Bitcrusher 如何工作

Bitcrusher 如何工作

高保真音响和低保真音响

几乎所有现代音乐制作软件应用程式，从GarageBand到Pro Tools，都包含可以播放极高保真度取样的虚拟取样播放器。逼真的取样鼓，钢琴，甚至管弦乐部分都是数位音乐制作的常用功能和预期功能。然而，这种无处不在的高保真数位音频的并非总是如此。

还记得Casio SK-1，K-Mart提供的奇妙取样键盘吗？它以8位元的分辨率记录，取样率为9.38kHz，这不足以精确地再现人类听觉的全部范围。较旧的鼓机还以低于理想的位元深度和取样率再现声音。

即便在今天，一些儿童玩具的声音效果以及一些贺卡都采用了取样播放，播放质量非常低的数位音频。这些低质量的数位音频转换器具有一定的声音。根据应用和你的观点，这种声音可能很迷人或只是蹩脚！有一件事是肯定的：调低位元深度（或幅度分辨率）和取样率可能是一种有趣的方式来破坏音频，这正是一个bitcrusher所做的！

第一次使用bitcrusher的经验是在开始使用Ableton Live音乐制作软件时，它有一种称为Redux的效果，可用于降低位元深度以及通过效果的任何音频的取样率。可以在键盘，吉他和鼓上使用它，而且MIDI控制器上可以用旋钮映射到取样率参数，因为用来扫描取样率值可以听起来很酷。

位元深度和取样率

为了理解bitcrusher如何工作，掌握位元深度和取样率以及它们如何以及为何影响音频质量是有用的。在我们深入研究细节之前，让我们简单地说，位元深度是指每个样本的数据量（或分辨率），取样率是这些样本的记录频率。

关于位元深度的更多讯息

有点是电脑系统中讯息储存的最小单位，它只能有两个值中的一个：开或关（1或0）。由于这两个值的可能性，当你增加位数时，可以指数增加可能值的总数。因此，对于2个位数，将获得4个可能的值，其中4个位数有16个可能的值，而8个位数将获得256个可能的值。当你最多16位数时，你有65,536个可能的值，而24位数，你有可能的值为16,777,216。

位元深度对频率响应没有影响（受取样率影响），但它确实会影响动态范围（最大讯号和可以再现的最柔和讯号之间的差异）和讯噪比。16位元音频的最大讯噪比为96dB，而24位元音频理论上可以提供高达144dB的SNR，但目前可用的数位音频转换技术提供的讯号低于此值，更不用说类比讯号中可能存在的任何噪声路径。

位元深度和量化噪声

想像一下正弦波。它看起来像一个“S”。现在想像一个像素化的正弦波，具有非常大的像素（对应于非常低的分辨率，或非常低的位元深度）。每个像素的顶部边界是沿着原始波形的曲线发生的所有点的量化，四舍五入到该单个值。

量化噪声是该量化值与输入讯号的实际值之间的差异的可听结果。位元深度越低，引入的量化噪声越多。虽然当高保真度是目标时这种噪音并不理想，但它可以是复古设备（如Roland TR-909鼓机）声音的迷人元素，并且可以用作效果。

取样率

赫兹（缩写为Hz）是定义为每秒一个周期的频率单位。为了再现人类听觉可检测到的频率范围（大约20 Hz至20,000 Hz），音频CD（以及许多音频流）以44.1 kHz的取样率或每秒44,100个取样率再现音频。这是因为，根据奈奎斯特定理（又称取样定理），为了准确的音频再现，取样率必须至少是要再现的最高频率的两倍。

那么，如果你尝试使用过低的取样率重现音频讯号会发生什么？你得到一种称为锯齿的失真形式。与量化噪声一样，当高保真度是目标时，混叠是不希望的。但是当故意使用时，由极低取样率引起的混叠可能是很酷的效果。

Bitcrusher效果器

随着应用的机会越来越多，厂商上也陆续推出不同的Bitcrusher效果器：Hotone Krush的特性很弹性多变，可用于电吉他、贝斯、合成器与鼓机等，每一种模式的降阶取样方式都让原始的讯号又有更多丰富的音乐性。

Mobius中的Destroyer具有一个具有可选位元深度（从32位到4位）和取样率（从96 kHz到750Hz）的bitcrusher。使用内置LFO取样率和/或位元深度，或连接表情踏板以扫描数值。Mobius上的Destroyer设定还包括可切换的黑胶唱盘噪音（记录转速可从33 1/3到78rpm选择），以及一系列灵感来自电话与AM Radio等的滤波器。