Pendahuluan

Memasuki dunia produksi audio dan musik profesional saat ini relatif mudah. Yang perlu Anda lakukan hanyalah mengunduh digital audio workstation (DAW) dan mulai mengerjakan proyek baru Anda. Sering kali, DAW ini melakukan sebagian besar pekerjaannya sendiri, menciptakan lingkungan kreatif yang sempurna untuk proyek audio Anda.

Namun demikian, saat Anda mulai menggali lebih dalam potensi perangkat lunak Anda, Anda akan menyadari bahwa ada sejumlah pengaturan audio yang dapat Anda sesuaikan untuk meningkatkan kualitas konten Anda. Salah satu pengaturan tersebut tidak diragukan lagi, yaitu laju sampel.

Mengetahui apa itu laju sampel dan laju mana yang terbaik untuk proyek Anda merupakan aspek fundamental dalam produksi audio, yang dapat mengubah kualitas kreasi Anda secara dramatis. Tidak ada satu jawaban yang cocok untuk semua dalam hal laju sampel. Tergantung pada konten yang Anda buat, Anda harus memilih pengaturan yang sesuai untuk menjamin hasil yang optimal.

Dalam artikel ini, saya akan menjelaskan apa itu laju sampel dan mengapa hal ini penting. Saya juga akan membahas laju sampel yang sebaiknya Anda gunakan, berdasarkan apakah Anda seorang produser musik, seorang insinyur audio yang bekerja di video, atau pengisi suara.

Tidak mungkin menjelaskan pentingnya sample rate tanpa memberikan gambaran umum tentang pendengaran manusia dan bagaimana audio dikonversi dari analog ke digital. Jadi, saya akan memulai artikel ini dengan pengantar singkat tentang topik tersebut.

Ini adalah topik yang rumit dan cukup banyak menggunakan teknologi. Saya akan mencoba membuatnya sesederhana mungkin. Namun demikian, pemahaman dasar mengenai frekuensi audio dan bagaimana suara merambat di ruang angkasa, akan sangat membantu. Artikel ini juga dapat membantu seorang pemula memilih pengaturan optimal untuk sesi perekaman mereka.

Mari menyelam!

Beberapa Hal tentang Pendengaran Manusia

Sebelum kita mempelajari seluk-beluk laju sampel, saya ingin mengklarifikasi beberapa hal mengenai cara kita mendengar dan menafsirkan suara. Hal ini membantu kita memahami, bagaimana suara direkam dan direproduksi. Hal ini memberikan informasi yang Anda perlukan untuk menyoroti pentingnya laju sampel.

Ketika gelombang suara memasuki saluran telinga dan sampai ke gendang telinga, gendang telinga akan bergetar dan mengirimkan getaran ini ke tiga tulang kecil yang disebut malleus, incus, dan stapes.

Telinga bagian dalam mengubah getaran menjadi energi listrik. Otak kemudian menafsirkan sinyal tersebut. Setiap suara bergetar pada frekuensi gelombang sinus tertentu, membuatnya unik seolah-olah seperti sidik jari sonik. Frekuensi gelombang suara menentukan nadanya.

Manusia menganggap frekuensi gelombang suara sebagai nada. Kita dapat mendengar suara antara 20 dan 20.000 Hz dan paling sensitif terhadap frekuensi antara 2.000 dan 5.000 Hz. Seiring bertambahnya usia, kita kehilangan kemampuan untuk mendengarkan frekuensi yang lebih tinggi. Beberapa hewan, seperti lumba-lumba, dapat mendengar frekuensi hingga 100.000 Hz; hewan lain, seperti paus, dapat mendengar suara infrasonik hingga 7 Hz.

Semakin panjang gelombang suara yang terdengar, semakin rendah frekuensinya. Misalnya, gelombang frekuensi rendah dengan panjang gelombang hingga 17 meter dapat setara dengan 20 Hz. Sebaliknya, gelombang frekuensi tertinggi, hingga 20.000 Hz, bisa sekecil 1,7 sentimeter.

Oleh karena itu, perangkat perekaman dan pemutaran audio berfokus pada menangkap suara yang dapat didengar oleh telinga manusia. Semua rekaman suara yang Anda dengar, mulai dari CD favorit hingga rekaman lapangan dalam film dokumenter, dibuat dengan menggunakan perangkat yang secara tepat menangkap dan mereproduksi suara yang dapat didengar oleh manusia.

Teknologi telah berevolusi berdasarkan kemampuan dan kebutuhan pendengaran kita. Ada berbagai macam frekuensi yang tidak dapat dideteksi oleh telinga dan otak kita, karena evolusi memutuskan bahwa frekuensi tersebut tidak diperlukan untuk kelangsungan hidup kita. Namun demikian, saat ini kita memiliki alat perekam audio yang memungkinkan untuk merekam suara yang bahkan tidak dapat dikenali oleh telinga manusia yang paling terlatih sekalipun.

Seperti yang akan kita lihat di bawah ini, ternyata frekuensi yang tidak bisa kita dengar, masih bisa memengaruhi frekuensi yang berada dalam kisaran yang bisa didengar. Jadi, di satu sisi, memang penting untuk mempertimbangkannya apabila Anda merekam audio. Di sisi lain, apakah merekam frekuensi di luar spektrum yang bisa didengar, berdampak pada kualitas audio, masih menjadi perdebatan.

Laju sampel berperan penting ketika kita mengonversi sinyal analog (alami) audio ke data digital sehingga perangkat elektronik kita dapat memproses dan mereproduksinya.

Mengonversi Audio Analog ke Audio Digital

Mengubah gelombang suara dari analog ke digital memerlukan perekam yang dapat menerjemahkan suara alami ke dalam data. Oleh karena itu, transisi antara bentuk gelombang analog ke informasi digital merupakan langkah yang diperlukan apabila Anda merekam audio pada PC melalui workstation audio digital.

Ketika merekam, ciri-ciri spesifik gelombang suara, seperti rentang dinamis dan frekuensinya, diterjemahkan ke dalam informasi digital: sesuatu yang dapat dimengerti dan ditafsirkan oleh komputer kita. Untuk mengubah bentuk gelombang asli menjadi sinyal digital, kita perlu mendeskripsikan bentuk gelombang tersebut secara matematis dengan mengambil sejumlah besar "snapshot" dari bentuk gelombang tersebut hingga kita dapat sepenuhnya mendeskripsikan amplitudonya.

Cuplikan ini disebut kecepatan sampel. Mereka membantu kami mengidentifikasi fitur yang menentukan bentuk gelombang sehingga komputer dapat menciptakan versi digital dari gelombang suara yang terdengar persis (atau hampir) seperti aslinya.

Proses pengubahan sinyal audio dari analog ke digital dapat dilakukan dengan antarmuka audio. Antarmuka ini menghubungkan instrumen musik ke PC dan DAW Anda, menciptakan kembali audio analog sebagai bentuk gelombang digital.

Sama seperti frame rate untuk video, semakin banyak informasi yang Anda miliki, semakin baik. Dalam hal ini, semakin tinggi sample rate, semakin banyak informasi yang kita miliki tentang konten frekuensi tertentu, yang kemudian dapat dikonversi dengan sempurna menjadi bit informasi.

Sekarang, setelah kita mengetahui cara menggunakan workstation audio digital untuk merekam dan mengedit suara, sekarang saatnya kita melihat pentingnya sample rate dan melihat bagaimana hal itu memengaruhi kualitas audio.

Tingkat Sampel: Definisi

Sederhananya, laju sampel adalah berapa kali per detik audio diambil sampelnya. Contohnya, pada laju sampel 44,1 kHz, bentuk gelombang ditangkap 44.100 kali per detik.

Menurut teorema Nyquist-Shannon, laju sampel harus setidaknya dua kali frekuensi tertinggi yang ingin Anda tangkap untuk merepresentasikan sinyal audio secara akurat. Tunggu, apa?

Singkatnya, jika Anda ingin mengukur frekuensi gelombang suara, Anda harus terlebih dahulu mengidentifikasi siklus lengkapnya, yang terdiri dari tahap positif dan negatif. Kedua tahap tersebut perlu dideteksi dan diambil sampelnya jika Anda ingin menangkap dan menciptakan kembali frekuensi secara tepat.

Dengan menggunakan laju sampel standar 44,1 kHz, Anda akan merekam frekuensi yang sedikit lebih tinggi dari 20.000 Hz dengan sempurna, yang merupakan tingkat frekuensi tertinggi yang dapat didengar manusia. Ini juga alasan mengapa 44,1 kHz masih dianggap sebagai kualitas standar untuk CD. Semua musik yang Anda dengarkan di CD memiliki laju sampel standar ini.

Mengapa 44,1 kHz dan bukan 40 kHz? Karena, ketika sinyal dikonversi ke digital, frekuensi di atas yang dapat didengar oleh manusia disaring melalui low pass filter. Tambahan 4,1 kHz memberikan ruang yang cukup bagi low pass filter, sehingga tidak akan memengaruhi konten frekuensi tinggi.

Dengan menggunakan laju sampel yang lebih tinggi, yaitu 96.000 Hz, Anda akan mendapatkan kisaran frekuensi hingga 48.000 Hz, jauh di atas spektrum pendengaran manusia. Saat ini, peralatan perekaman musik berkualitas bagus memungkinkan perekaman pada laju sampel yang lebih tinggi lagi, yaitu 192.000 Hz, sehingga dapat menangkap frekuensi audio hingga 96.000 Hz.

Mengapa kita memiliki kemungkinan untuk merekam frekuensi yang begitu tinggi jika kita tidak dapat mendengarnya sejak awal? Banyak profesional dan insinyur audio setuju bahwa frekuensi di atas spektrum yang dapat didengar, masih dapat berdampak pada kualitas suara rekaman secara keseluruhan. Gangguan halus dari suara ultrasonik ini, jika tidak ditangkap dengan benar, dapat menciptakan distorsi yang mengganggu frekuensidalam spektrum 20 Hz - 20.000 Hz.

Menurut pendapat saya, dampak negatif frekuensi ultrasonik ini pada kualitas suara secara keseluruhan dapat diabaikan. Namun demikian, ada baiknya Anda menganalisis masalah paling umum yang mungkin Anda temui ketika merekam suara. Ini akan membantu Anda memutuskan, apakah meningkatkan laju sampel akan meningkatkan kualitas rekaman Anda.

Aliasing

Aliasing adalah fenomena yang terjadi apabila audio tidak ditafsirkan ulang dengan benar oleh laju sampel yang Anda gunakan. Ini adalah masalah yang signifikan bagi perancang suara dan teknisi audio. Ini adalah alasan mengapa banyak dari mereka memilih laju sampel yang lebih tinggi untuk menghindari masalah ini.

Apabila frekuensi yang lebih tinggi terlalu tinggi untuk ditangkap oleh laju sampel, maka frekuensi tersebut dapat direproduksi sebagai frekuensi yang lebih rendah. Hal ini karena setiap frekuensi yang melebihi batas frekuensi Nyquist (yang, jika Anda merekam pada 44,1 kHz, akan menjadi 2.050 Hz), maka audio akan dipantulkan kembali, menjadi "alias" frekuensi yang lebih rendah.

Sebuah contoh dapat membantu memperjelas fenomena ini. Jika Anda merekam audio menggunakan laju sampel 44.100 Hz dan selama fase pencampuran, Anda menambahkan beberapa efek yang mendorong frekuensi yang lebih tinggi hingga 26.000 Hz. Karena itu, tambahan 3.950 Hz akan memantul kembali dan menghasilkan sinyal audio 18.100 Hz yang akan mengganggu frekuensi alami.

Cara terbaik untuk menghindari masalah ini adalah dengan menggunakan laju sampling yang lebih tinggi pada stasiun kerja audio digital Anda. Dengan cara ini, Anda akan membuat frekuensi tertentu di atas 20.000 Hz ditangkap dengan benar, sehingga Anda dapat menggunakannya jika diperlukan.

Ada juga filter low-pass yang membuang frekuensi di atas batas frekuensi Nyquist dan dengan demikian mencegah terjadinya aliasing. Terakhir, upsampling melalui plug-in khusus juga merupakan opsi yang valid. Penggunaan CPU akan jauh lebih tinggi daripada sebelumnya, tetapi aliasing akan lebih kecil kemungkinannya untuk terjadi.

Tingkat Sampel Paling Umum

Semakin tinggi laju sampling, semakin akurat representasi gelombang suara yang dihasilkan. Laju sampling yang lebih rendah berarti lebih sedikit sampel per detik. Dengan data audio yang lebih sedikit, representasi audio akan menjadi perkiraan, sampai batas tertentu.

Nilai laju sampling yang paling umum adalah 44,1 kHz dan 48 kHz. 44,1 kHz adalah laju standar untuk CD audio. Pada umumnya, film menggunakan audio 48 kHz. Meskipun kedua laju sampling tersebut dapat secara akurat menangkap seluruh spektrum frekuensi pendengaran manusia, namun para produser dan insinyur musik sering kali memilih untuk menggunakan laju sampling yang lebih tinggi untuk membuat rekaman resolusi tinggi.

Apabila menyangkut pencampuran dan mastering musik, misalnya, sangat penting untuk memiliki data sebanyak mungkin dan menangkap setiap frekuensi, yang dapat digunakan oleh para teknisi untuk menghasilkan suara yang sempurna. Meskipun frekuensi ultrasonik ini tidak dapat didengar, namun frekuensi ini masih berinteraksi dan menciptakan distorsi intermodulasi yang terdengar jelas.

Berikut ini ada sejumlah opsi jika Anda ingin menjelajahi laju sampling yang tinggi:

• 88,2 kHz

  Seperti yang saya sebutkan sebelumnya, frekuensi yang tidak dapat didengar manusia masih memanipulasi dan memengaruhi frekuensi yang dapat didengar. Laju sampel ini adalah pilihan yang sangat baik untuk mencampur dan menguasai musik. Laju sampel ini menghasilkan lebih sedikit aliasing (suara yang tidak dapat diwakili dengan benar dalam laju sampel yang digunakan) ketika mengonversi dari digital ke analog.

• 96 kHz

  Serupa dengan 88,2 kHz, merekam musik pada 96 kHz sangat ideal untuk pencampuran dan mastering. Namun demikian, pastikan komputer Anda dapat menanganinya, karena setiap perekaman akan memerlukan daya pemrosesan dan ruang penyimpanan yang lebih besar.

• 192 kHz

  Antarmuka audio berkualitas studio modern mendukung laju sampling hingga 192KHz. Ini empat kali lipat dari kualitas CD standar, yang mungkin tampak agak berlebihan. Namun demikian, menggunakan laju sampling ini dapat membantu jika Anda berencana untuk memperlambat rekaman Anda secara signifikan, karena antarmuka ini akan mempertahankan kualitas audio resolusi tinggi, bahkan pada kecepatan setengah.

Sekali lagi, perbedaan antara kecepatan sampel ini bisa sangat halus. Meskipun demikian, banyak insinyur audio yang percaya bahwa sangat penting untuk mendapatkan sebanyak mungkin informasi dari rekaman asli untuk menciptakan kembali audio yang benar-benar otentik.

Pendekatan ini juga dimungkinkan berkat peningkatan besar dalam teknologi yang telah kita alami selama dekade terakhir. Ruang penyimpanan dan kemampuan pemrosesan komputer rumahan telah secara dramatis meningkatkan potensi apa yang dapat kita lakukan dengannya. Jadi, mengapa tidak memanfaatkan semaksimal mungkin apa yang kita miliki?

Inilah masalahnya, ada risiko membebani PC Anda secara berlebihan dan menambah beban yang tidak perlu pada penggunaan CPU Anda. Oleh karena itu, kecuali jika Anda mendengar dengan jelas perbedaan dalam kualitas rekaman Anda, saya sarankan untuk memilih sample rate standar yang telah digunakan selama bertahun-tahun dan memberikan hasil yang murni.

Sample Rate Manakah yang Sebaiknya Anda Gunakan Saat Merekam?

Ada dua jawaban untuk pertanyaan ini, jawaban yang sederhana dan jawaban yang lebih rumit. Mari kita mulai dengan jawaban yang pertama.

Secara keseluruhan, merekam pada 44,1kHz adalah opsi yang aman yang akan memberi Anda rekaman berkualitas tinggi, apa pun jenis proyek audio yang sedang Anda kerjakan. 44,1kHz adalah laju sampel yang paling umum untuk CD musik. 44,1kHz menangkap seluruh spektrum frekuensi yang dapat didengar secara akurat.

Laju sampel ini sangat ideal karena tidak akan menggunakan banyak ruang disk atau daya CPU yang lebih besar. Namun, ini masih akan menghasilkan suara otentik yang Anda perlukan untuk rekaman profesional Anda.

Jika Anda bekerja di industri film, maka sample rate terbaik adalah 48 kHz, karena ini adalah standar industri. Dari segi kualitas audio, tidak ada perbedaan di antara kedua sample rate ini.

Dengan menangkap setiap detail rekaman, Anda akan memastikan bahwa audio identik dengan suara aslinya. Jika Anda merekam album, frekuensi audio dapat dimodulasi dan disesuaikan ke titik ketika frekuensi ultrasonik dapat secara halus memengaruhi suara yang terdengar.

Jika Anda memiliki pengalaman yang cukup dan peralatan Anda memungkinkan Anda merekam pada laju sampel tinggi tanpa masalah, Anda harus mencobanya. Pertanyaan apakah kualitas audio meningkat dengan laju sampel yang lebih tinggi, masih bisa diperdebatkan. Anda mungkin tidak mendengar perbedaan apa pun, atau Anda mungkin menyadari bahwa musik Anda sekarang lebih dalam dan lebih kaya. Saya sarankan Anda mencoba semua laju sampel dan mendengar sendiri apakah ada yang berubah.

Jika Anda berencana untuk memperlambat rekaman Anda secara signifikan, Anda harus mencoba laju sampling yang lebih tinggi. Sebagian insinyur mengklaim bahwa mereka dapat mendengar perbedaan antara laju sampling standar dan laju sampling yang lebih tinggi. Namun demikian, meskipun mereka mendengarnya, perbedaan kualitasnya sangat kecil, sehingga 99,9% pendengar tidak akan menyadarinya.

Cara Menyesuaikan Laju Sampel pada DAW Anda

Setiap DAW berbeda, tetapi DAW yang menawarkan kemungkinan untuk mengubah laju sampel, melakukannya dengan cara yang agak mirip. Sejauh yang saya tahu, Anda dapat mengubah laju sampel pada semua workstation audio digital yang paling populer, seperti Ableton, FL Studio, Studio One, Cubase, Pro Tools, dan Reaper. Bahkan, perangkat lunak gratis, Audacity, juga dapat mengubah laju sampel.

Pada sebagian besar kasus, Anda akan dapat menyesuaikan laju sampel DAW Anda dalam preferensi audio. Dari sana, Anda dapat secara manual mengubah laju sampel dan menyimpan pengaturan yang telah diperbarui. Sebagian DAW secara otomatis mendeteksi laju sampel optimal, biasanya 44,1kHz atau 96 kHz.

Saya sarankan Anda melakukan beberapa tes sebelum mulai merekam. Meningkatkan sample rate tidak diragukan lagi akan mengurangi latensi dan kemungkinan terjadinya aliasing, namun hal ini juga akan menambah beban pada CPU Anda. Anda juga akan mendapatkan ukuran file yang jauh lebih besar. Dalam jangka panjang, hal ini bisa memengaruhi kinerja komputer Anda dengan mengurangi ruang disk.

Jika Anda ingin menurunkan laju sampel, pastikan Anda tidak menurunkannya di bawah 44,1kHz sesuai dengan teorema frekuensi Nyquist yang dibahas di atas.

Apa pun yang Anda lakukan, Anda harus memastikan bahwa semua frekuensi yang terdengar ditangkap secara akurat. Segala sesuatu yang lain memiliki dampak minimal pada audio Anda atau dapat diperbaiki selama pascaproduksi.

Anda mungkin juga menyukai: DAW terbaik untuk iPad

Pikiran Akhir

Jika Anda memiliki studio rekaman di rumah, memilih laju sampel adalah salah satu keputusan pertama yang harus Anda buat sebelum merekam suara.

Sebagai seorang musisi, saya sarankan untuk memulai dengan kecepatan yang paling mudah dan paling umum: 44,1kHz. Kecepatan sampling ini menangkap seluruh spektrum pendengaran manusia, tidak menghabiskan banyak ruang disk, dan tidak akan membebani daya CPU Anda. Namun, di sisi lain, merekam pada 192KHz dan membuat laptop Anda macet setiap dua menit, tidak masuk akal, bukan?

Studio rekaman profesional dapat merekam pada 96kHz atau bahkan 192kHz, kemudian melakukan resampling ke 44,1kHz untuk mematuhi standar industri. Bahkan antarmuka audio yang digunakan untuk perekaman di rumah, memungkinkan kecepatan sampel hingga 192kHz. Selain itu, sebagian besar DAW menawarkan kemungkinan untuk menyesuaikan kecepatan sampel yang sesuai sebelum Anda mulai merekam.

Seiring dengan kemajuan teknologi, laju sampling resolusi yang lebih tinggi mungkin akan menjadi lebih populer. Namun demikian, peningkatan secara keseluruhan dalam hal kualitas audio masih bisa diperdebatkan. Pada dasarnya, selama Anda tidak menggunakan frekuensi yang lebih rendah dari 44,1kHz, Anda akan baik-baik saja.

Jika Anda baru saja mulai bekerja dengan audio, saya sarankan untuk tetap menggunakan kecepatan sampel yang paling umum. Kemudian, saat Anda semakin mahir dan semakin percaya diri dengan peralatan Anda, cobalah kecepatan sampel yang lebih tinggi. Lihatlah, apakah penggunaan kecepatan sampel yang lebih tinggi itu memberikan dampak yang nyata dan dapat diukur pada kualitas audio.

Jika tidak, selamatkanlah diri Anda dari masalah dan pilihlah 44.1kHz. Jika standar kualitas audio berubah, Anda selalu dapat melakukan upsampling pada materi audio Anda di masa mendatang. Upsampling adalah proses yang sebagian besar bersifat otomatis dan tidak memiliki dampak negatif pada kualitas suara Anda secara keseluruhan.

Semoga berhasil!