diff --git a/slides/223015b/01-grundlagen-text-audio.md b/slides/223015b/01-grundlagen-text-audio.md index 307c8d2..c3c5fab 100644 --- a/slides/223015b/01-grundlagen-text-audio.md +++ b/slides/223015b/01-grundlagen-text-audio.md @@ -230,44 +230,82 @@ Hochschule der Medien Stuttgart --- -# Analog vs. Digital +# Schall ist eine Druckwelle -**Analog:** kontinuierlich — unendlich viele Zwischenwerte -**Digital:** diskret — endlich viele Stufen +* Lautsprecher drückt Luft → Luftmoleküle schwingen +* Die Welle breitet sich aus — kontinuierlich, ohne Stufen +* Vakuum: keine Schallübertragung möglich (kein Medium) -**Analog (Vinyl):** Die Rille *ist* die Schallwelle — physische Kopie in Geometrie -**Digital (CD):** 44.100 Messpunkte pro Sekunde — Annäherung an die Welle - - +**Vinyl:** die Rille *ist* die Schallwelle — physische Kopie der Druckschwankung in Rillengeometrie --- -# Sampling: Die Digitalisierung des Klangs +# Abtastung (Sampling) -**Ziel:** Analoge Schallwelle möglichst originalgetreu rekonstruieren +**Problem:** Eine kontinuierliche Welle lässt sich nicht direkt als Zahl speichern -**Zwei Dimensionen:** +**Lösung:** Wir messen sie in regelmäßigen Abständen -| Dimension | Bedeutung | CD-Standard | -|-----------|-----------|-------------| -| **Abtastrate** (Sample Rate) | Messpunkte pro Sekunde | 44.100 Hz | -| **Bittiefe** (Bit Depth) | Genauigkeit pro Messung | 16 Bit | - -**Nyquist-Theorem:** Abtastrate muss mindestens 2× die höchste darzustellende Frequenz betragen → 44.100 Hz ÷ 2 = 22.050 Hz (Mensch hört ~20 Hz–20.000 Hz) +* 44.100 Messungen pro Sekunde = **Abtastrate** (Sample Rate) +* Einheit: Hz (Hertz) +* Nyquist-Theorem: min. 2× höchste darzustellende Frequenz + → 44.100 ÷ 2 = 22.050 Hz (Mensch hört ~20–20.000 Hz) + +--- + +# Das digitale Ergebnis + +Jede Messung = ein Zahlenwert + +**Wie genau ist jede Messung? → Bittiefe (Bit Depth)** + +| Bittiefe | Stufen | Dynamikumfang | +|----------|-------:|---------------| +| 8 Bit | 256 | ~48 dB | +| 16 Bit (CD) | 65.536 | ~96 dB | +| 24 Bit (Studio) | 16.777.216 | ~144 dB | + +**Ergebnis:** eine Datei aus Zahlen + + + +--- + +# Zurück zu Analog + +Beim Abspielen läuft der Prozess rückwärts: + +* Zahlen → **DAC** (Digital-Analog-Converter) +* DAC → elektrische Spannung +* Spannung → Lautsprechermembran schwingt +* Membran → Luft schwingt +* Luft → Druckwelle → Ohr + +**Was wir hören ist wieder analog** + + ---