從音響科學的調整到古典音樂美感的經歷(長篇連載)

[Higuma]

Higuma兄您好，

其實運作方式很簡單。

舉個例子：
1的二進位數是01，而1x256之後的二進位結果是100000000
2的二進位數是10，而2x256之後的二進位結果是1000000000
3的二進位數是11，而3x256之後的二進位結果是1100000000
10的二進位數是1010，而10x256之後的二進位結果是101000000000

可以發現，如果要在二進位裡，將任何數字乘以256(8bit)，只要在低位元加入八個0就可以了。
所以，任何數位輸入訊號的位元深度低於DAC可處理的位元深度，如果要求要lossless(bit-perfect)的位元深度轉換，
只要在低位元的部分補上足夠的0就可以了。
也就是說16bit -> 24bit，只要補上八個位元的0。
而16bit -> 32bit，只要補上16個位元的0。
目前幾乎所有的DAC都是如此處理。

但是音量控制的情況，稍微複雜一點。
有人說，所以bit-perfect音量控制，就是補完0之後，依據音量的設定，砍掉後面某些數量的0。
但實際上如果這樣操作，會很難控制音量，因為如果是16bit的音源和24bit的DAC，那麼只有8個0可以砍。
也就是說，音量只有8段，每一段的訊號強度差一倍。
舉例來說，如果是16bit input -> 24bit DAC：
音量全開= 低位元補8個0，也就是訊號x256。
音量減一格 = 低位元補7個0，也就是訊號x128。
音量減兩格 = 低位元補6個0，也就是訊號x64。
以此類推。
這樣的音量控制，應該沒有人想用吧。

所以實際上，如果真的要達到256階的音量控制，就只會是無損(lossless，可以看作是廣義的bit-perfect)，而不會是狹義定義的bit-perfect。
舉例來說：
假設原始訊號是7，二進位為111。
16bit input -> 24bit DAC之後，
音量全開為7x256，二進位為11100000000。
音量減一格為7x255，二進位為11011111001。
音量減兩格為7x254，二進位為11011110010。
以此類推。

請注意當音量大小不為2的指數時，最前面三個位元就不再跟原來相同了(上例為111)。
所以不符合狹義的bit-perfect。
但bit-perfect的精神，其實是lossless，也就是無損。
所以如果以廣義的定義來說，要說這是bit-perfect數位音量控制，也沒有太大的問題。

當年經BC謝兄指點過數位無損VR的基本作法,也認知到了最大問題是要有足夠的位深餘裕才能達到理想效果,

以現在的DA來說,24Bit解碼應該問題不大,但推進到32Bit下,那個轉換的品質就難說了.

即使先不考慮高位元深度在轉換電路造成的各種難題,以32Bit DA來說,處理16bit CD音樂的音控是沒啥問題,

但在24Bit以上的檔案/串流播放下,就算是32Bit DA都很難滿足無損數位音控的需求了.

不過最近發現了一套叫LEEDH的新DSD作法似乎能改善這個問題,覺得蠻有趣的分享上來.

https://www.processing-leedh.com/

基本概念是減少無損音控所需要增加的額外位元深度,以達到數位音控的最佳化,尤其是針對高解析音樂,能在DA的

位元深度內達到相對理想的音控效果.而針對傳統16bit音訊因為能減少需增加的有效位元數,也能在轉換過程有一些

好處.

https://www.processing-leedh.com/copie-de-presentation

技術性介紹文章,來自瑞士的學術資源,但我就看不太懂了,有背景的網兄可以參考看看.

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這幾年數位音控直入純後級的作法越來越多,反而傳統綜擴在中低價位帶內沒啥生命力,想找看看有沒有新的晶體擴選擇,

卻發現有興趣的幾乎都是純後級設計,但自己的DA是不支援音控的,於是又看起了支援數位音控的數位轉盤(DDC),才發現

這個新的數位音控方案.