從模擬到數(shù)字的高保真信號轉(zhuǎn)換，我們只有一次機(jī)會，這一步錯(cuò)，可以說是步步錯(cuò)。這也是使用bblaudio的Hybrid系統(tǒng)工作方式的關(guān)鍵一步。這雖然是一篇非常基礎(chǔ)的技術(shù)文章，因?yàn)楸忍鼐群蛣?dòng)態(tài)相關(guān)，牽連在Hybrid工作方式中的summing動(dòng)態(tài)及母帶處理的信噪比，信噪比越高，高頻細(xì)節(jié)就越清晰。
bblaudio所有產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中，我們非常重視本底噪音的控制，并具有優(yōu)秀的信噪比。因此你最需要關(guān)心的是變成數(shù)字信號的關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)，這樣才能更好的使用bblaudio產(chǎn)品，制作出更優(yōu)秀的聲音，所以建議你耐心閱讀。
由于數(shù)字信號的工作過程非常復(fù)雜，我們是應(yīng)用領(lǐng)域，而非專業(yè)音頻研發(fā)部門，因此我盡量通過簡單的圖形化，深入淺出，以方便你理解和應(yīng)用。
關(guān)于32bit浮點(diǎn)，將在后期的【Hybrid音頻基礎(chǔ)】中繼續(xù)講解，其主要應(yīng)用在STEM分組母帶處理。敬請關(guān)注bblaudio的公眾號。
使用ProTools，Cubase等錄音軟件，在新建工程窗口都會讓你選擇16bit還是24bit，那bit是什么？怎么選？咱們就先從1bit開始講吧。
1bit是2個(gè)狀態(tài)，分別是0和1，為方便理解我們簡化ADDA的原理，因?yàn)閷?shí)際上要比圖示復(fù)雜很多。更通俗一些理解就是，把波形振幅簡化成圍繞著0的位置來波動(dòng)，依據(jù)PCM的采樣原理，我們使用偏置電壓為+2.5v和-2.5v進(jìn)行講解，從圖中可以得知，在1bit中，動(dòng)態(tài)被量化只有2種結(jié)果：+2.5v和-2.5v，因此藍(lán)色的模擬正弦波被1bit數(shù)字量化轉(zhuǎn)換成了方波。這種量化誤差造成的失真，我們稱之為量化失真。
2bit是4個(gè)狀態(tài)，分別是00、01、10和11，因此2bit的量化結(jié)果要比1bit多出2個(gè)電壓+1.25v和-1.25v，從圖像分析我們可以得知，雖然它的量化結(jié)果也還是和原波形存在量化失真，但是情況很明顯比1bit好。所謂量化就是四舍五入的方式，比如-1.1v的電壓，在2bit中被記錄成了1.25v，因此失真了。
3bit是8個(gè)狀態(tài)，因此3bit的量化結(jié)果要比2bit多出4個(gè)電壓+0.625、+1.875v、-0.625和-1.875v，雖然和原波形依舊存在量化失真，但是情況越來越好。
從這3個(gè)圖形的量化結(jié)果，我們關(guān)注一下最靠近0v的量化失真，我們就發(fā)現(xiàn)，bit精度越高，波形的起始位置就越靠近0v。如2bit它的最小是±1.25v，3bit是±0.625v了，我們將其稱之為量化噪音。
因此你無需計(jì)算就可以得知24bit的量化失真要比16bit優(yōu)秀，所以要優(yōu)先選擇24bit進(jìn)行錄音。
（如果你是在錄音，請不要選擇32bit 浮點(diǎn)，后期我們會繼續(xù)講怎么選32bit 浮點(diǎn)。）
（本底噪音）
不論是數(shù)字噪音，還是模擬噪音，我們要通過合成波形才能更好的理解為何噪音越低越好。波形合成之后，噪音是附和在更大信號上的，它跟“寄生蟲”一樣，噪音的存在會影響高頻的清晰度。如下圖：
當(dāng)然也有人提出來我們最終導(dǎo)出的音頻文件還是16bit/44.1kHz，甚至是mp3，有沒有必要使用24bit呢？從磁盤價(jià)格及CPU的速度，選擇24bit已經(jīng)不是有壓力的事情，所以這個(gè)答案是有必要選擇24bit的。因?yàn)樵谝魳分谱鞯倪^程中需要進(jìn)行后期處理，處理雖然可以美化聲音，但是某種意義來說不好的聲音處理會出現(xiàn)嚴(yán)重失真，在處理過程中24bit失真一定會比16bit少很多。
生活中你應(yīng)該能感受到，一部使用8k拍攝的電影，和一部使用2k拍攝的電影，雖然最終都壓縮成1080p的文件，但是你能明顯的感覺到8k的拍攝畫面清晰、逼真。其中的原理和音頻是一樣的。也就是說，雖然最終都壓縮成mp3，但是使用24bit，再結(jié)合Hybrid的工作方式，也能讓同樣是mp3文件更優(yōu)秀。我在網(wǎng)絡(luò)上找到了一張對比圖片：
你也許會有這樣的疑問，24bit=144dB的動(dòng)態(tài)，16bit=96dB動(dòng)態(tài)，他們比磁帶機(jī)錄音機(jī)的動(dòng)態(tài)70dB還高出20dB呀？為什么老說模擬信號比數(shù)字好呢？
要理解這個(gè)問題，我們不能只看70dB和144dB這個(gè)數(shù)字，也許是長期的口口相傳和傳播方式的不嚴(yán)謹(jǐn)，對于沒有受過專業(yè)學(xué)習(xí)的音樂人造成了一定的誤解（也不必?fù)?dān)心）。當(dāng)然，我們現(xiàn)在不太可能使用磁帶錄音了，但是并不意味著我們就不能制作出比磁帶錄音更優(yōu)秀的作品。因此運(yùn)用好數(shù)字音頻的技術(shù)要領(lǐng)，和模擬周邊結(jié)合的Hybrid工作方式，至關(guān)重要。
24bit的144dB，并非說24bit比16bit的動(dòng)態(tài)響度大48dB，這是由于套用log的公式計(jì)算的數(shù)字表達(dá)方式而已，數(shù)字動(dòng)態(tài)的公式：20lg(倍數(shù))=(dB數(shù))dB，16bit的dB數(shù)=65536個(gè)，套用公式計(jì)算的結(jié)果約等于96dB。這96dB是記錄一個(gè)模擬信號動(dòng)態(tài)被切割成了65536個(gè)點(diǎn)，144dB表示動(dòng)態(tài)被切割成了16,777,216個(gè)點(diǎn)。
從最上面的1bit、2bit、3bit量化圖可以知道，不管是多少bit，量化波形的正半周和負(fù)半周的最高電壓是不是都是±2.5v？所以響度并沒有發(fā)生變化。所以16bit和24bit就好比一把厘米的尺子和毫米的尺子的不同，如下圖：
磁帶模擬動(dòng)態(tài)范圍約70dB，準(zhǔn)確來說應(yīng)叫信噪比，是不包含本底噪音的，它的計(jì)算公式是20Lg(Vs/Vn)，所以Vs和Vn的比值的數(shù)字沒有16bit大，計(jì)算的結(jié)果自然也沒有數(shù)字動(dòng)態(tài)范圍大。雖然都以dB為單位，但是他們之間是不能直接比較的。因?yàn)椴徽撌鞘褂?4bit還是16bit，都能將磁帶信號的最小（本底噪）和最高峰值信號記錄下來。模擬信號一旦變成數(shù)字信號，就一定存在量化失真，這就是為何在文章的開始提到我們只有一次機(jī)會。所以模擬信號和數(shù)字信號的質(zhì)的區(qū)別是：
模擬信號是一條連續(xù)的線，數(shù)字信號是點(diǎn)，數(shù)字信號的處理是點(diǎn)的處理，模擬信號的處理是線的處理。數(shù)字信號動(dòng)態(tài)范圍表示的是動(dòng)態(tài)變化的級數(shù)，類似階梯。模擬信號是滑梯。
為了獲得更好的數(shù)字信號的信噪比，除了選擇24bit錄音外，還有非常關(guān)鍵的是要錄到盡量大的數(shù)字信號。那樣高頻的細(xì)節(jié)會更好。你可以點(diǎn)擊查看另一篇【Hybrid】你的高頻去哪了？
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