還是得大疆，跟雷布斯就是不一樣

周三的時候，閑來無事，帶著兒子去逛附近的金源購物中心。我們從蔚小理，看到了特斯拉，居然在一群展車中間看到了大疆無人機(jī)的展臺，我就給他講一些無人機(jī)上面用的一些技術(shù)和原理，懂不懂的先聽幾個名詞，也許長大了就閉環(huán)了。

大疆創(chuàng)新 ，真的是對得起創(chuàng)新兩個字，在短視頻大行其道之時，它逆向了蘋果的 airpods 功能，創(chuàng)造了一個專業(yè)主播的專業(yè)錄音設(shè)備 -- ?無線麥克風(fēng)。沒錯，蘋果把兩個揚(yáng)聲器裝進(jìn)了一個充電盒里，大疆，將兩個麥克風(fēng)裝進(jìn)了充電盒里。

雖然我沒有使用過這個東西，可能它也不會像蘋果 AirPods 的降噪效果那么讓人震撼，但是為短視頻從業(yè)者提供這樣的一套設(shè)備，我覺得算是發(fā)明了一個好產(chǎn)品。然而，當(dāng)我看到它的展示牌上的參數(shù)時，突然就有一種要"嘲諷"雷布斯的沖動，我看到他的參數(shù)列表里重點(diǎn)寫了一項(xiàng) 32bit 浮點(diǎn)錄音，腦子里立刻就想起了雷布斯卡發(fā)布會的場景，多少萬種顏色的巨大阿拉伯?dāng)?shù)字從天而降，在地面上砸了一個大坑，濺起一團(tuán)煙霧。

作為一個程序員，看到 32bit 和浮點(diǎn)，首先想到的就是 float 類型，單精度的 float 類型就是 32bit 的，我們使用 ADC 采樣出 32bit 整型，轉(zhuǎn)換成 float，再存儲（它的圖標(biāo)也是個 SD 存儲圖標(biāo)）到內(nèi)存卡中，等到放音的時候，還是得先轉(zhuǎn)換成 32bit 整型輸出給 DAC。這個過程浮點(diǎn)還是定點(diǎn)有什么意義，這不是脫褲子放屁嗎？

另一個方面，對于無損音樂發(fā)燒友來說，44.1KHz 的采樣率，24bit 的采樣深度就足夠了，這里即便采樣深度提高到 32bit，人的耳朵也是無法分辨的，24bit以上往往是在玄學(xué)領(lǐng)域才能聽出差異。曾經(jīng)聽過發(fā)燒友在論壇里討論的一個帖子，大概是這樣：有一天，一群發(fā)燒友聚在一起要體驗(yàn)音樂，他們有用最高級的揚(yáng)聲器和功放以及原碟 CD。為首的老大哥整理了一下衣著，正襟危坐，煞有其事地戴上耳機(jī)，表情極其威嚴(yán)。音樂開始在耳邊回蕩，老大哥細(xì)細(xì)的品味著，偶爾撅起嘴，嚼兩下咽了一口唾沫，最后摘下耳機(jī)說：今天這火電不純，摻了水電了，水位也不高，低音沉悶，高音不響亮。眾人聽后，肅然起敬。后來，圈里有人就琢磨，水電影響音質(zhì)，火電也影響音質(zhì)，干脆用電池，這樣的電就干凈了，可是鋰電池的爆發(fā)力不太夠，即便是 21700 的電芯放電倍率也不甚好。干脆，他自己開了一副模具，加大了電池的直徑和高度，設(shè)計(jì)了一款直徑 27cm，高 48cm 的圓柱形電池。第一次實(shí)驗(yàn)后，音樂的質(zhì)感仍然不夠令人滿意，于是這副模具就另做他用了，也算是沒白折騰。

后來，這哥們兒不死心，他認(rèn)為之前的電池還是小了，于是他看上了油桶，這個尺寸做出來的電池果然低音渾厚，高音清澈，一時間，眾多發(fā)燒友紛紛開始 DIY 油桶電池，以至于大部分油桶都被發(fā)燒友們買來做電池聽音，國際油價瘋狂飆漲。直到多年后，這件事情才被查清楚，原來世界上缺的不是油，缺的是油桶。一笑之后，咱們來看看這個 32bit 浮點(diǎn)錄音到底是什么，其實(shí)這是個音頻行業(yè)的技術(shù)，也是一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，跟雷老板還真不是一個套路。先亮出這個浮點(diǎn)數(shù)的格式：

32bit 的單精度浮點(diǎn)中，中間有 8 個 bit 是階數(shù)，也就是指數(shù)，它是一種科學(xué)計(jì)數(shù)法來表示的數(shù)，直觀上不容易理解，但是計(jì)算機(jī)更容易理解。本質(zhì)上來說，從錄音到放音，AD 和 DA 都是 32bit 無差別，之所以使用浮點(diǎn)類型來存儲，是為了后期處理。我們先來看看不同的采樣深度可以存儲的音頻的動態(tài)范圍分別是多少。以 16bit 為例，對于 16bit 的 ADC 來說，我們可以把音頻信號分成 65536 個等級，那么最低音頻幅度為 1，最高為 65536。我們換算成 dB 來表示，如果將最大幅度定為?0dB

對應(yīng)的最小幅度為

因此，使用 16bit 定點(diǎn)來存儲音頻，最大可以錄制音頻的動態(tài)范圍為 96.3dB，顯然這樣的動態(tài)范圍其實(shí)是不能覆蓋自然界的音頻范圍的。以此類推，24bit 定點(diǎn)則可以表示 144.5dB 的動態(tài)范圍，假如沒有聲音是 0dB，最大聲音是 144.5dB，這個聲音是多么的大，也因此，24bit 成為了專業(yè)音頻領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的文件。但是地球上聲壓最大的差異可能達(dá)到 210dB，這要怎么辦呢？

32bit 的浮點(diǎn)表示法可以解決這個問題，同樣的，我們換算到 dB 值來看一下動態(tài)范圍32比特浮點(diǎn)可以表示的最小數(shù)字約為：

最大數(shù)字約為：

換算成 dB 為：

為什么同樣是 32bit，定點(diǎn)的動態(tài)范圍小，浮點(diǎn)的動態(tài)范圍就變大了呢？因?yàn)槎c(diǎn)的 32bit 是等距離排布的，而浮點(diǎn)的 32bit 是不等距的，在接近 0 的地方密一點(diǎn)，在離 0 遠(yuǎn)的的地方就會放的稀疏。所以使用浮點(diǎn)數(shù)千萬不要計(jì)算太大的數(shù)，精度不夠。接下來我們看看動態(tài)范圍變大了有什么好處。可以想象一個場景，我們準(zhǔn)備拍電影，既要能夠拍到兩個情人之間的耳語，還要清晰的錄制到他們之間一個TNT 突然爆炸瞬間的聲音。我們?yōu)榱寺牭蕉说那樵挘仨氄{(diào)高增益，錄制細(xì)微的聲音，突然炸彈爆炸，我們的增益來不及調(diào)整，一定會被削波。得到的波形就像下面這樣

即使我們想要在后期處理，也難以恢復(fù)出被消去的波形數(shù)據(jù)，一定會導(dǎo)致音頻失真。反過來也一樣，我們調(diào)低了增益來錄制爆炸聲，然后馬上就要轉(zhuǎn)到兩個人局部的告別情話，人家就想小聲說，錄音師傅來不及調(diào)大增益，于是竊竊私語被淹沒 在了噪聲中，沒辦法回復(fù)。如果使用可以表示更大動態(tài)范圍的 32bit 浮點(diǎn)來存儲就不會有這個問題了。舉個例子，我們可以使用兩個放大器，一個低增益，一個高增益，同時錄制

然后使用 32bit 浮點(diǎn)來保存，這樣在后期音頻處理中就可以選擇性的重新調(diào)節(jié)增益，恢復(fù)出高聲壓或者低聲壓的部分。如此一來，錄音師傅省事了，打開按鍵直接錄，回頭在專業(yè)的音頻軟件里再臨時調(diào)整就可以了。不過要注意的是，處理完之后，要想在揚(yáng)聲器里面 播出來，還得是 24bit 的 DAC 給到功放在推動喇叭。所以，這個浮點(diǎn)本質(zhì)上是為了聲音的中期處理。大疆的這個宣傳并不是為了說明自己的采樣率高了，而是一個音頻行業(yè)的專業(yè)術(shù)語。如果是雷布斯也做一個，我猜想，他會說，地球上最大的聲音也不過 210dB，我們的xx 錄音寶可以錄制的最大聲音范圍可以達(dá)到 1528dB。