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第6章·数字音频制作
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部运算精度可以减少最低位(LSB,一个数字字长中的最后一位,表示最小的数值)上由于累加引起的误差。当多路信号混合在一起并进行乘法运算(这种情况通常会发生在增益改变或是函数处理中)时,低位数值的准确度对于信号的整体精度和失真水平来说更为重要。因此,由于内部运算用的字长高于量化精度的字长,这些量化时的低位数值得以保留(否则将会被数字系统或是软件中的处理函数强行丢弃),从而保证了在最终的n位字长的数据流中,没有这些由于计算带来的误差。
我们可以得出这样的结论:由于增加了编码数字信号的量化电平数量,更多位的字节长度可以带来更好的品质。在下表中我们可以看到常用的比特数与编码量化电平数之间的对应关系
8bt字节=(nnnnnnnn)=256级16bit字节=(innnnnnn nnnnnnnn)=65536级20bit字节=(nnnnnnnn nnnnnnnn nnnr)=1,048576级24bit字节=(nnnnnnnn nnnnnnnn nnnnnnnr)=16,777,216级32bi字节=(nnnnnnnn nnnnnnnnnnnnnnnn nnnnnnnn)=4,294967,296级虽然数字音频录音/重放过程的技术细节十分复杂,但其中必然包含着这些最基本的环节:对模拟电压信号进行精确的时间间隔采样;将这些采样的模拟电平值尽可能精确地转换为相应的数字电平值;将这些数字信号存储在数字记录设备中。在重放时,这些数字电平重新转换为离散的模拟电压(同样需要精确的时间间隔),使得最初录制的音频信号得以重建、
处理和重放。
62采样器
回顾历史,最早对于数字音频产品的应用,是用其中录制和重放鼓以及打击乐声音。这使电子音乐家(主要是键盘手)能够在自己的作品增加打击乐成分的采样。从此这种重要的采样与合成技术给电子产品的技术研发注入了新的活力。
正如我们在第4章中所看到的,采样器(图例65)是一个能够用RAM存储器直接进行数字化音频片段的录音、变调、处理以及重放的硬件或者软件设备。数字音频本身对内存的需求非常大,而内存大小通常又会受到限制。所以这种数字音频片断的长度常常被限制在几秒钟到一分钟或者几分钟之内。
假设内存足够大,那么任意数量的音频采样都可以被载入到系统中,并在重放时能以音乐的形式在几个八度的范围内进行实时转调。这种做法的原理很简单,只要根据音乐的时长计算出重放数字音频片段时使用的采样频率,即可实现这种音乐性的转调。这些采样可以被分配到M|DI控制器的一个指定音符上,也可以以多个发音数的形式映射到一个键盘的音域范围内。