为什么大多数声卡都没有集成/支持声学校准功能?
谢邀,其实我不太关注现在的声卡行情,主要还是做调音台方向的,我尽可能用已知的技术经验来解答一下。
“声卡”本质上是“音频接口”,设备供应商将其归类于Audio Interfaces而不是Sound Card,这就意味着,他核心功能就是忠实转换和传输声音,对接五花八门的通信协议和上层应用软件,而不是声音的合成与处理(早期的声卡有MIDI硬波表,本身可以“制造声音”,提供效果处理)。
一、首先科普一下整个工作链路(声卡必须包含的):
1、预处理:包含话放——针对话筒微弱的电信号(Mic Level,毫伏级),将其提升到线路电平(Line Level,约1伏特),低通滤波——根据奈奎斯特采样定理,滤除输入信号中高于1/2采样率的频率成分,模电技术发生在这一步。
2、采样量化:以极高的频率(采样率,如44.1kHz或48kHz)对模拟波形进行“拍照”采样,然后将每一次采样的幅度值用数字表示,位深(Bit Depth)决定了这个量的精度。数电技术发生在这一步。
3、协议与格式化:将无格式的PCM样本序列,打包成微型帧,装载成等时包,这一步加入了包头和同步信息,多声道为了合并还会发生交织与检验,需插入CRC校验码。通信协议发生在这一步,也就是大家熟悉的USB、雷电、ADAT、AES/EBU、SPDIF等等,音频设备之间可以在此通信,这一步还没电脑什么事。
4、驱动与上层优化:了解计算机组成的都知道,应用软件不能直接与底层打交道,操作系统(Windows、macOS)接管了所有底层硬件,一般软件只能向操作系统申请内存,那么,专业声卡驱动就会考虑更快捷的方式(比如ASIO)直接从底层调度数据,你可以简单理解为绕过了复杂的操作系统,开辟了一条专用通道,这是降低延迟、实现高速缓存、保持流畅性的关键。
你可以看出,一个专业声卡,凝结了模电、数电、通信、控制、软件工程等多领域的核心技术,必须搞清自己的应用场景和产品定位,专业的人做专业的事情,所以专业音频接口的任务就是忠实地转换和传输声音,在模拟波形与计算机软件之间建立一条透明通道。除此之外,任何美化和装饰都是多余的,它的专业性正体现在纯正、无添加上面。
比如要适应市面上复杂的通信生态,对接各种五花八门的协议。
比如要开发高效的内核态驱动程序,绕过操作系统的音频引擎,否则音频流会经过Windows的混音器,发生重采样,参与应用进程调度,甚至参与各种系统级音效处理。
二、某些声卡确实包含处理功能,但设计目的是服务于前级的
这些声卡也内置了强大的EQ、压缩和混响,但从整个工作流程上看,这些功能并不是服务于输出总线的,而是服务于前级,解决一个关键问题——录音时的零延迟监听。
考虑一个典型的“听湿录干”的场景,你如何为歌手、乐手创造一个带效果的监听信号呢?那只要在前级加入DSP效果器,分出一路给耳放/耳机分配器即可,与此同时,主路信号仍然以干净的“干声”进入软件,监听信号甚至不经过采样量化后面的链路。设想效果器挂在输出总线上,这个延迟量对于实时演奏是无法忍受的。
至于输出总线,从定位上说,这是专属于混音师的领地,工程到了混音阶段,通过专业插件以更高的精度和可调性实施后期制作,此时的声卡只管老老实实的还原模拟波形即可,无需再添油加醋。
所以回到你的问题,这样的产品多不多?有哪些?如果你理解了上述设计,就会发现这都不重要了。实际情况可能是这样:
1、如果我要打造一套专业的音频工作站,那必然要有调音台,那么数字调音台(或者带DSP的模拟调音台)本身就包含了效果处理,可以在前级实现听湿录干。至于声学校准,那可不是一个简单的图示均衡器能概括的,涉及测量、信号处理、时域与相位修正,一般在一个独立的监听系统内实现,和声卡毫无关系。
2、如果我的需求很基础,不需前级处理,只是做简单的录音+混音,那声卡只需包含单纯的话放、乐器输入,总线输出即可,把所有处理工作交给软件,声卡上的一切处理都是多余的。
3、如果我输入设备不多,考虑节省空间甚至便携,还想听湿录干,那就可以考虑这样的声卡,省去了调音台的开销,但仍然要明白,这个处理功能是服务于前级的,混音时仍然要使用专业的插件。