鉅大LARGE | 點擊量:1424次 | 2020年02月11日
關(guān)于音質(zhì)的詳細分析
聲音的數(shù)字化捕捉及復(fù)制以供人類消費,這個歷程已持續(xù)了幾十年。有損壓縮技術(shù)減小文件尺寸使音樂更加便攜的技術(shù),使得年輕的一代更好地接納一路隨他們成長的Mp3退化的聲音。激光唱盤(CD)比Mp3的音質(zhì)更高。音頻開發(fā)的另一面便是高分辨率、音質(zhì)高于CD的音頻。這種新的音質(zhì)范式要比CD唱片(標準清晰度文件)更加清晰,并能提供更多的音樂空間。不管高分辨率音頻是否已成為主流,當它發(fā)展得如Mp3一樣便捷的時候,越來越多的人便可以很快走向一個CD音質(zhì)或標準清晰度音樂的中間地帶。
盡管Mp3的音質(zhì)已被大眾接納,但音樂家、音頻工程師和高保真音響愛好者對音質(zhì)有更高的需求。自90年代初,當CD開始替代黑膠唱片和磁帶接管市場時,聽眾一度對數(shù)字媒體是否能準確地捕捉現(xiàn)場音樂表演的重要品質(zhì)存有爭議。大部分持批評意見者將矛頭指向嚴重有損便攜式文件,雖然這些文件經(jīng)過重度壓縮后下載速度更快。音樂家和制作人則傾向于為便攜式消費發(fā)行高分辨率音頻文件。相比壓縮文件格式存儲音樂的方式,這已經(jīng)是很大的改進,但它也超越了標準清晰度文件(CD文件)。CD音質(zhì)并不限制音頻分辨率,但優(yōu)于CD的分辨率(高清)造價昂貴,改進不佳,這是個問題,尤其是如果人們認為沒有必要購買標準清晰度的音頻時。
音質(zhì)相關(guān)的考慮因素
想了解音頻質(zhì)量,必須首先理解兩個主要考慮事項。第一便是采樣率和位深度。這兩個規(guī)范都是在錄制歌曲時進行確定。目前CD質(zhì)量的標準是采樣率44.1千赫(kHz)、位深度16位。
圖1:音頻采樣:藍色點是紅色模擬信號的樣本。位深度垂直顯示,采樣率水平顯示
另一個需要考慮的因素是文件壓縮。音頻文件的本機位率是每個音頻通道(立體聲是兩個聲道)的采樣率和位深度的乘積。不過,文件的位率取決于其如何被壓縮及編碼。大多數(shù)音頻文件都被壓縮到一個便攜設(shè)備上。通常,一個音頻文件被壓縮,并從一個巨大的波形音頻文件(WAVE)(位率為每秒1411.4千比特),轉(zhuǎn)換到一個類似MpS、Vorbis或無損音頻解碼器(FLAC)的較小的文件格式(最大位率為320kbps)。軟件編碼器進行壓縮,每一次都使用不同的算法來決定哪些數(shù)據(jù)可以被刪除,而不需要大幅改變音頻。例如,128kbps的Vorbis文件比同等位率的Mp3音質(zhì)要更好,因為Vorbis編碼器使用了不同的算法來壓縮文件。FLAC格式以有效無損壓縮及不受許可成本限制而聞名,因此,它已或多或少成為大小合適且高質(zhì)量音頻的代名詞。蘋果公司有其自身開發(fā)的格式:用于ipod的有損壓縮高級音頻編碼(AAC)(可與Mp3媲美),用于Mac的無損壓縮蘋果無損音頻編解碼器(可與FLAC媲美),以及音頻交換文件格式(AIFF),即一種與WAVE相當?shù)奈磯嚎s文件格式。
音質(zhì)低劣的問題使得許多發(fā)燒友都不喜歡任何數(shù)字或便攜的產(chǎn)品,而另一些人則一直鼓吹對舊音頻進行重新采樣,并以更高的音質(zhì)進行發(fā)布。NeilYoung的公司pono首次對高清晰度、無損壓縮的音樂進行了收費。pono音樂播放器播放的是24位192kHz的FLAC文件,位率范圍是1411kbps到9216kbps。CD通常是16位44.1kHz。如今,大部分音樂都是高分辨率錄制的,但數(shù)字錄制仍是新領(lǐng)域,數(shù)字大師就以CD音質(zhì)進行錄制。模擬大師可以以所需的高分辨率音頻規(guī)格從磁帶轉(zhuǎn)換到數(shù)字,但以16位44.1kHz錄制的音質(zhì)并不能達到pono音質(zhì)的標準。如果高分辨率能滿足年輕人的愿望,那更多的內(nèi)容將需要以高分辨率錄制。音樂產(chǎn)業(yè)已經(jīng)開始為那些被認為是高分辨率的東西制定標準,但音樂愛好者們會認可嗎?
圖2:ono市場營銷片pono規(guī)格與其他音樂格式的比較
只有當消費者認為質(zhì)量的提升值得付出額外的成本時,才會有更佳質(zhì)量的內(nèi)容產(chǎn)生。更高的質(zhì)量需要更多的存儲空間。64g(GB)內(nèi)存的iphone可以收納大量256kbpsMp3音樂,如果用戶可以在播放器上下載更多的內(nèi)容,他們似乎很樂意聽壓縮音樂。pono播放器也有64GB的內(nèi)存,但平均為192kHz24位FLAC(pono音質(zhì))的文件,約195兆字節(jié)(MB)左右。相對而言,44.1kHz16位的FLAC僅為6.7MB。pono音質(zhì)音頻作為無損CD音質(zhì)文件占據(jù)了近30個空間。當然,數(shù)據(jù)存儲造價越發(fā)便宜,且占據(jù)面積越來越小,所以對音頻文件大小的擔憂都只是暫時的。但就目前而言,這種在感知改善方面的小小提升需要占用昂貴的空間,對于大多數(shù)音樂播放器或智能手機來說則不實用。
像pono這樣的播放器還擁有專門的硬件,并聲稱任何文件都將有更佳音質(zhì)。但這卻大大提高了播放器的成本。pono播放器目前售價為$399,且額外配置一副優(yōu)質(zhì)耳機費用$300,一副耳機放大器則$200,這樣才可以從pono商店($20)聽到高清質(zhì)量的專輯。但時間已經(jīng)證明,發(fā)燒友對于高質(zhì)量的音響系統(tǒng)愿意支付更多的費用。但如果他們花費了額外的費用,卻聽不出音質(zhì)有何差別,則要另當別論。
高音質(zhì)是否優(yōu)于CD?
對于高清視頻,在大屏幕上顯示時,分辨率差異變得尤為明顯,而高清音頻并非如此。每樣本位數(shù)越多,量化誤差則越小。24位音頻的優(yōu)勢主要凸顯在音頻工程師的工作中。在錄制過程中,他們可以使用24位音頻來對抗噪音,從而使音樂創(chuàng)作有更多的空間。雖然聽眾幾乎不會注意位深的增加,高采樣率的優(yōu)勢也幾乎沒有凸顯。應(yīng)用一些工程原理,尼奎斯特定理認為,為準確采樣信號,樣本頻率必須是源信號的兩倍多。人類聽力的極限是20kHz,所以44.1kHz是人類聽力極限值的2倍。因此,理論上而言,它可以捕捉到人類能聽到的最高的音調(diào)。這就是為何標準變成了CD音質(zhì),且更高的采樣率只能捕捉聽不清的頻率。
出于各種原因,音頻工程師可以使用更高的采樣率。音調(diào)調(diào)整和速度調(diào)整便是案例。不過,他們通常會在控制過程中去除聽不清的聲音。因此,對于最終的聽眾而言,位率和采樣率對聲音帶來的改進作用都是微小的。在儀器和那些聽不清的頻率之間,通過更高的位率降低背景噪音所獲得額外空間的成本是多少?NeilYoung的高分辨率專輯額外收費$10。
這里的討論當然不限于pono播放器。隨著存儲成本越來越低,更多的人可能會轉(zhuǎn)移到無損文件。問題的核心是:消費者選擇了便利而不是質(zhì)量。人們壓縮音樂以便隨身攜帶。消費者并未注意到,他們的壓縮音樂聽起來比CD音樂要糟。相比將高清音頻文件推向消費者,NeilYoung是否會努力說服人們在手機上使用無損壓縮的CD文件,以此為音樂界提供更高的服務(wù)?許多消費者不再購買CD,因為從手機上下載音樂更加便利。將來,更好的壓縮技術(shù)加之更快的網(wǎng)速,音樂愛好者可以更快速地下載FLAC,有損壓縮業(yè)務(wù)將退出歷史舞臺。消費者可以在手機上擁有更優(yōu)質(zhì)的音樂,且不用額外支付費用。除了文件質(zhì)量更佳,高質(zhì)量硬件也將體現(xiàn)價值。據(jù)稱,在便攜式設(shè)備上,由于定制數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器,pono的CD音質(zhì)文件比CD播放器更好。拋開有關(guān)高分辨率的科學(xué)問題,這一事實讓pono在音頻質(zhì)量上贏得先機。在便攜式設(shè)備上以CD音質(zhì)播放相同數(shù)量的歌曲,使之聽起來就如同立體音響系統(tǒng),這是不錯的體驗。
說到音樂聲,我們已經(jīng)擁有了最好的音樂。購買高分辨率文件可能是一種浪費,因為設(shè)備本身不足以匹配更高清的文件,并且人耳分辨不出音質(zhì)的差別。對于那些認為值得為高分辨率文件買單的人而言,許多播放器都是金耳朵。數(shù)字音頻的最佳組成部分是,每個人都可以選擇自己想要付費的音質(zhì),且現(xiàn)在,對于那些想要在口袋里裝滿更好保真音樂的人來說,有了更多的選擇。
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