Memahami cara kerja audio digital termasuk sample rate, bit depth, dan Conversion dapat memastikan kualitas audio. Apa lagi dengan teknologi yang sudah berkembang, sangat penting bagi kita untuk memahaminya.



Audio digital telah memungkinkan kita membuat produksi musik berkualitas tinggi dengan komputer dan software yang terjangkau. Hebatnya, dengan hanya studio di kamar tidur kita secara sonik setara dengan studio kelas atas di masa lalu dan terkadang bahkan lebih baik.

Namun seiring dengan peningkatan teknologi, audio digital telah memperkenalkan konsep dan istilah baru, dan penting untuk memahaminya supaya mendapatkan hasil terbaik. Di Bagian ini, TS akan membahas cara kerja audio digital dan akan berlanjut di Part 2, yang akan membahas prakteknya sehingga kamu bisa mendapatkan hasil maksimal dari audio digital.

1. Audio berdasarkan Angka

Semua audio—bahkan orkestra simfoni—adalah gelombang suara tunggal dengan level yang bervariasi. Alur piringan hitam menangkap bentuk gelombang itu, dan jarum turntable bergetar saat mengikuti gelombang. Penguatan getaran tersebut menghasilkan suara dengan mereproduksi bentuk gelombang aslinya. Hal ini pada dasarnya disebut analog playback.


Tetapi audio analog memiliki keterbatasan. Aus, debu dan goresan mengganggu kualitas suara, dan jarum turntable serta piringan hitam memiliki keterbatasan fisik yang menyulitkan untuk mereproduksi suara secara akurat.

Audio digital memecahkan masalah tersebut dengan menggunakan perangkat yang disebut konverter analog-to-digital untuk mengubah audio menjadi angka saat merekam. Di dalwm playback, konverter digital-to-analog mengubah angka kembali menjadi audio.

Angka tidak mengalami kerusakan fisik yang sama seperti bentuk gelombang analog. Audio yang dinyatakan sebagai angka dapat disalin, ditransfer, dimodifikasi, dan bahkan digandakan tanpa degradasi. Gambar dibawah ini menunjukkan proses yang mengubah audio menjadi angka dan kemudian kembali menjadi audio.




Aadalah bentuk gelombang analog asli. Dalam B, konverter analog-to-digital mengambil "snapshot" level sinyal setiap beberapa mikrodetik (1/1.000.000 detik). Jumlah pengukuran yang dilakukan konverter setiap detik adalah sample rate, yang juga disebut sampling frequency. Dalam C, komputer menerjemahkan rangkaian snapshot ini, atau sampel, ke dalam level voltase (yaitu angka) yang mewakili variasi level sinyal. Audio tersebut kini telah dirubah menjadi serangkaian angka. Lebih menariknya lagi, angka-angka ini dapat dimanipulasi secara matematis dalam program pengeditan audio digital untuk mengubah level, menambahkan efek khusus seperti delay, compressor, dan sebagainya.

Telinga makhluk hidup tidak dapat mendengarkan angka, sehingga dalam D konverter digital-to-analog mengubah data digital kembali ke serangkaian level voltase. Tapi, ada langkah-langkah yang harus dilakukan ketika level berubah untuk mengembalikan bentuk asli gelombang analog (Dibahas di Part 2)

Meskipun ini mungkin tampak rumit, dibandingkan dengan audio analog, ada beberapa kelebihannya. Tidak seperti merekam ke kaset, angka yang direkam ke komputer tidak rusak. Dengan perekaman digital, saat tiba waktunya untuk melakukan mixing, Pada dasarnya kamu mencampur angka menjadi stereo atau surround, yang akan menghasilkan kumpulan angka lainnya. Sehingga, audio stereo akan mewakili persis dengan apa yang kamu dengar. Kemudian kamu bisa menaruh rangkaian angka yang dicampur secara digital ke dalam internet, menyalinnya ke memori card, smartphone, ke dalam Compact Disc, dan seterusnya. Perlu diingat, sebuah transfer bukan hanya salinan dari suara asli tetapi sebuah tiruan.

2. Hardware Audio Digital

Konversi antara analog dan digital membutuhkan perangkat yang disebut audio interface. Sumber suara seperti mikrofon dan gitar menghasilkan audio analog, dan setelah didigitalkan, kita tidak bisa mendengar audionya sampai menjadi analog lagi.


Audio interface menggabungkan konverter yang menerjemahkan analog ke digital dan kembali ke analog lagi. Untungnya, proses pembuatan audio digital telah berkembang sehingga dengan interface murah bisa mencapai kualitas yang tidak terpikirkan di masa awal audio digital. Interface yang lebih mahal akan memiliki fitur seperti preamp mikrofon berkualitas tinggi dan konverter analog-ti-digital atau digital-to-analog yang lebih baik. Tapi ada hasil yang semakin berkurang. Interface audio seharga Rp.1.000.000kemungkinan akan terdengar lebih baik daripada yang Rp.100.000, tetapi hampir tidak akan terdengar sepuluh kali lebih baik.

3. Resolusi Audio

Mengambil sampel audio dan mengukur levelnya adalah permulaan, tetapi pengukuran itu harus seakurat mungkin. Resolusi menentukan akurasi yang digunakan konverter analog-to-digital untuk mengukur sinyal input.

Sebuah analogi sederhana adalah satuan dalam penggaris. Penggaris dalam satuan inci cuman bisa mengukur inci, tetapi penggaris dengan satuan sentimeter dapat mengukur panjang 100 kali lebih detail dibanding dengan satuan inci. Penggaris yang dikalibrasi dalam tiga puluh detik satu sentimeter akan lebih akurat.



Dengan audio digital, setiap sampel mengukur level sinyal pada saat itu juga. Semakin presisi pengukuran, semakin akurat konversi audio analog menjadi data digital, dan semakin baik resolusinya. Resolusi tergantung pada jumlah bit, yang memiliki dasar matematika biner. Kamu nggak perlu tau bagaimana semua ini bekerja untuk merekam musik, tetapi mari kita tinjau kembali konsep pengukuran dengan penggaris.

Bayangkan resolusi bit adalah garis kalibrasi dalam penggaris untuk mengukur sinyal audio digital. Lebih banyak bit akan seperti memiliki lebih banyak tanda kalibrasi pada penggaris. 4 bit dapat mengukur 16 nilai yang berbeda seperti mengukur 1/16 inci. Resolusi 16-bit CD dapat mengukur 65.536 nilai, dan 24 bit dapat mengukur 16.777.216 nilai. Secara teori, 24 bit dapat mengukur level dengan presisi 256 kali lebih besar daripada 16 bit.



Resolusi berbeda-beda disetiap sistem audio. Resolusi yang lebih tinggi membutuhkan lebih banyak memori untuk menyimpan angka yang lebih besar, serta konversi analog-ke-digital yang akurat untuk menjadikan resolusi yang lebih tinggi. Karena memori dan konverter berkualitas tinggi sekarang menjadi lebih murah, secara umum sistem audio telah condong ke resolusi bit yang lebih tinggi.

Misalnya, audio pada mainan mungkin memiliki resolusi hanya 4 bit. Sistem audio digital awal menggunakan 8 bit. Resolusi 12-bit adalah hal yang umum, dan dianggap sebagai resolusi minimum yang bekerja dengan audio pada kaset pita. CD menggunakan resolusi 16-bit, dan audio Hi-Fi menggunakan resolusi 24-bit.
Resolusi 32-bit? Sebenernya belum ada sih.
Tapi kok ada 32-bit? Panjang ceritanya...

Meskipun file 24-bit memerlukan penyimpanan 50% lebih banyak daripada file 16-bit (dengan asumsi keduanya berada pada sample rate yang sama), audio engineer akan lebih memilih 24-bit daripada 16-bit. Dengan harga memori yang terus menurun, studio rumahan mampu bekerja dengan resolusi 24-bit—masa dimana hard disk 1 GB seharga 20 juta sudah ketinggalan zaman.

4. Distorsi dan Resolusi Bit

Jika kamu tidak dapat mengukur sinyal secara akurat, maka kamu tidak dapat mereproduksinya secara akurat—sehingga resolusi bit yang rendah dapat menciptakan distorsi. Namun, tidak seperti distorsi di dunia fisik (yang cenderung meningkat dengan level sinyal yang lebih tinggi), distorsi digital meningkat dengan level sinyal yang lebih rendah karena lebih sedikit bit yang tersedia untuk mengukur level (gbr. 2).



Untungnya, teknik yang disebut floating point dapat mengubahnya menjadi sederhana dengan memperluas resolusi untuk audio dengan level yang rendah. Selain itu, teknik yang disebut dithering (dijelaskan di Part 2) dapat mengurangi jumlah distorsi yang dirasakan saat playback. Yang paling penting, audio di dalam program tidak terikat oleh limitasi hardware atau software dan pada dasarnya audio dapat memiliki resolusi tak terbatas saat diproses di dalam komputer.

5. Sampling Rate

Jika sistem tidak mengambil sampel level sinyal dengan cepat, akan lebih sulit untuk mereproduksi sinyal secara akurat. Audio untuk CD diambil sampelnya pada 44,1 kHz, yang berarti sistem mengambil sampel audio 44.100 kali per detik. Ini adalah minimum yang diperlukan untuk mereproduksi frekuensi dari 20 Hz hingga 20 kHz (rentang maksimum pendengaran manusia).

Imbalannya adalah bahwa tingkat sampel yang lebih tinggi memerlukan lebih banyak penyimpanan dan dapat membatasi jumlah trek yang dapat Anda rekam untuk jumlah daya komputasi tertentu. Sebagian besar rekaman menggunakan 44,1 kHz atau 48 kHz, dua sample rate standart, untuk project. Jika kamu memiliki daya komputasi dan penyimpanan yang diperlukan, perekaman pada 96 kHz mengikuti standar saat ini untuk fasilitas perekaman tingkat tinggi. Tetapi dalam kebanyakan kasus, itu tidak diperlukan. TS akan membahas pengecualian di Bagian 2.


Beberapa audio menggunakan kecepatan sampling yang lebih rendah, seperti 22.050 kHz atau bahkan 8 kHz. Tingkat sampel yang lebih rendah ini ditujukan untuk aplikasi seperti voice over, narasi dan assistant di google maps. Hal ini dilakukan dengan tujuan mengurangi bandwidth dari file audio untuk memaksimalkan kinerja maps dengan speed internet sehingga tidak akan terjadi buffering atau delay ketika aplikasi digunakan. Bisa nyasar kalau petunjuk google maps telat ngasih petunjuk.

6. Kualitas Audio Digital

Semuanya terdengar sempurna kan? Nah…beberapa faktor dapat mempengaruhi kualitas. Biasanya, berkaitan dengan budget misalnya, konverter analog-to-digital yang murah tidak menjadi masalah untuk produksi mainan yang mengeluarkan suara, tetapi hal itu menjadi masalah saat merekam musik. Faktor lainnya adalah ukuran file. Angka-angka yang dibuat oleh rekaman digital perlu disimpan dalam memori dan diproses oleh komputer. Format terkompresi data seperti MP3 menukar ukuran file dengan kualitas sehingga unduhan dari internet memakan waktu lebih sedikit—tetapi tidak terdengar sebagus file yang tidak dikompresi data.

Di Part 2, TS akan membahas praktek terbaik untuk memanfaatkan perekaman digital secara maksimal.

So, ramein aja, akan TS lanjutin Part 2 nya


Sumber
Waves
Inchcalculator