19. To dither or not to dither (that's the question).

Shakespeares Hamlet, who doesn’t know it. The fact that William S. back then knew what dither was is hardly imaginable nowadays. A wise man it was, Shakespeare. Dither cannot be seen, smelled or tasted and you can hardly hear it. But still it’s an important thing used by us, the mastering engineers. But what is that “thing” exactly?

In last month’s column I made the comparison between resolution and photography. Let’s just do that one more time. We again imagine this picture taken from internet being blown up to poster size. We see the picture made up of blocks and it’s not a pretty sight at all.

Okay, now it’s time to add some dither noise. Noise? Yes indeed. Technically speaking dither is a type of noise. What we see is that the corners of the blocks are tied together by the noise and as this is done, we’re looking at a completely different picture. It’s still far from perfect but because the blocks have been replaced by lines the image looks much better! (see the image below)

Dither

Okay, now it’s time to return to the land of audio and studio. The same principle is valid for music files (.wav or .aif). Like I wrote in my previous column the resolution of a CD is 16 bit. In a DAW (your computer plus software) we work with an internal resolution up to 64 bits (or even higher). Would we save our files as 16 bit all the bits above bit number 16 would be cut off. This means that also the information contained in those higher bits is being cut off and thrown away. This is no very pretty thing at all so instead we use 16 bit dither noise to mask the loss of those higher bits.

It’s quite difficult to hear but for some people cutting off those bits feels like a loss of depth and/or a deteriorated stereo image. Unfortunately back in the eighties the developers of the compact disc decided to use a 16 bit resolution (little did they know). But fortunately for us time hasn’t stood still. Nowadays the 24 bit resolution is widely used for recording and mixing but also as a final (Hi-Res) format.

When finishing a mix it’s best practice to add 24 bit dither to your mixes as a final step during mixdown to reduce the bit depth from the higher internal 64 bits to 24 bits. Only when you render your tracks as 32 bit (floating) files there’s no need to add dither noise. When doing this, refrain yourself from using noise shaping. Noise shaping is being used to optimise the frequency range of the dither noise for the human hearing. This only works well if no further processing is applied so noise shaping is merely used when dithering to 16 bit resolution.

Be aware that dither only works when it’s applied as the very last step in processing. If you’d apply dither to lower the resolution to 24 bit internally and you would apply a small fade afterwards, the resolution will immediately rise to the high internal resolution of 64 bits.

Well, what a technical paper it turned out to be. I’m quite dazzled myself and in need of a beer. Next month a less heavy subject please.

Renzo



19. To dither or not to dither (that's the question).

Shakespeares Hamlet, wie kent ‘m niet. Dat William S. toen al wist wat dither was kunnen we ons nu nauwelijks voorstellen. Een wijs man was het, die Shakespeare. Dither zie je namelijk niet, je ruikt of proeft het al helemaal niet en je hoort het nauwelijks. Toch is het een belangrijk iets wat veel gebruikt wordt door ons, mastering engineers. Maar wat is dat “iets” dan precies?

Vorige maand maakte ik de vergelijking tussen resolutie en fotografie. Laten we dat gewoon nog een keer doen. We gaan opnieuw uit van het plaatje van internet wat is opgeblazen tot posterformaat en we zien de blokken weer voor ons die het plaatje er bepaald niet mooier op maken.

Oké, en nu gaan we ditherruis toevoegen.
Ruis? Jazeker, dither is technisch gezien een vorm van ruis. Wat we zien is dat de hoeken van de (vierkante) blokken door de ruis met elkaar worden verbonden en warempel: de poster ziet er ineens heel anders uit. Het is nog steeds niet mooi maar doordat de blokken vervangen zijn door lijnen die met elkaar zijn verbonden ziet de plaat er toch stukken beter uit! (zie afbeelding)

Dither.jpg

Oké, en nu terug naar audio- en studioland. Ditzelfde principe kunnen we loslaten op muziekfiles (.wav of .aif).
Zoals ik al schreef in de vorige column is de resolutie voor cd 16 bit. Maar in een DAW (je computer met software) werken we met een interne resolutie tot wel 64 bits (of nóg hoger). Zouden we de files opslaan als 16 bit files dan zouden alle bits (en dus extra informatie) boven 16 bit er zo afgeknipt worden. Dat is niet heel fraai en dus gebruiken we 16 bit dither om het verlies aan bits met ruis te maskeren.

Het is best lastig om te horen maar sommige mensen ervaren met het resoluut afknippen van die hogere bits een verlies aan diepte of men ervaart een minder breed stereobeeld. Helaas is in de jaren ’80 bij de ontwikkeling van cd afgesproken dat een cd-tje een resolutie heeft van 16 bits. Gelukkig heeft de tijd niet stilgestaan. Tegenwoordig wordt 24 bit steeds vaker als resolutie aangehouden voor het eindproduct en ook bij opname en mix is 24 bit niet meer weg te denken.

Wanneer je een mix afrondt is het -voor het beste resultaat- beter om 24 bit ditherruis toe te voegen om van de hoge interne resolutie terug te gaan naar 24 bits. Alleen wanneer je je files opslaat als 32 bit floating (nóg beter dan 24 bit) hoef je geen dither te gebruiken. Gebruik hierbij geen noise shaping. Bij noise shaping wordt het frequentiegebied van de ditherruis geoptimaliseerd voor het menselijk gehoor. Dit werkt echter alleen als er daarna geen processing meer plaatsvindt. Noise shaping wordt daarom vooral gebruikt bij dithering naar 16 bit.

Let wel op dat je ditherruis pas aan het eind van je processing gebruikt. Zou je ditheren naar 24 bit en je doet nog even gauw een kleine fade-out (of fade-in, mag ook) dan schiet de resolutie meteen omhoog, terug naar die hoge interne resolutie.

Nou moe, wát een technisch verhaal. Ik duizel er zelf ook nog een beetje van. Volgende maand weer iets luchtigers.

Renzo



Previous
Next

© 1973 Masterenzo Mastering | Rotterdam