无损音乐

-音乐的另一个世界

                          提  要

    这是根据百度资料组合的一篇旨在介绍“无损音乐”的资料，对于音乐爱好者是必备的常识。

    自人类出现，音乐就与之相伴，没有音乐的世界是什么样，很难想象。一个一生不听一支曲子不哼哼一首歌的人更难想象。然而，音乐是分档次的，正如声音是分大小的，太小的的声音不是每个人都能听得到的一样，高档次的音乐大多数人可能一辈子无缘聆听，高档次的音乐那是音乐的另一个世界！现代人，如果没有听过一次24bit音乐，那真是终生遗憾！

    领悟高档次音乐需要高档次的音乐欣赏水平和鉴赏能力，当然也需要相应的高档次的设备。而要进入这个世界，第一步要把这几个概念嚼烂，那就是：

    无损音乐

    采样率

    比特率

    动态范围（也就音响范围）

    信噪比（Signalise）

    24bit音乐

   这些概念，并不需要高深的物理知识就能读懂，也没有必要进修其他的声学知识，读读这篇短文就够了。(本文也是对前不久在微信朋友圈贴的《MUSIC学养素养》的修订和补充。

                         编者 吴德余（微信昵称 Maya)

                    24bit 192khz 无损音乐

    简单来讲，采样率和比特率就像是坐标轴上的横纵坐标。 横坐标的采样率表示了每秒钟的采样次数。而声音的位数就表示每个取样的数据量，数据量越大，回放的声音越准确。

                      采样率

    采样率实际上是指当将声音储存至计算机中，必须经过一个录音转换的过程，转换些什么呢？就是把声音这种模拟信号转成计算机可以辨识的数字信号，在转换过程中将声波的波形以微分方式切开成许多单位，再把每个切开的声波以一个数值来代表该单位的一个量，以此方式完成采样的工作，而在单位时间内切开的数量便是所谓的采样频率，说明白些，就是模拟转数字时每秒对声波采样的数量，像是CD音乐的标准采样频率为44.1KHz，这也是目前声卡与计算机作业间最常用的采样频率。

    另外，在单位时间内采样的数量越多就会越接近原始的模拟信号，在将数字信号还原成模拟信号时也就越能接近真实的原始声音；相对的越高的采样率，资料的大小就越大，反之则越小，当然也就越不真实了。数字数据量的大小与声道数、采样率、音质分辨率有着密不可分的关系。

    前面提到CD音乐的采样率为44.1KHz，而在计算机上的DVD音效则为48KHz (经声卡转换) ，一般的电台FM广播为32KHz，其它的音效则因不同的应用有不同的采样率，像是以网络会议之类的应用就 不要使用高的采样率，否则在传递这些声音数据时会是一件十分痛苦的事。

    当然，目前比较盛行的高清碟的采样率就相当的高，达到了192kHz。而目前的声卡，绝大多数都可以支持44.1kHz、48kHz、96kHz，高端产品可支持192kHz甚至更高。

                    比特率

    声波在转为数字的过程中不是只有采样率会影响原始声音的完整性，另一个亦具有举足轻重的参数——量化精度（比特率），也是相当的重要。一般来说，音质分辨率就是大家常说的bit数。目前，绝大多数的声卡都已经可以支持24bit的量化精度。

那么，什么是量化精度呢？前面曾说明采样频率，它是针对每秒钟所采样的数量，而量化精度则是对于声波的“振幅”进行切割，形成类似阶梯的度量单位。所以，如果说采样频率是对声波水平进行的X轴切割，那么量化精度则是对Y轴的切割，切割的数量是以最大振幅切成2的n次方计算，n就是bit数。

    举个例子，如果是8bit，那么在振幅方面的采样就有256阶，若是16bit，则振幅的计量单位便会成为65536阶，越多的阶数就越能精确描述每个采样的振幅高度。如此，也就越接近原始声波的“能量”，在还原的过程序也就越接近原始的声音了。

                      动态范围

    另外，bit的数目还决定了声波振幅的范围（即动态范围，最大音量与最小音量的差距）。如果这个位数越大，则能够表示的数值越大，描述波形更精确。每一个Bit的数据可以记录约等于6dB动态的信号。一般来说，16Bit可以提供最大96dB的动态范围（加高频颤动后只有92dB）。每增加一个Bit的量化精度，这个值就增加6dB。因此，我们可以推断出20Bit可以达到120dB的动态范围，而24Bit则可以提供高达144dB的动态范围。

    那么，动态范围大了，会有什么好处呢？动态范围是指系统的输出噪音功率和最大不失真音量功率的比值，这个值越大，则系统可以承受很高的动态。比如1812序曲中的炮声，如果系统动态过小，高于动态范围的信号将被削波（Clipping, 高于0dB的溢出信号将被砍掉，会导致噼里啪啦的声音）。

现在的音乐载体，CD是16bit的。声音信息是以16bit形式记录在唱片上的。播放音乐CD，也就是16bit声音信息的重放。

    1bit 也称为1位，或1位元；16bit 就是16位元。bit,是信息的单位,中文叫“比特”，比特是二进制单位，1位(1bit),一个单元，可存储一个“0”或一个“1”；1bit相当于1个小房间，16bit，相当于16个小的房间，每个可存储一个0或1。以16bit为一个整体，记录声音的大小。以最小数1与最大的数---16个1(二进制)来比较，最大的声音与最小的声音的倍数是96db(db是分贝，声响的单位)。

    夜深人静，我们的房间里声音的响度大约是20db,交通繁忙时市中心的街口，是100db,喷气式飞机飞天时，声响可达140db。正常说话的声音响度约是50db，大声说话，声音响度会有60-70db，军事教官操练士兵时发的口号声可达90-100db.

     CD唱片的信息，是16比特的，线性记录着声音的大小。不能完全记录实际世界的声音变化---16bit,最多可记录96db的声音差别。并且由于数字化，声音的变化最小是1bit，难以细分声音的微小差别：以最大的声音16个1来比较，最小的声音变化1bit,是2的16次方分之一；以平均声响(10bit)来比较，则只有2的10次方分之一了，2的10次方约1000，也就是只有千分之一的分辨度。

    所以听CD唱片，有时候感觉甚至不如听卡式磁带“好听”。

    卡式磁带录音机，是前CD时代的音乐载体。磁带，由于磁粉的非均匀度等原因，噪声很大，整体上说，信号与噪声之比最多能达到60db，做了非线性处理以后，信噪比能达到70db。单从信噪比上，磁带是不能与CD唱片相比(CD唱片的信噪比，轻松达到90db)，但是，从声音的变化分辩度上，磁带记录的是模拟信号，不是象CD的数字信号，人能够听到的声音变化，一般感觉有时候比CD要细一些。这个问题，一般称为“数码声”，就是CD的声音是“数码声”，不细，有些“空”。

                信噪比（Signalise）

   信噪比（Signalise），就是信号声音对非信号声音的比值，通常以S/N表示，单位为分贝（dB）。

   模拟时代，还有一种记录介质叫---LP，信噪比约80db。LP，黑胶唱片，Long Playing 唱片。虽然信噪比不如CD，但声音的分辨度远高于现行CD，即一些细小的声音变化能在LP上听出，而在CD上无法听出来。

    所以16bit的CD音乐，效果在很多方面不如之前的LP，科技的进步没有提升音乐欣赏的效果啊!

前面分析过，现行CD唱片的声音分辨度约千分之一，一般经过训练的人能分辨声音的变化达万分之一，乐队的指挥可感觉百万分之一的声音变化。发烧友---整天听音乐的，基本上能感觉到几万分之一的声音变化。

    所以现在新的音乐形式，在电脑上，采用24bit的形式，以24bit作为一个整体，信噪比就不说了，可达140db!微小细小的声音差别在24bit下，也能得到大的提升，24bit比16bit增加了8个bit，以比平均声响增加5bit来算，可达6万分之一!除了高水平的指挥，其他人很难区分现场Live与重放!

                   24bit音乐

    24bit音乐是一种“体验”。相比于24bit音乐，现在的16bit音乐都是“有损”的，就象MP3一样。MP3是“有损”的音乐形式，对比Mp3与CD音乐，能够听出差别来吗？

    一般听众，对于声音的分辨，按照上面的分析，多数可能不到千分之一，即：能分辨的声音差别不到千分之一，有些人可能只能达到百分之一。对于这些人(声音分辨只能达到百分之一的)，听Mp3与听CD，没什么差别。

    mp3是采用压缩算法把16bit音乐的声音信息进行处理，省略了很多小的“细节”，一般不为人所察觉的“细节”，所以是“有损”的音乐。

    以信息量来说，16bitCD音乐，一般是1441K bit/s，mp3 音乐的信息量，最大的是 320Kb/s,甚至有64K、128K的MP3音乐，就是经过大幅压缩信息量的音乐。

AAC 也是一种压缩音乐形式，据说256K的AAC 效果 比320K的MP3 还要好一些。感觉上256K的AAC 效果与320K的MP3 差不了多少。

16bit CD音乐，虽然是1441Kb/s信息量，但实际由于信息的冗余、静音等原因，实际信息量约在600K--900K(b/s)。

比较一下，我们可以得知，苹果贩卖的 256K AAC 音乐，信息量大约是16比特CD音乐的1/4。在电脑上，在ipod、iphone和MP3播放器上存放占空间小，压缩的音乐比原版的CD音乐要少，与1441K的CD音乐相比只占1/5到1/10的地方，这是压缩音乐流行的根源。

随着存储空间的越来越大，有些人对音乐的追求，可以得到满足，60分钟24bit音乐约占空间为1G!

60分钟的MP3音乐大约 只占空间 60-70M。

    需不需要提升音乐欣赏水平到24bit? 就要看现在你能分辨多少声音差别。

    首先听一下，能区分320K的MP3与1441K的CD音乐吗？如果不能，那你就不要提升了。

    能不能区分，一个是人的大脑(听觉)的能力，另外，播放音乐的设备也是我们能不能区分的一个重要环节。

播放音乐的设备：音箱、耳机，功放，声卡……，

我可以区分320K的MP3与1441K的CD音乐，要做对比才会更明确。在对比下，甚至500K的AAC与原版的CD音乐，都可以听出差别来。由于原版的CD音乐，有冗余信息，所以实际信息量约在600K--900K，与500K的AAC应该说非常接近，不过层次较高的音乐欣赏者听了，感觉差别是很大的。

    对比24bit与16bit，感觉差别也是较大的，主要是现场感、圆润度有提高，“数码声”减少了很多，或者说，基本上没有“数码声”了。

    现在网上有一些可下载的24bit音乐，主要是试音性质的。市场上24bit音乐有这样两种：1、DVD-audio 2、SACD

DVD-audio 与 SACD 碟片，都需要专门的机器来播放。

    网上还有很多把过去的LP转成的24bit音乐，是过去的艺术家在过去发行的LP唱片，有人用现在的技术把其中的声音信号转换成数字信号24bit。

    另外，HD-CD唱片，是与CD标准唱片兼容的，现在也很多。HDCD的信息，据说是可以达到20bit，因此HDCD比普通CD效果要好。HDCD碟片在普通CD机上可以放，但效果与普通CD一样，甚至比普通CD效果要差一些，用有HDCD解码的播放器播放，效果则比普通CD好。

    微软的Windows Media Player即可以完美播放HDCD。

在超越16bit的CD的路上，微软投入了，微软购买了HDCD的知识产权，凡是要制作、生产HDCD唱片，以及生产HDCD播放机的，只要交点银子给微软就行了!