能空耳区分吗？ 谈高规格音频的优势
[PChome电脑之家音频频道原创]众所周知目前CD所使用的音频规格为16bit/44.1kHz，而CD推出至今也有很长一段时间，直至今日也没有被替代，仍旧是音频的主流存储方式之一。自CD标准推出以来，音频领域并不是没有任何发展和动向，例如在蓝光和DVD当中采用了最大24bit/96kHz和24bit/192kHz的规格，而最近一段时间颇为热门索尼的High-Resolution Audio理念也大力推广了24bit/192kHz的高清音频，但这些似乎都没有撼动如今CD的地位。
不管是DVD-Audio还是基于DSD的Super Audio CD这些均采用了超过CD的音频标准，理论上包含的细节能完全超越CD，带来更加出色的听感，可实际上对于大多数普通人来说，它们的优势可能并不明显，听上去也就那么回事，这次笔者就高清音频的优势并结合一些理论数据来谈谈相关的一些事。
PCM编码的基本原理
目前我们用的最多的还是PCM音频编码，其中位深和采样率则是两个非常重要的数据，通常来说规格越高的音频，其位深和采样率也就越大，那这两项指标的提升对实际听感的影响有多大？要想对它们有了解还需要从PCM的一些原理说起。
一段8bit/48kHz音频的波形图（纵轴采样个数，横轴时间）
我们都知道现在所用的都是数字音频，PCM则是作为模拟音频数字化的一种主流方式，PCM全称脉冲编码调制，对于其大致的工作原理笔者在先前的文章当中也有提及，当然要说到细节的话，这将是非常复杂的过程，如果只是对高规格音频优势有所了解的话，大致了解PCM的编码过程即可。
音频模拟信号就是这样被数字化的
简单来说声波可以简化为正弦平面波，横轴（X轴）代表声波的波长，声音传播速度除以波长即为频率，而纵轴（Y轴）则代表振幅，PCM编码时会对X轴和Y轴分别取样，得到数据后再进行一系列的处理最终就是我们电脑当中常见的WAV格式的音频文件。
声音作为模拟信号变化是连续性的，而数字信号并非如此，得到数据往往是近似量，分别提升X轴和Y轴的采样精度，可以让音频数据更好的还原，这也就是高规格音频的优势。
大位深究竟有何作用
PCM的规格通常会用位深和采样频率来表示，位深指的是对声音信号纵轴的采样精度，目前CD是16bit，DVD和蓝光当中的可达到24bit，音频的位深和图像当中的位深有所相似，位深越大可以记录的内容也就越多，我们都知道在图像当中位深越大的可记录的颜色也就越丰富，而在音频中大位深可以带来更高的动态范围，16bit最大动态范围为96dB，24bit达到144dB，大动态范围带来的好处通俗来说就是可以让你听到更加丰富的细节。
不同场景下的动态范围
从另一方面来讲，4bit的位深可将纵轴等分成16格，也就是可以记录16种不同的振幅，而16bit则是65536,24bit高达16777216，位深越大可表示的振幅也就越丰富，所得到的声音也越贴近自然。
高采样率能带来什么
采样频率表示了编码时X轴的采样精度，常见采样频率有44.1kHz、48kHz、96kHz和192kHz等，在编码时必须遵循采样定理（奈奎斯特采样定理），既信号带宽必须小于采样频率的二分之一，否则会产生混叠现象，采样频率越高可记录的频率也就越大，例如44.1kHz的音频文件最大可以记录约22.05kHz的声音，而192kHz的则高达96kHz。
44.1kHz采样率音频的最大频率
人类的耳朵的对频率的感知范围在20Hz-20kHz之间，随着年龄的不断增大高频听力会不断下降，正常的成年人听力范围可能也就在20Hz-16kHz左右，因此44.1kHz采样率看上去完全可以满足人们的耳朵。至于动态范围，人类是在120dB左右，CD的16bit位深已经可以满足绝大部分的耳朵。
96kHz采样率音频的最大频率
从理论分析来看CD规格的16bit/44.1kHz已经已基本达到了人类听力的上限，那更高规格的音频对我们是否还有帮助？到底有没有用处？
能听出区别吗？高规格音频听感上的优势
首先更大的位深可以记录更加丰富的细节，让我们听到贴近自然的声音，其次，高采样率能记录更高频率的声音，虽然人类无法听到超过20kHz以上的超声波，但不少乐器，如小提琴的泛音就可以高于这一频率，而乐器的泛音对听感起到了相当明显的作用，虽然还没有非常有力的根据，但不少人都认为乐器所发出的高频泛音起着至关重要作用。
至于靠盲听能否轻松区分不同规格的音频，就笔者的经验来看，要区分8bit和16bit的声音是比较简单的，但如果是24bit和16bit就很难区分了，而我们成年人的听力上限基本都在16kHz附近，高于该频率的声音是完全无法听到，因此就实际听感来说高规格的音频和CD音质的声音相差非常细微，如果不是“金耳朵”很难区分其中的不同，那高清音频真的是毫无用处吗？
高规格音频可以记录更多的高频细节以及乐器泛音
当然不是，高规格的音频在听感上虽然不容易区分，但它却更加贴近自然，拥有更加丰富的细节，只不过带来的提升是潜移默化的，不像视频从480p到1080p再到4K那么明显，随着网络带宽的不断提升以及存储介质容量的加大，高清音频肯定会逐渐成为主流取代CD规格。
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