定义音频保真度

luckystar · 发表于 2019-6-9 23:30:59

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定义音频保真度
音频已存在很长时间了。

它的第一个实际应用可以追溯到1876年，当时Emile Berliner发明了第一个麦克风，用于托马斯爱迪生的电话。

甚至数字录音的基本原理早在1928年就实现了，当时Harry Nyquist开发了他着名的采样定理，由Claude Shannon于1949年提炼。

事实上，我们今天所知道的关于如何定义音频和保真度的几乎所有事情都已被理解了半个多世纪。

当然，人们仍然会争论管状装置是否比固态“更好”，黑胶唱片是否比CD更“好”，或者以高于获取可听范围所需的采样率录制和分配音乐是否有益处高达20 KHz。

值得庆幸的是，一旦您了解了如何定义和衡量音频保真度，以及人们对“更好”的意思，这些问题就会变得更容易回答。

音频保真度的组成部分

声音，如果提供所有的细微差别和兴奋，只能在两个方面运作：时间和强度。反过来，只需要四个参数来评估影响音频保真度的所有内容：频率响应，失真，噪声和基于时间的错误。

这些实际上是参数类别，大多数都有几个子集。例如，在噪音下，有嗡嗡声和嗡嗡声，磁带嘶嘶声和黑胶唱片的噼啪声。还有一些主要类型的失真：谐波和互调，以及数字混叠。

基于时间的错误包括留声机唱片和模拟磁带的哇哇声和抖动，以及数字录音中的抖动。频率响应可以根据强度而变化，并且在麦克风和扬声器的情况下，距离和方向可以变化。

这四个基本参数定义了影响音频保真度的所有内容。虽然功能强大，但没有任何秘密的“魔法”可听，没有“科学”尚未学会识别的未知参数，正如有时声称的那样。音频信号越接近这四个参数，其保真度越高。

我们怎么能这么肯定音频工程师将来不会发现保真度的新方面？一个答案是空测试。

用空测试隔离问题

空测试可识别两个音频源之间的所有差异，包括您可能不会想到的差异。要执行一个，您只需将两个信号以相同的体积混合在一起，一个极性反转。

例如，您可以使麦克风前置放大器的输入和输出为空，以查看它如何更改信号。一旦你匹配了水平，无法抵消的是前置放大器增加的噪声，失真或频率着色。

自20世纪40年代以来，这种归零技术一直用于测试保真度，当时惠普分析仪率先采用这种技术来隔离音频测试信号中的噪声和失真。如果确实存在音频保真度的其他方面，那么它将在几年前在空测试中被揭示出来。

通过这些技术，我们可以毫无疑问地评估哪些设备以对原始源最准确的方式捕获声音。然而，实现高保真度的目标不同于创造令我们满意的声音。

设置为增强低音或高音的均衡器可能在特定混音上听起来更好，而模糊音调或镶边效果可能会改善电吉他音轨的声音。在这里，源的准确性不一定是目标。在创作过程中，录音工程师处理准确捕捉声源和添加效果，使音乐听起来更好听。

但是，一旦混合完成，每个人都满意，那么从那时起的目标应该是尽可能少地改变声音，直到它到达消费者的耳朵。否则，艺术家的意图就会被破坏。考虑到这一点，我认为大多数音频播放设备的目标应该是透明度。

音频透明度定义

在现实世界中，计算机外部的音频设备不能以100％的保真度再现原始信号源。但是，如果音频设备的噪音和失真太软而听不到正常音量，并且频率响应足够平坦而不能注意到接合和旁路之间的差异，那么该设备可以被认为是听觉上透明的。今天，经过近150年的发展，我们可以使用历史上一些最透明的音频设备。

现在，很好地理解音频保真度和测量工作的重要性，因为在许多情况下，设备之间的可听见差异越来越小。但有时候，人们在没有真正理解科学的情况下会对科学产生怀疑。

我们都知道有人坚持认为他们在将一个非常好的扬声器线换成另一个之后听到了改进，或者在升级声卡后测量和听力测试已经显示出听觉透明。我们中的许多人自己都沉迷于这些微小的变化，即使测量结果表明我们正在追逐幽灵。但为什么？

这有几个很好的理由：

一个是我们的听证会出人意料地是短期的。如果更换扬声器线或将新转换器连接到计算机需要十五分钟，则很难回忆起准确的音质。

此外，每当我们听到一段音乐时，我们都会注意到新的细节。那个拉丝镲片的微光现在是否真的更清晰，或者我们之前根本没有注意到这种质量？

即使我们可以解释这些问题，我们的大脑也会通过安慰剂的普遍人类效应和确认偏差来发挥自己的技巧。尽管我们的耳朵可能很好，但我们的思想更强大。

一些声称，如有关增加低音饱满度或组件亮度的声明，很容易验证或反驳。它们是频率响应的问题，可以通过简单的测试信号轻松测量。通常，对频率响应产生最大影响的元素是物理元素：传感器，如麦克风和扬声器，甚至是我们录制和收听音乐的房间。

我一直坚信低音量和质量似乎会发生变化的主要原因之一 - 即使在设备中无法测量到变化 - 是房间声学。

所有房间都有高峰和零点，即使他们用低音陷阱处理得很好。在许多房间中，在低至几英寸的距离内，低音频率的响应可以改变10 dB或更多。我曾经在卧室大小的空间中，在距离只有4英寸的位置处测得70赫兹时的13分差。因此，在试听两台设备时，除非您的头部和耳朵处于完全相同的位置，否则您听到的响应确实会发生变化 - 即使更改不在音频设备中。

还有一个问题是我们用来描述音频质量的词。其中最主观的可能会掩盖意义，而不是帮助我们理解我们的想法。

有一些非常有用的音频术语，如“全”或“薄”，几乎总是用于指代低音范围内的或多或少的能量。但是，诸如“苛刻”和“温暖”之类的其他词语本身就没有那么有用了。取决于谁说话，“刺耳”可能意味着提高高音或增加失真，或两者兼而有之。而“温暖”似乎意味着几乎任何一个恰好发现令人愉快的东西！

luckystar · 发表于 2019-6-9 23:31:44

我们在音频杂志中看到的一些最丰富多彩的形容词可能更令人困惑，因为它们根本没有确定的意义。究竟什么是“音乐”高端，“非音乐”听起来是什么样的？你如何定义“无菌”声音？它是否具有更少的失真，更少的中频，还是仅仅意味着你不喜欢的性能？这些术语描述了音频再现的哪些具体方面？

除非使用它们的人愿意定义它们的含义，否则这些词语仍然可以解释，并且可能妨碍沟通，而不是提供真正理解的捷径。

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