调音台输出接口所有通道输出信号小是啥问题?

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2016-11-02 04:26 标签： 调音台输出
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音频工作站的出现使我们能够在计算机内部进行混音，于是我们可以不需要其他硬件设备而完场全部的混音工作，同时它又可以和外部设备协调工作。
音序器的所有处理都是在数字信号领域完成的，依靠计算机的cpu进行各种运算，来完成左右的工作。
(本文以ableton live 8为例)
1．音轨和调音台通道条
与基于调音台的硬件系统不同，音频音序器软件中的多轨界面和调音台界面是统一的，他们结合在一起完成同一动能。多轨界面通常包括：
音序窗口：sequence window
布局窗口：arrangement window
编辑窗口：edit window
工程窗口：project window
音频工作软件提供不多的几种音轨，包括：
音频轨（audio track）：位于音序窗口中，指的是横向排列的音轨与它们中包含的音频片段。
辅助轨（aux track）：主要用于音频信号编组和基于辅助输出的效果器发送。
总输出轨（master track）：是软件调音台的主立体声输出母线。
Midi轨（midi track）：用来记录编辑和输出midi信号，在混音中也用来自动控制外部设备，或者储存和恢复他们的预置信息和状态。
乐器轨（instrument track）：载有midi数据的一种音轨，能够通过虚拟乐器被转换为音频。
1.2调音台通道条
不管不同调音台通道条如何变化，他们实际上提供相同的核心功能。
输入 插入 推子前发送 哑音 推子 推子后发送 声像 输出
输入选择：
决定了哪一个信号送入调音台通道条。可以在软件的母线或者工作站的物理输入端口之间选择。事实上，只有辅助通道是真正按照这种方式工作的，音频通道的输入通常是音序窗口的音频片段。
输出选择：
决定了调音台通道条的输出指向哪一个物理输出端口或者软件的母线。有一些软件支持多种选择，因此同一个音轨可以输出给任意数量的下一级输入源。
插入插槽：
用于将插件按照信号通路加载到通道条上去，完成处理器的加载。
发送插槽：
类似于传统的辅助输出，这些插槽能够使用推子前或推子后将信号拷贝送入母线，让我们能够同时控制发送量大小或者完全除去发送。
音频工作站一般提供破坏性本地独听功能。
1.4控制编组：
如模拟调音台上的能够对电动马达推子进行绑定的功能一样，音频工作站提供了更为丰富的控制编组功能。
2 信号分配
2.1 音频信号编组：
与真实调音台不同，软件调音台并不提供分配矩阵，在对音频进行音频信号编组时，我们只需要将每一个音轨的输出指向一条母线，在将母线信号输入到一条辅助音轨上就可以了。我们既可以利用音轨上的插入插槽对每一条单独的音轨进行处理，也可以通过辅助音轨上的插入插槽对音频编组信号进行处理。
2.2 发送与效果器：
软件调音台的单个轨道上有发送选择，可以将信号发送到某一条母线上，然后与音频信号编组类似，我们只需要将该母线的信号输入到一条辅助轨中即可。
2.3 母线命名：
所有音序器软件都允许我们对物理输入接口，输出接口和软件中的母线进行命名。
3 软件调音台的内部结构
3.1·整数计算
在数字设备中，波形信号由一系列数码表示。数字信号的采样率表示1s内对波形进行采样得到的采样值数量，而每一个采样值所显示的数值则表示波形在采样时刻的振幅大小。如果一个采样是按照16-bit整数计算的，那么其表示的数值范围是0-65535，而混缩即是将多个采样值进行简单叠加得到，如两个大小为40000的采样被提升6dB,那么数值会变为80000，但假如数字系统是以16-bit为准的话，那么数值被修正到65535。
3.2浮点计数：
音频文件通常量化精度为16-bit或者24-bit，D/A转换器通常也是用这两种准换精度。但音频序列其还有一种计数方法，成为浮点计数法。原理上来说，数值中的某些bit组成一个完整的数值，而其他的bit表示这个数值应该被乘以或者除以多少。
3.3软件调音台内部为我们进行了怎样的设计？
音序器软件内部大多以32-bit浮点计数，纵向排列的若干音轨中的音频文件在播放过程中，会从整数计数转换为32-bit浮点计数。在软件调音台整个的处理过程中，数字信号会一直保持为浮点计数状态，直到进行D/A转换或者并轨输出为一个整数计数的数字音频文件时，才会转换回原始的整数计数状态。
在16-bit整数计算中导致的削波情况在32-bit中不会发生，由于具有远远超出标准数值范围的运算能力，因此在一个32-bit浮点运算的系统中，从理论上我们可以将一百万个整数计数的满刻度数值进行叠加，或者将一个信号提升大约900dB，仍不会产生削波，可以说，32-bit浮点运算系统可胜任最为复杂的混音。
但实际操作时，削波仍然会发生，原因在于，在某些时刻，浮点计数的数据会被转换回整数计数，因此1.0这个数值被转换回了满刻度值，在这种转换过程中，高于1.0的数值被修整回1.0，于是削波失真便产生了。所以只有在总输出轨上的削波指示灯亮时才表示真正产生了削波失真。而在其他所有音轨上是不会产生削波的。
需要明确的一点是，产生削波的混音信号并轨输出后，得到的音频文件也一定会产生削波失真，但是对产生削波的混音进行监听却不一定能够听到削波失真。
于是单独轨道上削波指示灯的作用体现了出来，虽然指示灯亮起来时并不一定表示整体削波，但让所有音轨的信号都维持在削波门限一下，则可以保证最终输出文件不产生削波。
3.4并轨中的计数方法转换问题
采用16-bit的格式输出，会带来如量化失真或者抖动噪音，而且从各方面看，16-bit的文件只会是声音质量降低，因此并轨输出时最好选择24-bit量化。而有些软件则可以输出32-bit的浮点格式文件，这就意味着输出得到的文件在声音质量上是没有损失的，但同时，也会使输出文件变得很大。
抖动是一种低电平的随意性噪声，它不是一种简单的噪声，而是通过概率论计算产生的。加入抖动会使得舍入和舍出所产生的误差变得很随意。如果误差的大小很精确，那么失真与信号之间就会产生关联，如果误差变得很随意，我们可以除去他们与信号之间的关联，从而出去失真。这种处理让数字系统变回线性系统，其代价是不得不添加一些噪音进去。好在这些噪声的电平时非常低的。
理论上，在数字系统中进行的任何处理都会产生数字失真。相对于固定计数的数字系统来说，浮点计数的数字系统由于每一个采样值所包含的比特数很多，因此发生数字失真的概率小得多。
大型数字调音台上会频繁地使用抖动，但音频音序器却不会，但不包括一些插件。
抖动应该被使用在何时的时间和位置上，随意加入抖动处理没有好处，可能会在失真上加入低噪。只有在进行降比特处理时，我们才应该加入抖动。因此24-bit的并轨输出也是需要加入抖动的，因为软件调音台中并轨输出为32-bit。
3.6电平标准化
通常我们希望我们的信号大小能够处于最优电平，有一种成为电平标准化（normalization）的离线处理，可以帮我们完成。这种处理能将信号电平提升到不出现削波情况下的最大值。
3.7总输出推子
根据浮点运算系统的特性，音频音序器软件的总输出推子本质上是一种计量型推子，因为它能够将混音输出信号控制到所需要的电平范围。即使其他单个音轨上的信号没有任何一个超过了削波门限，总输出轨也会产生削波。这时，我们不需要将所有通道推子拉下，而是只需将总输出推子拉到适合的位置即可，反之同理。
3．8播放缓冲
音频音序器软件在处理音频时候是分批量反复处理的。在这每一次的分批量操作中，软件都会从各种音频文件中读取若干个采样，通过调音台上的各种功能与插件来对其进行处理，混合不同的音轨上的信号，并将混合信号送到音频接口进行播放。于是软件的播放缓冲（playback buffer）的大小决定了每一个缓冲所载入的音频信号采样的数量。
在设定缓冲值的时候，我们应该让其足够大，以保证足够的插件运行数量和预期中的处理效果，而任何大于此缓冲值的设定都是没意义的。
3.9插件延时补偿器
理想状态下，一个插件应该具有一个确定的音频缓冲，并能够直接处理缓冲中的数据并将其输出，但又一些插件必须花一定的时间来输出缓冲中被处理的数据，这就意味着他们的输出被延时了。
而自动延时补偿，是通过确保所有的音频缓冲都具有相同采样数量的延时而实现的。来解决这一问题。
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