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音箱、耳机的音质是如何決定的?哪些因素影响着音质的表现

摘自:perskinn|2019-05-24 09:19|作者:perskinn

文章摘要:数字的电子声音要传达到你的耳朵里,大致上需要“讯号 X 讯源X传输 X扬声器”这四个部分。

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?需不需要买高品质耳机呢?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!

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声音的组成: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!因为对于高品质的耳机来说,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!

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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。


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【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

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     【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。出色的 .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。

訊源

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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、增强讯号或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…

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,是追求高音质的优选。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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