Limite superiore per il volume in un file audio


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Tutti gli altoparlanti hanno un limite massimo che è la manopola che viene ruotata al massimo.

Ma per i file musicali il caso è diverso. Sappiamo che suoni diversi hanno livelli di volume diversi. E ogni file lo rappresenta in qualche modo da un elenco di quelli e zeri, incapsulati nell'audio stesso.

Ora, come risultato, puoi sempre aggiungere più cifre per rappresentare questi dati, e teoricamente significa che puoi arrivare a qualsiasi suono e volume che desideri, il che probabilmente non è vero.

Quindi se gli altoparlanti hanno una proprietà fisica che limita il loro volume, cosa succede nei file audio?

Risposte:


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La tua comprensione non è corretta su almeno 2 livelli e, quando corretta, spiega il problema.

I suoni diversi non hanno livelli diversi, ma lo stesso suono può avere volumi diversi.

Mentre sarebbe corretto che teoricamente sia possibile rappresentare quasi qualsiasi volume immaginabile in un file, ciò non viene fatto in pratica. Il modo tipico in cui viene eseguito è campionare l'onda sonora un certo numero di volte (più è meglio fino a un certo punto) e rappresentare l'altezza come un numero. LA CHIAVE È CHE QUESTO NUMERO È RELATIVO al "volume massimo". Un'ampia gamma di numeri fornisce un suono più preciso, ma non più forte. È possibile, ovviamente, essere inferiore al massimo relativo per rappresentare suoni più deboli.

Se troppo del suono è forte o se si tenta di rappresentare di più, si verificano il massimo relativo, il clipping e la distorsione.


Chi imposta il volume massimo? La scheda audio? E qual è la differenza tra aumentare il volume nel computer e aumentarlo attraverso gli altoparlanti?
user178806 il

Il volume massimo è impostato dalla scheda audio (e dal mixer su di essa credo) - e questo è generalmente vincolato secondo gli standard per il tipo di connessione. (Vedi en.m.wikipedia.org/wiki/Line_level per una panoramica). Allo stesso modo gli altoparlanti si aspettano un volume massimo e lo amplificheranno. Se c'è un volume eccessivo sull'uscita audio del computer, questo sovraccaricherà l'amplificatore (pre-ampli immagino) nell'altoparlante causando distorsione. Alzare il volume sul computer al 100% di solito darà l'output più accurato, in quanto massimizza il rapporto segni-rumore.
David

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Forse un altro modo per spiegare è che qualsiasi file audio digitale invia in qualsiasi momento un segnale che è una percentuale della massima uscita. Non può mai superare il 100% [a differenza degli sportivi che sembrano ritenere matematicamente possibile uno sforzo del 110%;) Nota Non ho ancora menzionato la parola "volume". Il volume stesso deriva dal prendere questo segnale e amplificarlo; questo dipende interamente da circuiti separati, letteralmente un amplificatore [amp]. Alcuni amplificatori sono appena abbastanza potenti da far funzionare gli altoparlanti del telefono, altri possono riempire uno stadio di suono.
Tetsujin,

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Tutti gli altoparlanti hanno un limite massimo che è la manopola che viene ruotata al massimo.

Stai combinando altoparlanti alimentati (altoparlante con amplificatore incorporato) con altoparlanti (di base) e driver (il singolo componente che riproduce effettivamente il suono).
La "manopola" sarebbe parte di uno stadio di preamplificazione e controlla essenzialmente la quantità di energia (elettrica) che verrebbe erogata ai diffusori effettivi.
La potenza massima o massima dell'amplificatore può essere o non essere sufficiente a produrre la massima potenza acustica del diffusore.

Quindi stai iniziando con una premessa errata.

Ma per i file musicali il caso è diverso.

Certo, perché stai confrontando le mele con le arance.
Un altoparlante è un dispositivo elettromeccanico per riprodurre il suono.
Un "file musicale" fa parte di un metodo di archiviazione.

Sappiamo che suoni diversi hanno livelli di volume diversi.

Forse o forse no.
Hai davvero bisogno di imparare molto di più.
I due attributi salienti di un "suono" sono la frequenza e l'ampiezza.

E ogni file lo rappresenta in qualche modo da un elenco uno e zeri, ...

La tua mancanza di identificare correttamente il metodo di archiviazione (cioè la registrazione) è spaventosa.
Presumibilmente ti riferisci a una registrazione digitale, che in genere è codificata anziché memorizzata come campioni di dati grezzi.
Gli attributi salienti di una registrazione audio digitale sono la frequenza di campionamento, la dimensione delle parole di campionamento e la codifica.

... incapsulato nell'audio stesso.

È ingenuo considerare i dati campionati allo stesso modo del suono.

Ora, come risultato, puoi sempre aggiungere più cifre per rappresentare questi dati, e teoricamente significa che puoi arrivare a qualsiasi suono e volume che desideri, il che probabilmente non è vero.

È "più cifre" dovrebbe significare più campioni o grande dimensione di parola?
Né si riferisce a una maggiore ampiezza (cioè più forte), poiché tutti i campioni digitali sono relativi al livello massimo di registrazione.

Quindi, se gli altoparlanti hanno una proprietà fisica che limita il loro volume,

Le proprietà fisiche che limitano il livello sonoro massimo (noto anche come maxSPL) che possono essere riprodotte dipendono dalla tecnologia del driver, ad esempio cono dinamico, pannello elettrostatico, ecc.
Per il cono onnipresente i parametri salienti sono l'area del cono e l'escursione.

... cosa succede nei file audio?

I "livelli sonori" nelle registrazioni digitali sono tutti relativi a un livello di ingresso massimo tipicamente designato 0dB (ovvero zero deciBels).
Il volume acustico massimo che potrebbe essere registrato sarebbe dettato dai microfoni e dall'elettronica impiegati.
L'ingegnere di registrazione dovrebbe / dovrebbe applicare l'attenuazione (o il guadagno) necessaria al segnale di ingresso in modo che il segnale massimo durante la registrazione venga registrato come 0 dB.

Se il livello di 0 dB è impostato su un valore superiore al necessario, l'intera gamma dinamica offerta dalla dimensione della parola di campionamento non viene utilizzata e i suoni più deboli perderanno la risoluzione.
Se il livello di 0 dB è impostato su un valore inferiore a quello richiesto, una volta che i suoni ad alto volume esauriscono qualunque margine disponibile, il segnale registrato verrà registrato.

Quindi non esiste un "limite" al suono più forte che può essere registrato semplicemente perché il suono "massimo" dovrebbe essere a livello di 0 dB.
Per prevenire qualsiasi input imprevisto più forte del livello di 0 dB, le moderne tecniche di registrazione utilizzano compressori e limitatori, generalmente a scapito della qualità audio.

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