Операционная система воспроизводит звук без потерь?
Учитывая, что у нас есть аудиоплеер без потерь и аудио-рекордер без потерь, оба из которых являются цифровыми (то есть звук не проходит через аналоговый кабель), мы должны иметь возможность воспроизвести аудиофайл и записать его, таким образом, оригинал и файл записи должен быть одинаковым по частям (исключая метаданные).
Мой вопрос, это возможно на Windows или Linux? Это означает, что если я воспроизведу песню в браузере, а затем запишу ее, скажем, Stereo Mix (Realtek), What U Hear (Sound Blaster) или WASAPI, затем сохраню запись в файл, а затем сделаю то же самое еще раз, произойдет он производит файл, который по частям совпадает с первым? Если нет, то почему?
У меня такое ощущение, что это не так, по крайней мере, на Windows. Я заметил странное поведение, когда я поворачиваю громкость до 100% в Windows и не воспроизводит звук, я слышу небольшое жужжание. Я ожидал, что цифровой сигнал, идущий до тех пор, пока фактические динамики в моих наушниках не будут представлять звук, поэтому гудение гарнитуры незаметно (поскольку, насколько мне известно, каждый динамик издает как минимум небольшой сигнал), независимо от громкости. Поскольку 0 * что-либо равно 0, поэтому усиление цифрового звука, в котором нет ничего, не должно оставаться ничем, в то время как усиление аналогового звука с, скажем, 0,0001 в нем должно сделать гудение немного громче.
Я хотел бы знать причину, почему Windows обрабатывает аудио таким образом.
1 ответ
До тех пор, пока вы не задействуете какие-либо аналоговые звуковые тракты (или изменения в битах или частоте дискретизации), вы, теоретически, должны получить бит-идеальное воспроизведение, просто сохранив файл с механизмами прямого захвата звука, как вы описываете. В цифровом домене, при условии отсутствия этапов преобразования, не должно быть ничего, что могло бы привести к потере данных.
Проблема со звуком, исходящим из ваших динамиков, заключается в том, что он не цифровой, а аналоговый сигнал. Вы переходите на аналоговый домен, где даже малейший шумовой сигнал является вашим врагом.
Для вывода звука на колонки будет использоваться цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), за которым следует усилитель с переменным усилением. Они могут быть реализованы в одном монолитном аудиочипе, который обрабатывает как входной, так и выходной звук, но у него будут эти два основных блока на выходе.
ЦАП и их двоюродные братья АЦП (аналого-цифровой преобразователь), как правило, преуспевают при воспроизведении сигналов, но у них возникают проблемы с воспроизведением мельчайших сигналов из-за шума источника питания, шума от соседних устройств и так далее.
То, что входит в ЦАП, цифровые аудиоданные, может быть немного идеальным, но то, что выходит, зависит от капризов аналоговой электроники.
Это означает, что сигнал от ЦАП будет иметь небольшую "пульсацию", которая подается в усилитель перед тем, как идти к вашим динамикам.
Увеличивая громкость, вы усиливаете крошечный шум от ЦАП до предела, и, таким образом, вы слышите шум.