什么是位压缩器（bitcrusher），它的声音是怎样的？让我们来看看吧！

高保真和低保真

在现代音乐制作中，高保真数字录音/数字采样已经被视为理所当然的事情。随着技术的普及，我们能够重现远远超出CD标准下理论保真度的音频，音频工程师和发烧友可以自由地讨论什么是最好的高端数字音频转换器和设计，以及高达192kHz的高采样率的好处。

几乎所有现代音乐制作软件应用程序，从GarageBand到Pro Tools，都包含了可以播放极高保真度样本的虚拟采样器。逼真的采样音源，例如鼓组、钢琴，甚至管弦乐弦乐部分，都是数字音乐制作中常见且备受期望的功能。然而，如此奢侈的、拥有无处不在的高保真数字音频的体验，并不是一直存在的。

还记得卡西欧SK-1吗？这是一款神奇的小型采样键盘，当时在K-Mart有售。它以8位的位深度和9.38kHz的采样率录制，这不足以准确地重现人类听觉的全部范围。旧的鼓机也以低于理想位深度和采样率再现声音。

即使在今天，一些儿童玩具和贺卡中包含了用于实现各类音效的采样播放功能，它们播放着音质非常低的数字音频。这些低质量的数字音频转换器具有某种的音质——可能是迷人的，也可能只是糟糕的，这取决于应用场景和您自己的感觉！有一点是肯定的：降低位深度（或幅度分辨率）和采样率可以是降低音质的一种有趣方式，而这正是位压缩器的作用所在！

我第一次使用位压缩器是在2004年，当时我开始使用Ableton Live音乐制作软件。它包含（实际上现在仍然包含）一个名为Redux的效果器，可以用来降低经由效果器处理的任何音频的位深度和采样率。我会在键盘、吉他和鼓上用到它，我总是把我的MIDI控制器上的一个旋钮映射到采样率参数，因为我觉得将采样率值来回调整听起来很酷。

位深度和采样率

为了理解位压缩器的工作原理，了解这些知识是有用的——什么是位深度（bit depth）和采样率（sample rate），以及它们如何以及为什么会影响音频质量。在我们深入探讨细节之前，且让我非常简单地说一下：位深度指的是每个单独采样的数据量（或分辨率），采样率是指这些采样间隔多久被记录下来。

关于位深度的更多介绍

位（bit）是计算机系统中存储信息的最小单位，它只能有两个值：开或关（1或0）。这两个值的组合具有多种可能性，随着位数的增加，总的可能的取值数呈指数增长。因此，使用2位，您将获得四个可能值，使用4位将获得16个可能值，使用8位将获得256个可能的值。当您增加到16位时，您有65,536个可能的值，而24位则有16,777,216个可能的值。

位深度对频率响应（frequency response，该参数受采样率影响）不会造成影响，但它确实影响动态范围（最大信号和最小信号之间可以重现的音量差）和信噪比（SNR，signal to noise ratio）。16位音频的最大信噪比为96dB，而24位音频理论上可以提供高达144dB的信噪比。但目前可用的数字音频转换技术提供的信噪比低于这个值，更不用说可能存在于模拟信号线路路径中的任何噪音了。

位深度和量化噪声

请你想象一个正弦波，它看起来像一个侧躺的“S”。现在请你来想象一个像素化的正弦波，像素非常大（对应非常低的分辨率，或非常低的位深度）。每个像素的顶部边界是原始波形曲线上所有点的量化（quantization），舍入为该单个值。

量化噪声（quantization noise）是量化值与输入信号的实际值之间差异的可听结果。位深度越低，引入的量化噪声就越多。虽然当追求高保真度时，这种噪音并不理想，但它可以成为老式设备声音的迷人元素（比如Roland TR-909鼓机），并且可以被用作声音效果。

采样率

赫兹（缩写为Hz）是一个频率单位，定义为每秒一个周期。为了重现人类听觉可以感受到的频率范围（大约20 Hz至20,000 Hz），音频CD（以及许多音频流）以44.1 kHz的采样率（每秒44,100个采样）重现音频。这是因为根据奈奎斯特定理（Nyquest Theorem，又称采样定理），为了准确地重现音频，采样率必须至少是要重现的最高频率的两倍。

那么，如果您尝试使用过低的采样率来重现音频信号会发生什么呢？您将得到一种称为混叠（aliasing）的失真形式。与量化噪声一样，当追求高保真度时，混叠是不受欢迎的。但是当被有意使用时，极低采样率导致的混叠可以是一种很酷的效果。

使用Mobius进行位压缩

Mobius中的Destroyer调制器具有可选择的位深度（从32位降至4位）和采样率（从96 kHz至750Hz）的位压缩器。使用内置LFO调制采样率和/或位深度，或连接表达踏板以扫过值。除了位压缩，Mobius上的Destroyer设置还包括可切换的黑胶噪声（唱片旋转速度可选择从33 1/3到78rpm），以及一系列受各类小工具启发的滤波器，例如电话、留声机、AM收音机、公牛号角（bull horn）等。

Destroyer只是Mobius上可供选择的十二种调制器之一。除此之外，还包括Chorus、Flanger、Rotary、Vibe、Phaser、Filter、Formant、Vintage Trem、Pattern Trem、Autoswell和Quadrature。

关于作者：Matt Piper

Matt Piper为Strymon撰写文字并制作视频。他演奏各种乐器，包括吉他，但对鼓和其他更多种类的乐器不太擅长。他还制作电子音效，并在加州帕萨迪纳（Pasadena）的洛杉矶音乐学院（Los Angeles College of Music）讲授合成基础课程（Fundamentals of Synthesis）。

本文出自《midifan月刊》2024年06月第219期

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什么是位压缩器（bitcrusher）？