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[音箱] 音质是如何决定的?

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如同我们之前提到的,由于智能型手机跟网络服务环境日渐成熟,现在多数人听音乐的设备已经转移至智能型手机,那么你是否有思考过,最终传到耳朵里的「音质」是如何决定的呢?KK BOX、Spotify、Apple Music…哪个音乐服务音质比较好?需不需要买高级耳机呢?以下将用浅显易懂的方式告诉大家,「音质」是由哪些因素组成的!




1、声音的组成



5.29-2.png

讯号 X 讯源X传输 X扬声器&耳机



数字的电子声音要传达到你的耳朵里,大致上需要上述这四个部分。当然这四个部分之间还能再细分、增加一些元素,但以最简单而言,至少要有这四个。这四个部分之间,可以想象成是「乘法」的概念,代表只要有一个部分是「0」,最后的结果就会是「0」。很好的讯号、很好的讯源、很好的传输,但是配上不好的扬声器,最后呈现的音质就会不好,以上就是音质的基本概念。
先说结论,假设你平常只用手机听音乐,音乐档案是 .mp3 或在线串流的档案,就不建议买太好的耳机了!因为对于高级的耳机来说,以上的讯号跟讯源可能不只无法发挥它的真正实力,反而听起来还会比一般的耳机表现更差!

2、讯号
5.29-3.png
讯号是指音乐档案本身,讯号的组成有取样率 hz、位深度 bit、声道、格式等等。

先说【取样率】,想象在纸上画一条曲线,然后在这条曲线上点上数个小点,再将这些小点之间用直线连接起来。你会发现如果小点的数量越多,这些直线组成的线段会越来越接近最初所画的那条曲线。最初那条曲线,代表的就是「原始的声音」,也就是乐器或歌手在录制当时真实发出的声音;而这些小点,则代表取样的频率,将一段声音分割成数小点加以数字化,小点的数量越多,就越能准确模拟这段「原始的声音」。
目前音讯档案常见的取样率为 44,100 hz 或 48,000 hz。说到这里可能有人会想:『那我干脆取样一百万hz甚至一千万hz,岂不是更接近真实的声音?』理论上是这样没错,但如此一来档案会变得超巨大,非常不适合传输,也就违反了数字化的本意。另外还有一个原因,那就是人耳并不能分辨出其中的差异;人的听觉只能分辨 20 hz到 20,000 hz 左右,超过这个范围的频率人类是无法分辨甚至听不到的。
为了在「档案大小」与「声音拟真度」之间取一个平衡,于是订出了 44,100 hz或48,000 hz 这个人耳分辨率两倍多一点的数字,作为传输用的高音质取样标准。而专业录音室使用的取样率会更高,达到 96,000 hz 甚至 192,000 hz!这些超高取样率的档案是唱片公司或歌手的重要资产,一般人是接触不到这些「神主牌」的。

5.29-4.png


【位深度】跟取样率相似,取样率负责的是「横向」,位深度则是负责「纵向」。常见的有 16 bit 跟 24 bit 两种。从上图可以看到 24 bit 的上下幅度更广,代表音乐的动态会更活泼、生动,空间感更好,不会听起来「闷闷的」!
【声道】相对上述两个则简单许多,就是单声道、双声道、立体声、环绕声这几种。单声道已经绝迹了,就不多谈。目前最普遍的是立体声(Stereo),采用双声道各自播放不同的声音,模拟相对立体的听觉感受。反过来说,如果双声道都播放同样的声音,那就不算立体声哦!
环绕声(Surround)则是基于立体声的概念更加进化的版本。一个便当吃不饱,那怎么不吃两个呢?既然多加一个喇叭(声道)能让声音变得更立体,那何不增加更多的喇叭呢?于是产生了 5.1 声道或 7.1 声道这种环绕声类型。藉由更多的喇叭数量跟位置分配,让聆听者有更身历其境的感受。目前电影院多为5.1声道,采用前面三个、左右各一个的喇叭配置。甚至出现了连天花板都装喇叭、加强垂直音场的 9.1 声道跟 11.1 声道,只能说人为了追求音质是没有极限的!


【格式】就是大家熟悉的 .mp3 或 .wma 等副文件类型,每种格式的编码方式跟特性都不太一样,主要可以分成有损压缩、无损压缩跟无压缩三种类型。经典的 .mp3 格式就是属于有损压缩,它的特色在于,可以将对于人耳较不重要的音频删除,将音频文件压缩到仅有原始大小的 1/10左右,重放后的表现却不至于劣化太多(类似于图片文件.jpeg 的概念)。
随着移动设备的效能增强、容量增大,无损压缩也开始有越来越多人尝试,常见的格式有 .flac、m4a …等等,藉由编码与运算的方式,将音乐档案重现为无损的音质。
无压缩类型代表性的则有由微软跟 IBM 研发的 .wav。完全没有进行压缩处理,自然也不会失真,但档案大小会非常肥大。

3、訊源

5.29-5.png

发送讯号的装置,我们就称之为【讯源】。例如手机就是一种讯源,MP3播放器、电视、音响也都算一种讯源。讯源的组成就更复杂了,在此就不多着墨。讯源的作用在于将音乐档案解析转换成扬声器「看得懂」的电子讯号。主要由电源、音效芯片、增强讯号抑制噪声等电子组件所组成。认真研究的话将会是一条不归路啊…

4、传输

【传输】指的是讯号经过讯源的解析后,传达到扬声器(喇叭或耳机)的这一个途径。分成有线无线两种类型。有线的传输方式能够传递更多、更稳定的信息量,是追求高音质的首选。根据不同金属所组成的传输线,也各自具有不同的特色与调性;讲究的发烧友甚至会根据音乐类型来搭配不同调性的线材。电影《无间道》里刘德华、梁朝伟两人在欣赏蔡琴的《被遗忘的时光》的这一幕,就充分表现了这一个音乐赏析的环节。
在iPhone决定拔掉 3.5mm 耳机孔时,就注定了蓝牙传输即将蓬勃发展。现在任何俱备娱乐性质的电子设备,蓝芽传输都是基本的配备,各大耳机品牌也重点发展蓝牙耳机,无线俨然成为了新的标准。但目前无线传输的信息量仍不足以取代有线,对于非常追求音质的发烧友来说只能算是小孩子的玩意儿!尽管有厂商(如 SONY )致力于研发更高带宽的蓝牙耳机,离有线的传输效果仍有一段距离。







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发表于 2019-5-31 15:46 | 显示全部楼层
别胡编乱造了,人耳高音上限20KHZ与数字信号的44.1KHZ取样完全是两个不同概念,在那胡扯乱搭,十分好笑!
北昌影音
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发表于 2019-5-31 15:59 | 显示全部楼层
16bit和24bit那个比较图也是在胡吹,二十四比特与十六比特相比是震幅上的区别吗?这么粗陋的理解,真是世上罕见。这么说吧!简单理解比特的大小其实是流量的大小最形象的比喻是,像流水,就是水管的粗细水流的急缓而言。
丹拿新意境
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发表于 2019-5-31 16:21 | 显示全部楼层
kmm 发表于 2019-5-31 15:46
别胡编乱造了,人耳高音上限20KHZ与数字信号的44.1KHZ取样完全是两个不同概念,在那胡扯乱搭,十分好笑!{: ...

"于是订出了 44,100 hz或48,000 hz 这个人耳分辨率两倍多一点的数字",对,就是这话有问题。
音联邦
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发表于 2019-5-31 16:24 | 显示全部楼层
以前说过,能理解“电”的人就不多,再要理解“数字”就太难了。
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发表于 2019-5-31 16:25 | 显示全部楼层
kmm 发表于 2019-5-31 15:59
16bit和24bit那个比较图也是在胡吹,二十四比特与十六比特相比是震幅上的区别吗?这么粗陋的理解,真是世上 ...

bit是数据的计量单位,简单理解为用16位和24位长度表示数据,在精度上那个有好处很好理解的。
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发表于 2019-5-31 16:31 | 显示全部楼层
没几个人用手机听音乐
并非所谓多数人用手机

楼主文章的前提条件就错误了。
生命不息,发烧不止!
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发表于 2019-5-31 16:47 | 显示全部楼层
黑海一舟 发表于 2019-5-31 16:31
没几个人用手机听音乐
并非所谓多数人用手机

用手机听音乐的人可比发烧友多得多了。
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发表于 2019-5-31 17:42 | 显示全部楼层
音质由所听者决定
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发表于 2019-5-31 19:16 来自家电论坛网手机触屏版 | 显示全部楼层
不得不说,我曾经也被这种帖子误导。
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发表于 2019-6-1 18:37 | 显示全部楼层
声音媒体数字化了,楼主也基本阐述清楚了数字化的原理。需要说明的是深度有两种方式表达: CD是以调频方式记录声音信息,深度以1bit数码流的速率来表达;而以时间序列(44.1Khz)的深度为16bit就有0~65535的变化区间,已经足够细致,细致到所有对声音敏感的仪器、器官都不能很好的分辩。
这里就出现了一个伪命题——数码音!
有人能听到数码音,功放的晶体管声很容易被人耳识别,但数码音在现有的数字信号处理手段条件下,却没有人能听出来,高级仪器也无法识别骗子们口中的数码声。
有一个道理,如果数码(不管用什么方法)变成了声音,那它就要在声波的介质中传播,而由于声波介质的自身质量和弹性模量,介质自身只能以正弦规律振动,扬声器的振模也只能以正弦方式振动,电流在电感负载中更是会自动以正弦方式增减。可能声音会有不同的失真,但那不是数码音。
      一个例子:用超声方波去激励压电晶体,压电晶体是按正弦规律振动,超声波也是以正弦方式传播于空气和固体中。电学上的突变的概念,在有质量的惯性模拟物质世界中,显得那么的格格不入,而有人却能奇葩地听到数码声,并以此大做文章, 误导烧友,骗取不义之才。老天给了他一张能言善辩的嘴,他却不好好使用,愁,怎么收回?
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发表于 2019-6-1 20:15 来自家电论坛网手机触屏版 | 显示全部楼层
数字声音重播系统硬件部分的组成,应该是数字播放,数模转换,放大和电声转换。
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发表于 2019-6-1 20:20 来自家电论坛网手机触屏版 | 显示全部楼层
很多人对MP3有误解。320kMP3只有高频部分与无损有细微差别。这点差别绝大部分的音响系统都无法还原。认为MP3不能听的,是典型的眼高手低。
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发表于 2019-6-1 20:44 | 显示全部楼层
ygd8718 发表于 2019-6-1 18:37
声音媒体数字化了,楼主也基本阐述清楚了数字化的原理。需要说明的是深度有两种方式表达: CD是以调频方式 ...

不要这么执于咬文嚼字好么?所谓的数码声,特指的由数码格式音频产生的一种特有的分辩率限制所产生的失真。如果在数字视频中找类似的现象,就是低分辩率视频所产生的马赛克现象。
如果想从听觉上体验,最明显的方式是把现有的CD压成128K的MP3然后与CD对比,如果能听出劣化后的声音与原CD不同之处,那这个劣化后的声音就是“数码声”。当然格式越高数码声越弱,这里数码声准确的定义是数码低格式下劣质的特定味道的失真。什么是特定的味道?模似音频失真的最大特点是糊,数字失真的最大特点是刺。
就我个人而言,在我的听音设备上我对于CD格式的密度还是可以接受的,至少不会挑剔CD这种数码格式产生的失真能影响到我的听感要求。
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发表于 2019-6-1 21:05 | 显示全部楼层
螺旋测微仪 发表于 2019-6-1 20:20
很多人对MP3有误解。320kMP3只有高频部分与无损有细微差别。这点差别绝大部分的音响系统都无法还原。认为MP ...

从理论上说CD的码率是320K的四倍多。可以算碾压式的提高。另外细微差别,大部分音响无法还原,你自己都没试过吧!
另MP3听音频已无实在意义,即便能存一百张唱片WAV格式的介质,一张64G的SD卡只用几十元,我们的电脑硬盘更都是以T为主流了。
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