47. The end of 16-bit resolution?

Midway the eighties a revolution took place in the music industry. Digital audio was introduced and by now we’ve fully adapted to music being digitally recorded and mixed. Analogue techniques like recordings done on tape machines only exist in the far reaches of the audio spectrum. Luckily we still have vinyl and music cassette as completely analogue playback media.

Since digital techniques were still at an early stage back then, we didn’t fully comprehend the possibilities of digital audio. A standard had to be made, just like vinyl and music cassette are based on a standard. Standardization is necessary because you don’t want to end up with a record player made by a manufacturer who decided that 28 r.p.m. sounds a tad better than 33.

Technicians gathered together to come to a standard for a soon to be launched digital playback medium: compact disc. Based on the knowledge and science of human hearing and sampling (the process to convert analogue music into digital) they chose a sampling frequency of 44.100 samples per second (44.1kHz) with a resolution of 16 bits per sample.

Technical developments are always continuing and since the introduction of digital audio many steps were taken to make it sound better. This also included the use of higher resolution files. 24-bit audio (hi-res) was introduced in studios and soon it became evident that a higher resolution led to an increase of headroom causing music to sound better. Besides, the many D.A.W.’s (software music engineers use) operate at internal resolutions up to 64 bits per sample.

Nowadays we know so much more about digital audio and human hearing. Research led to the conclusion that our ears are able to distinguish higher resolutions than the 16 bits chosen in the eighties. 17 or 18 bits are possibly audible, provided being a relatively young person whose ears did not suffer from loud (il)legal rave parties.

And there’s another factor involved why 24-bit resolution is preferable to 16 bits. The technicians who determined the 16-bit standard did this because they knew that every CD that left the factory was to be used as a playback medium only. (Although it’s perfectly suitable as a coaster to prevent stains on your brand new table.)

This differs from the studio situation where music is being digitally recorded, mixed and mastered, all with 24-bit resolution. Thus a lot of processing steps before music is actually put out. If you were to apply all that processing on 16-bit files, the end result would probably not sound as good as intended due to a lack of headroom. 24-bit files supply you with enough headroom to comfortably apply the processing you want during mixing or mastering.

So here’s the moral of the story: since the 16-bit standard was made in the early beginnings of digital audio, I’d like to call for the abolishment of 16-bit resolution files.
Many aggregators (party between the artists and streaming services) already accept 24-bit uploads and slightly larger file sizes don’t really matter nowadays. And besides: more streaming services offer lossless streaming at higher sample rates with 24-bit resolution. Getting rid of that old 16-bit standard seems no more than logical to me.

Renzo



Previous
Next

47. Het einde van 16 bit?

Medio jaren 80 vond een revolutie plaats in muziekland. Digitale audio deed zijn intrede. Sindsdien kennen we eigenlijk niets anders. De analoge techniek met opnames op band bestaat alleen nog in een niche van de markt. Het is digitaal wat alom de klok slaat.

Omdat digitale techniek destijds in de kinderschoenen stond wisten we nog niet precies wat er allemaal mogelijk bleek op het gebied van digitale audio. Er moest een standaard worden bepaald, net zoals vinyl en muziekcassette een standaard zijn. Standaardisering is noodzakelijk omdat je niet wilt dat je net gekochte LP aan de lage/trage kant blijkt te klinken omdat de fabrikant van de platenspeler zijn eigen draaisnelheid van 28 toeren per minuut toch beter vindt klinken.

Technici staken de koppen bij elkaar om tot een gezamenlijke standaard te komen voor het nieuw te lanceren afspeelmedium: de compact disc. Op basis van de kennis en wetenschap over de gevoeligheid van het menselijk gehoor en de bestaande kennis over sampling (het gereedschap om analoge muziek digitaal te maken) werd gekozen voor een samplingfrequentie van 44.100 samples per seconde (44.1kHz) met een resolutie van 16 bits per sample.

Techniek staat nooit stil en sindsdien zijn grote stappen gezet om digitale audio steeds beter te laten klinken. Ook kwamen producers, mixers, masteraars en andere techneuten er achter dat het gebruik van hogere resoluties tot betere resultaten bleek te leiden. Al snel deed 24 bit haar intrede als standaardresolutie in de studio. Daarnaast werken tegenwoordig DAW’s (de software waar diezelfde producers, mixers en masteraars mee werken) met interne resoluties oplopend tot wel 64 bits per sample.

Tegenwoordig weten we zoveel meer over zowel digitale audio als het menselijk gehoor. Zo is gebleken dat onze oren in staat zijn om hogere resoluties waar te nemen dan de 16 bits waar destijds in de jaren 80 voor gekozen is. 17 of 18 bits is mogelijk hoorbaar, mits je jong bent en je kwetsbare hoorinstrument niet is beschadigd tijdens een al dan niet illegale rave party.

Er speelt nog iets anders waarom het gebruik van 24 bit aan te bevelen is boven 16 bit. De knappe koppen die destijds de 16 bit-standaard vaststelden kozen hier ook voor omdat een cd die de perserij verlaat alleen wordt gebruikt voor het afspelen van muziek of als onderzetter (zo’n glimmende schijf leent zich uitstekend om kringen op je mooie tafel te voorkomen).

Hoe anders is de situatie in studioland. Nadat de muziek digitaal is opgenomen (in 24 bit) worden de tracks gemixt om vervolgens naar de mastering studio te worden gestuurd. Kortom: een boel stappen voordat het eindmedium is bereikt. Zou je die processing loslaten op 16 bit-bestanden dan zou het zomaar kunnen gebeuren dat het eindresultaat minder florissant blijkt te klinken vanwege gebrek aan headroom. En zeg nou zelf: met een beetje speelruimte (headroom) is niks mis.

En dan nu de moraal van dit verhaal: aangezien de 16 bit-standaard stamt uit de prille begintijd van digitale audio zou ik een lans willen breken voor het afschaffen van de 16 bit resolutie.
Bij vele aggregators (de partij tussen artiest en streamingdienst) is het al mogelijk om 24 bit-bestanden aan te leveren. Bestandsgrootte is tegenwoordig minder van belang en met de (aanstaande) komst van het lossless afspelen van muziek lijkt me een hogere resolutie (hi-res audio in 24 bit) niet meer dan logisch.

Renzo



Vorige
Volgende

© 1973 Masterenzo Mastering | Rotterdam