音频设备或线路中的动态范围是什么？声卡对艺术作品的影响

[追光]

做为影片创作人我们也经常会涉及到录音、音频处理、音频线路连接一类的问题，也自然就会经常接触到麦克风、声卡、、音频线材、如果涉及到拍摄乐器类的场景，还会用到DI盒一类的设备。今天追光就根据视频、音频两方面的相似性来分享下动态范围对于音频的作用及影响。

做为影视制作人我们都知道摄影机有一个非常重要的参数：视频动态范围 Dynamic Range（胶片中的宽容度），这个动态范围表示相机能记录画面中的最暗部分与最亮部分的范围，在视频器材中这个范围使用光能量的强度来表示的，比如一般的单反相机拍摄MOV视频，能记录到的最大动态范围是7档，而使用魔灯破解的Raw视频可以达到惊人的12-14档，而Red系列的摄影机能拍摄 14档以上的动态范围。

那么音频中的动态范围和视频中所说的概念是完全一样的：音频设备处理输入、输出新号的最小值和最大值之间的声波信号强度差就是音频设备的动态范围。

在同样的使用场景下、动态范围越大所记录下的信号越多，所得到的信息越接近于物理世界的场景，也就是越真实。

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动态范围对音质的影响

如本话题开篇所介绍的，在数字设备中动态范围越大，所能记录的物理信息越多、也就使得视频、音频的信号质量越好，这是一定的。但对画质、音质构成最终影响的要素并不是完全由动态范围一个数据所决定的，就像我们说一个人的腿很长，并不代表这个人就很高，决定着高度的还有鞋子、脖子、身体等等因素。在音视频领域也一样，信噪比、输入接口、输出接口、ADDA信号的转换效率、算法等都对音质产生影响。

结论：动态范围是音频质量中重要的参数，但不是唯一影响音质的参数。所以在选择设备的时候，就像人一样，要各个方面比较均衡，并非是高就好看，而是各方面协调、比例搭配合适才好看，在音频领域也一样。选择装备要选择各方面参数均衡的。

另外要结合自己的用途来进行选择，毕竟一米七的个头找个两米五的对象也可以，只是有点不协调。如果我们只是录制一些对白、做一些直播，做一些创意，那么准专业的就足够了。如果是开录音棚、以录音为生那另当别论。

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声卡的动态范围影响着什么？

我们来看一组参数：
模拟146dB动态范围的声卡 （24bit）；已经超出了目前的技术，目前最好的音频接口最高能达到130多DB
模拟99dB动态范围的声卡 （16bit)；比如一般的广播音频
模拟50dB动态范围的声卡 （8bit）；比如电话机
模拟26dB动态范围的声卡 （4bit）

上面四种转换可以看作是原始音频经过了四个不同动态范围的声卡（分别是146dB、99dB、50dB、26dB），实际上146dB和99dB的“声卡”人耳基本听不出区别，而50dB“声卡”了，感觉多了一些噪声。至于动态炒鸡差的26dB”声卡”就更明显了。但是无论是多少动态的声卡，可以听到声音结构是和前两者高动态“声卡”相同的。

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使用场景对音频动态范围的需求：

听音乐：假设我们在录音棚听歌，一般录音棚的环境噪声约为20dB（A），监听音箱最大音量一般设置在75dB（A）左右，我们可以计算出在录音棚环境下，我们最多能听到55dB左右动态范围的音乐，也就是说大于55dB动态的音乐细节会被环境固有噪声掩盖。如果我们要听到70dB的音乐，那我们需要把音量调到90dB（A），而在这个音量下人耳是会听力受损的。结合目前音乐专辑的动态范围来看，平均只有30dB左右，好一些的古典交响乐可以达到60dB左右。

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录音：说完听歌的情况，录音的情况也类似。我们即使在安静的环境（约30dB的环境噪声）或者是录音室（约20dB的环境噪声），使用电容麦克风接目前动态表现最差的台式机HD AUDIO标准板载声卡（约90dB动态范围）录音，当我们回放录下的音频时，当我们增大音量时，我们仍然是听不到低动态声卡动态受限的那种噪声，我们听到的噪声是被放大的环境噪声。这其实就说明了环境的噪音的影响其实会远远超过声卡动态范围限制的影响。当然大动态范围的声卡（100dB以上）也是有优势的，可以让一些特殊后期处理中有更多可以调整的余地。

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音频接口常见的其他参数 （ADC（模-数转换器）和DAC（数-模转换器））

音频接口常常用来对比的几个参数： Frequency response频率响应、THD总谐波失真、IMD 互调失真。

Frequency response：目前专业声卡的Frequency response的表现基本都是一条平直的线，20Hz~20KHz内基本跌落0.5dB左右，现在一些滤波器做的不好的HD AUDIO标准的板载声卡20KHz跌落近2dB左右。相信有很多人已经做过20Hz~20KHz的听力测试，大部分人是听不到18KHz~20KHz的。再者，在人耳最灵敏的频率（3KHz）附近，两个声音都需要差别至少0.5~1dB左右才可以被人耳发觉，20KHz的高频就更不用说了。

THD、IMD：最小谐波失真在1%以下时，一般耳朵是分辨不出来，如果超过10%就可以明显听出失真的成分，普通专业声卡THD参数可以达到0.003。实际上THD这个参数的瓶颈是在最终音乐出来的音箱和耳机上，因为一般测试音箱的最大声压值就是在失真达到1%时候测的，就算普通音量下放音，其失真也会远远大于声卡本身的

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对音视频装备性能与艺术创作的个人观点：

古人云：“工欲善其事，必先利其器”，做为创作人有一套精良的装备是必须的，这能帮助我们能更好的记录故事中的画面、声音，毕竟影视作品最终是以音画的形式所展现的。

但凡事皆有限度，有一套良好的装备，并不意味着去追求那些性能极致的装备，装备技术始终是为艺术、生活所服务的。就目前的科技发展而言，一套入门级的装备，其性能也远远超过以前的工业流程水准，从我个人的观点来看，现代装备是过剩的。

并非拥有了顶级的装备就能创造顶级的艺术作品，需要把更多精力集中到故事创作，剧情安排，曲式结构、和声编写、节奏表现等直接的艺术表达上去，如果我们拥有优秀的创作能力，用手机也能创作出良好的作品，当然拥有一套专业设备会更好一些。装备是为艺术服务的，许多商业宣传实际上本末倒置，拥有三角钢琴就能成为钢琴大师吗？

成为创作人、艺术家的决定性因素是头脑，是长年累月的思考、练习，最终是通过我们的手来实现的，灵活使用装备（工具），让工具为艺术服务，而不是“唯工具”论。

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