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[交流感想] IR的前世今生与未来展望,补充IR与频谱试听对比

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发表于 2018-4-13 18:31:40 | 显示全部楼层 |阅读模式
吉他中国微信公众号
本帖最后由 保持联系 于 2018-4-16 17:51 编辑

IR技术是上世纪末由索尼开发,通过正弦波扫频/录制脉冲/音频样本/发送白噪等方法与原始信号对比提取时域信息,然后通过卷积算法将变量应用于话筒/箱体/声场模拟的目的。

IR技术早在2000年前后就普遍应用于DAW(数字音频工作站)中的混响与吉他箱体模拟处理,大约在2010年后开始出现硬件产品,2017年开始有普及趋势。2018年,各大小厂商的IR硬件产品已经开始应接不暇了。各种竞争和对比也随之而来,做为消费者的用户群体该怎么选择,本文会通过一些相关知识和事例给大家一个选购参考。

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我们需要了解两个概念,有效采样长度频率分辨率

有效采样长度是IR处理器所能有效读取的长度,数值越高代表时间越长,代表精确度越高,目前主流高端IR硬件的截取采样点数为2048点(42ms)。
采样数和时间长度的换算公式为:采样数/采样率*1000,单位是毫秒ms
2048/48000*1000=42.7ms

我们从一张时域波形图来认识一下这个概念。下图是OH 500ms IR(24000点)的时域波形,注意2048点(42ms)的位置。
我们看到主流的高端IR硬件其实只是截取一小截信息进行处理,这就是有效采样长度。那后面的部分是不是不重要了?丢弃的到底是什么信息,后面会详述并提供音频样本让你听到丢失的部分。
2.jpg

============分割线===========

频率分辨率,为频域频率曲线的处理精度,数值越低表示分辨越高,重要!!!
计算公式是采样率/采样数,单位是Hz,以48kHz采样率和2048采样长度(42ms)为例
48000/2048=23Hz
48000/1024=47Hz
可见有效采样长度越长,分辨率越高(数值越低表示分辨率越高,重要!!!),准确度也就越高。

下图是Fractal Audio创始人Cliff Chase做的分析,绿色曲线是截取1024点,分辨率为48000/1024=47Hz,他说这是AXE FX的“标准分辨率”,可以看出低频区特别不准确。

3.jpg
为什么会是低频区影响比较大?是因为人耳对频率的反应是对数的,47Hz的分辨率对20-200Hz的低频区间来说太“粗糙“了,它没法准确反映出低频的形态。如果他能完整读取OH的500ms/24000点采样,分辨率就是48000/24000=2Hz,显然这个提升是巨大的。然而要完整读取,目前只有DAW的IR软插件才能做到,硬件IR设备主流只能截取一部分。用大实话说就是,软件比硬件厉害。你可以在后面的各种长度的采样对比中听到这个差距。

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硬件厂商为了获得较高的分辨率,他们开发了自己的特有的格式,其中Fractal Audio AXE FX的UltraRes格式(不支持第三方转换,只能买),和Kemper的Kipr(支持第三方转换),都是用额外的补偿手段解决短采样的短板,来实现长采样才有的高分辨率。


据可以查阅的信息是,UltraRes的具体原理Cliff没有公开。但我们看到上图中的红色曲线即是UltraRes处理的频率响应,确实提高了精确度。

Kemper的做法是为每一个第三方IR添加一个17ms的短脉冲,对频率做调整,以达到同样的提高准确度的目的。
注意看尾部的信息全部丢失,也就是说KPA也是没有初期反射的,房间影响几乎没有(再请注意我说的是房间影响而不是房间混响,因为房间也参与频率的塑造,所以并不是后期添加个混响处理就等同于房间影响),所以没有很大必要在声学设计严谨的录音棚进行采样,只要房间面积够大,在哪里都一样,甚至说如果想要一些房间影响,你应该在小型房间进行采样,并且由于头部的强制添加的短脉冲的影响,主体IR的长度缩短了,音色质感也随之下降,因此KPA的音色质感一直被AXE**daya着,双方用户应该也有感受并且从大家以往的评价中不难发现这一点。此段为个人看法。
ABProfiledImpulseCrop.png


在频域看上去是这样的
短脉冲
ABProfileHeader.png
第三方IR的截取片断
ABProfileFooter.png
最终结果
ABProfileImpulseFull.png

============分割线===========

这里要说一下,Cliff的理念曾经受到了质疑,提出质疑的是一位自称是从事音频音响设计的物理学家Jay,他认为“Cliff 8000点的无初期反射的IR理念是不对的“,因为长采样包含的不仅仅是高分辨率和精确的低频信息,频域曲线是没有时间信息的(后面我会提供对比证明)。Cliff是依照录音室理念去制作IR即近场IR,就是说只截取初期反射来临前的20-30ms他认为这就够了。但他又认为至少要8000点(167ms)的采样长度才能准确捕捉低频,这就出现了矛盾,虽然他用UltraRes“解决“了这个矛盾,但由于不包含8000点采样所应该包含的反射,最终也只能是个折衷的办法。可见,能够读取的有效采样长度是个硬指标。

Jay也制作IR并且有自己的理念,他采取室外采集IR的方式,即远场IR,他认为这样有助于现场的表现,并且分享过几个样本,于是很多人去寻找他的IR甚至找到了FAS论坛,但据他证实,那些分享的采样包只有两三个是他做的。据试过的人说“太棒了”,或许是出于商业考虑,他并不愿意再次分享。此外,Cliff说他不制作远场IR是因为没有听到过好的样本,自然也是否定Jay的IR,这或许是IR的一个永不得解的问题(本帖后面会补充一些音频样本供大家自己判断),或许在IR技术之后又会有什么技术突破也说不定,让我们拭目以待吧。

先上传512/1024/2048/8000/24000点的IR和频谱试听对比,稍后我再补充我的看法。
游客,如果您要查看本帖隐藏内容请回复


由于时间关系,未完待续。。。。。。会不断补充完善,更新后请重新阅读








 楼主| 发表于 2018-4-13 18:51:01 | 显示全部楼层
吉他中国抖音
发表于 2018-4-13 21:39:59 | 显示全部楼层
GC视频号
第一次几句话就能让我大概了解IR的基本概念
发表于 2018-4-14 11:39:46 | 显示全部楼层
买琴买鼓,就找魔菇
,,,,,,
发表于 2018-4-14 13:51:32 | 显示全部楼层
这东西没准真是趋势,但好的设备也不比音箱便宜多少
发自吉他中国iPhone客户端
发表于 2018-4-14 14:14:40 来自吉他中國手机版 | 显示全部楼层
这个厉害了 先回帖听听看
发表于 2018-4-14 14:27:25 | 显示全部楼层
回帖听对比
发表于 2018-4-14 23:39:53 | 显示全部楼层
先回贴再看
发表于 2018-4-15 00:00:13 来自吉他中國手机版 | 显示全部楼层
woswoccii 发表于 2018-4-14 13:51
这东西没准真是趋势,但好的设备也不比音箱便宜多少
发自吉他中国iPhone客户端 ...

这玩意容易便宜下来
发表于 2018-4-16 00:39:46 | 显示全部楼层
便宜的ir播放设备采样率是硬伤
比如two notes cab的96khz和mooer的radar的44khz
其实音质差别很大
不过价格也差好几倍
发表于 2018-4-16 01:06:43 | 显示全部楼层
好帖,真正的干货!
发表于 2018-4-16 09:05:51 | 显示全部楼层
先回贴再看
发表于 2018-4-16 09:32:02 | 显示全部楼层
不明觉厉
发表于 2018-4-16 10:00:37 来自吉他中國手机版 | 显示全部楼层
厉害了 学习一下
发表于 2018-4-16 10:24:13 | 显示全部楼层
!!!!!!!!
发自吉他中国iPhone客户端
 楼主| 发表于 2018-4-16 10:37:50 来自吉他中國手机版 | 显示全部楼层
bqtbaajtzg 发表于 2018-4-16 00:39
便宜的ir播放设备采样率是硬伤
比如two notes cab的96khz和mooer的radar的44khz
其实音质差别很大

最近经常看到你,是你在那些帖子里表述的观点让我记住了你。

96kHz采样率的频宽上限是48kHz,人耳听不到这么高的频率。44kHz采样率高频上限是22kHz,对于人耳以及吉他常规频宽也都很富足,所以这不是问题。起决定性作用的是我在文中注明了“重要!!!”的分辨率的概念。我不知道你是没看还是没看懂。
发表于 2018-4-16 11:33:07 | 显示全部楼层
听听看看区别
发表于 2018-4-16 12:00:45 | 显示全部楼层
干货,好好研究一下?
发自吉他中国iPhone客户端
发表于 2018-4-16 12:01:46 | 显示全部楼层
干货,好好研究一下!
发自吉他中国iPhone客户端
发表于 2018-4-16 13:33:27 | 显示全部楼层
本帖最后由 bqtbaajtzg 于 2018-4-16 13:55 编辑
保持联系 发表于 2018-4-16 10:37
最近经常看到你,是你在那些帖子里表述的观点让我记住了你。

96kHz采样率的频宽上限是48kHz,人耳听不到 ...

话是没错。但是音色的决定的倍频泛音的成分比例决定的
耳朵对音高的敏感度是指数型的
而且我觉得每个人的耳朵的敏感度也不一定相同
所以如果采样率不够,被迫泛音就采不到,总会感觉有一定缺失
我听过two notes cab,和radar播放的文件,同样的44khz都不一样,96khz肯定更不一样
 楼主| 发表于 2018-4-16 16:04:27 | 显示全部楼层
bqtbaajtzg 发表于 2018-4-16 13:33
话是没错。但是音色的决定的倍频泛音的成分比例决定的
耳朵对音高的敏感度是指数型的
而且我觉得每个人的 ...

一.6弦24品E频率1318Hz,加上两个倍频也就5272Hz,这已经是你的琴难以发出的频率了。好,我们再加上两个倍频21088,仍然是44kHz表现范围之内。你要是继续说还有更高的谐波也是存在的,但是有多大能量?
二.吉他喇叭频宽50-7500,7500以上是一刀切到底的形态,有的喇叭5000就开始切。更高频率的能量又被大幅衰减。
三.放大器设计几乎没有不切高频的设计,而且是在3000-5000甚至更低的范围内高切(已经是泛音区),也就是说你所听到的音频区内较高的频率1.3k-7k多说15k已经是泛音在那支撑着了,再往上就没什么能量了。

综合以上三条,你自己判断一下吧。这贴已经说的很清楚采样长度是硬指标,关系着分辨率,决定着准确度。你说的两个品牌毕竟不是同级别的DSP,各自支持的采样长度不一样,分辨率就不一样,结果必然也不一样。
发表于 2018-4-16 17:35:12 | 显示全部楼层
保持联系 发表于 2018-4-16 16:04
一.6弦24品E频率1318Hz,加上两个倍频也就5272Hz,这已经是你的琴难以发出的频率了。好,我们再加上两个 ...

学习了,保持高度关注
发表于 2018-4-16 18:07:44 | 显示全部楼层
保持联系 发表于 2018-4-16 16:04
一.6弦24品E频率1318Hz,加上两个倍频也就5272Hz,这已经是你的琴难以发出的频率了。好,我们再加上两个 ...

那你说two notes为什么还要用96khz的采样率,dsp芯片价格可不便宜
 楼主| 发表于 2018-4-16 19:50:18 | 显示全部楼层
bqtbaajtzg 发表于 2018-4-16 18:07
那你说two notes为什么还要用96khz的采样率,dsp芯片价格可不便宜

我以为21楼最后一句说过之后就没问题了。不过你非这么想的话,那你看看ZOOM G1和AXE FX的采样率是多少。

实际上不是采样率决定DSP的价格和性能,主要是FIR TAP的支持数量,这决定了分辨率。单方面看采样率没用,而且TN也不排除与KPAXE一样在有限的采样长度上增加优化补偿手段,比你说的44.1kHz的品牌好根本不奇怪。

另外,我不知道你用没用过TN,我个人感受来说TN被软件完爆(44.1kHz的情况下),我起初以为是延迟方面的错觉,但是本贴这些对比样本已经给出了明确的答案。8000/24000的样本完爆512/1024/2048,不论你的硬件是TN还是KPAXE,也不论你的硬件采样率有多高。
发表于 2018-4-16 20:29:09 | 显示全部楼层
好帖
 楼主| 发表于 2018-4-16 20:33:59 | 显示全部楼层
本帖最后由 保持联系 于 2018-4-16 21:15 编辑
bqtbaajtzg 发表于 2018-4-16 18:07
那你说two notes为什么还要用96khz的采样率,dsp芯片价格可不便宜

口说无凭,上传44.1kHz VS 96kHz音频对比,我怕你听不出来,所以96kHz用了512点IR,44.1kHz用的24000点IR,看看44.1kHz怎么完爆96kHz的。

压缩包内提供了音频对比和IR文件,还是质疑就自己试吧。
44.1kHz VS 96kHz.zip (5.3 MB, 下载次数: 50)

======================
补充41kHz VS 96kHz (512),同样的IR长度,41kHz仍然明显优于96kHz
41kHz VS 96kHz (512).zip (5.29 MB, 下载次数: 38)

发表于 2018-4-16 21:53:16 来自吉他中國手机版 | 显示全部楼层
保持联系 发表于 2018-4-16 20:33
口说无凭,上传44.1kHz VS 96kHz音频对比,我怕你听不出来,所以96kHz用了512点IR,44.1kHz用的24000点IR ...

谢谢解答,你讲的有道理,我刚买了个mooer radar先玩玩44khz,不再纠结96khz了。
发表于 2018-4-16 21:58:26 | 显示全部楼层

先回贴再看
发表于 2018-4-16 22:27:38 | 显示全部楼层
好帖      
发表于 2018-4-16 23:20:08 | 显示全部楼层
这个强大了,必须看看。。
发自吉他中国iPhone客户端
发表于 2018-4-17 13:44:05 | 显示全部楼层
顶帖再看
发表于 2018-4-17 13:57:25 | 显示全部楼层
学习一下
发表于 2018-4-18 20:34:40 | 显示全部楼层
这种技术文章一定要顶!
发表于 2018-4-19 08:58:15 | 显示全部楼层
长见识了,好好学习!谢谢版主普及
发表于 2018-4-19 10:01:36 | 显示全部楼层
先回贴再看
发表于 2018-4-19 15:22:47 | 显示全部楼层
厉害了
发表于 2018-4-19 15:44:39 | 显示全部楼层
绝对技术贴。
先顶起,再阅读,再思考,再回帖。
发表于 2018-4-19 16:38:44 | 显示全部楼层
高度关注啊。声音差异非常明显,但是可能和个人能力有关吧,有些我反倒觉得低精度的声音更好听,为什么呢
 楼主| 发表于 2018-4-20 00:34:11 来自吉他中國手机版 | 显示全部楼层
sudayang 发表于 2018-4-19 16:38
高度关注啊。声音差异非常明显,但是可能和个人能力有关吧,有些我反倒觉得低精度的声音更好听,为什么呢
...

那你可以卖掉TN LIVE了,低精度的IR硬件正在一波接一波的袭来
发表于 2018-4-20 00:48:42 来自吉他中國手机版 | 显示全部楼层
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