[閒聊] 數位會不會失真?

看板Headphone作者 (我是一隻小笨狗)時間10年前 (2013/09/10 22:56), 編輯推噓32(32推 0噓 42→)
留言74則, 21人參與, 最新討論串1/2 (看更多)
在下最近想了一些東西，亂聊一通，很多腦補，別鞭太用力 數位傳輸跟儲存只有0跟1於是不會受到微小抖動雜訊影響 那我就不禁思考，那數位會不會失真? 在開始閒聊一切以前先說:數位本身就是一種失真 因為聲音是一種類比訊號，被記錄轉換為電壓訊號後，進行數位採樣 例如:http://ppt.cc/-vAh 橫軸以44.1kHz (每秒切44.1k刀) 縱軸則被量化為2的16次方來儲存 而在類比轉數位取樣時，是一個區間1/44100秒內的一個電壓訊號 不一定是一個定值，所以都是取最大V (PCM格式標準規範下) 於是一個WAV裡面就很多被量化的數位資料，等待著被轉換為電壓訊號 如果只是單純的轉換回去會發生什麼事? 就是階梯狀的一個訊號，通常來說再以一個低通濾波來讓他變圓滑 當然不是這麼簡單，否則就不會有DAC從200元-數十萬元的差別了 所以D-A, 數位電路的部分，只要數位接受晶片及數位類比轉換晶片確定，基本上各品牌 其實都大同小異，大部分都是採用買來的classic電路。 所以買DAC真正在買的價值還是後面的類比處理。 而剛講到數位訊號的採樣完後，究竟數位訊號怎麼輸出到DAC 電壓訊號總是要隨著時間一筆一筆傳送，也就是如同原採樣的時間 44.1kHZ 有點像是按照同樣的頻率在把訊號吐出去，所以WAV裡面應該是沒有儲存時間檢查檔案的。 但問題來了 現實中哪裡有真正的44.1kHZ? 不管是類比轉數位的採樣，還是從電腦要數位輸出的採樣 都不可能是真正的44.1kHZ 我從WaveLength 的官網看到說 即使44.08kHZ 也還是正常的運算誤差 (再看他們DDC 的產品設計介紹提到) 姑且先不論類比採數位的錄音室究竟Clock準不準，電腦的Clock當然不可能準了 且通常還是48KHz，但這樣無彷，反正就算是真正的44.1KHZ的電腦，我猜原檔案的採樣也 不是44.1KHz。 USB非同步傳輸 所以有聰明的人發明了非同步傳輸，Clock是從DAC端開始送出，有點像是DAC放了個棋子 在電腦那邊(驅動) ，那DDC及DAC的Clock是真正的44.1kHz嗎? 腦補區: 應該是用傳封包的方式(傳檔案的方式)給DDC接收到，在進行數位檔案轉電壓的動作。 超取樣 當然還有另外一些人也是聰明的不得了。 用超取樣的方式，用高於其兩倍以上的頻率去取樣，以量取勝 等於是說原本0110的訊號變成00111100，當然也有可能變成01111100 也有可能變成 00111110之類的....去消除沒有真正的44.1kHZ這件事。 不過這個誤差就變小了，原本0110可能誤差為0.2kHz因為被超取樣，某種程度上誤差就 降低了，但是隨之錯誤率也增加(因為莫名的取樣數變多)，所以變好變壞? 昇頻 當然也有些人用昇頻的方式用44.1kHz接到訊號後，以運算法的方式重生數位電壓訊號 類似非同步的概念，以運算IC的Clock重生更高Clock的訊號再以同樣的Clock丟給DAC 腦補區 或者重生44.1kHz(沒聽過重生44.1k) 是好是壞? 反正都沒人是準的，死馬當活馬醫 那話說回來這些失真人究竟能不能分辨?如果不能分辨，那麼就算可允許的失真範圍? 我先前找到一個網站: http://tonometric.com/adaptivepitch/ 我自己亂測試自己大概可以分別出 1.5Hz左右的分別 中央C的LA為440Hz 假設440HZ 與 441Hz同時出現我能分別(假定神人能分辨1Hz) 假定為sin函數:和差化積後，出現sin[(w1+w2)/2]*sin[(w1-w2)/2] 也就是我能辨別的388080 Hz 這個Hz在腦中 大家都以為440HZ 真的就是一個440Hz的sin嗎? 當然不是有音色 別忘了 若以另一個想法: 所有的可微分函數皆可用sin 跟cos各頻率組合而成 所以有錄音經驗的人一開始就會覺得奇怪 為何我彈一個Do,錄音的頻譜卻從幾百Hz-20Khz 都有呢? 因為音色裡面有很多共振函數 但這真的很驚人，我們竟然可以辨認388.1KHz的東西 所以會不會突然覺得44.1KHz有點不夠用? 但還好我們目前看到只要有幾K價位以上的DAC 應該會用類比端調音的方式讓你無法分辨 以上綠字計算錯誤抱歉 又講回數位 USB數位線材為何能影響聲音在USB非同步傳輸情況下 這讓我會想知道究竟是Clock過去電腦那邊，還是是封包過去DDC那邊，如果是封包過去 那不就需要有暫存區給封包? 腦補區:線材的電容值會影響各頻率的相位變化,但在數位傳輸是以44.1kHz 我想75歐姆阻抗也是由此計算得知吧(好像還要包含端子) 但在傅利葉轉換下,數位訊號標準是方波，可得知包含很多極高頻訊號，不過我想這點不用 擔心，我覺得DDC會把你在醜的數位訊號解讀正確，只要Group 波包沒有瓦解就行。 在下物理系魯蛇，聽音樂時還是就聽音樂好了，別亂想ˊ>ˋ -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc) ◆ From: 123.195.14.177
推
09/10 22:58, , 1F
認真推 但是說真的 聽音樂真的是爽就好...
09/10 22:58, 1F
修錯字 ※ 編輯: max8201 來自: 123.195.14.177 (09/10 23:05)
推
09/10 23:02, , 2F
#1I1nCnFi 小弟在這篇也討論過類似的問題
09/10 23:02, 2F
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09/10 23:03, , 3F
但最後 其實好不好聽 應該是很主觀的
09/10 23:03, 3F
推
09/10 23:04, , 4F
拉板凳
09/10 23:04, 4F
XD 講出來其實只是獻醜了，只是想說講一講看會不會糾正一些腦補資訊
推
09/10 23:06, , 5F
能分辨440跟441真的可以這樣算嗎＠＠a
09/10 23:06, 5F
不知道耶,但我覺得假設兩個訊號同時出現，腦中其實是兩個訊號同時接收 ※ 編輯: max8201 來自: 123.195.14.177 (09/10 23:08)
推
09/10 23:11, , 6F
依據取樣定理 取樣頻率要是被取樣訊號的2倍頻以上
09/10 23:11, 6F
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09/10 23:11, , 7F
人耳最高可以聽到22k左右 所以取到44k左右是分不出來的
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09/10 23:11, , 8F
因為一般人18k以上就很難聽到聲音了
09/10 23:11, 8F
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09/10 23:12, , 9F
大部分聲音在10k左右
09/10 23:12, 9F
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09/10 23:12, , 10F
就很高了
09/10 23:12, 10F
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09/10 23:13, , 11F
在44.1Khz的情況下取樣14.7kHZ 只有三個點
09/10 23:13, 11F
推
09/10 23:14, , 12F
這問題是 Interval 跟 Continuous 的問題 這是微積分跟傅立
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09/10 23:14, , 13F
取樣頻跟音頻是不一樣的東西
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09/10 23:14, , 14F
葉轉換的範籌 跟之前的 jitter 相關討論是不一樣的 /3\;;;
09/10 23:14, 14F
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09/10 23:16, , 15F
所以D大 我完全想錯了嗎?ˊˋ
09/10 23:16, 15F
推
09/10 23:16, , 16F
不好意思 所以你是想討論橫軸的2的16次方嗎?
09/10 23:16, 16F
我的意思是例如14.7Khz的sin 在44.1Khz取樣下不就只能被切三刀? 不就三個點?
推
09/10 23:17, , 17F
不算想錯 想法意思有到了 XDDD
09/10 23:17, 17F
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09/10 23:18, , 18F
我不懂 o 兄想說的 數位取樣本身就是一種失真這與取樣後那個
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頻段響應是兩個課題 樓主討論的波形還原失真跟取樣失真是相
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09/10 23:18, , 20F
關的 如此而已 :)
09/10 23:18, 20F
@@
推
09/10 23:20, , 21F
取樣定理講的是"至少"要2倍 等於剛好取到波峰跟波谷
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09/10 23:20, , 22F
m 兄如要討論耳朵遮罩效應 有個歷史產物叫做 MiniDisc (MD)
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09/10 23:21, , 23F
不過這個實作後來被打槍 因為理論上一樣但 聽 感 就是不一樣
09/10 23:21, 23F
我快去查XD 因為我覺得人類的聽覺跟大腦連結真的滿複雜 但必須要了解這個才能知道數位要做到怎樣的極致吧? ※ 編輯: max8201 來自: 123.195.14.177 (09/10 23:22)
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09/10 23:22, , 24F
擴充解釋變成 採樣率固定下 最高可信的重現頻率只有一半
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09/10 23:23, , 25F
數位取樣不可能做到 "極致" 只能 "逼近" 連續 而已 :p 不過
09/10 23:23, 25F
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09/10 23:23, , 26F
人耳的極限在那裡 就得加入音響玄學的層次了 (ㄟ ...)
09/10 23:23, 26F
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09/10 23:23, , 27F
實際上如果再考慮各頻響在LPF過程中的time phase問題
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09/10 23:24, , 28F
就根本不是人耳能聽到多少頻寬 採樣率多少 可信頻寬到哪
09/10 23:24, 28F
推
09/10 23:24, , 29F
切三刀是沒錯 但高低還有16種變化
09/10 23:24, 29F
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09/10 23:25, , 30F
還原回來比較圓滑
09/10 23:25, 30F
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09/10 23:25, , 31F
這種single view的問題
09/10 23:25, 31F
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09/10 23:25, , 32F
所以44.1k不夠嗎?
09/10 23:25, 32F
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09/10 23:26, , 33F
我覺得不是夠不夠的問題 實際上最難的也不是擴充採樣率
09/10 23:26, 33F
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09/10 23:27, , 34F
而是LPF的過程 只把頻響調到平直是完全不夠的
09/10 23:27, 34F
推
09/10 23:30, , 35F
意思是要用類似二階filter 有ripple那種嗎?
09/10 23:30, 35F
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09/11 00:05, , 36F
因為LPF也有非線性效應在裡面，所以只看線性的頻率響應不夠
09/11 00:05, 36F
樓上幾位進入我也無法進入的世界XD
推
09/11 00:15, , 37F
我要考通訊所最近在讀通原，看這篇超有感XDDDDDD
09/11 00:15, 37F
推
09/11 00:31, , 38F
非理工科看不懂推XD
09/11 00:31, 38F
推
09/11 00:36, , 39F
真的要討論這個的話不用同時看人耳對於聲音的接受函數?
09/11 00:36, 39F
應該要喔~所以我找440HZ 比較通用
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09/11 00:55, , 40F
和差化積算出來的結果怪怪的...
09/11 00:55, 40F
....我剛洗澡時發現了 G掉,丟臉了,抱歉,想成波長XD
推
09/11 01:02, , 41F
讀電子的也看不大懂推
09/11 01:02, 41F
推
09/11 01:06, , 42F
看到和差化積勾起高中讀到很幹的回憶給推
09/11 01:06, 42F
※ 編輯: max8201 來自: 123.195.14.177 (09/11 01:17)
推
09/11 01:46, , 43F
超取樣 應該是把量化產生鏡相頻率推離音頻帶遠一點 LPF
09/11 01:46, 43F
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09/11 01:46, , 44F
比較好做
09/11 01:46, 44F
推
09/11 01:53, , 45F
DA主要問題 應該是jitter 電腦出爛聲原因在 分時多工 可
09/11 01:53, 45F
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09/11 01:53, , 46F
以作個實驗 讓撥放軟體獨享一核心 聲音會有差別
09/11 01:53, 46F
怎麼讓撥放軟體獨享一核心呢?
推
09/11 08:05, , 47F
失真其實也是一種美麗的錯誤(誤
09/11 08:05, 47F
同意!
推
09/11 10:10, , 48F
植松伸夫在FF6有談到失真的觀念
09/11 10:10, 48F
推
09/11 10:14, , 49F
總之，完美不一定完美，非完美不一定非完美，符合需求最重要
09/11 10:14, 49F
推
09/11 10:26, , 50F
推腦補 還有基本知識XD
09/11 10:26, 50F
推
09/11 10:40, , 51F
植松伸夫提到的失真是講音響嗎？
09/11 10:40, 51F
推
09/11 11:30, , 52F
非同步也不一定能降太多jitter，本身clock就不太準也沒用
09/11 11:30, 52F
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09/11 11:31, , 53F
最好的降jitter方式就是跟錄音室一樣外接同步時鐘
09/11 11:31, 53F
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09/11 11:31, , 54F
但是價錢方面都蠻噁心的XDDD
09/11 11:31, 54F
其實我認為 就接收端而言，外接同步時鐘，讓所有器材同步，只是讓你所有 器材在同一個時間，但就算不如此，其實買到一定價位的數位產品，就算只是以同軸橋接 ex:DDC->DAC ;但我相信它們的Clock的誤差不會比原檔案取樣時的Clock誤差來 的大，換句話說，最完美就是你要去跟數位採樣的錄音室借Clock才有用XD 但我們一般來說就假定他們的Clock是真正的44.1Khz 其實我一直覺得奇怪為何不在音訊檔裡面建立採樣時的time to data的資料 或許會對後方還原有幫助? 也或許其實有其困難度。
推
09/11 11:49, , 55F
不是音響方面，而是探討音樂的失真
09/11 11:49, 55F
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09/11 11:50, , 56F
數位播放和真實演出上的完美與不完美
09/11 11:50, 56F
推
09/11 11:53, , 57F
但無論媒介為何，失真問題在每個細節都是會發生的
09/11 11:53, 57F
→
09/11 11:54, , 58F
包含人的身體是否健康也會影響耳朵的聽感
09/11 11:54, 58F
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09/11 11:56, , 59F
這也是為什麼一些人到最後都反璞歸真，因為音樂本身才是目的
09/11 11:56, 59F
→
09/11 11:57, , 60F
在聽覺上能接受的範圍下，好好享受音樂才是重點
09/11 11:57, 60F
推
09/11 12:05, , 61F
^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^兩點都太對了
09/11 12:05, 61F
關鍵字:植松伸夫 小弟也會去了解一下 我也同意應該符合需求，但了解取樣後其實會發現D-A晶片真的非常強，因為在14.7Hz的 波 他只用了最多三個點,就把你的波形還原
推
09/11 13:01, , 62F
CD好像也是數位的 現在應該幾乎都數位化了 因為方便
09/11 13:01, 62F
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09/11 13:01, , 63F
能造成失真的關係應該也有很多種 應該說任何一種都會
09/11 13:01, 63F
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09/11 13:02, , 64F
失真 花大錢只是要把他搞得越不失真吧XDy
09/11 13:02, 64F
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09/11 13:02, , 65F
還有雖然是010101 不過取極限的意義 也可以把它當成
09/11 13:02, 65F
→
09/11 13:03, , 66F
連續吧!?
09/11 13:03, 66F
但可惜我們還沒到取極限的程度，都是靠類比端將不連續轉連續的功勞 哈,算錯和差化積那邊真的很丟臉，但我覺得人類能分別1Hz的差異這點是一個可以探討的 point,就如同現在顯示器在製作時，到底pixel要多小，也是follow著人眼鑑別度的問題 ※ 編輯: max8201 來自: 123.195.14.177 (09/11 13:29)
→
09/11 13:45, , 67F
放棄數位 回歸底片!
09/11 13:45, 67F
→
09/11 15:53, , 68F
我超愛底片!
09/11 15:53, 68F
推
09/11 21:38, , 69F
專業攝影領域好像還不少喜歡底片韻味的
09/11 21:38, 69F
推
09/11 22:42, , 70F
大大說的也是，目前能同時傳音訊與時鐘的只有想到I2S而已
09/11 22:42, 70F
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09/11 22:44, , 71F
這個暑假DIY了個外接時鐘，聲音立體度增加不少就是了XDD
09/11 22:44, 71F
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09/11 23:01, , 72F
樓上這個我有點興趣(?
09/11 23:01, 72F
推
09/11 23:25, , 73F
192好像能接world clock?
09/11 23:25, 73F
推
09/11 23:36, , 74F
...確實能接192DAC但是要再花900買轉頻板
09/11 23:36, 74F
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