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CAPÍTULO 01 - O que é bits? 1 BITS E A MIXAGEM IN THE BOX https://www.instagram.com/ossiastudios/ https://www.facebook.com/ossiastudios/ CAPÍTULO 01 - O que é bits? 2 SUMÁRIO CAPÍTULO 01 - O QUE É BITS? 3 CAPÍTULO 02 - BITS NO AUDIO DIGITAL 7 CAPÍTULO 03 - O DATA DE ÁUDIO DIGITAL 9 CAPÍTULO 04 - PROCESSAMENTO DO ÁUDIO DIGITAL 12 CAPÍTULO 05 - CONCLUSÃO 14 https://www.instagram.com/ossiastudios/ https://www.facebook.com/ossiastudios/ CAPÍTULO 01 - O que é bits? 3 De forma simplificada, bit é a menor unidade de informação usada entre processadores e entre dispositivos que possuem processadores computacionais. Bit é uma informação binária de dados que pode ter um ou 2 dígitos. Podemos usar como exemplo simbologias opostas como; “0 e 1”, sim e não, enfim, são dois signos diferentes usados para compor 2 diferentes símbolos para essa menor unidade de dados. Mas como a maior parte das informações são muito complexas para serem representadas por apenas dois valores, foi necessário agrupá- los para dar ao conjunto deles um significado de comando. Então surgiram os Bytes, que são grupos de bits que utilizam desta lógica binária para representar uma gama mais extensa de valores. Agora, como funciona esta lógica binária? CAPÍTULO 01 O QUE É BITS? https://www.instagram.com/ossiastudios/ https://www.facebook.com/ossiastudios/ CAPÍTULO 01 - O que é bits? 4 1.1 NUMERAÇÃO BINÁRIA No nosso sistema numérico decimal, usamos a base 10 para chegar à uma composição lógica na nossa simbologia numérica. Isso acontece da seguinte forma: Na primeira casa nós temos a casa da unidade que é representada pela potência de 100. Já na segunda casa decimal, nós temos a casa das dezenas que é 101, e assim por diante: 10⁰ 10¹ 10² 10³ 10⁴ 10⁵ 0 à 9 10 à 99 100 à 999 1000 à 9999 10000 à 99999 100000 à 999999 Unidade Dezena Centena Milhar Dezena de Milhar Centena de Milhar Unidades Milhar 0 - 1 - 10 -11 100 - 101 https://www.instagram.com/ossiastudios/ https://www.facebook.com/ossiastudios/ CAPÍTULO 01 - O que é bits? 5 Da mesma forma que o sistema decimal usa a base 10 onde os números vão de 0 à 9, o sistema binário usa da base 2 para contar os seus valores, tendo os seus dígitos indo de 0 à 1. Então, ao invés de ficar daquela forma que a gente explicou da base decimal, com o 10 na base da potência, a lógica usa o número 2 como base. Simples assim: Se quisermos contar algo em base binária, temos que contar da seguinte maneira: 0 - 1 - 10 -11 100 - 101 - 110 - 111 - 1000 e assim por diante. Dessa forma, cada dígito tem a opção de ser apenas 0 ou 1. Potência de 2 20 21 22 23 24 25 Dígitos na representação binária. 0001 0010 0100 1000 10000 100000 Valores 1 2 4 8 16 32 0 - 1 - 10 -11 100 - 101 https://www.instagram.com/ossiastudios/ https://www.facebook.com/ossiastudios/ CAPÍTULO 01 - O que é bits? 6 Agora que entendemos como essa estrutura de contagem de valores através dos bits funciona, você deve estar se perguntando: “Por que usaram um sistema de contagem tão simples só com dois valores?” Os computadores surgiram com o advento dos micro transistores. Esses micro transistores só podem estar ligados ou desligados, não há uma terceira opção. Logo, esta sequência numérica binária foi a escolhida para representar esses valores. Ela é a linguagem binária que possibilita a criação de um maior número de valores e, consequentemente, mais precisão de construção de dados. A grande sacada desses micro transistores é o fato de que eles precisam de uma corrente elétrica muito baixa para ligar ou desligar. Fato que facilitou para que tivessem vários destes em um processador. Processadores fabricados no ano de 2017, já possuem 7,2 trilhões de nano transistores. Cada um destes transistores é de forma bem simplificada, 1 bit e um byte é um grupo destes 8 bits, ou seja um grupo de 8 destes transistores. Já os computadores caseiros, fabricados a partir do ano de 1984, foram feitos para compreender duas linhas de 8 bits, dois bytes como um único valor. Assim, os números de cálculos puderam se tornar ainda maiores usando linhas com 16 dígitos binários. Então, o computador passou a poder calcular valores muito maiores indo de 255, máximo que conseguia com 8 bits, para 65.535 valores. Essa inovação permitiu que o áudio digital pudesse ser muito mais fiel à representação do sinal analógico gravado anteriormente. Foi com esta capacidade de dispor valores pelo espaço de tempo que surgiram os primeiros conversores de áudio analógico para digital com 16 bits e 44.100 medições por segundo, a famosa “qualidade de CD”. A capacidade do processamento de dados expandiu muito, e a partir da década de 90 quando diversos dispositivos caseiros já tinham a capacidade de processamento em 64 bits. Um caso famoso é o próprio nintendo 64, video game criado na década de 90 que utiliza o processador PA-8000 de 64 bits no endereçamento de algumas de suas funções gráficas. 0 - 1 - 10 -11 100 - 101 https://www.instagram.com/ossiastudios/ https://www.facebook.com/ossiastudios/ 7CAPÍTULO 02 - Bits no áudio digital 2.1. NAS CONVERSÕES AD/DA DO SINAL DE ÁUDIO: Na construção dos dados de áudio digital, os bits são usados para construir a representação da dinâmica de um sinal. Isso significa que eles representam os níveis de tensão do sinal analógico de áudio (AC) pelo espaço de tempo. Eles são os dados que representam a intensidade nas diferentes medições pelo tempo de acordo com o clock do conversor. CAPÍTULO 02 BITS NO ÁUDIO DIGITAL https://www.instagram.com/ossiastudios/ https://www.facebook.com/ossiastudios/ 8CAPÍTULO 02 - Bits no áudio digital 2.2. ESTRUTURA MOTOR (ENGINE) Além da construção dos dados digitais de áudio e da leitura dos mesmos feita pelos conversores AD/DA, os bits determinam a capacidade da estrutura motor do software de áudio e dos plugins, de processar este sinal fazendo com que eles mantenham a sua integridade ou não, dependendo da estrutura de ganho e do headroom disponível. https://www.instagram.com/ossiastudios/ https://www.facebook.com/ossiastudios/ 9CAPÍTULO 03 - O data de áudio digital Os dados de áudio digital podem ter no máximo 32 bits de pontos flutuantes, onde parte destes bits são usados para construir uma notação científica mais simplificada (pontos flutuantes). Dessa forma, o processador consigue realizar a compreensão de valores muito elevados, e também muito menores do que as outras arquiteturas fixas de bit, como 24 bits e 16 bits. No processo de conversão não faz tanta diferença usar 32 bits ou 24 bits. Porém, no processo de manipulação do áudio digital é muito importante utilizar uma leitura dos dados digitais em 32 bits com pontos flutuantes para que se consiga maior headroom (espaço dinâmico antes do limite do áudio digital). É muito comum os softwares oferecem a opção de exportar os arquivos com 32 bits de pontos flutuantes, deixando no data do arquivo de áudio esses 8 bits que formam o expoente para representar a notação científica e o restante para a parte fixa, chamada de mantissa ou fração. Deixamos aqui uma tabela com as características de cada tipo de profundidade de bits utilizado na resolução dos arquivos de áudio digital, e várias informações interessantes relacionadas a cada uma destas resoluções. CAPÍTULO 03 O DATA DE ÁUDIO DIGITAL https://www.instagram.com/ossiastudios/ https://www.facebook.com/ossiastudios/ 10CAPÍTULO 03 - O data de áudio digital Bit Depth Mídia de Reprodução Uso Vantagens Desvantagens Desvantagens 16 CD, Spotify, Deezer, iTunes (standard), Fita Cassette, Distribuição digital para streaming e leitura em mídia física do tipo CD Arquivos leves e de fácil reprodução em diversos aparelhos Range dinâmico reduzido. É extremamente necessário cuidar de clippings internos para evitar que se perca o arquivo por completo. 24 YouTube, iTunes, Vinyl, DVD Gravação e distribuição em mídias diversas. É reproduzidona maior parte dos aparelhos e possui alta definição dinâmica Limitado em range dinâmico. Apesar de ser superior à 16 bits, continua sendo impossível recuperar clippings internos. 32 floating point Computadores em geral Pós produção de áudio Possui definição dinâmica extrema a ponto de se recuperar a integridade arquivos que cliparam diferindo do original apenas por uma pequena compressão dinâmica Não é reproduzido em todos os aparelhos CARACTERÍSTICAS DE CADA TIPO DE PROFUNDIDADE DE BITS https://www.instagram.com/ossiastudios/ https://www.facebook.com/ossiastudios/ 11CAPÍTULO 03 - O data de áudio digital Sem dúvidas mixar em 32 bits de pontos flutuantes (floating point), gera uma oportunidade de não se perder a qualidade do áudio digital por tornar possível, através da arquitetura de processamento correta, recuperar possíveis clippings internos acontecidos no processamento e na exportação do data de áudio. Confira no exemplo seguinte como em um arquivo exportado em 32 bits de pontos flutuantes, mesmo que clipando em +13 dBFS, consegue recuperar a definição dele ao ser reproduzido com uma simples redução de ganho para chegar ao mesmo nível que chegou anteriormente. Clique para ouvir os exemplos de audio 16, 24 e 32 bits. https://www.instagram.com/ossiastudios/ https://www.facebook.com/ossiastudios/ http://promo.ossia.com.br/audios-16-24-e-32-bits-ossia 12CAPÍTULO 04 - Processamento do áudio digital Por não haver necessidade de usar uma conversão de 32 bits, a maior parte dos conversores utilizam no máximo 24 bits, que já representam 16.777.216 valores para dispor o range dinâmico e compor os arquivos de áudio. Um grupo de valores muito mais elevado do que os 65.536 pontos de dinâmica dos 16 bits mencionados anteriormente. Uma vez convertidos, estes arquivos de 24 bits podem ser lidos e processados, com uma arquitetura de 32 bits de pontos flutuantes. Ou seja, a arquitetura do software irá fazer com que o processamento tenha mais headroom e mais variáveis de dinâmica no sinal. Quando falamos em arquitetura de software também falamos da capacidade de processamento do data de áudio que está gravado no computador. Os formatos de arquitetura de digital audio workstations sempre variam entre 32 bits e 64 bits. Lembrando que isso não tem nada a ver com a resolução de arquivos e sim com o processamento deles pela engine do software através do uso do hardware do computador (processador e memória RAM). A grande maior parte dos softwares e plugins fabricados em 2017 já trabalham com 64 bits em sua arquitetura. Possibilitando, assim, uma quantidade muito inferior de imprecisões de bits, e aumentando a resolução da execução e processamento dos arquivos de áudio em seu DAW e através de seus plugins. Através desta tecnologia de 64 bits é possível recuperar clipppings internos em reproduções e leituras de dados feitas com um bit depth de 32 pontos flutuantes, o que mudou completamente toda a estrutura de ganho do áudio digital para sempre. CAPÍTULO 04 PROCESSAMENTO DO ÁUDIO DIGITAL https://www.instagram.com/ossiastudios/ https://www.facebook.com/ossiastudios/ 13CAPÍTULO 04 - Processamento do áudio digital Confira o quadro abaixo e veja a diferença que a arquitetura do software e o uso do seu processador e memória RAM podem fazer de diferença Arquitetura de processamento de áudio - 2018 Arquitetura de processamento de dados Sistemas operacionais que possuem. DAW que suportam Vantagens Exigências de Hardware 32 bits Windows 95, 98, Milenium, 2000 e XP e 7. MAC OS até o 11 Qualquer Linux Studio One Pro Tools Cubase Logic Pro até 9 Reaper Ableton Live Sonar Reason Roda em máquinas com menos de 4 gigas de memória RAM Bem simples. Compatível com a maior parte os computadores caseiros dos meados dos anos 90 em diante 64 bits Windows XP, 7, 8 e 10 MAC OS 10.5 Leopard em diante. Qualquer Linux 2.4 em diante. Studio One Pro Tools Cubase Logic Pro Reaper Ableton Live Sonar Reason Muito mais precisão de bits e melhor cálculo em sua estrutura de ganho. Recupera possíveis clippings internos de algum ponto anterior na estrutura de ganho. Precisa ter processador compatível e no mínimo 4 gigas de memória RAM https://www.instagram.com/ossiastudios/ https://www.facebook.com/ossiastudios/ 14CAPÍTULO 05 - Conclusão Com isso, podemos compreender os dois aspectos envolvidos no processamento digital de áudio que são: 1. Resolução do arquivo de áudio digital 2. Engine de processamentos de dados Se você utilizar 24 bits de profundidade dinâmica (bit depth) na conversão de áudio AD, e manipular essa informação com um sample rate de 32 bits de pontos flutuantes em uma arquitetura de 64 bits, você terá como resultado a qualidade mais elevada do processamento de áudio digital da atualidade. Não é necessário se converter em 32 bits de pontos flutuantes, mas sim usar esses pontos flutuantes para recuperar a profundidade dinâmica de um determinado sinal que pode ter clipado ou ficado sem definição pela falta de intensidade em alguma parte da sua cadeia de sinal. Espero que tenhamos te ajudado! Continue acompanhando os nossos conteúdos para aprender cada dia mais! Grande abraço! ALWIN MONTEIRO. CAPÍTULO 05 CONCLUSÃO https://www.instagram.com/ossiastudios/ https://www.facebook.com/ossiastudios/ CAPÍTULO 01 - O que é bits? 15 Produtor musical e engenheiro de mixagem, iniciou seus estudos na área de forma autodidata. Em 2007, ingressou na faculdade de música da Universidade do Estado de Santa Catarina (Udesc). Trabalhou, posteriormente, com teoria e ensino de guitarra, produção de trilhas e efeitos sonoros para jogos de computador. ALWIN MONTEIRO https://www.instagram.com/ossiastudios/ https://www.facebook.com/ossiastudios/ https://www.instagram.com/ossiastudios/ https://www.facebook.com/ossiastudios/ https://www.youtube.com/user/OssiaCentroMusical http://ossia.com.br/ CAPÍTULO 01 O QUE É BITS? CAPÍTULO 02 BITS NO ÁUDIO DIGITAL CAPÍTULO 03 O Data de áudio digital CAPÍTULO 04 Processamento do Áudio Digital CAPÍTULO 05 CONCLUSÃO
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