雪帝數(shù)字音頻?2020-05-21 14:08:06

抖抖更健康——跟 Waves 了解音頻抖動(dòng)（Dither）
在混音和母帶處理方面，抖動(dòng)（Dither）這個(gè)話題較少被深入探討，但它實(shí)際又很有用處。Waves下面這篇文章就幫助各位來了解一下抖動(dòng)。

抖動(dòng)是音樂制作詞典中最不被理解的詞匯之一，但它又是數(shù)字音頻處理中一個(gè)必不可少的因素。如果你從事混音或母帶制作，就真的應(yīng)該好好研究它一番。

那么，什么是抖動(dòng)呢？它其實(shí)是一種低電平形式的噪音，在渲染向更低的位深時(shí)，被刻意添加到數(shù)字音頻文件中。抖動(dòng)的概念可能聽似“反直覺”，但卻是一個(gè)很有效的處理方式。抖動(dòng)噪音實(shí)際上掩蓋了所謂的“量化失真”，后者會(huì)導(dǎo)致數(shù)字音頻出現(xiàn)噪聲和不自然感。在進(jìn)入到具體細(xì)節(jié)之前，我們先快速回顧一些有關(guān)數(shù)字音頻的基本概念，會(huì)有助于理解這次的話題。

采樣率和位深度

當(dāng)音頻通過數(shù)模轉(zhuǎn)換器（ADC）被數(shù)字化處理時(shí)——也就是當(dāng)錄音通過音頻接口發(fā)送給DAW時(shí)，來自話筒或DI盒的模擬音頻信號(hào)將被轉(zhuǎn)換為一系列的1和0，音頻被表現(xiàn)為數(shù)字形式。為此，ADC設(shè)備獲取音頻快照（也稱為“樣本”）時(shí)要通過特定的速率和大小——也就是采樣率（Sample Rate）和位深度（Bit Depth，或稱比特深度）。

采樣率控制著轉(zhuǎn)換器在一秒鐘內(nèi)捕捉到并進(jìn)行數(shù)字化處理的音頻采樣數(shù)量，它在頻率響應(yīng)方面至關(guān)重要?；谀慰固囟ɡ恚∟yquist Theorem）的一般規(guī)則，你的采樣率必須大于或等于音頻最高頻率的兩倍。否則，被稱為“混疊”（Aliasing）的失真就會(huì)損壞聲音。

為了獲得到高至20kHz的頻率——人類聽覺的頻率上限，通常使用的最低采樣率是44.1kHz（CD介質(zhì)的速率）。但是現(xiàn)在，48kHz或更高的頻率也很常用。采樣率越高，重現(xiàn)頻率范圍的精度就越高。

位深度（也稱可之為“字長(zhǎng)”）是指每個(gè)樣本的大小，即它所包含的0和1的數(shù)量。它量化了振幅的精確程度，因此動(dòng)態(tài)范圍（可捕獲到的最大響度和底噪之間的差距）得以在數(shù)字化時(shí)得到體現(xiàn)。

位深越高，對(duì)振幅的描述就越精確。比較16位（Bit，比特）和24位音頻時(shí)，分辨率的差異非常驚人。16位音頻可以讓振幅表現(xiàn)高至65536個(gè)等級(jí)，而24位則能達(dá)到16777216個(gè)等級(jí)。在動(dòng)態(tài)范圍方面，一個(gè)比特相當(dāng)于6dB。16位時(shí)，你就有96dB（16x6），24位時(shí)則有144dB（24x6）。

量化失真

當(dāng)你將文件從24位轉(zhuǎn)換為16位時(shí)，數(shù)字音頻軟件將會(huì)刪除（“截?cái)唷保┳詈?位，并且必須將數(shù)據(jù)四舍五入以適合至可用的較小位數(shù)。這個(gè)過程被稱為“量化”（Quantization）。它與你在MIDI中量化音符的過程不同，但概念類似。在MIDI序列中，如果將十六分音符樂句量化為八分音符，你的DAW必須將未落在八分音符上的任何十六分音符都重新指定到最接近的音符上。這樣就降低了音樂的精度。

將24位音頻轉(zhuǎn)換為16位（或從32位固點(diǎn)轉(zhuǎn)換為24位等等）時(shí)，DAW或音頻編輯器會(huì)進(jìn)行比特量化，反映到振幅上，層級(jí)就明顯更少了。結(jié)果就是，整數(shù)化可能會(huì)導(dǎo)致所謂的量化錯(cuò)誤（也稱為“量化失真”或“截?cái)嗍д妗保?，具體表現(xiàn)為低電平噪音或著失真。

你的音樂通常會(huì)掩蓋掉這種錯(cuò)誤，但是對(duì)于16位音頻，這種量化錯(cuò)誤有時(shí)還是可以在安靜段落上或者音樂淡入或淡出時(shí)被聽到。最重要的，它畢竟是一種失真形式，你不會(huì)希望它出現(xiàn)在自己的音樂作品中。一些工程師表示，即使實(shí)際上聽不出量化失真，它也會(huì)讓音樂整體聽起來更加尖糙。

抖動(dòng)救援方案

將文件保存到較低采樣率時(shí)，添加抖動(dòng)是一個(gè)解決方案。當(dāng)抖動(dòng)被添加到有量化失真的音頻時(shí)，它會(huì)掩蓋量化失真，使其出現(xiàn)得更加隨機(jī)，讓耳朵難以辨別。與粗糙刺耳的結(jié)果相反，抖動(dòng)處理將量化失真轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的低水平的模擬感嘶聲。

另一個(gè)在有抖動(dòng)功能的軟件和插件中常見的術(shù)語是“噪音塑形”（Noise-shaping）。這基本上是指抖動(dòng)均衡處理，旨在改變抖動(dòng)噪音的頻率特性，使其處于人耳最難聽辨的范圍。

Waves的L系列限制器，例如L3 Multimaximizer，都配備了IDR技術(shù)，用于添加抖動(dòng)。

限制器通常位于母帶效果鏈中的抖動(dòng)效果之前，處于倒數(shù)第二個(gè)，因此大多數(shù)母帶級(jí)限制器都內(nèi)置有抖動(dòng)功能。所有具備IDR技術(shù)的Waves限制器，允許針對(duì)各種位深目標(biāo)添加抖動(dòng)。你可以在兩種不同的抖動(dòng)類型中選擇其一。

Type 1，旨在消除音頻中的任何量化失真。它由經(jīng)過噪音塑形修飾的抖動(dòng)噪聲組成。Waves推薦將之用于16位和20位處理。通過添加第一種抖動(dòng)，你導(dǎo)出的16位母帶音頻，聽起來實(shí)際上像是19位的。換言之，得益于IDR抖動(dòng)，你多得了三個(gè)比特的可感音頻精度。

Type 2，會(huì)給信號(hào)增加少量噪音，但并未像第一種那樣完全消除量化失真。因此，Type 1和Type 2之間的選擇，取決于你是想要完全消除失真，還是想在減少噪聲的同時(shí)只是去除大部分失真。

噪音的形狀

Waves的IDR技術(shù)允許你在三種不同的噪音塑形選項(xiàng)中進(jìn)行選擇，以用于抖動(dòng)處理：中度（Moderate），正常（Normal）和超常（Ultra）。對(duì)于大多數(shù)情況，Waves建議使用Normal項(xiàng)；而僅對(duì)于母帶處理的最后階段，Wave才建議選擇Ultra項(xiàng)。你可以通過在文件的安靜段落——例如只有混響尾音延音，音樂淡出或停頓時(shí)，聆聽并試驗(yàn)不同類型的抖動(dòng)和噪音塑形。

在Waves L3-LL Multimaximizer中，你可以看到各種IDR噪音塑形選項(xiàng)。

如果不方便或者沒時(shí)間試聽不同的選項(xiàng)，Waves提供給你以下快速建議：
抖動(dòng)選擇Type 1，噪音塑形選擇Normal，用于CD母帶制作。
抖動(dòng)選擇Type 2，噪音塑形選擇Ultra，給16位或更高位文件添加最少量的噪音。

Type 2還支持“自動(dòng)黑化”處理，不會(huì)將抖動(dòng)添加到音頻的任何靜音部分。如果你的音頻確實(shí)包含這樣的段落，請(qǐng)選擇Type 2。而要獲得最大精度，請(qǐng)選擇Type 1配Ultra。

抖，還是不抖？

何時(shí)添加抖動(dòng)，是一個(gè)讓人困惑甚至極具爭(zhēng)議的話題?？创淖詈?jiǎn)單方式是，在位深下降時(shí)，始終應(yīng)該進(jìn)行抖動(dòng)。所以，如果從24位變?yōu)?6位，應(yīng)該抖動(dòng)；如果從32位固點(diǎn)（非浮點(diǎn)）變?yōu)?4位或16位，也應(yīng)該抖動(dòng)。

但是，如果你將混音并軌到MP3或AAC等數(shù)據(jù)壓縮編譯碼文件上，抖動(dòng)則不是必要之舉。這類格式都會(huì)將修飾感加入到信號(hào)中，抖動(dòng)是無法彌補(bǔ)的。

在給如MP3和AAC這些有損編解碼器編碼時(shí)，你能做的最好的努力是使用最高的比特率，同時(shí)確保文件大小可以達(dá)到流媒體平臺(tái)的限制要求。不要將比特率與位深混淆。比特率測(cè)量的是信號(hào)流的傳輸速度，最常見的是以kbps（千比特/秒）或mbps（兆比特/秒）表示。比特率越高，質(zhì)量越好，文件也就越大。

抖動(dòng)實(shí)操終極提示

希望Waves這篇文章能幫助你撥開一點(diǎn)迷霧。如果它仍然有點(diǎn)令你望而卻步，下面這些簡(jiǎn)單指導(dǎo)，可以提示你何時(shí)如何使用抖動(dòng)：

• 只在將音頻降到較低位深時(shí)才用抖動(dòng)。

• 在轉(zhuǎn)換為MP3或AAC之前不用抖動(dòng)。

• 如果要從24位或32位混音創(chuàng)建CD所需的16位文件，請(qǐng)始終選擇抖動(dòng)。

• 從32位浮點(diǎn)到24位（因?yàn)?2位浮點(diǎn)沒有更高位深）時(shí)，不需要抖動(dòng)；但是從32位固點(diǎn)降到任何較低位深時(shí)，都要抖動(dòng)。

• 如果你正在為母帶制作工程師準(zhǔn)備24位或32位數(shù)據(jù)，請(qǐng)不要抖動(dòng)，留給母帶工程師進(jìn)行專業(yè)處理。

• 確保抖動(dòng)是處理鏈的最后一步。在DAW或音頻編輯器中，切勿在抖動(dòng)后面再插入其他效果處理器。

• 盡量避免二次抖動(dòng)，因?yàn)槎秳?dòng)效果會(huì)為音頻添加更多噪音。也就是說，如果你在工程項(xiàng)目中要兩次下降位深（除非你從32位固定點(diǎn)開始，否則不太可能），則應(yīng)該在每次轉(zhuǎn)換過程中抖動(dòng)。

• 如果你對(duì)各種抖動(dòng)選項(xiàng)感到困惑，請(qǐng)使用抖動(dòng)軟件提供的默認(rèn)參數(shù)。如果你足夠有信心，請(qǐng)選擇不同的抖動(dòng)和噪音塑形選項(xiàng)進(jìn)行比較，以決定哪種抖動(dòng)選項(xiàng)最適合某支特定歌曲。

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