Чи потрібно регулювати гучність за допомогою програмного або апаратного забезпечення для оптимального звуку?

Ви можете налаштувати гучність гучномовців у програмі, операційній системі або фізичних елементах керування в налаштуваннях динаміків. Який метод найкращий для оптимального звуку?

Сьогоднішня сесія запитань та відповідей приходить до нас люб'язно від SuperUser - підрозділу Stack Exchange, групування спільноти веб-сайтів з запитань та відповідей.

Питання

Читач QQWY у суперкористувача ставить таке запитання:

Якщо музика не достатньо голосна, як отримати найкращу якість (навіть якщо різниця насправді настільки мала, що вона незначна)?

• Зробивши музику голосніше в моєму музичному плеєрі, грі або іншій програмі, що виробляє звук?
• Підвищивши гучність на рівні операційної системи (наприклад, клацнувши піктограму динаміка в області сповіщень Windows і збільшивши гучність)?
• Повертаючи гучність підсилювача або динаміків, які прикріплені до комп'ютера, і таким чином змінюючи гучність на апаратному забезпеченні?

Чи мають значення програми чи ОС? Чи має програмне забезпечення чи апаратне забезпечення?

Давайте розберемося: чи краще розкрутити гучність на динаміку або в налаштуваннях комп'ютера?

Відповідь

Співробітник SuperUser Індрек переходить з остаточної відповіді на запитання:

Програма порівняно з ОС взагалі не має значення. Важливим є те, чи ви налаштовуєте гучність в програмному забезпеченні або в апаратному забезпеченні.

Зменшення обсягу програмного забезпечення в основному еквівалентно зменшенню глибини розбиття. У цифровому аудіосигнал розбивається на різні зразки (беруться тисячі разів на секунду), а бітова глибина - це кількість бітів, які використовуються для опису кожного зразка. Послаблення сигналу здійснюється шляхом множення кожного зразка на число менше одиниці, в результаті чого ви більше не використовуєте повну роздільну здатність для опису звуку, що призводить до зменшення динамічного діапазону та відношення сигнал / шум. Зокрема, кожні 6 дБ ослаблення еквівалентні зменшенню глибини бітів на одиницю. Якщо ви почали, скажімо, 16-розрядний аудіосигнал (стандарт для аудіо компакт-дисків) і зменшили гучність на 12 дБ, можна було б слухати 14-бітний звук. Перевертайте гучність занадто сильно, і якість почне відчутно постраждати.

Інша проблема полягає в тому, що ці розрахунки часто призводять до помилок округлення, оскільки початкова вартість вибірки не є кратною фактору, за допомогою якого ви поділяєте вибірки. Це ще більше погіршує якість звуку, вводячи в основному шум квантизації. Знову ж таки, це в основному відбувається на більш низьких рівнях гучності. Різні програми можуть використовувати трохи інші алгоритми для послаблення сигналу і розв'язання цих помилок округлення, тобто там може є деяка різниця в результуючому звуковому сигналі між, скажімо, аудіоплеєром і ОС, але це не змінює той факт, що у всіх випадках ви все ще зменшуєте бітову глибину і істотно витрачаєте частину смуги пропускання на передачу нулів, корисної інформації.

Цей PDF містить більше інформації та чудові ілюстрації, якщо ви зацікавлені в отриманні додаткової інформації.

Результат зменшення обсягу в апаратних засобах залежить від того, як здійснюється керування гучністю. Якщо він цифровий, то ефект такий же, як і зменшення гучності в програмному забезпеченні, тож, мабуть, мало що відрізняється від того, який ви використовуєте, з точки зору якості звуку.

В ідеалі, ви повинні виводити звук з комп'ютера на повну гучність, щоб отримати найвищу роздільну здатність (бітову глибину), а потім мати аналоговий регулятор гучності як одну з останніх речей перед динаміками. Припускаючи, що всі пристрої у вашому сигнальному тракті мають більш-менш порівнянну якість (тобто, ви не поєднуєте дешевий підсилювач низького рівня з високоякісним цифровим джерелом і ЦАП), що має забезпечити найкращу якість звуку.

@Joren розмістив хороші запитання в коментарях:

Так що, якщо я хочу, щоб встановити програмне забезпечення регулювання гучності на макс, як я можу мати справу з моїм аналоговим управлінням раптом з супер крихітний корисний діапазон? (Тому що навіть перетворення аналогового гучності на половину є занадто гучним).

Це може бути проблемою, коли регулятор гучності є частиною підсилювача, що, ймовірно, має місце у більшості налаштувань комп'ютера. Оскільки завдання підсилювача полягає в тому, щоб, як випливає з назви, посилювати, це означає, що коефіцієнт підсилення регулятора гучності коливається від 0 до більш ніж 1 (часто набагато більше), і до того часу, коли ви перетворили регулятор гучності на половину, Ви, напевно, більше не пом'якшуєте, але насправді посилює сигнал за межами рівнів, які ви встановили в програмному забезпеченні.

Існує кілька рішень для цього:

• Отримати пасивний аттенюатор. Оскільки він не посилює сигнал, його коефіцієнт підсилення коливається від 0 до 1, що дає вам набагато більший корисний діапазон.
• Мають два аналогові регулятори гучності. Якщо ваш підсилювач потужності або динаміки мають об'ємний або вхідний регулятор, це відмінно працює. Використовуйте цю функцію, щоб встановити головний рівень гучності, щоб максимально використати діапазон звичайного регулювання гучності.
• Якщо попередні два неможливі або неможливі, просто зменшіть гучність на рівні ОС, поки не досягнете найкращого компромісу між діапазоном, що можна використовувати, з аналоговим регулятором гучності та якістю звуку. Зберігайте індивідуальні програми на 100%, щоб уникнути скорочення декількох розрядів у рядку. Сподіваюся, не буде помітної втрати в якості звуку. Або, якщо є, то я, напевно, почну шукати новий підсилювач, який не має чутливих входів, або ще краще, має спосіб регулювати коефіцієнт підсилення.

@Lyman Enders Knowles відзначив у коментарях, що питання зменшення розрядності в бітах не поширюється на сучасні операційні системи. Зокрема, починаючи з Vista, Windows автоматично перебирає всі аудіопотоки до 32-бітової з плаваючою точкою, перш ніж виконувати будь-які затухання. Це означає, що, незважаючи на низький рівень гучності, не повинно бути ефективної втрати дозволу. Тим не менш, в кінцевому підсумку аудіо має бути downconverted (до 16-біт, або 24-біт, якщо ЦАП підтримує, що), що введе деякі помилки квантування. Крім того, пом'якшення спочатку та посилення пізніше збільшать рівень шуму, тому рада зберегти рівні програмного забезпечення на 100% і пом'якшити в апаратних засобах, як можна ближче до кінця вашого звукового ланцюга, як і раніше стоїть.

Маєте щось додати до пояснення? Звучить в коментарях. Хочете прочитати більше відповідей від інших технологічних користувачів Stack Exchange? Перегляньте повний потік обговорення тут.