我們知道,CD音頻是屬於44.1KHz/16bit的PCM數字音頻,由於最近30年來CD一直是音樂發行的主流載體,因此44.1KHz/16bit也成為瞭約定俗成的PCM數字音頻品質標準,然而近年來網絡音樂、流媒體等技術不斷發展,24bit位深的數字音頻越發常見,而關於24bit和16bit之間的爭論也就隨之而來。
在一派玩傢看來,16bit音頻已經足夠讓音樂的品質達到人們的聆聽需求,發行24bit音頻是多此一舉;而另一派則認為24bit對於音樂品質能帶來立竿見影的提升,而這種提升甚至不少人聲稱是可以通過雙盲實驗來認知的。
那麼到底哪一派的意見更符合事實呢?在判斷孰是孰非之前,我們先來瞭解16bit和24bit各自的起源。
CD為什麼采用44.1KHz/16bit?按照奈奎斯特采樣原理,“對原始信號進行特定頻段采樣,隻要采樣頻率大於或等於最高頻率的2倍,采樣信號就能無失真地精確還原原始信號”,考慮到人耳可聞聲是0Hz-20KHz,因此理論上超過40KHz的采樣率都能“精確還原”可聞聲信號;CD采用瞭44.1KHz的采樣率,既是為求留出一定餘量,同時也是由於早年的數字錄音設備,是由一臺錄像機+一部PCM編碼器組成,當時使用的PAL錄像制式場頻50Hz,可用掃描線數294條,每條掃描線的磁跡可記錄3個音頻數據塊,50*294*3剛好就是44100,因此這個數字也就成為瞭CD音頻所采用的采樣率標準,並從此一直延續下來。
至於采用16bit位深,主要是考慮兩個因素:第一,位深越大,信噪比和動態范圍越好,音色也就越真實、生動(傳統的模擬錄音磁帶/黑膠碟信噪比約60dB);第二,也要考慮CD光盤的容量限制(約為650MB)。這兩個因素折衷考慮下,CD最終選擇瞭16bit位深作為常規方案。在理論上,CD采用16bit,信噪比和動態范圍可以達到98dB,對比傳統的模擬錄音,動態表現已經有瞭質的飛躍,也足夠完整地收錄絕大多數錄音現場的動態變化,“16bit夠用”論也正因如此。
但理論是一方面,在實踐中,由於錄音和播放設備都會有一定的底噪,事實上往往有2-3bit是被底噪信號耗掉的,假設在動態范圍上有意義的位深隻有13bit,這時實際的動態范圍也就80dB左右,聽一般輕音樂錄音問題不大,但大動態的錄音作品,就可能存在一定影響(動態被壓縮)瞭。
要讓PCM數字音頻有更好的動態表現,對策自然是進一步的提高位深,24bit也就應運而生瞭。24bit音頻的動態范圍,理論上可去到144dB,即便有2-3bit底噪,實際可以聽到的動態范圍也在120dB以上,對比16bit確實提升明顯;另外,在錄音室環節,錄音師們其實也大多使用24bit或更高位深進行錄音,因此比起壓縮為16bit的CD音頻,24bit音頻確實更能接近錄音數據原貌(或至少受到的壓縮更少)。
在日常聆聽時,對於使用普通播放設備(手機+藍牙耳機、原車音響等)的聽眾來說,同一首音樂16bit和24bit版本的區別,確實還是很細微、甚至可以忽略不計的,要讓24bit音頻的動態優勢充分體現,還是需要相對發燒的器材作為硬件前提;所以“16bit夠用”論和“24bit有用”論,兩者其實都沒有錯,無非是兩者所滿足的並不是同一個聽眾群體。
在目前的數字音響業界,對於無損音頻的定義,也分成兩大陣營,一派認同44.1KHz/16bit及以上的都屬於無損音樂,而由日本JAS(日本音頻協會)和CEA (消費電子協會)聯合制定的Hi-Res標準,則規定Hi-Res的PCM音樂文件必須滿足至少達96kHz/24bit的技術指標。
當然,無論16bit還是24bit的PCM數字音頻,現在都越來越多,對於一款優秀的播放器來說,要做的自然是先在硬件上做好兼容,然後把選擇播放音頻的權利,留給用戶。因此,無論是發燒級的隨身數播,還是吉普賽之聲G80這樣的高清車載數播,對16bit和24bit的PCM音頻都已經實現瞭全面支持,自認為金耳朵的老燒們,要通過24bit音頻追求比CD品質更好的動態,也已不是困難事瞭。