichtje van de verschillen:
| CD | DVD | Blu-ray | |
|---|---|---|---|
| Capaciteit | 680 MB 80 minuten audio |
4.7 – 9.4 GB 1,5 – 5 uur 720p video |
25 – 128 GB 1,5 – 7 uur HDTV |
| Gebruik | Data opslag Muziek cd’s |
Data opslag Films Interactieve DVD’s |
Data opslag HD films & muziek Playstation 3 & 4, Xbox One,Wii U games |
De capaciteit van de dragers wordt steeds hoger, omdat de laser die gebruikt wordt om de schijf te lezen steeds preciezer wordt. Dat zie je hiernaast geïllustreerd. De afkorting nm staat voor nanometer: één miljardste van een meter!
Geluidskwaliteit
Geluid geven we meestal weer als golven, zoals de rode lijn hiernaast. Dit geluid moet worden opgenomen, bijvoorbeeld via een microfoon, en digitaal worden opgeslagen.
Maar hoe zet je een analoog signaal om in eentjes en nulletjes?
Het proces dat hieronder wordt beschreven noemen we Pulse-code Modulation (PCM).
In de computer wordt naar het analoge audiosignaal geluisterd. En elke paar milliseconden wordt een monstertje (sample) genomen.
Als je vaker een sample neemt, krijg je een betere digitale versie van het geluid. Dit noemen we de sample frequency, die wordt gemeten in KiloHertz (KHz). 1 Hertz betekent 1 keer per seconde. Een audio CD heeft een sample rate van 44.1 KHz. Dat betekent dus dat er 44100 keer per seconde een sample van het analoge audiosignaal is gemaakt.
Om de grootte van een audiobestand verder terug te brengen, is de ‘diepte’ van de samples verdeeld in stapjes (de groene lijnen hiernaast).
Je hebt geleerd bij de kleurdiepte van plaatjes: hoe meer kleuren je uit kunt kiezen, hoe beter de weergave maar hoe groter het bestand. Bij geluidsbestanden is dat net zo: hoe groter de samplediepte, hoe groter het bestand en beter de kwaliteit.
De term voor samplediepte is bit depth. Voor CD kwaliteit audio wordt meestal gekozen voor 16 bits: 16 mogelijke dieptes per sample.
Een hoge sample frequency en bit depth zorgen samen dus voor een kwalitatief hoog, maar ook groot bestand. Met een sommetje kun je de bestandsgrootte uitrekenen:
Een muziekbestand van 4 minuten CD kwaliteit is meer dan 40 MB groot. Natuurlijk hoef je bovenstaand sommetje niet uit je hoofd te kunnen, maar belangrijk is wel dat ongecomprimeerde audio redelijk grote bestanden oplevert.
Nog één term dan: het aantal bits per seconde noemen we ook wel de bitrate. Een audio CD heeft dus een bitrate van 1411.2 Kbps.
Bestandstypen
De opgenomen audio moet opgeslagen worden. En ook hier heb je weer de keuze uit een aantal populaire bestandstypes. We bespreken WAV, MP3, Vorbis en FLAC.
Technisch gezien is WAV een bestandstype waar van alles in kan zitten, maar meestal bevat het ongecomprimeerde audio, met dezelfde techniek als op audio CD’s. Omdat er geen compressie plaatsvindt, wordt het nog veel gebruikt voor opname en bewerken van geluid.
Het is niet handig om ongecomprimeerde bestanden op te slaan als je er alleen maar naar wilt luisteren op je telefoon of audiospeler, daarom is een ander bestandsformaat heel populair geworden: de MP3.
Vanwege de compressietechniek die gebruikt wordt in MP3 bestanden kan een audiobestand met een vergelijkbare kwaliteit als een CD opgeslagen worden met een bitrate van 160 Kbps. Dat is dus 11% van de grootte van ongecomprimeerde audio. Een MP3 bestand van 4 minuten is ongeveer 4.8MB groot.
Het nadeel van MP3 is wel dat er patent op rust; als je het commercieel wil gebruiken moet je flink betalen. Daarom zijn er ook open source alternatieven, zoals Vorbis, dat meestal wordt opgeslagen in een .ogg bestand. Helaas is de bekendheid en dus ondersteuning daarvan minder groot. Onder andere Spotify maakt gebruik van het Vorbis formaat (160 Kbps voor gratis leden en 320 Kbps voor premium).
Zowel MP3 als Vorbis is een lossy formaat, dat wil zeggen dat bij het opslaan informatie verloren gaat. Zoals bijvoorbeeld hoge en lage tonen, die voor de mens onhoorbaar zouden moeten zijn.
FLAC is een ander formaat voor audio. Het is open source, lossless, maar wel gecomprimeerd. Wil je je Hi-Fi installatie thuis testen met digitale bestanden die een zo hoog mogelijk kwaliteit hebben? Download of rip dan de audio in FLAC formaat.
Microfoons en kabels
Welke microfoon is het best in welke situatie? Hier lees je waar je op moet letten.
Elke microfoon heeft een richtingskarakteristiek: hij is in bepaalde richtingen gevoeliger dan in andere. Dat is handig omdat je in sommige situaties zo min mogelijk omgevingsgeluid wil horen, en in andere situaties juist zo veel mogelijk.
| Omni-directioneel | Niervormig | Shotgun |
|---|---|---|
| Een omni-directionele microfoon kan in elke richting even goed geluid opnemen. Handig als je omgevingsgeluid wil opnemen, of iedereen die aan een tafel zit. | Een niervormige microfoon vermindert geluid van de zijkant en van achteren. Handig als je bijvoorbeeld een stem wilt opnemen. | Een shotgun of richtmicrofoon heeft een nog smallere openingshoek. Gebruikt om geluid van een afstandje op te nemen, bijvoorbeeld de ‘microfoonhengel’ op filmsets. |
|
|
|
 |
 |
 |
Naast het richtingskarakteristiek is ook de gebruikte techniek belangrijk.
De meeste microfoons zijn dynamische microfoons. Dit soort microfoons kunnen goed tegen een stootje en vocht, zijn relatief goedkoop. Ideaal voor gebruik bijvoorbeeld buiten de deur of op het podium.
Condensator microfoons zijn een stuk gevoeliger, dat is zowel een voordeel als een nadeel. In studio situaties wordt dit type vaak gebruikt, omdat je het geluid er beter mee kunt opnemen. Je moet wel veel voorzichtiger zijn, en bovendien moet de microfoon van externe stroom voorzien worden.
Een professionele microfoon wordt in de meeste gevallen aangesloten met een XLR kabel. Het is een stevige kabel met een stekker die wordt vastgeklikt en dus niet zomaar los kan schieten. De kabel heeft drie pinnen, waarom dat belangrijk is lees je bij “gebalanceerd”.
XLR is bedoeld voor mono geluid (in plaats van stereo). Er bestaan ook XLR kabels voor stereo, die hebben vijf pinnen, maar komen in de praktijk weinig voor.
Het meest bekende type audiostekker is de TRS stekker, bij jou waarschijnlijk beter bekend als de ‘jack’-kabel.
TRS betekent Tip Ring Sleeve, zoals in het plaatje hiernaast. Door de losse ‘ring’ en ‘tip’ kan de kabel gebruikt worden voor een stereo signaal.
TRS kabels zijn vooral nog in gebruik in thuis-situaties. Jack-kabels zonder ‘ring’ bestaan ook, die kabels zijn dan mono, zoals bijvoorbeeld een gitaarkabel.
Grote speakers, zoals bij concerten of in het theater, worden meestal op de versterker aangesloten met een Speakon kabel. Dit is een hele dikke stevige kabel, met een stekker die je door te draaien vastklikt.
Omdat de Speakon kabels een hoge stroomsterkte toestaan (40 ampère) is de stekker afgeschermd, om stroomschokken te voorkomen.
Dit alles maakt deze kabel wel duurder dan de anderen.
Tegenwoordig is er maar één kabel het beste als we het hebben over het uitwisselen van beeld en geluid tussen apparaten in een thuis-situatie, bijvoorbeeld tussen je TV en geluidsversterker. De HDMI kabel kan tot 18 Gigabit per seconde doorvoeren, genoeg voor 4K video op 60FPS en 32 kanaals audio tegelijk. Nieuwere versies hebben ook ondersteuning voor bijvoorbeeld 3D beeld en computernetwerk-data.
Bij het aansluiten van audiokabels ontstaan soms problemen, zeker bij langere kabels. Hier lees je de twee meest voorkomende problemen en wat je er aan kunt doen.
Hele lange kabels zijn soms net een antenne: ze vangen allerlei storingen op van radiosignalen, maar ook bijvoorbeeld van TL-verlichting. Om alle storingen ‘op te heffen’ worden kabels gebalanceerd. Dat betekent dat er naast de aardedraad twee signaaldraden zijn, die allebei hetzelfde geluidsignaal versturen. Aan de andere kant worden de twee signalen met elkaar vergeleken, en alleen het oorspronkelijke geluid blijft over.
Dit is de reden dat XLR kabels drie pinnen hebben: één voor aarde en twee voor signaal. Een XLR kabel is dus een gebalanceerde kabel en zal onderweg weinig ruis (noise) opvangen.
Een ander probleem is een aardlus, vaak te herkennen aan een lage brom in je speakers. Dit probleem ontstaat meestal als er in het audiosysteem meerdere verbindingen naar de aarde zijn (Wat is aarde?). Bijvoorbeeld als je geluidsbron op een ander stopcontact is aangesloten dan je speakers.
Het probleem is soms op te lossen door beide apparaten op hetzelfde stopcontact aan te sluiten. Maar los het probleem in ieder geval nooit op door de aardedraad van een stekker te verwijderen!
Midi en OSC
Toen in de jaren 80 electronische muziek steeds populairder werd, zochten fabrikanten van synthesizers naar een standaard om verschillende electronische instrumenten aan te sturen. MIDI stuurt geen geluidssignaal tussen apparaten, maar getallen, zoals de noot, de aanslagsnelheid (velocity) en andere eigenschappen van de klank. Het ontvangende apparaat kan deze gegevens dan weer omzetten in geluid.
MIDI gegevens kun je ook opslaan in een .midi bestand. Zo’n bestand bestaat meestal uit meerdere kanalen met noten, zodat er verschillende instrumenten nagebootst kunnen worden. De eerste ringtones waren vaak midi bestanden (een mooi voorbeeld om te luisteren terwijl je dit leest).
Omdat MIDI een heel goed protocol is om hele simpele gegevens van het ene naar het andere apparaat te sturen, wordt het ook steeds vaker voor andere doeleinden gebruikt. Bijvoorbeeld het aansturen van DJ sets, lichtshows en zelfs robots. Er bestaan een heleboel controllers in allerlei soorten en maten, zoals op de foto hieronder.
Maar door de lage snelheid van 31,25 kbit/s en het maximum van 16 kanalen met elk 255 noten werd het MIDI protocol al gauw te beperkt. Daarom is het OSC protocol ontwikkeld. OSC wordt meestal verstuurd over een (draadloos) netwerk, en is daarom net zo snel als het netwerk aan kan.
Daarnaast werkt OSC met berichten die lijken op URLs (bijvoorbeeld ch02/mix/fader/0.5) waardoor oneindig veel commando’s bedacht kunnen worden. OSC is daarom ontzettend handig, ook als je niets met muziek doet, om eenvoudig via netwerk live gegevens door te sturen van of naar apparaten.
Een voorbeeldje is de app TouchOSC, waarmee je zelf interfaces kunt ontwerpen om bijvoorbeeld fysieke mengpanelen aan te sturen.
