无损数字音频，24bit和16bit区别到底有多大？

无损数字音频，24bit和16bit区别到底有多大？

我们知道，CD音频是属于44.1KHz/16bit的PCM数字音频，由于最近30年来CD一直是音乐发行的主流载体，因此44.1KHz/16bit也成为了约定俗成的PCM数字音频品质标准，然而近年来网络音乐、流媒体等技术不断发展，24bit位深的数字音频越发常见，而关于24bit和16bit之间的争论也就随之而来。

在一派玩家看来，16bit音频已经足够让音乐的品质达到人们的聆听需求，发行24bit音频是多此一举；而另一派则认为24bit对于音乐品质能带来立竿见影的提升，而这种提升甚至不少人声称是可以通过双盲实验来认知的。

那么到底哪一派的意见更符合事实呢？在判断孰是孰非之前，我们先来了解16bit和24bit各自的起源。

CD为什么采用44.1KHz/16bit？按照奈奎斯特采样原理，“对原始信号进行特定频段采样，只要采样频率大于或等于最高频率的2倍，采样信号就能无失真地精确还原原始信号”，考虑到人耳可闻声是0Hz-20KHz，因此理论上超过40KHz的采样率都能“精确还原”可闻声信号；CD采用了44.1KHz的采样率，既是为求留出一定余量，同时也是由于早年的数字录音设备，是由一台录像机+一部PCM编码器组成，当时使用的PAL录像制式场频50Hz，可用扫描线数294条，每条扫描线的磁迹可记录3个音频数据块，50*294*3刚好就是44100，因此这个数字也就成为了CD音频所采用的采样率标准，并从此一直延续下来。

至于采用16bit位深，主要是考虑两个因素：第一，位深越大，信噪比和动态范围越好，音色也就越真实、生动（传统的模拟录音磁带/黑胶碟信噪比约60dB）；第二，也要考虑CD光盘的容量限制（约为650MB）。这两个因素折衷考虑下，CD最终选择了16bit位深作为常规方案。在理论上，CD采用16bit，信噪比和动态范围可以达到98dB，对比传统的模拟录音，动态表现已经有了质的飞跃，也足够完整地收录绝大多数录音现场的动态变化，“16bit够用”论也正因如此。

但理论是一方面，在实践中，由于录音和播放设备都会有一定的底噪，事实上往往有2-3bit是被底噪信号耗掉的，假设在动态范围上有意义的位深只有13bit，这时实际的动态范围也就80dB左右，听一般轻音乐录音问题不大，但大动态的录音作品，就可能存在一定影响（动态被压缩）了。

要让PCM数字音频有更好的动态表现，对策自然是进一步的提高位深，24bit也就应运而生了。24bit音频的动态范围，理论上可去到144dB，即便有2-3bit底噪，实际可以听到的动态范围也在120dB以上，对比16bit确实提升明显；另外，在录音室环节，录音师们其实也大多使用24bit或更高位深进行录音，因此比起压缩为16bit的CD音频，24bit音频确实更能接近录音数据原貌（或至少受到的压缩更少）。

在日常聆听时，对于使用普通播放设备（手机+蓝牙耳机、原车音响等）的听众来说，同一首音乐16bit和24bit版本的区别，确实还是很细微、甚至可以忽略不计的，要让24bit音频的动态优势充分体现，还是需要相对发烧的器材作为硬件前提；所以“16bit够用”论和“24bit有用”论，两者其实都没有错，无非是两者所满足的并不是同一个听众群体。

在目前的数字音响业界，对于无损音频的定义，也分成两大阵营，一派认同44.1KHz/16bit及以上的都属于无损音乐，而由日本JAS(日本音频协会)和CEA (消费电子协会)联合制定的Hi-Res标准，则规定Hi-Res的PCM音乐文件必须满足至少达96kHz/24bit的技术指标。

当然，无论16bit还是24bit的PCM数字音频，现在都越来越多，对于一款优秀的播放器来说，要做的自然是先在硬件上做好兼容，然后把选择播放音频的权利，留给用户。因此，无论是发烧级的随身数播，还是吉普赛之声G80这样的高清车载数播，对16bit和24bit的PCM音频都已经实现了全面支持，自认为金耳朵的老烧们，要通过24bit音频追求比CD品质更好的动态，也已不是困难事了。