数字化音频

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模拟与数字音频

模拟音频和数字音频中的声音的传送和存储方式非常不同。

• 模拟音频

麦克风将声音压力波转换成电线中的电压变化：高压成为正电压，低压成为负电压。

当这些电压变化通过麦克风电线传输时，可以在磁带上记录成磁场强度的变化或在黑胶唱片上记录成沟槽大小的变化。

扬声器的工作方式与麦克风相反，即通过录音音频中记录的电压信号重新产生压力波。

• 数字音频

与磁带或黑胶唱片等模拟存储介质不同，计算机以数字方式将音频信息存储成一系列的 0 和 1。

在数字存储中，原始波形被分成各个称为“采样”的快照。此过程通常称为数字化或采样音频，有时称为“模数转换”。

从麦克风录制到计算机时，模数转换器将模拟信号转换为计算机能够存储和处理的数字样本。

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了解采样率

采样率表示音频信号每秒的数字快照数。采样率越高，数字波形的形状越接近原始模拟波形。低采样率会限制可录制的频率范围，这可导致录音表现原始声音的效果不佳。

两个采样率

A. 使原始声波扭曲的低采样率。B. 完全重现原始声波的高采样率。

为了重现给定频率，采样率必须至少是该频率的两倍。

例如，CD 的采样率为每秒 44100 个采样，因此可重现最高为 22050 Hz的频率，此频率刚好超过人类的听力极限 20000 Hz。

以下是数字音频最常用的采样率：

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了解位深度

位深度决定动态范围。

采样声波时，为每个采样指定最接近原始声波振幅的振幅值。较高的位深度可提供更多可能的振幅值，产生更大的动态范围、更低的噪声基准和更高的保真度。

为获得最佳音质，Adobe Audition（简称 Au） 在 32 位模式下变换所有音频，然后在保存文件时转换为指定的位深度。

位深度越高，提供的动态范围越大

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dBFS

在数字音频中，幅度以满量程的分贝数或 dBFS 为单位测量。

最大可能的振幅为 0 dBFS，所有低于该值的振幅均表示为负数。

注意：给定的 dBFS 值不直接对应于以声学 dB 为单位测量的原始声音压力级别。

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音频文件大小的计算

硬盘中的音频文件（如 WAV 文件），包含一个表示采样率和位深度的小标头，然后是一长串数字，每个采样一个数字。这些文件可能非常大。

例如，如果每秒 44100 个采样以及每次采样 16 位，一个单声道文件每秒需要 86 KB（= 44100 × 16 ÷ 8 ÷ 1024），每分钟大约 5 MB。对于具有两个声道的立体声文件，该数字将翻倍到每分钟 10 MB。

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Au 数字化音频的方式

在 Au 中录制音频时，声卡启动录制过程，并指定使用的采样率和位深度。通过“线路输入”或“麦克风”端口，声卡接收模拟音频并以指定的采样率进行数字采样。Au 按顺序存储每个采样，直到录制停止。

在 Au 中播放文件时，进行相反的过程。Au 将一系列数字采样发送到声卡。声卡重建原始波形并以模拟信号的方式通过“线路输出”端口发送到扬声器。

总之，数字化音频的过程始于空气中的压力波，麦克风将此压力波转换为电压变化，声卡将这些电压变化转换为数字采样。

当模拟声音变成数字音频之后，就可以在 Au 中自由地编辑、处理和混合音频了。