140dB动态范围——音质本来不该成为重点,以后更不会

很多几十年前我们无法离开的东西,今天已无关紧要。

例如算盘、收音机、缝纫机...

我们再把时间缩短一点:十年

那一年你觉得必不可少的东西,现在也已然无关紧要:

光驱、诺基亚、MP3 随身听、CD 唱片、报纸、CCTV...

如今,没有它们,年轻人的生活不会有任何影响。

今天我们谈论一个同样可能会消失的概念:

【音质】

很多人觉得:这怎么可能?

就像当年数码相机“像素越高越好”,LCD 显示器“拖影/延迟越低越好”、“对比度越大越好”、“坏点越少越好”

——现在这些概念都无关紧要。

我们先来看这个概念:

动态范围

把任何数码相片放大,你看到的都是“格子”,

但格子足够小时,你觉得就像真实的画面。

数字音频也都是格子,只要“格子”足够小,声音就像真的一样。

与图片不一样的是,数字音频的格子有时间线,以及 0dBFS 的音量上限,

横轴叫“采样率/Sample Rate”,纵轴叫“精度/Bit”

1979 年 SONY 制定 CD 的标准是 16-bit/44.1kHz,

意味着把 1 秒切成 44100 份,但精度的公式更复杂一点,

我们暂且将它理解为“音量下限”,最简单的计算方式是:

1 个 bit 对应 -6dB

16-bit 能记录(-6dB x 16)= -96dB 的细节。

对于普通人、普通设备和普通场合,

12-bit 对应的 -72dB 你可能是够用的。

在一些功能强大的民用播放器里,

将一首歌衰减 72dB,你可能就听不到声音了。

那这么小声的细节有什么用?

——“真实感”和“空间感”。

在一般环境里,声音有无限的反射,

人耳的进化结构能根据这些细微的声音反射

,本能地判断声源位置、空间大小、以及空间质感

——闭着眼睛你都能分别自己是在浴室唱歌、还是在教堂唱歌

如果把普通人放到“消音室”这种完全无反射的环境,很多人会疯掉。

如果设备够档次、试听环境安静、耳朵也灵敏,

-72dB 并不能满足你,

SONY 当年制定 16-bit/44100Hz(采样频率要达到声音频率的两倍)为标准,因为:

人耳的听力极限是 -90dB,频率是 20kHz

(因此 96kHz 对人类没有意义,但对你家狗是有意义的)

不过播放器出来还要经过其他设备

耳机还好,音箱系统要经过前级放大、线材、后级放大、以及单元,

每过一道工序,就有音质损失和“声染”,

为了准确还原 16-bit/44kHz,播放设备最好高于 16-bit。

对于录音师,还有更多的考虑:

假如以 16-bit 录制音频,经过软件的几十轨混音处理之后,

单独的细节肯定无法高于 16-bit,因此录音必须用 24-bit,

母带的格式通常也在 20-bit 或 24-bit。

如果你是音乐人,理解“精度”是很容易的,

打开 Pro Tools 加入一个 Lo-Fi 插件(或者其他可以“降比特”的插件),

马上就可以体会 4bit(噪声)、8bit 和 12bit 的区别。

录音师还可以做个小实验,将 Pro Tools 插入一轨 Signal Generator,

发出 0dB 正弦波,声卡开到 0dBFS,音箱开到 Unity Gain,

看音轨的音量能往下拉多少才听不见——

小编试了下可以达到 -110dB 左右,因此这个动态对录音师依然有意义。

动态范围和音质

【音质】是一个整体的考核对象,一定能通过参数反应,

如果不能——说明参数还不够全面。

通常我们会有四个点来考量:

频率响应、动态范围/信噪比、失真、左右串音。

现在的设备频率响应基本都很平,讨论播放器“风格”已经没有意义,只需判断其他三类参数,那...怎么判断?

——它们是有关联的,我们来看叉烧评测室之前测试的数据:

除了频率范围,其他参数主要有两种,

一种以百分比为单位,一种以 dB 为单位。

有没有发现 dB 为单位的都很接近?

例如 Noise Level/底噪、Dynamic Range/动态范围、Crosstalk/串音 基本都一样,而以百分比为单位的数据也很接近,另外:

百分比和 dB 是可以转化的

有不少专门的网站做这种单位换算,

例如上一代 Symphony 的 THD 是 0.0002%,这对应 -114dB 的失真,IMD + Noise 的 0.0007% 对应 103dB 的失真。

总之,通常其他参数都比动态范围更大,因为——

动态范围是一个“下限”

SPL 提出了一个“数字动态(芯片)”和“模拟动态(模拟电路底噪)”的概念,

假如 D/A(数模转换)的动态范围是 -120dB,而模拟部分的动态(底噪)是 -118dB,那声卡的整体实测动态会在 -118dB;而假如模拟部分的动态(底噪)是 -122dB,那整体实测动态会在 -120dB。

无论底噪、失真、串音数据如何,它们都 ≥ 芯片动态范围。

芯片动态的进化

我们在“口袋中的母带声卡” MIYO 的评测中提过这个进化,对于录音棚而言:

• 1996 年录音棚最好的输出音质是 96dB(Digidesign 882,@16-bit)

• 1998 年录音棚最好的输出音质是 110dB(Digidesign 888|24 I/O,@24-bit)

• 2002 年输出达到了 117dB(Digidesign 192 I/O,@24-bit)

• 2008 年输出达到了 129dB(Apogee Symphony I/O,@24-bit)

这是专业级,我们看看民用级:

• 1998 年“创新”声卡输出达到 82dB(SoundBlaster Live 1024,@16-bit)

• 2002 年 AC97 集成声卡输出达到 90dB(Xilinx LM4550,@18-bit)

• 2008 年 AC97 集成声卡输出达到 98dB(Realtek ALC269,@24-bit)

• 2012 年 iPhone 5 输出实测达到 102dB(Cirrus Logic 338S1077,@24-bit)

PS:很多国产手机采用了 120dB 芯片,但我看其他网站实测并没超过 100dB~

无论专业与民用级,音质一直在提升

2015 年音质水准最高的千元专业声卡(AudioProbe Spartan A),

输出已经达到了 2002 年之前最高水准的 888|24 I/O,

而现在一台千元以上的手机,动态范围也能超过 1998 以前录音棚最好的 D/A。

我们认为:

民用级达到 110dB 之后,讨论音质将失去意义。

谈回专业圈,

其实小编觉得 129dB 以上也失去了意义,

但作为最追求声音的群体,“跑分”有心理意义,

129dB 的记录已经整整 8 年没有突破了,但这只是时间问题。

ES 9038 Pro

http://www.esstech.com/index.php?cID=360

在2016年初的 CES 上,AKM 发布了新旗舰芯片 AK4497EQ 动态范围 129dB,这只是追上了 ESS 公司和 TI 公司,

不过 ESS 公司发布的 ES 9038 Pro 真是吓人一跳:

140dB 动态范围!

恐怖的还有 THD+N,达到了 0.00008%(-122dB)

那你就能用上 140dB 动态吗?

依然有难度——

正如 SPL 所说的,“模拟”也有动态范围

目前主流专业设备中,参数最高的“前级” Phonitor X 只达到了 136dB,

这得用上 120V 高压电路和分立运放,模拟电路的功力对数字音频厂商是很大的挑战,

Symphony I/O 当年为了上 129dB 还被迫装了个风扇(发热太大),造成不少问题。

ES 9038 有三种模式,

只有单通道模式能达到 140dB(然而并没有单通道的声卡...),

立体声模式 137dB, 8 通道 132dB,考虑到上述模拟设计能力的限制,我觉得 8 通道设计最现实

应该说 ESS 并不是录音行业的主流设计所采用的品牌,

大家看叉烧的声卡评测,除了 Apogee 就没别家用ESS了,

Avid、UA、Antelope 都是 TI 方案(不过 Apogee 的设计师去了 Antelope...),要改整体方案,涉及到人士变动,这里难度最大。


音质提升只是一个时间问题

参数一年年的飙升

而人耳的极限就摆在那里

时间越早到,音质越没有意义

那音质到头后还有什么可玩?——便利性、低能耗都很关键:

• 有源音箱都加上蓝牙,自带 AD 都上 120dB(目前中端监听主流是 110dB)

• 集成电池的蓝牙话筒也会面世,不光要音质好,关键 AD 和运放要省电

• 手机的音质重要(高压、高热、高能耗),还是续航重要?但以后这并不矛盾

在脱离音质之后,音乐才能恢复成本来面貌

很多人听蔡琴、听王菲、听《加州旅馆》,其实并不是在听音乐,而是在听一堆铁。你知道《加州旅馆》讲的是个鬼故事吗?你知道里面的双吉他编曲有多美妙吗?

对于热爱音乐——而不是热爱器材的真正爱好者,

音质本来不应该成为重点,以后也不会是。​​​​

来源:叉烧网

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