Was macht eigentlich die Abtastrate und Bittiefe beim Audio

Wenn du schon mal eine Audio-Aufnahme gemacht oder in den Einstellungen deiner Kamera geschaut hast, dann wirst du auf zwei Werte stoßen: Abtastrate und Bittiefe. Die Abtastrate wird in Kilohertz oder abgekürzt kHz angegeben, die Bittiefe in 8, 16, 24 oder 32 Bit. Aber was machen die beiden eigentlich? Und was ist eine gute Einstellung dafür? Schauen wir uns das einfach mal an.

Die Abtastrate

Die Abtastrate bei der Audioaufnahme ist wie die Anzahl der Bilder pro Sekunde in deinem Video. Je mehr Bilder pro Sekunde aufgenommen werden, desto flüssiger und detaillierter ist die Bewegung im Film. Ähnlich ist es bei der Abtastrate: Je mehr Samples pro Sekunde aufgenommen werden, desto genauer und natürlicher ist die Wiedergabe des Klangs.

Stell dir vor, du nimmst ein Lied auf. Die Abtastrate bestimmt, wie oft pro Sekunde du “Stichproben” des Sounds aufnimmst. Eine höhere Abtastrate bedeutet, dass du mehr dieser “Stichproben” machst. Dadurch erhältst du eine genauere Darstellung des Klangs, einschließlich feiner Details und hoher Töne.

Eine niedrige Abtastrate könnte wie eine verpixelte Version des Klangs klingen, weil wichtige Details fehlen. Eine höhere Abtastrate hingegen ermöglicht eine klarere und detailliertere Wiedergabe des Originalklangs.

Die Abtastrate gibt’s eigentlich erst, seit Audio digital aufgenommen wird. Eine Musikkassette hat zum Beispiel keine Abtastrate, weil sie ein analoges Format ist. Erst mit dem Aufkommen von CD’s spielt die Abtastrate eine Rolle. Die hat zum Beispiel eine Rate von 44,1 kHz. Damit liefert sie eine gute Klangqualität und kann den gesamten hörbaren Frequenzbereich erfassen.

Bei professionellen Audio-Aufnahmen und bei den meisten Filmproduktionen wird eine Abtastrate von 48 oder 96 kHz verwendet. Das kann bis auf 192 kHz hochgehen, dann brauchst du aber professionelles Equipment. Das schaffst du nicht mehr mit dem iPhone.

Grundsätzlich gilt: Je höher die Abtastrate ist, desto besser ist auch die Audio-Qualität und höhere Frequenzen werden aufgenommen. Das geht aber auf Kosten der Dateigröße. Denn die wird größer, je höher die Abtastrate ist. Muss ja auch mehr Daten speichern.

Bittiefe oder Abtastformat

Das Abtastformat wird auch Bittiefe genannt – weil der Wert in Bits angegeben wird. Normalerweise hast du die Wahl zwischen 8, 16, 24 und 32-Bit. Aber was heißt das eigentlich?

Beim Aufnehmen von Audio wird jedes einzelne abgetastete Sample mit einer Zahl gespeichert. Das Abtastformat bestimmt, wie groß die Zahl maximal ist. Bei 8-Bit ist das Maximum bei 255 erreicht, bei 16-Bit liegt das Maximum bei 65.535 und bei 32-Bit bei unglaublichen 4 Milliarden.

Stell es dir wie die Auflösung eines Videos vor. Ein kleines Abtastformat ist wie ein pixeliges Bild mit wenig Details, ein hohes Abtastformat wie ein hochaufgelöstes Bild mit vielen Details. Du kannst leise und laute Töne besser unterscheiden, das Rauschen wird reduziert und die Klangwiedergabe wird natürlicher, je höher das Abtastformat ist.

Das am weitesten verbreiteten Abtastformat sind 16-Bit. Es bietet eine gute Balance zwischen Dateigröße und Klangqualität und kann eine große Bandbreite von Audioinhalten erfassen. Audio-CD’s verwenden zum Beispiel 16-Bit. Professionelle Audioproduktionen brauchen in der Regel einen größeren Dynamikbereich, deshalb werden hier in der Regel 24 oder 32-Bit verwendet.

Die Wahl des geeigneten Abtastformats hängt von den spezifischen Anforderungen der Aufnahme sowie von der verfügbaren Speicherplatz- und Verarbeitungskapazität ab. Für die meisten alltäglichen Anwendungen bieten 16-Bit- und 24-Bit-Formate eine gute Balance zwischen Klangqualität und Dateigröße.

Und was heißt das jetzt fürs Aufnehmen?

Der normale Mensch kann Frequenzen zwischen 20 und 20.000 Hz hören. Alles, was darüber oder darunter ist, nehmen wir nicht über unser Gehör wahr. Eine Abtastrate von 44,1 kHz kann Frequenzen bis 22.000 Hz aufnehmen. Das würde also erst mal reichen. Genauso wie eine Bittiefe von 16-Bit. Denn damit werden genügend Informationen gespeichert, damit der Klang natürlich klingt.

Und genau das entspricht der CD-Qualität. Denn eine Audio-CD hat eine Abtastrate von 44,1 kHz und 16-Bit. Das wurde 1980 von SONY und Phillips im so genannten „Red Book“ festgelegt und gilt noch heute. Danach richten sich auch andere Formate wie zum Beispiel MP3 oder MP4. Und genau aus diesem Grund nimmt auch YouTube dieses Format für die Wiedergabe. Praktisch, nicht?

Wenn du jetzt eine höhere Abtastrate nimmst, werden höhere Frequenzen aufgenommen. Als Faustregel gilt hier: Die maximale Frequenz, die aufgenommen wird, ist die Hälfte der Abtastrate. Bei 48 kHz sind das also maximal 24.000 Hz, bei 96 kHz schon 48.000 Hz. Das hört kein Mensch mehr. Da wird einfach nur dein Hund nervös.

Wichtiger als die Erhöhung der Abtastrate ist ein höherer Wert beim Abtastformat. Denn es werden damit mehr Details gespeichert. Damit hast du mehr Spielraum in der Nachbearbeitung. Wenn du also bei der Aufnahme ein Abtastformat von 24-Bit oder höher nimmst, hast du viel mehr Details drinnen. 16-Bit kann nämlich „nur“ 65.535-mal abstufen, 24-Bit aber schon 16,7 Millionen Mal. Das ist 256-mal so viel.

Ein gängiger Wert

Obwohl ich meistens meine Videos als MP4 mit Audio in CD-Qualität erstelle, nehme ich mit einer Abtastrate von 48 kHz und einem Abtastformat von 24-Bit auf. Das nennt sich dann „Studio-Qualität“ und damit habe ich genügend Spielraum in der Nachbearbeitung. Meine Mikros können zwar die Frequenz nicht aufnehmen – die schaffen maximal 20 kHz – aber es ist einfach nur eine Voreinstellung in meiner Kamera. Mir geht’s da auch nicht um die Frequenz, sondern um das Abtastformat. Weil ich damit in der Nachbearbeitung einen größeren Spielraum habe.

Mit welcher Abtastrate und welchem Abtastformat nimmst du auf? Und welche Erfahrungen hast du damit gemacht? Schreibs uns doch in die Kommentare.