什么是数字音频？

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数字音频是录制或转换为数字信号的声音的表示。在模数转换过程中，以指定的采样率和位深度捕获模拟声波的幅度，并将其转换为计算机软件可以读取的数据。

声音和数字音频之间的主要区别在于，数字音频是用于重建原始模拟声波的一系列幅度值，而模拟声音是在任何一个时间点具有无限幅度值的连续信号。数字音频就像玩连线游戏，而真实的声音则是完整的原始图像。

量化：音频到数字的转换
模数转换过程称为量化，它与相机捕捉视频的方式非常相似。摄像机通过每秒捕获数千个连续图像（称为帧）来重建连续的时刻。帧率越高，电影越流畅。在数字音频中，模数转换器每秒以指定的采样率和位深度捕获数千个音频样本，以重建原始信号。采样率和位深度越高，音频分辨率越高。

重建原始信号.jpg

什么是音频采样率？
采样率是每秒为创建离散数字信号而对波形进行采样的数量。采样率越高，捕获的音频信号快照就越多。音频采样率以千赫 (kHz) 为单位测量，它决定了数字音频中捕获的频率范围。在大多数 DAW 中，您会在音频首选项中找到可调节的采样率。这控制项目中音频的采样率。


您在普通 DAW 中看到的选项（44.1 kHz、48 kHz）可能看起来有点随机，但事实并非如此！

样本。利率不是任意数字。计算机应该能够重现频率高达 20 kHz 的波，以便重现人类听觉范围内的频率（人类听到的频率在 20 Hz 到 20 kHz 之间）。但要让计算机重现这一点，它们必须使用两倍的采样率。因此，从技术上讲，40 kHz 的采样率应该可以解决问题，对吗？

这是事实，但您需要一个非常强大（但同时又昂贵）的低通滤波器 来防止声音混叠。从技术上讲，44.1 kHz 的采样率允许录制频率高达 22.05 kHz 的音频。通过将奈奎斯特频率置于我们的听力范围之外，我们可以使用更温和的滤波器来消除混叠，而不会产生太大的听觉影响。大多数人在一生中都会失去听到高频的能力，只能听到 15 kHz - 18 kHz 的频率。然而，这种“20到20”的规则仍然被接受为我们能听到的所有声音的标准范围。

这意味着我们可以使用至少两倍于其频率的音频采样率（称为奈奎斯特速率）来捕获和重建原始正弦波的频率。相反，系统可以捕获和重新创建高达音频采样率一半的频率，这一限制称为奈奎斯特频率。

音频数字转换器 (ADC) 无法正确记录高于奈奎斯特频率的信号，从而在奈奎斯特频率上进行镜像，并在称为混叠的过程中引入人为频率。

为了防止混叠，音频数字转换器之前通常装有低通滤波器，用于在音频到达转换器之前消除高于奈奎斯特频率的频率。这将防止原始音频中不需要的超高频导致混叠。早期的过滤器可能会污染音频，但随着更好的技术的引入，这个问题正在最小化。

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我应该以什么采样率进行记录？
在录音、混音和母带制作时，以尽可能高的采样率和位深度工作总是有利的：48 kHz、96 kHz 甚至 192 kHz。这样可以在所有混合和效果中实现更高的分辨率，并让您能够灵活地降低到与您的发行介质兼容的采样率。然而，一旦涉及到音频的弹跳，您就必须选择与您的发行媒体兼容的位深度和采样率。

CD、流媒体和消费音频的标准采样率为 44.1 kHz，48kHz 通常用于视频音频，96 kHz 或 192 kHz 用于档案音频。

44.1 kHz 与 48 kHz
如果您录制音乐，标准采样率为 44.1 kHz 或每秒 44,100 个样本。这是大多数消费类音频的标准，用于 CD 等格式。 48 kHz 是电影中另一种常见的音频采样率。从技术上讲，较高的采样率会导致每秒进行更多的测量，并更接近地重现原始音频，因此 48kHz 通常用于视频音频，这通常需要较大的动态范围。

96 kHz 与 192 kHz
鉴于 192 kHz 每秒采样的样本量是 96 kHz 的两倍，因此需要两倍的硬盘空间来存储。虽然使用 96 kHz 和 192 kHz 等高采样率将为您提供最高分辨率的音频，但它需要大量的处理能力，而且人耳很难察觉到差异。对于大多数音乐应用，通过良好的音频接口以 48 kHz 进行录制将产生出色的效果。

您能听出音频采样率之间的差异吗？
一些经验丰富的工程师可能能够听出采样率之间的差异。然而，随着滤波和模拟/数字转换技术的改进，听出这些差异变得更加困难。

音频采样率越高越好吗？
理论上，以更高的音频采样率（例如 176.4 kHz 或 192 kHz）工作并不是一个坏主意。文件会更大，但在最终反弹之前最大限度地提高音质可能会很好。然而，最终音频可能会转换为 44.1 kHz 或 48 kHz。从数学上讲，将 88.2 转换为 44.1 以及将 96 转换为 48 要容易得多，因此整个项目最好保持一种格式。然而，常见的做法是在 44.1 kHz 或 48 kHz 下工作。

如果系统设置为 48 kHz 的采样率并且我们使用 44.1 kHz 音频文件，系统读取样本的速度会比应有的速度快。结果，音频听起来速度加快且音调稍高。如果系统采样率为 44.1 kHz，而音频文件为 48 kHz，则情况相反；音频声音变慢并且音调稍微降低。

超高音频采样率还有一个有趣的创意用途。如果您曾经降低过标准 44.1 kHz 音频文件的音调，您可能会注意到高音变得有些空洞。高于 22.05 kHz 的频率在转换前已被滤除，因此没有任何频率内容需要调低，从而导致高频出现缺口。

然而，例如，如果该音频以 192 kHz 录制，则原始音频中将录制高达 96 kHz 的频率。这显然超出了人类的听觉范围，但降低音频音调会导致这些听不见的频率变得清晰可闻。因此，您可以大大降低录音的音调，同时保留高频内容。有关音频采样率的更多信息，请务必查看下面的视频。