音樂文件的采樣率和采樣位深是不是越高越好?
我們經(jīng)常遇到hifi人在扯這個(gè)事情,其實(shí)這玩意一點(diǎn)也不hifi。
??? 首先要簡(jiǎn)單了解一下什么是采樣率和采樣位深:采樣率是指系統(tǒng)對(duì)一段聲音的采樣頻率有多少,可以簡(jiǎn)單理解成一個(gè)文件里能播放多高頻率的聲音;采樣位深則是指這些聲音的失真程度有多大(即信噪比),可以理解成一個(gè)聲音從最小聲到最大聲有多少密度的格子,這些格子反復(fù)讀取時(shí)就會(huì)產(chǎn)生馬賽克一樣的失真噪聲。格子越密,采樣位深越大,噪聲頻率越高、噪聲音量越小。采樣率和采樣位深從某種程度上代表著所謂的“音質(zhì)”,在錄音和放音時(shí)我們都要注意匹配相應(yīng)的格式,達(dá)到最佳的錄放效果。
??? 了解完聲音錄放的格式后,我們還需要了解的是這些規(guī)格越高,轉(zhuǎn)碼占用的帶寬資源越大,也就是說(shuō)音樂文件的碼率越高、占用空間越多。但是,不同文件的編解碼方式不一樣,在某些格式下,可以做到比常規(guī)格式碼率低、音質(zhì)高。所以光靠碼率是不能完全確定一個(gè)文件里裝的聲音質(zhì)量有多好,應(yīng)該用示波器、頻譜儀去分析里面實(shí)際裝載的內(nèi)容。
??? 在繼續(xù)講解音質(zhì)前,我們先了解一下人耳的生理知識(shí):我們?nèi)硕ǔV荒苈牭?0~20千赫茲的聲音,并且能長(zhǎng)時(shí)安全聆聽的最大音量為70~80分貝(85分貝的每日攝入量為8小時(shí))。這么一個(gè)生理特性,對(duì)應(yīng)著音頻文件格式開發(fā)的實(shí)際目標(biāo):文件至少能播放到20千赫茲的聲音,并且噪聲的音量小于人耳可聞的范圍,即假設(shè)人聽的標(biāo)準(zhǔn)音量為0分貝,那么噪音音量必須低于-70分貝。
??? 這一個(gè)數(shù)據(jù)換算成基礎(chǔ)的采樣率和采樣位深應(yīng)該是40khz(一個(gè)完整的波形需要2個(gè)采樣點(diǎn),故乘以2)、12bit(20log(2^12),即噪聲大小低于-72db左右)。
??? 通常,我們聽音樂的格式大多是44.1khz采樣率、16bit采樣位深的mp3文件,換算成人耳聽的內(nèi)容應(yīng)該是22.05khz聲音頻率、-96分貝的噪聲大小,并且這個(gè)噪聲的主要頻率高于20khz,已經(jīng)超出了人類能察覺到的范圍。無(wú)損文件(wav、flac等)的格式為44.1khz采樣率、24bit采樣位深,也就是把噪聲音量降低至-144分貝,且頻率更加高,遠(yuǎn)超人類能察覺聲音的極限。
??? 我們不難發(fā)現(xiàn),最低格式的無(wú)損文件已經(jīng)超出人耳分辨的極限,對(duì)人耳來(lái)說(shuō)已經(jīng)是真“無(wú)損”了。那么,48、96khz等更高的采樣率,32bit采樣位深——這些更高級(jí)的格式有什么樣的用途?。(順帶一提,48khz采樣率只是索尼提出的一種用于視頻的音頻標(biāo)準(zhǔn))
??? 答案是用于音像制品的版權(quán)分發(fā),它其實(shí)是一種靠細(xì)節(jié)劃分的防偽技術(shù):
??? ● 作者有工程本身的內(nèi)容,或最高規(guī)格的文件,給總代理提供次一級(jí)的母帶級(jí)文件。母帶級(jí)文件格式通常為192khz、32bit;
??? ● 總代理把母帶級(jí)文件轉(zhuǎn)成高清文件交給分銷商。高清文件格式通常為96khz、24bit;
??? ● 分銷商再將高清轉(zhuǎn)為標(biāo)清發(fā)給各具體渠道商。標(biāo)清文件格式通常為48khz、24bit,或44.1khz、24bit,或44.1khz、16bit的無(wú)損文件,或320k的有損mp3文件;
??? ● 渠道商再將標(biāo)清作為收費(fèi)專輯出售,并且制作低清的免費(fèi)試聽。低清文件格式通常為有損的256、128k的mp3文件,人耳可以明顯感受到音質(zhì)差,這個(gè)格式會(huì)直接扣除人耳可聞的聲音。
??? 可以發(fā)現(xiàn),各級(jí)商家都無(wú)法越級(jí)將音頻文件偽造成更高級(jí)的格式去竊取版權(quán),單純的格式轉(zhuǎn)換不能把音頻的內(nèi)容無(wú)中生有,通過(guò)頻譜儀就可以看出問(wèn)題來(lái)。就像錢幣一樣放大就能用紋理防偽。所以說(shuō)除非用機(jī)器去觀察,不然人耳是察覺不到這些格式變化的。市面上流通的各種高級(jí)無(wú)損,其實(shí)也就是各級(jí)商家出售專輯打的噱頭:它只能作為一種紀(jì)念,無(wú)法帶來(lái)我們消費(fèi)者所期望的“音質(zhì)提升”。這些高格式文件不僅通用性差,留著那些文件也會(huì)白白浪費(fèi)我們的存儲(chǔ)空間。對(duì)于消費(fèi)者來(lái)說(shuō),我們應(yīng)該拿的就是消費(fèi)級(jí)的產(chǎn)品。
??? 那為什么有些人會(huì)說(shuō)他能聽到高級(jí)無(wú)損的區(qū)別?答案就是在播放兼容上出現(xiàn)問(wèn)題。在格式匹配錯(cuò)誤的情況下,音樂播放會(huì)出現(xiàn)無(wú)法預(yù)料的問(wèn)題,比如細(xì)節(jié)丟失、產(chǎn)生額外噪音、音調(diào)變化等,或者有些hifi設(shè)備會(huì)主動(dòng)為某些格式做調(diào)音處理。
??? 讀到這里,大家可能會(huì)開始認(rèn)為320k的mp3文件就可以滿足聽音需求了,真的是這樣嗎?在我的看法里,mp3的最高音質(zhì)是將聲音頻段裁切到20khz左右來(lái)實(shí)現(xiàn)有損壓縮,在20khz的邊緣其實(shí)會(huì)產(chǎn)生一些失真,只是這些失真被某種特殊處理(dither)掩蓋住了,一般人難以察覺。只有混音師或者作者本人才可能發(fā)現(xiàn)mp3與無(wú)損產(chǎn)生的差距。作為消費(fèi)者,我們聽無(wú)損更多是證明自己拿到了專輯本身,就像上文提到的版權(quán)證明一樣。所以無(wú)論是320k mp3還是無(wú)損,都可以放心去享用,選擇一首優(yōu)美的音樂遠(yuǎn)比糾結(jié)這個(gè)格式的意義更大!
??? 蕪湖,退燒的知識(shí)又增加了1111