Какой самый громкий звук можно сохранить в файле .wav?

Какой самый громкий звук можно сохранить в файле .wav?

Как громко, как вы хотите (при условии, что ваш микрофон и электроника не искажают), так как надлежащая техника записи требует, чтобы уровень входного сигнала был отрегулирован, чтобы предотвратить перегрузку / ограничение входного сигнала.
IOW уровень записи должен быть отрегулирован в соответствии с громкостью записываемого источника.

Каждый носитель записи имеет ограниченный динамический диапазон, то есть разницу между самыми громкими и самыми тихими звуками, которые можно сохранить. Обычные записи музыки и речи должны захватывать звуки низкого уровня для реалистичного воспроизведения, поэтому уровень записи регулируется соответствующим образом.
Для данного уровня записи существует максимальный уровень звука, который может быть записан.
Однако, если вам нужно записывать громкие звуки, уровень записи можно увеличить, чтобы можно было записывать более громкие уровни звука, но с соответствующей потерей низкоуровневых звуков из-за ограниченного динамического диапазона.

Если уровни записи не могут быть отрегулированы в соответствии с источником, то аудиозаписи очень тихих или очень громких звуков (например, запуска ракеты Saturn V) будут невозможны. К счастью, уровни записи можно отрегулировать, поэтому есть записи очень громких событий, таких как запуск ракет .

Есть ли предел громкости звукового файла?

Технически нет, потому что запись не поддерживает абсолютные уровни звука источника.
Вместо этого запись, аналоговая или цифровая, фиксирует относительные уровни звука источника, например, играет ли один инструмент громче другого, или кто-то кричит на кого-то шепотом. «Громкость» звукового клипа действительно определяется на воспроизведение, и с количеством мощности и акустической эффективности у вас есть для воспроизведения звука.

Все уровни звука в записях относятся к максимальному входному уровню, обычно обозначаемому 0 дБ (то есть, ноль децибел), то есть уровень записи .
Максимальная акустическая громкость, которая может быть записана, будет зависеть от используемых микрофонов и электроники.
Инженер звукозаписи должен / должен применить необходимое ослабление (или усиление) к входному сигналу, чтобы максимальный сигнал во время записи регистрировался как 0 дБ.

Если уровень 0 дБ установлен выше необходимого, тогда полный динамический диапазон, предлагаемый размером слова сэмплирования, не используется, и более мягкие звуки теряют разрешение.
Если уровень 0 дБ установлен ниже требуемого, то после того, как громкие звуки исчерпают любой доступный запас, записанный сигнал будет обрезаться.

Таким образом, нет никакого «предела» для самого громкого звука, который можно записать просто потому, что ожидается, что «максимальный» звук будет настроен на уровень 0 дБ.
Чтобы предупредить любой неожиданный входной сигнал громче, чем уровень 0 дБ, современные методы записи используют компрессоры и ограничители, что обычно ухудшает качество звука.

Какой самый громкий звук можно сохранить в файле .wav?

Нет "самого громкого" звука, который можно сохранить в файле .wav, потому что файлы .wav не хранят "громкость". Я уточню ниже.

Есть ли предел громкости звукового файла?

Не предел громкости, но есть предел динамического диапазона, который относится к громкости.

громкость

Громкость - это то, что вы слышите, и ее можно измерить как абсолютную величину, основанную на звуковом давлении. Для контекста, шкала звукового давления начинается с 0 дБ как порог нормального человеческого слуха; громкость 120-130 дБ вызывает боль.

Только исходный звук и воспроизводимый выход имеют громкость. Громкость воспроизводимого выхода ограничена только возможностями оборудования; Вы можете сделать его настолько громким, насколько может справиться оборудование, независимо от того, насколько громким был исходный звук или как он был сохранен.

амплитудное

Во время процессов записи и воспроизведения звук представлен электрической волной. Амплитуда формы волны представляет громкость. Какое бы оборудование ни обрабатывало сигнал, он имеет некоторую максимальную амплитуду, с которой он может работать.

Если форма волны имеет большую амплитуду, чем может обработать оборудование, избыточная часть не может быть обработана, поэтому она по существу отсекается на пределе. Это описание @LPChip. Таким образом, представление громкости во время этих процессов ограничено верхним пределом для конкретного оборудования.

В процессе записи ограничение амплитуды используется для обеспечения точной записи самого громкого источника звука (без ограничения). Амплитуды относятся к верхнему пределу оборудования, которое обозначено как ноль, и все, что ниже, является отрицательным относительным значением. Это 0 дБ, к которым относится @sawdust. (Обратите внимание, что это не связано с порогом слышимости в 0 дБ, упомянутым ранее.) Таким образом, по дизайну, какой бы максимальной громкостью не был исходный звук, соответствует максимуму того, что представлено в конкретном файле .wav, но этот максимум может быть любым громкость.

Во время воспроизведения предел амплитуды оборудования определяет максимальную громкость, которую оно может выводить; т.е. самый громкий, который вы можете вывести "самый громкий" звук, представленный в файле .wav; предел громкости на выходе является функцией оборудования воспроизведения, а не того, что хранится в файле .wav.

Динамический диапазон

Чтобы гарантировать, что самые громкие звуки записываются и воспроизводятся точно, а самые тихие звуки не теряются в фоновом шуме, запись и воспроизведение звука должны учитывать обе крайности. Соотношение между самым тихим звуком, который будет воспроизводиться, и самым громким называется динамическим диапазоном.

Файл .wav

Файл .wav кодирует динамический диапазон; т.е. относительная громкость, а не фактическая громкость. Он кодируется как числовое значение с использованием доступной битовой глубины (большее количество бит может хранить большее число); количество бит определяет динамический диапазон, который может быть сохранен. Каждый бит обеспечивает 6 дБ динамического диапазона. Типичная глубина 16 бит обеспечивает динамический диапазон 96 дБ, что достаточно для удовлетворения большинства требований к записи звука.

Вы можете использовать больше битов и хранить больший динамический диапазон, но заданная битовая глубина определяет предел. То есть насколько громкий самый громкий звук можно сравнить с самым тихим звуком, но не то, насколько громким будет воспроизводиться самый громкий звук.

Учитывая, что мы говорим о файле .wav, да, есть ограничение.

Когда вы посмотрите на форму сигнала в редакторе, вы увидите, что в редакторе есть экран, на котором нарисован сигнал, и вы можете увидеть верхнюю и нижнюю часть кривой для большинства сигналов.

Если вы видите кривую полностью в окне, то звук не будет искажаться. Нормализация осциллограммы растянет ее так, чтобы она была настолько большой, насколько это возможно, оставаясь в то же время в этом окне.

Это производит звук хорошего качества и довольно громкий. Вероятно, он будет примерно такой же громкости, как и другие звуки, как и другие люди. Вы должны иметь в виду, что сигналы имеют разную динамику, и это также влияет на громкость.

Если вы будете воспроизводить обычную синусоидальную форму, которая идеально подходит к окну, вы получите определенную громкость. Если вы теперь притворяетесь, что окно больше, и увеличиваете громкость синусоидальной формы, звук на самом деле становится громче. Вы увидите, что в левой и правой части верхней кривой форма волны круглая, но в средней верхней части, вместо формирования хорошего полукруга, теперь она обрезается окном, в котором вы ее просматриваете. Форма волны Сам изменил форму. Это приводит к тому, что звук слегка искажается, но, в свою очередь, громкость выше.

Если вы продолжите увеличивать громкость, этот синус станет выше за окном, что еще больше деформирует сигнал.

Вот как это будет выглядеть: Источник изображения

При увеличении формы волны ширина сверху и снизу увеличивается, что делает звук громче, но в какой-то момент вы превратите синусоидальную форму в прямоугольную форму, что является ее пределом. В этот момент форма волны больше не деформируется, и вы достигли максимально возможного усиления звука. Поскольку это динамический процесс, учитывая, что форма волны имеет различные формы (например, вы не можете усилить квадратную форму волны так же сильно, как форму синусоидальной волны, но в природе квадратная форма волны уже намного громче, чем форма синусоидальной формы), существует ответ, чтобы сказать, насколько вы можете увеличить громкость. Хотя существуют математические формулы, но это выходит за рамки SuperUser.

В волновых файлах «громкость» звука является функцией амплитуды формы волны, которая состоит из сэмплов. Битрейт файла определяет максимальные / минимальные значения для каждого семпла.

8-битный звук: от -128 до 127

16-битный звук: от -32760 до 32760

32-битный звук: от -1,0f до 1,0f (с плавающей запятой).

«Самыми громкими» звуками будет любая волна, которая колеблется между максимальным и минимальным значениями для сэмпла с заданным битрейтом. (EG -1.0f и 1.0f для 32-битного звука)

Дополнительная информация: https://blogs.msdn.microsoft.com/dawate/2009/06/23/intro-to-audio-programming-part-2-demystifying-the-wav-format/