40 Bit Floating Point Prozessing

Was bedeutet „40 Bit Floating Point Prozessing“ und welche Vorteile habe ich davon?

Jedes digitale Mischpult besitzt eine sogenannte DSP Einheit (Digitaler Signal Prozessor). Diese DSP Einheit muss alle von analog auf digital gewandelten Audiosignale bearbeiten (Pegel- und Klangveränderungen etc.), bevor sie das Mischpult wieder verlassen und an die PA oder ein Aufnahmegerät weitergereicht werden. Die Bearbeitung der Signale in der DSP Einheit des Mischpultes beinhaltet eine Vielzahl von Rechenoperationen. Diese müssen natürlich schnell und akkurat ausgeführt werden, damit es nicht zu zeitlichen Verzögerungen oder klanglichen Einbußen kommt.

Bei der Ausführung dieser Rechenoperationen unterscheidet man zwei Varianten: Festkomma (engl. Fixed point) und Gleitkomma, auch Fließkomma genannt (engl. Floating Point). Wir verzichten hier auf eine detaillierte physikalische Erklärung sondern möchten Ihnen mit einfachen Worten verdeutlichen, was für Sie als Anwender die Unterschiede sind.

Floating Point Prozessing ist vereinfacht ausgedrückt in der Lage, mehr Rechenoperationen schneller und akkurater auszuführen als Fixed Point Prozessing. Das wird dadurch erreicht, dass der „Dezimalpunkt“, also das Komma „fließend“ verändert werden kann. Entweder wird es „nach rechts“ geschoben, um eine „große Zahl“ zu verarbeiten oder es wird „nach links“ verschoben, um eine kleine Zahl mit vielen Kommastellen sehr präzise zu kalkulieren. Bei der Vielzahl von Signalen, Bearbeitungsmöglichkeiten und Routings ist diese Tatsache für das akustische Endergebnis in vielen Situationen entscheidend. Dazu einige Beispiele:

Nahezu unbegrenzter Headroom und kein digitales Clipping

Würde ein Mischpult nur ein zwei Kanäle besitzen, wären die Unterschiede zwischen Floating Point und Fixed Point fast zu vernachlässigen. Aber desto mehr Kanäle bearbeitet werden, desto kritischer kann sich das Übersteuerungsverhalten auswirken. Nehmen wir an, sie haben die analogen Gain-Regler für alle Signale korrekt eingestellt, so dass jedes Instrument ohne Übersteuerung am AD Wandler des Mischpultes ankommt und nach der Wandlung von der internen DSP weiterbearbeitet wird. Klassischerweise ziehen Sie nun beim Soundcheck einen Fader nach dem anderen hoch, verändern den EQ in jedem Kanal, ein paar Höhen, Mitten oder Bässe werden hinzugefügt und justieren noch die Bussfader und den Summerregler, um die endgültigen Lautstärkeverhältnisse zu simulieren. Während der Veranstaltung müssen Sie unter Umständen noch mal einige Fader hochziehen. Bei einem Pult mit Fixed Point Prozessing kann es nun durchaus passieren, dass bei insgesamt dreißig oder vierzig Kanälen der Headroom aufgebraucht und die Übersteuerungsgrenze auf der digitalen Ebene erreicht ist. Das Komma kann einfach gesagt nicht nach rechts verschoben werden. Sie hören plötzlich ein unangenehmes digitales Clipping und müssen alle oder viele Kanäle wieder etwas zurücknehmen, obwohl die Gain-Regler auf der analogen Seite weiterhin sauber und korrekt eingestellt sind.

Diese Situation werden Sie bei Floating Point Prozessing nie erleben, denn der Headroom ist nur theoretisch aber nicht praktisch begrenzt. Um ein Zahlenbeispiel zu nennen: Bei einem Mischpult mit 32bit Fixed Point Prozessing haben Sie unter Umständen einen Headroom von 240dB zur Verfügung. Das klingt viel, ist aber bei vierzig Kanälen schnell aufgebraucht. Bei Soundcraft / Studer Mischpulten mit 40bit Floating Point Prozessing beträgt der rechnerische Headroom ca. 48.000dB und dieser Headroom wird auch bei weit über hundert Kanälen nicht aufgebraucht sein.

Sie müssen also bei Soundcraft / Studer Digitalmischpulten nur darauf achten, dass der Gain-Regler auf der analogen Ebene sauber eingestellt ist, so wie das bei jedem Mischpult und jedem Signal der Fall sein sollte. Alles was sie später auf der digitalen Ebene nach der AD Wandlung an Pegeln hinzufügen – Fader hochziehen, am EQ Höhen oder Bässe dazugeben, den digitalen Gain anheben – wird niemals zum digitalen Clipping führen. Das senkt nicht nur ihren persönlichen Stresslevel während der Veranstaltung sondern nebenbei auch den des Publikums und der Musiker, versprochen!

Keine „Komprimierungseffekte“ bei großer Signalanzahl

Der Vorteil des „fließenden Kommas“ wirkt sich auch in der folgenden Situation aus: Die Band oder das Orchester pausiert, weil einer der Künstler ein kurzes Solo spielt, der Saxophonist oder die Violinistin beispielsweise. Wenn das Solo endet setzt von einer Sekunde auf die andere plötzlich wieder das gesamte Orchester oder die gesamte Band ein und das Musikstück wird zu Ende gespielt. In genau dem Moment, wenn die vielen anderen Instrumente zum gleichen Zeitpunkt wieder einsetzen, muss die DSP Einheit des Mischpultes urplötzlich eine Unmenge von Signalen akkurat und zeitgleich verarbeiten. Und in dieser Sekunde trennt sich die Spreu vom Weizen, also Festkomma von Fließkomma. Denn eine Festkomma DSP kann all diese Signale zumindest für einige Sekunden nicht adäquat und originalgetreu verarbeiten, es kommt zu sogenannten Komprimierungseffekten und der Mix klingt für kurze Zeit „zusammengestaucht“. Meist ändert sich dieser Artefakt nach wenigen Sekunden aber es ist ein hörbarer und irritierender Effekt, der meist auch vom Publikum und den Musikern wahrgenommen wird. Mit der 40bit Floating Point Technologie passiert das nicht und wenn wir schreiben „nicht“ dann heißt das „nullkommanull“, also GARNICHT. Alles klingt wie es klingen soll, echt und klar und sauber und original.

DSP-Sharing

Diese Limitierung bei Festkomma-Technologie kann man wörtlich übersetzen - „DSP-Teilung“. Wenn beispielsweise ein 32 Bit- oder 48 Bit Fixed Point DSP an seine Grenzen kommt, nachdem der zwölfte Grafik EQ aktiviert wird und das vierte Effektgerät zugeschaltet ist, müssen die DSP Ressourcen unter Umständen aufgeteilt werden. Das hat gegebenenfalls zur Folge, das das Mischpult zwar laut Katalog eine Anzahl „x“ an Equalizern und eine Anzahl „y“ an Effektgeräten bietet, diese aber in der Praxis nicht zu hundert Prozent gleichzeitig benutzt werden können. Passiert Ihnen so etwas während des zweiminütigen Soundchecks auf einem Festival und Sie müssen Ihr virtuelles „Side Rack Konzept“ wenige Minuten vor der Show wieder umschmeißen, wünschen Sie sich für den Rest des Lebens ein Mischpult mit Floating Point Technologie. Bei Soundcraft / Studer Mischpulten stehen Ihnen alle zusätzlichen EQs, Kompressoren, Effekte, Delays etc. in vollem Umfang und ohne Klangeinbußen überall und zeitgleich zur Verfügung, so wie ein Geräteraum voll mit analogen High End Sideracks. Das heißt, Sie sind für alle Eventualitäten ihrer Veranstaltung gewappnet, haben z.B. immer ein Hallgerät für den Sänger reserviert und müssen während des Soundchecks nicht diskutieren, egal was sie anderweitig an DSP verwenden.

 

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