32位/384 kHz的DAC真的有必要吗？ 解析高分辨率音频的真相！

门的耳朵

为什么32位/384 kHz的DAC意义不大以及为什么使用它们仍然没问题

最近，一位网友提问：为什么市场上会有支持32位/384 kHz的DAC（数字模拟转换器）？这是一个有趣的问题，因为绝大多数高分辨率音频格式的上限是24位/192 kHz，32位/384 kHz似乎超出了实际需求。接下来，我们从音频技术的基本原理出发，探讨这个问题。

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采样率与位深度的基本概念

32位分辨率意味着可以以极高的精度表示音频数据，而384 kHz的采样率表示每秒采样384,000次。然而，人类听觉的极限大约在20 kHz，大部分音频标准采样率（如44.1 kHz）已经足够捕捉人耳能感知的声音细节。这背后的理论依据是奈奎斯特-香农采样定理，它指出，只要采样率是信号最高频率的两倍，就能完整重建信号。

因此，44.1 kHz的采样率覆盖了人类听觉范围，而16位的位深度则提供了足够的动态范围（96 dB），可以满足大多数场景需求。那么，为什么还需要如此高的规格呢？

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更高规格的实际作用

虽然32位/384 kHz的DAC看似多余，但它们并非完全没有意义。以下是几个需要考虑的因素：

• 更高规格对制作和处理的意义
  在录音和混音阶段，更高的位深度和采样率确实有优势。例如，24位的动态范围更大，便于捕捉微弱细节而不引入噪声。384 kHz的采样率也可能在某些高级音频处理（如数字信号处理或插件运算）中提供更高的精度。尽管最终的音频文件通常会被降至24位/192 kHz或16位/44.1 kHz，但在制作过程中使用高规格可以减少误差。
• DAC内部处理的优化
  现代DAC通常会将输入信号上采样到更高的规格进行处理，以优化数字滤波器的性能。例如，许多DAC会将16位/44.1 kHz的音频上采样到24位或更高规格，以减少量化误差和滤波器的瑕疵。即使没有额外的信息，这种“膨胀”的数据流也更易于处理。
• 滤波器的改进
  数字低通滤波器是DAC的重要组成部分，其作用是去除高于采样频率一半的信号（即奈奎斯特频率）。理想的滤波器应该只衰减无用的高频信号，但实际设计中可能会在频率域或时间域产生问题。如果采样率更高，滤波器可以设置在更远离人耳可听范围的频率，从而提高音质。
  
  

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32位/384 kHz的局限性

尽管以上提到了一些高规格的潜在优势，但它们在实际应用中仍有明显的局限性：

• 音乐内容的限制
  几乎没有音乐录音真正需要32位/384 kHz的规格。大多数录音设备（如麦克风）无法捕捉超出人耳听觉范围的频率，而录音室设备也未针对超声波设计。因此，即使录制了超高频率的内容，这些信息通常也是无意的，且对听感无益。
• 播放设备的限制
  终端用户的扬声器或耳机通常无法重现超过20 kHz的频率，更不用说384 kHz采样率所对应的频段。此外，过高的采样率还可能导致超声波信号调制到可听范围内，反而引发音质问题。
• 人耳的物理限制
  人类听觉的动态范围和频率范围决定了我们无法感知32位或384 kHz带来的差异。即使在理想的条件下，高规格的优势也只限于理论上，实际听感差异微乎其微。
  
  

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32位/384 kHz DAC的意义

尽管32位/384 kHz的规格对大多数实际应用来说意义不大，但它们的存在并不妨碍音频体验：

• 技术进步和市场需求
  高规格DAC的推出更多是为了展示技术能力和满足市场竞争。例如，如果某品牌推出了32位/384 kHz的DAC，竞争对手可能会跟进，以避免在参数上落后。这种“参数竞争”在消费电子领域屡见不鲜。
• 制造成本的降低
  现代制造技术使得生产高规格DAC的成本大幅降低。如今，即使是普通的USB转接头也能支持32位/384 kHz的规格，这一点在过去是难以想象的。
• 对高分辨率音频的支持
  虽然32位/384 kHz的音乐文件极为罕见，但高规格DAC可以兼容所有现有格式，为用户提供更广泛的选择。即使最终音质差异不明显，这种“面向未来”的设计也能吸引部分消费者。
  
  

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总结

支持32位/384 kHz的DAC看似“超规格”，实际上更多是一种市场策略和技术展示。对于普通用户来说，16位/44.1 kHz或24位/192 kHz的音频已经足够满足听觉需求，而更高的规格通常不会带来显著的音质提升。然而，这些DAC的存在并不意味着浪费。它们可以优化音频处理、减少误差，并为未来的高分辨率音频提供支持。

最终，DAC的实际表现不仅取决于分辨率或采样率，更依赖于整体设计和调校。因此，无论你的设备支持哪种规格，真正重要的是聆听体验是否让你满意。

原文：https://www.headphonesty.com/2024/01/32-bit-384-khz-dacs-make-little-sense/

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名称解释：

抖动 (Dither) 是一种故意添加的噪声，用于随机化量化误差，防止出现如图像中的色彩带状这种大规模图案。抖动经常用于数字音频和视频数据的处理，通常是音频制作的最后一道工序之一。抖动的一个常见应用是将灰度图像转换为黑白图像，使得新图像中的黑点密度近似于原图像的平均灰度。
https://en.wikipedia.org/wiki/Dither



动态范围压缩（DRC）或简称为压缩是一种音频信号处理操作，它降低大声音量或放大安静音量，从而减少或压缩音频信号的动态范围。这种技术广泛应用于声音录制和再现、广播、现场声音增强和某些乐器放大器。
专门的电子硬件单元或音频软件应用压缩称为压缩器。在 2000 年代，压缩器作为软件插件在数字音频工作站软件中变得可用。在录制和现场音乐中，可以调整压缩参数以改变它们对声音的影响方式。压缩和限制在过程上是相同的，但它们在程度和感知效果上有区别。限制器是一种具有高比率和通常较短的攻击时间的压缩器。
压缩用于改善公共地址系统的性能和清晰度，作为效果和在混音和母带处理中提高一致性。它能减少语音中的嘶音，并在广播和广告中使音频节目更加突出。它是某些噪声减少系统中的核心技术。
https://en.wikipedia.org/wiki/Dynamic_range_compression

门的耳朵

为什么你的16位CD可能比24位高解析度流媒体听起来更好

高解析度流媒体可能更多地在影响你的大脑，而不是你的耳朵。

长期以来，我们被引导相信更大的数字和“更好”的规格是获得最佳音质的最佳方式。这就是为什么很多人认为高解析度流媒体可能让CD显得过时。

但我们是否过于沉迷于数字游戏？让我们看看在现实世界中，什么才是真正影响音质的因素。

CD音质背后的科学

CD并不是随意设计的，而是专门设计来传递人耳能够检测到的所有音频细节。

每一个规格都是精心挑选的，以匹配我们耳朵实际能听到的东西。你在CD播放器上看到的16位、44.1 kHz标准？它之所以存在，是因为它捕捉了人类听觉的全频范围，从20 Hz到20 KHz。事实上，它甚至超出了这个范围。

根据奈奎斯特-香农定理，要准确捕捉一个信号，你需要以超过你想记录的最高频率的两倍进行采样。由于CD以44.1 kHz采样，它们可以忠实地捕捉到高达22.05 kHz的频率，这远远高于我们的听觉范围。

至于16位深度，这给了我们65,536个不同的级别来捕捉声音变化，相当于96 dB的动态范围。

如果这些数字听起来很大，不用担心。重要的是96 dB轻松覆盖了你在家中听到的所有轻声细语和响亮声音。大多数客厅只需要大约75 dB的范围。

底线？CD给我们的耳朵提供了它们实际上能接收到的一切，没有不必要的额外内容。

为什么更高的分辨率数字不等于更好的声音

你可能见过那些高解析度音频格式上的令人印象深刻的数字，比如96 kHz、192 kHz、24位音频。但是，如果CD已经给了我们超过耳朵能处理的东西，那有什么意义呢？

关于那些超高频率超过20 kHz的真相是：我们根本听不到它们。就是这样。

当然，高解析度格式可以捕捉它们，但大多数音频设备甚至无法正确播放它们。事实上，尝试重现这些超高频率有时甚至会干扰你实际能听到的声音。

市场营销人员喜欢谈论24位音频及其巨大的144 dB动态范围。但让我们把它放在一个背景中。这个扩展的范围主要有利于录音和混音，在编辑过程中额外的“余量”有助于防止质量损失。但在家中聆听？CD的96 dB范围已经足够了。

此外，大多数现代音乐甚至没有使用CD提供的完整范围。制作人动态压缩音乐，使安静部分更响亮，响亮部分更安静。因此，你最终使用的范围甚至比CD提供的还要少。

此外，当工程师将高解析度录音转换为CD格式时，他们使用了一种称为“抖动”的巧妙技术。这增加了一点点噪音，实际上使转换听起来更好。可以把它看作是一种技术安全网，在转换为16位时保持音乐的重要部分完整。

高解析度音频中的额外位深度也没有为你的音乐增加更多“细节”。它只是减少了一些你在CD音质音频中已经听不到的技术噪音。

所以，虽然那些高解析度数字在纸面上看起来很令人印象深刻，但在现实生活中，它们对你的耳朵并没有多大作用。

CD的实际优势

除了技术细节，CD在流媒体方面提供了实际的好处。

首先，无论你的互联网有多好（或多差），CD都有一个大优势：它们总是能正常工作。

你可以获得干净、未压缩的声音，没有任何中断。

当然，像Tidal和Apple Music这样的服务承诺“无损”流媒体。但它们的效果取决于你的互联网连接。

隔壁房间在进行视频通话？你的音乐可能会开始缓冲。Wi-Fi信号弱？音质可能会下降。

CD不在乎这些。只需放入一张，你就能听到你应该听到的东西。没有任何条件，没有任何借口。没有在路由器出问题时处理那些恼人的质量下降，也没有在信号不佳的区域等待歌曲缓冲。

此外，流媒体服务有时会以不同的质量水平播放歌曲以节省带宽。但使用CD，你每次都能获得一致的音质。

这意味着，如果你有不错的播放设备，你会听到音乐正如艺术家希望你听到的那样。

还有一种拥有自己音乐的满足感。流媒体服务让你可以随时随地听到数百万首歌曲。但当许可协议到期时，它们也可以将这些歌曲移除。

话虽如此，流媒体服务在某些方面也很出色。它们在通过个性化播放列表和推荐帮助你发现新音乐方面非常出色。此外，随身携带整个音乐库也有其独特的优势。

好消息是，这不是一个非此即彼的情况。

关于感知差异的真相

盲听测试揭示了许多人不愿承认的事实：大多数人无法区分CD音质和高解析度音频。

即使在使用高端设备的受控ABX测试中，听众也难以区分CD音质（16位/44.1 kHz）和高解析度音频（24位/192 kHz）。

那么，为什么有些人发誓他们听到了不同？这主要是关于我们头脑中发生的事情。

当我们知道自己在听高解析度音频时，我们的大脑告诉我们它听起来更好，即使实际上没有真正的区别。

这种心理现象被称为期望偏差，是高解析度音频如此受欢迎的一个重要原因。那些花哨的营销活动确实知道如何利用这一点。

无论如何，你的播放设备比文件分辨率更重要。通过优质播放器和音响系统播放的制作精良的CD可以比通过基本设备播放的高解析度文件听起来更好。

你的房间设置以及音乐最初的录制和制作质量也比选择CD或高解析度格式对你听到的影响更大。这些因素对你听到的影响远远超过文件分辨率的任何差异。

简而言之，CD已经提供了你耳朵实际上能接收到的一切。

高解析度格式在纸面上可能看起来更好。但真正重要的是你的设备质量、聆听空间，最重要的是音乐最初的录制和制作质量。

来源：https://mp.weixin.qq.com/s/rI6Q6GalqmKNKknXi6ftCg

https://www.headphonesty.com/2024/11/cds-offer-sound-quality-high-res-streaming/

poonhk

离心机器 发表于 2024-12-1 15:11
人耳是听不到，听不到就是听不到，就和有的人金耳朵，有的人耳朵差，他们之间听到的声音是不一样的，这是一 ...

你能分清声音频率和刷新率的分别吗

魔神Z

哈戳戳 发表于 2024-12-1 20:45
最近的科学研究表明人能听到20HZ以下的声音。过去的科研成果都是有局限性的。

柳叶刀的？还是哪里的文章

魔神Z

阿灰灰 发表于 2024-12-1 11:25
个人的认知：原生更高的采样率有助于降低底噪，从而提升动态上限，或者说能保留更大的动态余量，毕竟我们不 ...

理解反了，高采样的噪声更多，比如说录音 同样环境，原生192KHZ肯定比原生48多，这是光ADC下的底噪

八云紫

心里作用吧，再高就是给蝙蝠听的了

哈戳戳

fixbug 发表于 2024-12-1 19:04
技术发展了，人的耳朵却没有进化

举个例子，1970年采集的月壤，研究后称月球没有水。到了2008年，采用更先进的研究方法从月壤中发现了水。这是央视报道过的。所以，不是耳朵不行，是检测手段在不断进步。

哈戳戳

poonhk 发表于 2024-12-1 14:00
就跟人眼刷新率60HZ但是手机设120HZ还是能看出差异一样，刷新率多少不代表你是同步刷新，相同刷新率错位刷 ...

最近的科学研究表明人能听到20HZ以下的声音。过去的科研成果都是有局限性的。

fixbug

技术发展了，人的耳朵却没有进化

蓝色号角

谷津QR有16、24、32三挡，除音效的区别之外，对声场远近也有明显影响。

离心机器

人耳是听不到，听不到就是听不到，就和有的人金耳朵，有的人耳朵差，他们之间听到的声音是不一样的，这是一辈子的事情。不存在这个频率有时候听得到，有时候听不到，除非他基因突变了。刷新率是能感知到的，别说120了，265都能感知到。

愛人如己

阿灰灰 发表于 2024-12-1 11:25
个人的认知：原生更高的采样率有助于降低底噪，从而提升动态上限，或者说能保留更大的动态余量，毕竟我们不 ...

音量和动态是两回事，音量是响度或声压，而动态是同一歌曲中最大音量和最小音量之差。
要使歌曲动态出来需要一定的音量，但也不是音量越大越好，音量太大反而听起来动态变差了，但实际动态没变

poonhk

就跟人眼刷新率60HZ但是手机设120HZ还是能看出差异一样，刷新率多少不代表你是同步刷新，相同刷新率错位刷新的话就会出现差异

493833908

门大好久不见，epoch有啥更新计划没

阿灰灰

个人的认知：原生更高的采样率有助于降低底噪，从而提升动态上限，或者说能保留更大的动态余量，毕竟我们不可能把设备的音量开到最大来听，一旦我们降低音量，几乎必定降低动态。

不念浮生

类比一下，我国高速环形匝道一般限速40，按理说他的坡度满足40顶多50就够了，但实际上坡度至少要按照60到70设计施工，就是留足安全冗余

music_hh

gusijia 发表于 2024-12-1 10:14
这类高规格文件在听的时候要讲究听音顺序方法，首先要看一下高规格文件的顶级参数，会觉得-哇！太hifi了！ ...

否则开不了脑放，哈哈哈

gusijia

这类高规格文件在听的时候要讲究听音顺序方法，首先要看一下高规格文件的顶级参数，会觉得-哇！太hifi了！然后再听，就能感受到高规格文件的顶级音质！