der audio-engine mythos (bereinigt)

[filaferro]

hallo forum

aufgrund verschiedenen, immer wiederkehrenden, sinnlosen diskussionen über audio-engines hier im forum habe ich mir wieder mal den test gegeben. ziel des aufwandes ist es, wie man hier im forum so schön sagt, etwas licht in die dunkle angelegenheit zu bringen. :) schliesslich wollen wir ja den lesern wenn möglich tatsachen und keine mythen auftischen. hiermit wollen aber keine gewinner oder verlierer gekürt werden, sondern nur aufgezeigt werden was heutige digitale summierungen in daw's in etwa leisten.

ich hab mal folgende engines getestet und gegeneinander ausgestochen:

Logic 8.0 auf X.4.10
ProTools 7.4 LE auf X.4.10
ProTools 6.4.1 TDM auf X.3.9
Digital Performer 5.1 auf X.4.11
Tracktion 2 auf X.4.10
Ableton Live 6.07 auf X.4.10
Soundtrack Pro 2.0.1 auf X.4.10
Reaper 0.72 auf X.4.10

Steinberg produkte konnte ich für den test leider keine organisieren.

es wurde die summierung und gleichzeitig auch die EQ-performance auf den jeweiligen engines bemüht.

projekt: ein mix mit 16 stereo-tracks, 44.1 kHz, 24 bit. je ein waves REQ-6 in jeder stereo-spur. einstellungen der EQ's sind in allen daw's identisch. kein volume wurde an den channel-strips verstellt (also alle kanäle auf 0), sondern im EQ. somit herschen für alle engines ein und die selben gegebenheiten.

differenz-test der summierungen mittels phasendrehung zwischen L8 und PT 7.4 LE ergab totale stille bis -144 dB/fs. bei verstärkung des differenzsignals wird das quantisierungsrauschen hörbar. es sitzt wie erwartet bei -144 db. die beiden engines arbeiten somit im gesammten 24 Bit-bereich (144 db) vollkommen identisch.

das selbe ergebniss bei Digital Performer 5.1.

bei Mackie Tracktion 2 blieb ein quantisierungsrauschen bei -132 db/fs. die summierung war 3 db leiser... (?)

bei Soundtrack Pro 2. blieb das quantisierungsrauschen bei -138 db/fs.

bei Live 6.07 blieb ein restsignal im quantisierungsrauschen von -124 db/fs.

bei Reaper 0.72 blieb ein quantisierungsrauschen bei -138 db/fs.

differenz-test der summierung mittels phasendrehung zwischen L8 und PT 6.4.1 TDM ergab ein restsignal bei ca. -60 db/fs. ich weiss nicht ob etwas falsch gelaufen ist bei diesem test (hab ihn 4 mal mit dem gleichen ergebniss wiederholt), aber es sieht so aus das die "alte" ProTools-engine hier in die knie geht. wird das übriggebliebene differenzsignal mit der PT 6.4.1 TDM summierung addiert und das ganze wieder von der L8 summierung subtrahiert entsteht wieder totale stille bis -138 db/fs. bei verstärkung des differenzsignals wird im quantisierungsrauschen das restsignal verzerrt hörbar...

die differenz-tests mit L8 und PT 7.4 LE wurden in einem 2. durchgang mit anderem audio-material und neuen eq-einstellungen als gegencheck wiederholt. das selbe ergebniss wurde erzielt.

fazit: praktisch alle audio engines arbeiten im 24-bit-bereich fast "identisch" und so wie sie sollten. die etwas "ältere" in die jahre gekommene PT 6.4.1 TDM engine kann wohl nicht mehr mithalten. die macht ihren job weniger genau. trotzdem ist es für mich im hörvergleich nicht möglich einen konkreten unterschied zwischen der L8 und der PT TDM engine auszumachen. die kleinen differenzen bei einigen engines können ohne schlechtes gewissen ignoriert werden, da jeder EQ-eingriff im bereich von 0.1 - 0.2 db grösssere (unhörbare) änderungen im klangbild hervorrufen. wenn eine summierung auf 16 bit (96 db) heruntergerechnet wird verliert man sowieso all diese kleinen unebenheiten. zum vergleich sei erwähnt das gutes analoges equipment (auch D/A wandler) einen geräuschspannungsabstand um die 110 - 120 db aufweist und in den meisten fällen gar nicht in der lage ist eine dynamik von 144 db darzustellen. ;)

auf einen test mit grösserer samplingfrequenz wie 88.2 khz oder 96 khz verzichte ich bewusst, da es für mich keinen sinn macht. alle von mir getätigten arbeiten werden maximal als 24 bit - 44,1 khz oder 48 khz abgegeben, dementsprechend müssen mir die leistungen der engines im 24 bit-betrieb mal vorerst so reichen. solange noch keine 32 bit D/A wandler existieren...

soweit das wort zum mythos :hm_big_smile:

grüsse

[metalfish]

hehe cool... die PT TDM Sache wundert mich allerdings. Eventuell vorhandene Phasenverschiebung hast du geprüft? -60dB find ich nämlich recht hoch, auch wenn das PT schon älter ist...

[MarkDVC]

Hallo Filaferro

erstmal - vielen Dank für deine Muhe, und die sehr interessante Ergebnisse. Wenn du möchtest, könnte ich Nuendo 4.1 unter OSX 10.4.11 dafür anbieten - die Frage wäre wie umfangreich die Dateien sind, bzw. wie ich an den 'rankommen könnte, aber damit hätten wir Steinberg's Flaggschiff auch mal unter die Lupe genommen. Waves' Ren EQ habe ich auch :-)

Gruß

Mark

[hugoderwolf]

hehe cool... die PT TDM Sache wundert mich allerdings. Eventuell vorhandene Phasenverschiebung hast du geprüft? -60dB find ich nämlich recht hoch, auch wenn das PT schon älter ist...

Jo, das wäre mal zu checken. Ein echter Unterschied bei -60dB wäre imho hörbar, das muss eigentlich auf Verschiebung zurückzuführen sein.

Aber ansonsten ein sehr interessanter Test der auch endlich mal mit der notwendigen Genauigkeit und Sorgfalt durchgeführt wurde, völlig ohne esoterische Faktoren!

[filaferro]

hehe cool... die PT TDM Sache wundert mich allerdings. Eventuell vorhandene Phasenverschiebung hast du geprüft? -60dB find ich nämlich recht hoch, auch wenn das PT schon älter ist...

jep, hab da hin und her geschoben was das zeugs hält. trotzdem ist es mir nicht gelungen ein besseres ergebniss zu erzielen... mal schauen vielleicht krieg ich da noch was genaueres hin oder entdecke einen flüchtigkeits-fehler meinerseits.

erstmal - vielen Dank für deine Muhe, und die sehr interessante Ergebnisse. Wenn du möchtest, könnte ich Nuendo 4.1 unter OSX 10.4.11 dafür anbieten - die Frage wäre wie umfangreich die Dateien sind, bzw. wie ich an den 'rankommen könnte, aber damit hätten wir Steinberg's Flaggschiff auch mal unter die Lupe genommen. Waves' Ren EQ habe ich auch :-)

das würde die sammlung natürlich komplettieren... ich kann dir gerne die files auf einem server bereitstellen. auch die eq-presets solltest du natürlich dazu haben, sonst funzt der test nicht. kann ich aber heute nicht mehr machen. am einfachsten wäre es wenn du eigene files und eq-einstellungen nehmen würdest, und diese sowohl in logic als auch in nuendo verwurstelst... spielt ja keine rolle was für files und eq-einstellungen verwendet werden.

[MarkDVC]

am einfachsten wäre es wenn du eigene files und eq-einstellungen nehmen würdest, und diese sowohl in logic als auch in nuendo verwurstelst... spielt ja keine rolle was für files und eq-einstellungen verwendet werden.

Stimmt, hast du recht. OK, ich schau mal, kann ich nicht jetzt sofort machen, vielleicht morgen. Ich habe in der Tat einige Mixes die sowohl in Logic als auch Nuendo existieren, damit wäre es ein wenig einfacher. I'll be back ;-)

Gruß

Mark

[filaferro]

Ein echter Unterschied bei -60dB wäre imho hörbar

das ist eben ein trugschluss... solche details in einem 1000 mal leiseren bereich wahrzunehmen ist das ohr nicht im stande wenn drüber ein 1000 mal lauteres signal vor sich hin plärrt. man errinnere: 3 db sind die doppelte lautstärke, 6 db die vierfache, 20 db die zehnfache und wie in unserem fall von -60 db sind das das 1000 fach leisere.

http://www.sengpielaudio.com/dB-Tabelle.htm

im beispiel von der PT TDM engine ist das restsignal sogar ein und das selbe das darunter sitzt... ;)
mal eine ganz einfache rechnung:

100 db + 50 db = 100, 0274... db! (kohärrente pegeladdition)
und unser signal mit möglichen 144 db dynamik addiert mit dem möglichen restsignal von 84 db (144 - 60 db) gibt 144.00868... db!

http://www.sengpielaudio.com/Rechner-kohquellen.htm

das sollte einiges erklären... kann jeder auch ganz einfach mal selbst ausprobieren:
man nehme irgend einen song auf eine spur, packe genau den selben synchron auf die 2. spur und mache den 60 db leiser. na hört jemand einen unterschied? mit meinen trainierten lauschern höre ich das bei normaler mischlautstärke (85 db) nicht. wie auch. das durchschnittliche menschliche ohr ist nicht in der lage eine veränderung von weniger als 0.2 db wahrzunehmen. auch die ganz hörigen nicht :) und 0.00868 db auch mit den frommsten wünschen nicht.

wenn man sich einmal dieser tatsachen bewusst ist, lässt man sich nicht irgendwas in einem mikro-bereich vom plazebo-floh ins ohr flüstern. lieber mal richtig an den knöppen drehn und an den fadern schubsen, damit die sache auch richtig ins schwingen kommt und charakter bekommt. das macht den sound, und nicht irgendwelche sehnlichst herbeigewünschte unterschiede ;)

prost

[blinkmuffel]

Hallo,

erstmal vorab vielen Dank für den aufwändigen Test!

Ich finde das alles auch sehr durchdacht gemacht, möchte aber dennoch ein paar Dinge anmerken:

Fader jenseits der 0dB-Stellung hast Du ja aus guten Gründen ausgeklammert. Dennoch spielt genau das Verhalten von Fadern natürlich eine wichtige Rolle im täglichen Leben, das darf man nicht vergessen.

bei Mackie Tracktion 2 blieb ein quantisierungsrauschen bei -132 db/fs. die summierung war 3 db leiser... (?)

Ich kenne Tracktion nicht, aber möglicherweise arbeitet es mit einer anderen Pan Law-Einstellung. Die Balance-Regler von Logic z.B. reduzieren ein Stereosignal in der Pan Law-Einstellung "-3dB" um, naja, 3dB. Vielleicht ist das in Tracktion immer so, oder so voreingestellt.

Ich hatte ja auch mal was mit Logic 7 getestet, und da hatte sich herausgestellt, dass Logic's Pan Law Einstellungen "0dB" und "-3dB kompensiert" sich bei Stereosignalen in Mittelstellung nicht identisch verhalten, obwohl sie es sollten. Bei "0dB" wird 1:1 durchgereicht, bei "-3dB kompensiert" nicht - vermutlich wird hier die "-3dB" Berechnung benutzt und dann wieder um 3dB angehoben, was Rundungsfehler verursacht. Vielleicht kommen die folgenden Ergebnisse auch wegen solcher Differenzen zustande:

bei Soundtrack Pro 2. blieb das quantisierungsrauschen bei -138 db/fs.

bei Live 6.07 blieb ein restsignal im quantisierungsrauschen von -124 db/fs.

bei Reaper 0.72 blieb ein quantisierungsrauschen bei -138 db/fs.

Vielleicht aber auch, weil die Fader in 0dB-Stellung nicht 1:1 durchreichen, sondern den Pegel berechnen, wodurch Rundungsfehler entstehen.
Ob das relevant ist, wage ich zu bezweifeln, denn wer hat beim Mischen schon seine Fader auf 0dB? Also muss normalerweise sowieso bei jedem Kanal gerechnet und somit auch gerundet werden. Möglich, dass man diese Berechnungen unterschiedlich und somit auch unterschiedlich gut machen kann. Das kann aber so ein Test letztlich nicht aufzeigen.

Bleibt noch TDM:

differenz-test der summierung mittels phasendrehung zwischen L8 und PT 6.4.1 TDM ergab ein restsignal bei ca. -60 db/fs. ich weiss nicht ob etwas falsch gelaufen ist bei diesem test (hab ihn 4 mal mit dem gleichen ergebniss wiederholt), aber es sieht so aus das die "alte" ProTools-engine hier in die knie geht. wird das übriggebliebene differenzsignal mit der PT 6.4.1 TDM summierung addiert und das ganze wieder von der L8 summierung subtrahiert entsteht wieder totale stille bis -138 db/fs. bei verstärkung des differenzsignals wird im quantisierungsrauschen das restsignal verzerrt hörbar...
...
die etwas "ältere" in die jahre gekommene PT 6.4.1 TDM engine kann wohl nicht mehr mithalten. die macht ihren job weniger genau.

Das Ergebnis wirkt auf den ersten Blick erstaunlich.
Ich vermute allerdings, dass es nicht mit dem Alter der Audioengine zu tun hat, sondern mit TDM. TDM rechnet nämlich, anders als die meisten nativen Systeme, nicht mit 32bit float, sondern mit 48bit fixed. Was besser oder schlechter ist, ist umstritten und wahrscheinlich gar nicht allgemeingültig zu beantworten. Logisch erscheint mir aber, dass unterschiedliche Berechnungsarten zu unterschiedlichen Ergebnissen führen.

Verwundert bin ich allerdings, dass Du folgenden Schluss ziehst:

die etwas "ältere" in die jahre gekommene PT 6.4.1 TDM engine kann wohl nicht mehr mithalten. die macht ihren job weniger genau.

Denn Dein Ergebnis ist eigentlich nur, dass die TDM-Engine ihren Job anders macht.
Dass es schlechter oder weniger genau ist, sagt Dir Dein Test nicht.

Ein Beispiel aus Pro Tools 5, also noch älter: Ich kann mit einem TDM-Plugin (CompressorBank CB4) den Pegel herrlich gegen die 0dB-Grenze fahren, ohne dass es (technisch) clippt.
Kopiere ich die Einstellungen des Plugins in die AudioSuite-Version desselben Plugins und führe damit die Berechnung offline durch, zeigt mir Pro Tools aber ein Clipping an.
Es rechnet also offensichtlich anders.
Der Unterschied im Hintergrund: Die TDM-Version nutzt die 48bit fixed TDM-Engine, die AudioSuite-Version nutzt die CPU und rechnet mit 32bit float.
Also scheint dieses Plugin auf TDM / 48bit fixed optimiert zu sein, oder anders ausgedrückt: Es arbeitet besser mit TDM.

Grüße!

[unclebenz]

Hat Ableton Live 7 nicht eine höhere interne Auflösung als andere derzeitige DAWs? Das wäre doch noch interessant. Kann die Demoversion nicht für den Test verwendet werden?

Vielen Dank für den Test :)

[filaferro]

hi blinkmufel

Fader jenseits der 0dB-Stellung hast Du ja aus guten Gründen ausgeklammert. Dennoch spielt genau das Verhalten von Fadern natürlich eine wichtige Rolle im täglichen Leben, das darf man nicht vergessen.

das stimt. die guten gründe die fader auf null-stellung zu lassen sind folgende:
zum ersten kann nicht mit jeder daw wegen unterschiedlichen faderauflösungen die exakt gleichen faderstellungen eingestellt werden. zum zweiten war es für mich einfacher pro kanal ein preset aufzurufen. so musste ich nicht den pegel und die EQ-einstellung jedes mal einstellen...

bei Mackie Tracktion 2 blieb ein quantisierungsrauschen bei -132 db/fs. die summierung war 3 db leiser... (?)

Ich kenne Tracktion nicht, aber möglicherweise arbeitet es mit einer anderen Pan Law-Einstellung. Die Balance-Regler von Logic z.B. reduzieren ein Stereosignal in der Pan Law-Einstellung "-3dB" um, naja, 3dB. Vielleicht ist das in Tracktion immer so, oder so voreingestellt.

auch das kann sein, hab da nicht weiter nachgeforscht.

Bleibt noch TDM:

differenz-test der summierung mittels phasendrehung zwischen L8 und PT 6.4.1 TDM ergab ein restsignal bei ca. -60 db/fs. ich weiss nicht ob etwas falsch gelaufen ist bei diesem test (hab ihn 4 mal mit dem gleichen ergebniss wiederholt), aber es sieht so aus das die "alte" ProTools-engine hier in die knie geht. wird das übriggebliebene differenzsignal mit der PT 6.4.1 TDM summierung addiert und das ganze wieder von der L8 summierung subtrahiert entsteht wieder totale stille bis -138 db/fs. bei verstärkung des differenzsignals wird im quantisierungsrauschen das restsignal verzerrt hörbar...
...
die etwas "ältere" in die jahre gekommene PT 6.4.1 TDM engine kann wohl nicht mehr mithalten. die macht ihren job weniger genau.

Das Ergebnis wirkt auf den ersten Blick erstaunlich.
Ich vermute allerdings, dass es nicht mit dem Alter der Audioengine zu tun hat, sondern mit TDM. TDM rechnet nämlich, anders als die meisten nativen Systeme, nicht mit 32bit float, sondern mit 48bit fixed. Was besser oder schlechter ist, ist umstritten und wahrscheinlich gar nicht allgemeingültig zu beantworten. Logisch erscheint mir aber, dass unterschiedliche Berechnungsarten zu unterschiedlichen Ergebnissen führen.

Verwundert bin ich allerdings, dass Du folgenden Schluss ziehst:

die etwas "ältere" in die jahre gekommene PT 6.4.1 TDM engine kann wohl nicht mehr mithalten. die macht ihren job weniger genau.

Denn Dein Ergebnis ist eigentlich nur, dass die TDM-Engine ihren Job anders macht.
Dass es schlechter oder weniger genau ist, sagt Dir Dein Test nicht.

das hab ich mir gedacht das diese bemerkung kommt. aber auch das kann erklärt werden:
wenn ich das restsignal mit der Logic summierung wieder addiere und die summe wieder von der PT summierung subtrahiere wird das restsignal doppelt so gross... das weist darauf hin bei welcher summierung das restsignal fehlt...

A = Logic summierung
B = PT TDM summierung
C = differenzsignal

A - B = C

C + B = A

C + A = B + (2 x C) oder

A - C = B oder

B - C = A - (2 x C)



wie schon gesagt, ich bin mir aber trotzdem nicht 100% sicher das das ergebniss der TDM summierung so stimmt... werde das noch verfolgen. wenn kein fehler meinerseits vorliegt muss aber wohl damit gerechnet werden das es so ist...

nochmal ein fazit. egal welche daw nun wieviel "daneben" ist und rundungsfehler fabriziert, alles ist in einem so kleinen bereich, das die unterschiede:

a) nicht mit blosem ohr hörbar sind da sie in einem bereich von tausendstel db passieren und
b) von keinem wandler oder sonstigem analogen equipment dargestellt werden können da die unterschiede unter dem geräuschspannungsabstand (110 - 120 db) liegen...

grüsse

[filaferro]

Hat Ableton Live 7 nicht eine höhere interne Auflösung als andere derzeitige DAWs?

ne, die arbeitet wie Logic mit 32 bit intern,
Protools 7.4 arbeitet mit 48 bit,
Traktion 3 sogar mit 64 bit...

24 bit entsprechen einem dynamikumfang von 144 db
32 bit entsprechen einem dynamikumfang von 192 db
48 bit entsprechen einem dynamikumfang von 288 db
64 bit entsprechen einem dynamikumfang von 384 db

nochmals: kein analoges wiedergabesystem ist in der lage dynamikumfänge grösser als ca. 120 db darzustellen, und es gibt keine D/A wandler die mehr als 24 bit übertragen...

---

[metalfish]

.. Da es aber bei der internen Auflösung mehr um Vermeidung von Rundungsfehlern geht als der Ausgangsdynamik, und das vor allem bei starken Pegelanhebungen/Änderungen interessant wird, sollte man die interne Bitauflösung und die Auflösung der In/Outs nicht gleichsetzen oder vergleichen.

[SFriedrich]

Hat Ableton Live 7 nicht eine höhere interne Auflösung als andere derzeitige DAWs?

ne, die arbeitet wie Logic mit 32 bit intern,
Protools 7.4 arbeitet mit 48 bit,
Traktion 3 sogar mit 64 bit...

Währenddem 32bit allerdings 32bit Floating sind, benutzt ProTools 48bit fixed.
Das kann man dann nicht so gegenrechnen.

[blinkmuffel]

die guten gründe die fader auf null-stellung zu lassen sind folgende:

Die Gründe dafür sind mir klar, und ich finde es auch sehr durchdacht, dass Du es so gemacht hast, damit man überhaupt etwas vergleichen kann.
Nichtsdestotrotz spielen ja die Faderstellungen im täglichen Leben eine Rolle, aber sie machen eben aus den von Dir genannten Gründen einen Vergleich unmöglich. Dafür kannst Du nichts, ich wollte es nur nicht unerwähnt lassen.

das hab ich mir gedacht das diese bemerkung kommt. aber auch das kann erklärt werden:
wenn ich das restsignal mit der Logic summierung wieder addiere und die summe wieder von der PT summierung subtrahiere wird das restsignal doppelt so gross... das weist darauf hin bei welcher summierung das restsignal fehlt...

Nein, daraus kannst Du keine Schlüsse ziehen, welches von beiden besser oder schlechter arbeitet.
Im Ergebnis hast Du nur: Es ist unterschiedlich.
Das ist aber ja auch ein interessantes Ergebnis.

[Peter Ostry]

32 Bit floating entsprechen etwa 1.500 dB
(Falls das etwas zur mir längst entglittenen Diskussion beiträgt.)