Бывает не нужна (например, в соответствии со стандартом производства продукции), а бывает что нужна. Если ориентироваться на достижение максимально возможного технического качества в результате - то на сегодняшний день ограничиваться стандартами прошлого века не вижу смысла.
Например - для моей работы общепринятый стандарт 24/48, соответственно плодить сотни гигабайт исходных данных и постоянно иметь проблемы с разножопицей клоков и конвертацией форматов в студии, да ещё и как правило в режиме ограниченного времени - нет никакого резона. И вся работа ведётся в этом формате.
А если вдруг нужно будет записать какую-нибудь музыку, или оцифровать ленту, или ещё что-то подобное вне ( рабочего) стандарта - однозначный выбор будет максимальное разрешение поддерживаемое железом. 24/192, а может даже и DSD5,6.
Вот такая вот практика. Зависит от.
Да, сразу скажу - не все мои друзья-коллеги придерживаются такой позиции, у некоторых тоже есть другое мнение.
Речь о присутствии в реальном сигнале внеполосных составляющих. Упомянутый @Dmitry меандр просто показательный пример тестового сигнала с бесконечным спектром. Если убрать предварительную фильтрацию (мы же сейчас о классической импульсно-кодовой модуляции?) в слышимом диапазоне получим побочные низкочастотные составляющие (Аналого-цифровой преобразователь АЦП, Analog-to-digital converter, ADC | Основы электроакустики).
Думаю для примера можно взять прямоугольный сигнал, спектр которого тоже бесконечен.
Он определяется формулой
Также можно представить суммой 2 сигналов
4V/Pi * Σ(1, N ) sin(kwt)/k
4V/Pi * Σ(N+1,∞ ) sin(kwt)/k
При w=1 ограничиваем N до 22050. Спектр первого сигнала не шире 22050 - он конечен, значит по т. Котельникова его можно без потерь дискретизировать с частотой 2*22050 = 44100.
Спектр второй составляющей начинается от 22050 и до бесконечности. Поэтому мы его не слышим - им можно пренебречь.
Так как в акустике и в любых других волновых теориях действует принцип суперпозиций, то нам никто не мешает представить исходный сигнал (бесконечной суммы) в виде 2 сумм, одна их которых - конечная. Далее, так как спектр второй за гранью восприятия уха (мы её не слышим) - её можно просто убрать и никаких потерь мы не заметим. Но это всё касается конечной обработки для прослушивания, а не для работы. Так как в процессе работы и применения фильтров, сдвигов и прочих операторов… часть границы спектра бесконечного будет отображаться и в слышимую область (и наоборот)
Ряд Фурье, как давно это всё было. )
По мне, 16/44 достаточно, что бы слушать музыку в бытовых условиях. )
Если это по максимому реализовать конечно.
Но и от 24/192 хуже не будет, всё дело в волшебном мастеринге. )
Но вот на моём втором Беркли лучше всего звучат записи HDCD и 24/96.
Возможно, это особенность.
Мое мнение, что качество звучания зависит прежде всего от качества записи, т.е. какие были использованы микрофоны, какое было оборудование, насколько умело был сделан мастеринг и т.д. Если запись качественная, то она отлично звучит и на CD, а если нет, то никакой hi-res здесь не поможет. Когда я сравнивал звучание одних и тех же альбомов в 16/44.1 и 24/96 или 24/192, то очевидно было, что звучат они по-разному, но однозначно сказать что именно звучит лучше зачастую уже достаточно сложно. Хотя часто звучание хай-реза более детальное и в определенных сетапах это может давать ощущение слишком резкого, цифрового звука. Может поэтому к хай-резу у многих возникает негатив.
Если речь о “чистой” математике, то это так. Но тогда “заметность” - то есть субъективное понятие, не очень подходит для развития мысли.
Это может показаться семантическими придирками, но нет - как было покзано выше вот так вот взять и “просто убрать” неслышимую часть спектра (от 20КГц) не получится. Любая фильтрация перед АЦП так или иначе, но будет вмешиваться и вносить искажения во вполне слышимую часть спектра.
Поэтому развитие мысли:
Не соответствует реальности - заметим (точнее, можем заметить) и это подтверждается тестами. Таких иследований лет 15 назад было проведено достаточно, и даже под эгидой AES.
Но вот сами для себя - наверняка слушали некий массив записей 16/44 и hires - можете отметить субъективные преимущества (или отсутствие таковых) на форматах высокого разрешения?
Это вы всё правильно пишете конечно, но разговор-то совсем, совсем не об этом.
Ваши предположения совершенно не верны. Всё обстоит строго наоборот - именно формат высокого разрешения цифровой записи позволяет максимально и с наименьшими искажениями приблизиться к исходной (аналоговой) форме сигнала.
Кстати. Вы же наверняка можете легко построить графики распределения по частотам в реальном файле со 192Khz и 44.1Khz. Или даже график вычитания первого из второго. Много там остается ?
Вопрос сложнее. Он не сводится к тому, есть ли что то выше 20К в оцифрованном (дискретизированном) сигнале.
С технической точки зрения использование апсемплинга до очень высоких частот (мегагерцы) внутри ЦАП абсолютно правильно. Именно поэтому на текущий момент мейнстрим - дельта-сигма.
При апсемплинге (увеличение частоты дискретизации до целевой) со спектром сигнала происходят забавные вещи - он дублируется и отражается в отрицательную область частот (ниже показаны только частотные составляющие >0).
В литературе часто частота Котельникова/Найквиста-Шеннона считается равной 1/2 частоты дискретизации, что и видно на рисунке.
В случае HiRes - расстояние между основным спектром и его отражением значительно больше. Т.к. “полезная” составляющая спектра условно 0-20К, а частота дискретизации 192К (например) вместо 44К. Значит, ЦАП значительно лучше выполнит работу по подавлению отражений (интерполирующий фильтр).
Т.е. с технической стороны - HiRes + ЦАП с передискретизацией оптимальный подход, имеющий огромные преимущества. Дельта-сигма - еще более продвинутая вещь.
Но это техническая часть вопроса, не связанная с восприятием слушателя.
Я слышал конечно слухи, что студийные бобинники, на мастер ленте давали диапазон до 100 Кгц.
Но вот тот, что применялся в Совке повсеместно, STM-610 имел частотку от 40гц до 16 Кгц.
Зазор головки не отдаст болше 20Кгц, хоть тресни. )
В этой битве другой интересный момент. Возьмем другой орган с ограничениями - глаза. Они как и ухо имеют свои ограничения снизу и сверху спектра, т.е. условно есть свой видимый диапазон волн.
Так вот, если взять хороший ИК диод (в том же пульте управления телеком или усилком), уйти с ним в темную комнату и жать на кнопки - мы не сможем увидеть мигание диода, сколько бы ярким он не был.
То же самое и с хай-резом - мы не сможем услышать ультразвук выше 20-22кГц (хотя говорят есть заболевание ушей, сдвигающие чувствительность вверх, но мы равняемся на среднестатического фила лет 30-50) вне завимости от того, насколько бы сильным он не был.
Если взять файлик на 192кГц выше, отрезать от него все до 20кГц, а все что выше сдвинуть в слышимую область - интересно что же мы услышим?
