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的展臺，我就給他講一些無人機上面用的一些技術(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，蘋果把兩個揚聲器裝進了一個充電盒里，大疆，將兩個麥克風(fēng)裝進了充電盒里。

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)列表里重點寫了一項 32bit 浮點錄音，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，濺起一團煙霧。

作為一個程序員，看到 32bit 和浮點，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（它的圖標也是個 SD 存儲圖標）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。這個過程浮點還是定點有什么意義，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音樂，他們有用最高級的揚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，表情極其威嚴。音樂開始在耳邊回蕩，老大哥細細的品味著，偶爾撅起嘴，嚼兩下咽了一口唾沫，最后摘下耳機說：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)計了一款直徑 27cm，高 48cm 的圓柱形電池。第一次實驗后，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 浮點錄音到底是什么，其實這是個音頻行業(yè)的技術(shù)，也是一項標準，跟雷老板還真不是一個套路。先亮出這個浮點數(shù)的格式：

32bit 的單精度浮點中，中間有 8 個 bit 是階數(shù)，也就是指數(shù)，它是一種科學(xué)計數(shù)法來表示的數(shù)，直觀上不容易理解，但是計算機更容易理解。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)范圍其實是不能覆蓋自然界的音頻范圍的。以此類推，24bit 定點則可以表示 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到 210dB，這要怎么辦呢？

32bit 的浮點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，定點的動態(tài)范圍小，浮點的動態(tài)范圍就變大了呢？因為定點的 32bit 是等距離排布的，而浮點的 32bit 是不等距的，在接近 0 的地方密一點，在離 0 遠的的地方就會放的稀疏。所以使用浮點數(shù)千萬不要計算太大的數(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?？梢韵胂笠粋€場景，我們準備拍電影，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?，必須調(diào)高增益，錄制細微的聲音，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到 1528dB。