Hi-res音频:走近数字背后


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一切都应该如此简单。“数字越高,声音就越好”是一个容易传达的信息。所以,24位/192kHz的录音听起来肯定比16位/44.1 kHz的CD 好,对吧?不幸的是,事情并没有那么简单。


甚至在你开始倾听之前,有很多因素需要考虑:

1)这段录音的来源是什么?我们曾遇到过所谓的“hi-res”唱片,它们被吹捧为24位/96kHz,甚至24位/192kHz,但与高价出售的上采样CD大碟相差无几。这是一个简单的骗局。

2)一个高质量的原始录音是必须的。如果在设计上做得不好,那么无论录音的分辨率有多高,它听起来都不太好。

3)这在很大程度上取决于所用的回放设备。如果回放设备还不够好,不足以揭示这些差异,你就没有机会听到它们。


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标准分辨率文件固定在16位/44.1kHz。这是CD的水平,任何比这更高的比特或采样率都被认为是hi-res。


在hi-res、录音棚文件和CD质量的替代品之间进行公平的比较并不像你想象的那么容易。我和唱片业的一些人谈过,看起来这两种类型的文件不一定是一样的。


录音棚很可能会更加关注高分辨率的文件,因为这些文件往往会被更有鉴赏力的用户听到和购买。CD通常是该文件的低采样版本。这样可能会降低音频文件的分辨率,也会使其在不那么有鉴赏力的人群中传播,如汽车音响或广播电台,听起来会有所不同。如果所有难点都克服,那么hi-res音频就会更好吗?答案也不像我们想的那么明显。


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我们把位深和采样率分开讨论


你拥有的比特越多,原始波形的测量就越精确,所以24比特看起来比16比特要好。考虑一下,16位的波形测量步骤超过65,500步,而24位的波形测量步骤则超过1,600万步。让人印象深刻。


比特能带来的是动态范围——记录中最安静和最大声的声音之间的区别:24比特的范围是144dB, 16比特的范围是96dB。


应该指出的是,这些都是理论上的数字,在一定程度上取决于所使用的硬件内部产生的噪音以及文件处理的其他信号。由于这些原因,可能会损失10-20dB的动态范围。


最优秀的古典唱片的动态范围在60dB左右,而流行音乐唱片在15dB左右徘徊并不罕见。这意味着,对于回放来说,老式的16位有足够的容量来处理我们可能播放的任何录音。


在数字处理过程中,使用抖动(有意添加随机噪声)可以减少16位/ 24位以上测量误差(技术上称为量化)带来的任何问题。是的,添加合适的噪音是一件好事。


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Hi-res是如何做到与众不同的


使用24位的理由在于录音过程中更有意义,因为有很多“有损”的过程。虽然24位记录的单条音轨有很大的动态范围,但当使用多条音轨时,动态范围明显减小。一段48声道的录音可能会损失多达36dB的动态范围——这大约是5-6位的信息,甚至在涉及到其他信号处理的损失发挥作用之前。


系统噪音和其他因素,如需要防止过载,侵蚀动态范围的录音显着。使用24位提供了额外的容量,以允许这同时保持良好的声音。


提高采样率的理由更加充分。44.1kHz被选为CD是因为它允许超过20kHz的频率上限,这是人类所能听到的最高频率。但你必须要很年轻,耳朵要干净。


数字工作的方式意味着在这个频率上限之上会产生大量无用的信号。这些必须被主动过滤;否则,它们会在可听范围内造成更多的失真。


这种滤波引入了它自己的失真,缩小了可听到的频宽。更高的频率上限也意味着乐器的上谐波可以更好地表现出来,即使科学强烈建议我们实际上听不到它们。


我注意到有很多奇怪的网络文章,暗示hi-res只不过是一个骗局,但是,听了很多例子,我不能同意。我听过的许多高分辨率的文件听起来都很华丽,相比之下,传统的CD版本同样的音乐听起来很粗糙。这是由于位深的增加,采样率的提高,还是由于一些外部因素,比如在母版中所做的护理,我不确定。不过我想研究起来会很有趣。


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