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44.1kHz 与 48kHz:两种最常见的采样率之间有什么区别?

发布时间:09-21 编辑:音频应用

今天我们就来了解一下复杂的采样率。我将从最常用的采样率(44.1 kHz 和 48 kHz)的基本原理、利弊、主要区别和相似之处入手,尝试回答所有最常见的问题。

44.1kHz 与 48kHz:两种最常见的采样率之间有什么区别?

 

我还记得第一次听说采样率的时候。当时我根本不知道采样率是什么,但我的 DAW 却问我想用哪个采样率来设置我的项目。有这么多选项,我却不知道它们究竟意味着什么!

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我相信你一定在音频接口、DAW、购买数字音乐时多次看到过这些数字,或许你还听过关于采样率如何影响录音音质的讨论。但什么是采样率,这些数字又意味着什么?

今天我们就来了解一下复杂的采样率。我将从最常用的采样率(44.1 kHz 和 48 kHz)的基本原理、利弊、主要区别和相似之处入手,尝试回答所有最常见的问题。

 

一开始可能很难理解这个概念,所以请慢慢消化我在本文中分享的所有信息。

 

让我们深入了解!

 

首先:44.1kHz 与 48kHz 孰优孰劣?

 

录音室录音和音频工程师更喜欢使用的采样率是 44.1kHz、88.2kHz 和 176.4kHz,尤其是在制作要在 CD 上发行的音乐时。至于用于视频或数字音频发布的音频,48 kHz 是最常用的采样率。

 

什么是采样率?

在录制音频时,我们的录音设备会尽可能准确地捕捉模拟声音。将模拟音频想象成波形:录音机需要对该波形进行采样,以便在数字工作站中将其转换成数字数据。每秒从波形中采样的次数就是采样率,单位是千赫兹(kHz)。

 

要理解对音频进行采样,然后以数字方式进行重构以重放的过程,可以把它想象成拍摄许多风景照片,然后打印出来,再把它们拼在一起,在墙上重现场景。

 

那么 44.1 kHz 和 48 kHz 有什么区别呢?让我们来谈谈人类是如何听到音频频率的。人耳可以听到 20 至 20 千赫之间的任何声音,虽然这是一个近似值,但我们听不到高于 20 千赫的频率。

 

 

奈奎斯特定理指出,采样率必须是我们想要记录的最高频率的两倍。由于我们能听到的最高频率是 20kHz,因此如果我们想尽可能准确地记录声音,同时减少失真和避免混叠(稍后将详细介绍混叠),我们的采样率应高于 40kHz。

 

根据奈奎斯特定理,录制 44.1kHz 的采样率意味着我们录制的频率最高可达 22khz,而在 48kHz 的采样率下,频率最高可达 24kHz。多年来,44.1kHz 一直是音频记录的标准采样率,直到新技术的出现,能够记录人类范围以外的音频,采样率达到 88.2kHz、96kHz 和 192kHz。

 

一些新接口,如 Steinberg 的 AXR4,允许我们以高达 384kHz 的采样率录音,这意味着奈奎斯特频率为 192kHz!我知道这听起来很疯狂,而且毫无用处,因为我们听不到这些额外的频率。

 

关于采样率越高是否意味着质量越好,一直存在争议。一些经过耳力训练的人声称他们能听出区别,但有时区别并不在于音频质量,而是混音过程。

 

44.1kHz 与 48kHz 之间有什么区别?

 

人类的听力最高只能达到 20kHz,这让我们不禁要问,如果人类无法分辨 44.1kHz 和 48kHz 之间的区别,那么它们之间的区别又是什么呢?如果我们遵循奈奎斯特定理,就会找到这个问题的答案。

 

44.1kHz 的奈奎斯特频率为 22.05kHz;我们可以录制高出人类听力范围 2.05kHz 的声音。在 48kHz 采样率下,奈奎斯特频率为 24kHz,因此我们可以录制高出人类听力范围 4kHz 的音频。我们可能听不到这些频率,但通过录音,它们会对可听频率产生影响,并可能在录音中出现称为混叠的失真。

 

可听高频混叠问题

当录制奈奎斯特频率极限之外的频率时,就会出现混叠现象,导致这些频率在我们的录音中以较低的频率出现,就像一个假频率(因此称为混叠)。当我们播放录音时,音频信息就会出现问题,导致音频失真。

 

可以使用抗混叠滤波器和低通滤波器来避免混叠现象,以防止这些频率重新产生并干扰我们的其他录音。

 

 

 

44.1kHz 的优点

使用 44.1kHz 采样率的主要原因是它是目前音乐制作的标准。它是专业人士和音乐流媒体平台所接受的最低采样率,因此使用它不会有任何问题,也不会出现将音乐打印成标准 CD 格式的问题。

 

艺术家通常必须以 16 位/44.1kHz 的分辨率向音频工程师提交最终混音,或将更高的采样率转换为 44.1 kHz。有时,采样率转换可能会导致音频出现问题,因此,如果从一开始就能以 44.1 kHz 进行录音,又何必费心去做这些额外的步骤呢?

 

另一个好处,也是我认为对所有音乐制作人最重要的一点,尤其是如果您有一个配备基本设备的家庭录音室,那就是用较低的采样率录音和制作将减轻您电脑的负担。我们都知道制作软件对内存和 CPU 的要求有多高,也知道编辑和混音数小时后电脑出现故障的可怕。

 

文件大小是使用 44.1 kHz 而非更高采样率的另一个积极方面,因为更高的采样率会导致音频文件更大。文件大小对合作至关重要,因为我们通常在云端共享文件,所以上传一批文件需要更多时间,也需要更大的外置硬盘。

 

44.1kHz 的缺点

在缺点方面,使用较低的采样率录音可能会增加混叠的风险,因为 44.1 kHz 的奈奎斯特频率为 22.05 kHz,因此只能提供 2.05 kHz 的空间用于编辑,并迫使您使用抗混叠滤波器。

 

有些人还报告说,将高采样率转换为 44.1 kHz 时,最终混音可能会失真。

 

48kHz 的优点

较高的采样率可以轻松降低混叠的风险,防止奈奎斯特频率限制之外的频率反弹到较低的频率。这就是为什么有些制作人使用更高的采样频率,如 96kHz 或 192kHz。

 

与 44.1 kHz 采样率相比,48kHz 音频采样率在编辑时也有更大的余量。这对于编辑高频率的声音或进行音频拉伸非常有用。

 

音频工程师和音效设计师更喜欢较高的采样率,因为它们在电影、电视和数字视频方面具有优势。目前,48kHz 是数字视频的首选采样率。

 

48kHz 的缺点

使用更高的音频采样率会使项目对 CPU 功耗的要求更高。在制作简单的音轨时,或在开始制作大型作品(如混音一个完整的现场管弦乐队或一部电影)之前,您可能不会注意到这一点。

 

最后,以 44.1 kHz 和 48kHz 采样率录制的音频文件大小可能相差不大,但如果所有项目的大小都增大,存储空间就会不够用。

 

44.1 kHz 和 48 kHz 的主要区别

只要您的项目仅为音频,那么如果您的目标是发行专辑,无论是 CD 还是数字格式出版物,44.1 kHz 都是最好的选择。这是录音行业的标准,也是每个人在播放音频时的要求。即使您拥有一流的电脑和音频设备,也没有必要使用更高的采样率。

 

如果您的高保真音频制作包括视频剪辑、短片或电影的音频,那么您应该选择 48kHz。这是电影行业的标准,通常也是您需要的。

 

在剪辑过程中,音频频谱的差异可能会很明显,但在 44.1 kHz 和 48 kHz 之间,这些差异是听不到的。通过适当的回放设备和培训,您或许可以听到标准采样率和更高采样率之间的差异。

 

44.1 kHz 和 48 kHz 之间的主要相似之处

44.1 kHz 和 48 kHz 都能完美地用于录制音乐、播客或任何涉及数字音频(不含视频)的项目。

 

这两种频率被认为是音频的标准,大多数数字流媒体平台都会要求您的音频使用这两种频率中的一种。此外,您还可以使用高级采样转换器将这两种音频转换成另一种。

 

对于 44.1 kHz 和 48 kHz 采样率,制作者喜欢做的事情是将他们的录音向上采样到更高的采样率,在这些更高的采样率下进行他们需要的所有编辑,然后将音频向下采样到原始采样率。过采样用于利用时间拉伸等编辑功能。

 

使用什么采样率?

 

选择何种采样率进行录音初看起来似乎很复杂,但只要了解了什么是采样率以及各种选项之间的主要区别,就不难理解了。现在你可以知道哪个采样率适合每个项目,但还需要考虑其他因素。

 

一定要了解分销商或客户的需求。有时他们会有自己的偏好,或使用转换器来调整以适应他们的需求和最终格式。

 

总而言之,CD 和数字音乐应选择 44.1 kHz,如果您要为视频录制音频,则应选择 48kHz;这包括为视频剪辑、配音、视频播客或电影录制音乐。

 

如果您担心音频质量,还可以考虑其他能提高质量的因素,比如您使用的音频设备、麦克风的位置、乐器的质量等等。

 

 

关于采样率,有经验的制作人和工程师仍在争论不休。不过,对于家庭录音室制作人来说,我还是建议使用标准采样率,并在对自己的设备有足够信心后尝试使用其他采样率。也许你更喜欢使用特定的采样率混音,或者根据你的音乐类型改变采样率。

 

不过,要我说,44.1 kHz 和 48 kHz 之间唯一的区别就是 3.9 kHz!

 

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