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[音频] 24bit 192khz 无损音乐

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发表于 2008-1-10 | |阅读模式
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24bit 192khz 无损音乐
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3 Z& P6 `8 I* X% s5 F# L2 E" _* b简单来讲,采样率和比特率就像是坐标轴上的横纵坐标。 横坐标的采样率表示了每秒钟的采样次数。而声音的位数就表示每个取样的数据量,数据量越大,回放的声音越准确。
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采样率8 D3 J# G' H; C
6 N  f  `. v' b2 C
采样率实际上是指当将声音储存至计算机中,必须经过一个录音转换的过程,转换些什么呢?就是把声音这种模拟信号转成计算机可以辨识的数字信号,在转换过程中将声波的波形以微分方式切开成许多单位,再把每个切开的声波以一个数值来代表该单位的一个量,以此方式完成采样的工作,而在单位时间内切开的数量便是所谓的采样频率,说明白些,就是模拟转数字时每秒对声波采样的数量,像是CD音乐的标准采样频率为44.1KHz,这也是目前声卡与计算机作业间最常用的采样频率。
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% K- d, Q0 n4 j4 f另外,在单位时间内采样的数量越多就会越接近原始的模拟信号,在将数字信号还原成模拟信号时也就越能接近真实的原始声音;相对的越高的采样率,资料的大小就越大,反之则越小,当然也就越不真实了。数字数据量的大小与声道数、采样率、音质分辨率有着密不可分的关系。
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前面提到CD音乐的采样率为44.1KHz,而在计算机上的DVD音效则为48KHz (经声卡转换) ,一般的电台FM广播为32KHz,其它的音效则因不同的应用有不同的采样率,像是以网络会议之类的应用就 不要使用高的采样率,否则在传递这些声音数据时会是一件十分痛苦的事。
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当然,目前比较盛行的高清碟的采样率就相当的高,达到了192kHz。而目前的声卡,绝大多数都可以支持44.1kHz、48kHz、96kHz,高端产品可支持192kHz甚至更高。
8 v. ~2 i5 s0 D8 c& L比特率+ m0 x& Q0 ^+ \& B# b7 g% y
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声波在转为数字的过程中不是只有采样率会影响原始声音的完整性,另一个亦具有举足轻重的参数——量化精度(比特率),也是相当的重要。一般来说,音质分辨率就是大家常说的bit数。目前,绝大多数的声卡都已经可以支持24bit的量化精度。
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那么,什么是量化精度呢?前面曾说明采样频率,它是针对每秒钟所采样的数量,而量化精度则是对于声波的“振幅”进行切割,形成类似阶梯的度量单位。所以,如果说采样频率是对声波水平进行的X轴切割,那么量化精度则是对Y轴的切割,切割的数量是以最大振幅切成2的n次方计算,n就是bit数。
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举个例子,如果是8bit,那么在振幅方面的采样就有256阶,若是16bit,则振幅的计量单位便会成为65536阶,越多的阶数就越能精确描述每个采样的振幅高度。如此,也就越接近原始声波的“能量”,在还原的过程序也就越接近原始的声音了。
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. A- V" p0 f; ]" D另外,bit的数目还决定了声波振幅的范围(即动态范围,最大音量与最小音量的差距)。如果这个位数越大,则能够表示的数值越大,描述波形更精确。每一个Bit的数据可以记录约等于6dB动态的信号。一般来说,16Bit可以提供最大96dB的动态范围(加高频颤动后只有92dB)。每增加一个Bit的量化精度,这个值就增加6dB。因此,我们可以推断出20Bit可以达到120dB的动态范围,而24Bit则可以提供高达144dB的动态范围。
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那么,动态范围大了,会有什么好处呢?动态范围是指系统的输出噪音功率和最大不失真音量功率的比值,这个值越大,则系统可以承受很高的动态。比如1812序曲中的炮声,如果系统动态过小,高于动态范围的信号将被削波(Clipping, 高于0dB的溢出信号将被砍掉,会导致噼里啪啦的声音)。% [/ c% }$ S: ]. g6 A* f
现在的音乐,CD,是16bit的。声音信息是以16bit形式记录在唱片上的。播放音乐CD,也就是16bit声音信息的重放。
/ g" i& ~& ?0 R1bit 也称为1位,或1位元;16bit 就是16位元。bit,是信息的单位,中文叫“比特”,比特,是二进制单位,1位(1bit),一个单元,可存储一个“0”或一个“1”;1bit相当于1个小房间,16bit,相当于16个小的房间,每个可存储一个0或1。以16bit为一个整体,记录声音的大小。以最小数1与最大的数---16个1(二进制)来比较,最大的声音与最小的声音的倍数是96db(db是分贝,声响的单位)。
0 Z7 j6 R* @3 g; ~3 Y5 s夜深人静,我们的房间里声音的响度大约是20db,交通繁忙时市中心的街口,是100db,喷气式飞机飞天时,声响可达140db。正常说话的声音响度约是50db,大声说话,声音响度会有60-70db,军事教官操练士兵时发的口号声可达90-100db.) n0 i: f  C4 s& L) V0 M
CD唱片的信息,是16比特的,线性记录着声音的大小。不能完全记录实际世界的声音变化---16bit,最多可记录96db的声音差别。并且由于数字化,声音的变化最小是1bit,难以细分声音的微小差别:以最大的声音16个1来比较,最小的声音变化1bit,是2的16次方分之一;以平均声响(10bit)来比较,则只有2的10次方分之一了,2的10次方约1000,也就是只有千分之一的分辨度,呵呵。) c6 ^4 U0 l  r$ T
所以听CD唱片,有时候感觉甚至不如听卡式磁带“好听”,呵呵。卡式磁带录音机,是前CD时代的音乐载体。磁带,由于磁粉的非均匀度等原因,噪声很大,整体上说,信号与噪声之比最多能达到60db,做了非线性处理以后,信噪比能达到70db。单从信噪比上,磁带是不能与CD唱片相比(CD唱片的信噪比,轻松达到90db),但是,从声音的变化分辩度上,磁带记录的是模拟信号,不是象CD的数字信号,人能够听到的声音变化,我感觉有时候比CD要细一些。这个问题,一般称为“数码声”,就是CD的声音是“数码声”,不细,有些“空”。; z4 N/ ?- M) h# V
注:信噪比(Signal/Noise),通常以S/N表示,单位为分贝(dB)。
% S% I  G3 q/ T  u+ K+ @4 L模拟的时代,还有一种记录介质叫---LP,信噪比约80db。LP,黑胶唱片,Long Playing 唱片。虽然信噪比不如CD,但声音的分辨度远高于现行CD,即一些细小的声音变化能在LP上听出,而在CD上无法听出来。+ f& J; ~: q7 I/ _8 {+ ~' v1 b% ?4 S
所以16bit的CD音乐,效果在很多方面不如之前的LP,科技 的进步没有提升音乐欣赏的效果啊!呵呵。) S, d4 h- d/ G! V
前面分析过,现行CD唱片的声音分辨度约千分之一,一般经过训练的人能分辨声音的变化达万分之一,乐队的指挥可感觉百万分之一的声音变化。发烧友---整天听音乐的,基本上能感觉到几万分之一的声音变化。
$ U# h) y3 w: Y& Z3 E1 c$ `所以现在新的音乐形式,在电脑上,采用24bit的形式,以24bit作为一个整体,信噪比就不说了,可达140db!微小细小的声音差别在24bit下,也能得到大的提升,24bit比16bit增加了8个bit,以比平均声响增加5bit来算,可达6万分之一!除了高水平的指挥,其他人很难区分现场Live与重放!
; K8 v5 e7 A5 Q1 e1 t! e- u/ J24bit音乐是一种“体验”,呵呵。相比于24bit音乐,现在的16bit音乐都是“有损”的,就象MP3一样。MP3是“有损”的音乐形式,对比Mp3与CD音乐,能够听出差别来吗?呵呵。
2 L! ^* x- R: T9 N5 u一般大众,对于声音的分辨,按照我在上面的分析,多数可能不到千分之一,即:能分辨的声音差别不到千分之一,有些人可能只能达到百分之一。对于这些人(声音分辨只能达到百分之一的),听Mp3与听CD,没什么差别。
$ m6 U8 K1 h9 Q; K! G8 e7 K* t! z1 emp3是采用压缩算法把16bit音乐的声音信息进行处理,省略了很多小的“细节”,一般不为人所察觉的“细节”,所以是“有损”的音乐。以信息量来说,16bitCD音乐,一般是1441K bit 每秒,mp3 音乐的信息量,最大的是 320K b/s,甚至有64K、128K的MP3音乐,就是经过大幅压缩信息量的音乐。" O" {8 W- y5 w; K
AAC 也是一种压缩音乐形式,据说256K的AAC 效果 比320K的MP3 还要好一些。我感觉256K的AAC 效果 与320K的MP3 差不了多少。: p# H( {8 J0 f0 z% I9 O3 M
16bit CD音乐,虽然是1441Kb/s信息量,但实际由于信息的冗余、静音等原因,实际信息量约在600K--900K(b/s)。6 J& A# e! n! _
比较一下,我们可以得知,苹果贩卖的 256K AAC br>音乐,信息量 大约是16比特CD音乐的1/4。在电脑上,在Ipod、Iphone和MP3播放器上存放占空间小,压缩的音乐比原版的CD音乐要少,与1441K的CD音乐相比只占1/5到1/10的地方,这是压缩音乐流行的根源。1 O1 L- F! e4 O
随着存储空间的越来越大,有些人对音乐的追求,可以得到满足,60分钟24bit音乐约占空间为1G!
5 d: u" ~- `) e2 x3 @! b/ T" @60分钟的MP3音乐 大约 只占空间 60-70M。
2 y- ^: o3 t$ G" O* Q0 E$ s需要不需要提升音乐欣赏到24bit? 就要看现在我们能分辨多少声音差别。
1 F4 G& X. L2 ~3 |首先听一下,能区分320K的MP3 与1441K的CD音乐吗?如果不能,那你就不要提升了,呵呵。+ {/ h0 v' r( l  N
能不能区分,一个是人的大脑(听觉)的能力,另外,播放音乐的设备也是我们能不能区分的一个重要环节。
) `( k+ R1 R! ]; F播放音乐的设备:音箱、耳机,功放,声卡。。。7 i9 M' I( y3 X# ~! {( e
我可以区分320K的MP3与1441K的CD音乐,要做对比才会更明确,呵呵。在对比下,甚至500K的AAC与原版的CD音乐,都可以听出差别来。由于原版的CD音乐,有冗余信息,所以实际信息量约在600K--900K,与500K的AAC应该说非常接近,不过我听了,感觉差别是很大的。一个是我脑子好,我所使用的设备也是很好的,呵呵。
+ a$ G) C8 [8 S# E我的设备可以播放24bit音乐,对比24bit与16bit,感觉差别也是较大的,主要是现场感、圆润度有提高,“数码声”减少了很多,或者说,基本上没有“数码声”了。
) `2 h7 Z$ F$ H3 T现在网上有一些可下载的24bit音乐,主要是试音性质的。市场上24bit音乐有这样两种:1、DVD-audio 2、SACD
. g! J% J- n. E9 y& |5 EDVD-audio 与 SACD 碟片 都需要专门的机器来播放。- o# D! B: P9 p7 c# A
网上还有很多把过去的LP转成的24bit音乐,是过去的艺术家在过去发行的LP唱片,有人用现在的技术把其中的声音信号转换成数字信号24bit。
! a5 n  H  S2 K4 E1 o3 O另外,HD-CD唱片,是与CD标准唱片兼容的,现在也很多。HDCD的信息,据说是可以达到20bit,因此HDCD比普通CD效果要好。HDCD碟片在普通CD机上可以放,但效果与普通CD一样,甚至比普通CD效果要差一些,用有HDCD解码的播放器播放,效果则比普通CD好。
* \: z6 g  i$ O0 ~& z; t微软的Windows Media Player即可以完美播放HDCD。0 e4 M" J0 ~: _# w* [8 T* h, u
在超越16bit的CD的路上,微软投入了,微软购买了HDCD的知识产权,凡是要制作、生产HDCD唱片,以及生产HDCD播放机的,都必须要交钱给微软!
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