Home Blog Bitrate ve Sample Rate nedir? - Dijital Sesin Temel Kavramları
Analog, dijital arasındaki dönüşümü, Hi-Fi ses ve bilişimin temel kavramlarını “Bitrate ve Sample Rate Nedir?” videomuzda keşfedin. 1 ve 0’ların dünyasını adım adım anlatıyoruz…
Audiophile, odyofil olarak da Türkçe’de kullanılan bir kavram. Ses tutkunu, yüksek kalite seven ve özel ses teknolojileriyle ilgilenen kişileri kapsıyor.
Odyofil videoları serisine kulaklık amfilerinde bıraktığımız yerden devam ediyoruz. Bugün dijital sesle ilgili temel bazı kavramları anlatacağım. Bunları anlamanın aslında ses sistemleri ile ilgili kafanızdaki pek çok konuyu da netleştireceğini düşünüyorum.
Dijital sesin temellerine indiğimizde bilgisayarların temelde nasıl çalıştığı ve iletişim kurduğuna dair bilgiler edinmiş oluyoruz.
Biz günlük hayatımızda ondalık sayı sistemini kullanıyoruz. Bu sistemde her basamak 0’dan 9’a kadar olmak üzere 10 değer taşıyabilir.
10’dan yüksek bir miktar belirtmek istediğimizde daha fazla basamağa ihtiyaç duyarız. Bu sistemde her basamak 10’un kuvvetlerini temsil eder. Örneğin ilk basamak 1’ler, ikinci basamak 10’lar, üçüncü basamak 100’ler, dördüncü basamak 1000’ler gibi.
Bilgisayarlar bilgi saklamak ve dağıtmak için 1 ve 0’lardan oluşan ikili sayı sistemini, İngilizce adıyla Binary System’i kullanır.
Bu sayılar bilgisayar devrelerinin açık ya da kapalı durumunu temsil eder. 0 devre kapalı, 1 devre açık gibi. Bu değerlerin her basamağına bir bit denir.
İkili sayı sistemlerinde her basamak 2’nin kuvvetlerini temsil eder. Örneğin ilk basamak 1’ler, ikinci basamak 2’ler, üçüncü basamak 4’ler, dördüncü basamak 8’ler gibi.
1101 sayısına baktığımızda, sağdan sola ilk basamak 1’leri temsil ediyor ve burada 1 görüp hanemize 1 yazıyoruz, bir sola gittiğimizde 2’ler basamağında 0 görüyoruz, o yüzden hanemize 2 yazmıyoruz, bir sola gittiğimizde 4’ler basamağına varıyoruz ve burada 1 gördüğümüz için hanemize 4 yazıyoruz, son olarak 8’ler basamağına vardığımızda burada 1 gördüğümüz için hanemize 8 yazıyoruz. Bunların hepsini topladığımızda bize 13 sayısını veriyor. İkili sayı sisteminde 1101’in ondalık sayı sisteminde 13’e tekabül ettiğini böylece öğrenmiş olduk.
Bu sayılar dijital ortamda 8,16,24 ve 32 bitlik uzunluklarda bulunurlar ve uzunlukları word length yani kelime uzunluğu olarak adlandırılır. 8 bit 1 bayt’a karşılık gelir. Örneğin CD kalitesinde müziği kodlamak için 2 bayt ya da diğer adıyla 16 bit kullanılır.
Kullanılan bit sayısını 2’nin üssü yaparak hesapladığınızda söz konusu kelimenin ne kadar değer taşıyabileceğini hesaplayabilirsiniz. İlk kez duyanlar için karışık gelmesi doğal, tabloya birlikte bakalım: Örneğin ikili sayımızın kelime uzunluğu 8 bit olduğunda kaç değer taşıyabileceğine 2 üzeri 8’in sonucunu bularak ulaşabiliyoruz. Bu da 256 ediyor. Aynı şekilde 16 bit 65.536, 24 bit 16.777.216 ve 32 bit’lik ikili sayı 4.294.967.296 farklı değer taşıyabiliyor.
Bu ister istemez dijital mecrada çözünürlüğü artıran bir faktör. İkili sayımızın biti ne kadar yüksek olursa o kadar yüksek değer taşıyabilir ve bilgiyi isabetli aktarabilir.
Dijital seste kullanılan bit depth az önce değindiğimiz kelime uzunluğu ile aynı anlama geliyor.
Analog ses dalgası her kaydedildiğinde bir voltaj değerine tekabül etmesi sağlanır. Ses sinalleri dijital mecrada bu şekilde temsil edilir.
Tahmin edebileceğiniz gibi bit derinliği ne kadar yüksekse analog ses dalgasını temsil eden voltajın sayısal değeri de o kadar uzun olacak, yani çok bilgi taşıayacak ve sesin çözünürlüğü artacaktır.
Dijital ortamda saklanan ses dalgalarına yeterince zoom yapabilseydiniz aslında hepsinin basamaklardan oluştuğunu görürdünüz. Bit derinliği ne kadar yüksekse bu basamaklar da o kadar sıklaşır ve ses dalgası okunup dijitalden analoğa dönüştürülürken o kadar isabetli sonuç alınır.
Gel gelelim bir diğer kilit kavrama, Sample Rate,
Sample Rate Türkçe’ye Örnekleme Hızı ya da Oranı olarak çevrilebilir. Örnekleme kelimesi burada analogtan alınıp dijitale geçirmek, kopyalamak anlamında kullanılıyor. Sample Rate bir saniyede bu örnekleme işinin ne sıklıkta yapıldığını belirtiyor. CD’ler 44.1Khz örnekleme hızı kullanır. Yani CD’lerde dinlediğiniz ses sinyali 1 saniyede 44.100 kere örneklenmiştir.
24 bit derinliğinde kayıt yaptığımızda bu ses dalgalarının 1 saniyede 44.100 defa ölçülüp, her ölçümün 16,777,216 potansiyel değerden birine sahip olacağı anlamına geliyor. Yani örnekleme hızı ne kadar yüksekse saniye başına alınan örnek sayısı o kadar yüksek oluyor. Bu da analogtan dijitale çevirme işleminin daha isabetli gerçekleşmesi anlamına geliyor. DVD’lerle birlikte artan depolama alanı dijital yayıncıları zaman içinde daha kaliteli formatları desteklemeye itti ve 96Khz ve hatta 192Khz’lerde örnekleme hızlarını bu ortamlarda görmemiz mümkün.
Örnekleme hızı aynı zamanda kaydedilebilecek en yüksek ses frekansını da belirler. Biz insanların duyma kabiliyeti 20Hz ila 20Khz arasında, yani teoride kullandığımız sistemin 20Khz’e kadar olan frekansları kaydedip çalabilmesi lazım.
Sinyalleri dijital ortamda isabetli olarak kaydedebilmek için örnekleme hızı, kaydetmek istediğimiz en yüksek frekansın iki katı olmak zorunda.
Yani sistemimizin 20Khz’deki sinyalleri çalabilmesini istiyorsak, minimum 40Khz örnekleme hızı kullanmak zorundayız.
Bu yüzden CD’ler 44.1Khz örnekleme hızı kullanırlar ki potansiyel olarak duyabileceğimiz tüm frekansları kaydedip yüksek kaliteli bir dinleme tecrübesi yaşayalım.
Benzer şekilde 96Khz örnekleme hızı, 48Khz’ye kadar
192Khz örnekleme hızı da 96Khz’e kadar frekansları kaydedip&çalmayı mümkün kılar.
Ses kalitesi ve dosya boyutu ilişkisi
Bit derinliği ve örnekleme hızı .WAV gibi sıkıştırılmamış lineer PCM formatta ses dosyamızın boyutunu oldukça artıran bir faktör olacaktır.
Örneğin stereo kanallı 16 bit 44.1 Khz yani resmi CD kalitesinde 1 dakikalık bir sesin boyutu 10.5Mb olacaktır.
Bit depth’i 24 bit’e çektiğimizde boyut 15.8MB’a, Sample Rate’i 96Khz’e çektiğimizde 34.5MB’a ulaşacaktır. Sample rate’i 192Khz’e çıkarttığımızdaysa yaklaşık 70MB’ı bulacaktır.
“Ben 24bit sesi dinledim ve 16 bit ile arasında bir fark duyamadım. Siz bir fark olduğundan emin misiniz” veya “20Khz üstünü duyamıyoruz niye onun üstüne çıkmaya çalışıp dosya boyutunu gereksiz yere artırıyoruz?” şeklinde sorularınız olabilir.
Öncelikle her insanın kulağının farklı duyma kapasitesine sahip olduğunu belirtelim. Yüksek ses kaynaklarına düzenli maruz kaldıysanız kalıcı duyu kaybı yaşamanız olası ve bu kadar subjektif bir konuda kendi deneyimlerinizden yola çıkarak objektif yargılarda bulunmak doğru olmaz. 16 bit ile 24 bit arasındaki farkı duyabildiğini söyleyen insanlar mevcut. Tıpkı insanlar tarafından görülebilir ışık spektrumunun dışına çıkıp mor ötesi ve kızıl ötesi dalgalardan birazını görebilen insanlar olduğu gibi.
Aynı zamanda müzik yapımcılarının kullandığı yazılımlarda yüksek sample rate ve yüksek örnekleme hızlı ham dosyaların kullanılması çok büyük önem arz ediyor. Çünkü 16 bitlik çözünürlükte ses dosyaları 96dB’lik dinamik ses aralığı sağlarken 24 bit’te bu rakam 144dB’e çıkıyor. Bu en kısık ses ile en yüksek ses arasındaki maksimum aralığın ne kadar yüksek olabileceğini belirleyen faktör. Şarkıları mixlerken aranjörler ve sanatçılar yeteneklerini tam olarak icra edebilmek için olabildiğince yüksek dinamik aralıklarla çalışmak isterler.
Ek olarak örnekleme hızı iki şeyi belirliyor demiştik. Birincisi saniye başı kaydedilen örnek sayısı, ikincisi kaydedilebilecek en yüksek ses frekansı. Kulağımızın duyabileceği frekansı aşılsa bile yüksek örnekleme hızı prodüksüyon ortamında fayda sağlayan bir faktör. Örneğin ses perdesini yavaşlatma, hızlandırma, ekolayzır ve kompresör efektlerinde yüksek örnekleme hızı daha isabetli sonuçlar alınmasını sağlıyor.
Finalde elbette bir şarkı 16bit 44.1Khz olarak çıktı alınıp Spotify gibi müzik dağıtım kanallarına gidecek ancak bu işlem sadece son adımda yapılır ve öncesinde yüksek çözünürlüklü sesle çalışmak prodüksiyon ortamında faydası görülen bir uygulama.
Bit perfect oynatma
Tüm bu kavramlara değinmişken bit-perfect oynatmadan bahsetmemek olmaz.
Bit perfect oynatma bir medyayı kayıpsız oynatmaya denir. Bunun için ses dosyasını dijitalden analoğa dönüştürücünüze değiştirmeden göndermeniz gerekir. Peki neler değişime sebep olur bunları öğrenelim:
Ses kartının çıkış ayarlarının oynatılan medyanın özellikleriyle bir olmaması
Sese efekt uygulanmış olması
Bunların pek çoğunu kendiniz çözebilirsiniz. Öncelikle optimum ses kalitesi için hem Windows’ta hem de oynatıcınızda ses seviyesini daima maksimumda tutmalısınız. İkinci olarak ses kartınızın çıkış ayarlarını çaldığınız medyanınkiyle bir tutmalı veya bunu otomatik yapan foobar2000 gibi oynatıcılar kullanmalısınız.
Bu oynatıcıların WASAPI adında bir eklenti desteği mevcuttur. Wasapi eklentisi ses kartınızın kontrolünü alır ve o an oynatılan medyanın özelliklerine göre çıkış ayarlarını değiştirir. 24bit 96Khz ses dosyası çalıyorsanız çıkışı 24bit 96Khz, 16bit 44.1Khz dosya çalıyorsanız 16bit 44.1Khz yapar.
Ben eskiden bu değeri ne kadar yüksek tutarsam o kadar kadar kaliteli ses elde edeceğimi sanırdım. Ancak tam tersi şekilde çaldığınız medyayla çıkış ayarları farklı olursa işletim sisteminiz bu medyayı resample edip çıkış ayarlarınıza uyarlıyor ve öyle çalıyor.Tahmin edebileceğiniz gibi resample etmek kayba sebep olan bir işlem.
Son olarak ekolayzır, gürültü dengeleme, düşük frekans koruması, bass yükseltme vb efektlerin tamamını kapatın.
Dijital ses bilgisayarların temel çalışma prensipleri oldukça iç içe birini anlamak diğerine de kapı aralıyor. Umarız rehberimiz sizin için faydalı olmuştur. Odyofil rehber serimiz ve incelemelerimiz devam edecek.