Ska jag justera volymen med programvara eller maskinvara för optimal ljud?

Du kan justera din högtalarvolym in-app, hela operativsystemet eller genom de fysiska kontrollerna på högtalarinställningen. Vilken metod är bäst för optimalt ljud?

Dagens Question & Answer-session kommer till oss med tillstånd av SuperUser-en indelning av Stack Exchange, en community-drive-gruppering av Q & A-webbplatser.

Frågan

SuperUser-läsaren Qqwy ställer följande fråga:

Om musik inte är tillräckligt hög, hur får jag den bästa kvaliteten (även om skillnaden är så liten är det försumbar)?

Genom att göra musiken hårdare i min musikspelare, spel eller annat ljudproducerande program?

Genom att höja volymen på operativsystemsnivån (t.ex. genom att klicka på högtalarikonen i Windows-anmälningsområdet och skruva upp volymen)?

Genom att vrida volymen på förstärkaren eller högtalarna som är anslutna till datorn och därmed ändra volymen på hårdvaran?

Beträffar program vs OS? Har mjukvaran vs. hårdvara betydelse?

Låt oss komma till botten av saker: är det bättre att vrida volymen på högtalaren eller i datorns inställningar?

Svaret

SuperUser-bidragsgivaren Indrek hoppar in med ett definitivt svar på frågan:

Program vs. OS spelar vanligtvis ingen roll. Vad som är viktigt är om du justerar volymen i programvara eller i hårdvara.

Att minska volymen i programvara är i grunden ekvivalent med att minska bitdjupet. I digitalt ljud delas signalen upp i olika prover (taget tusentals gånger per sekund), och bitdjupet är antalet bitar som används för att beskriva varje prov. Att dämpa en signal görs genom att multiplicera varje prov med ett tal mindre än ett, vilket innebär att du inte längre använder den fulla upplösningen för att beskriva ljudet, vilket resulterar i minskat dynamiskt intervall och signal-brusförhållande. Specifikt motsvarar varje 6 dB dämpning minskningen av bitdjupet med en. Om du började med, säg 16-bitars ljud (standard för ljud-CD-skivor) och sänkt volymen med 12 dB, skulle du verkligen lyssna på 14-bitars ljud istället. Vrid volymen för mycket och kvaliteten kommer att börja lida märkbart.

Ett annat problem är att dessa beräkningar ofta resulterar i avrundningsfel, på grund av att provets ursprungliga värde inte är en multipel av den faktor som du delar upp proverna med. Detta försämrar ljudkvaliteten ytterligare genom att introducera vad som i grunden är kvantiseringsbrus. Återigen sker detta oftast vid lägre volymer. Olika program kan använda lite olika algoritmer för att dämpa signalen och lösa dessa avrundningsfel, vilket betyder det makt vara en viss skillnad i den resulterande ljudsignalen mellan, till exempel en ljudspelare och operativsystemet, men det förändrar inte det faktum att du i alla fall fortfarande sänker bitdjupet och i stort sett slösar bort en del av bandbredden på sändande nollor i stället av användbar information.

Den här PDF-filen har mer information och några bra illustrationer om du är intresserad av att lära dig mer.

Resultatet av att minska volymen i hårdvaran beror på hur volymen kontrolleras. Om det är digitalt är effekten ungefär densamma som att minska volymen i programvaran, så det är förmodligen ingen skillnad i vilken du använder, vad gäller ljudkvalitet.

Helst bör du mata ut ljud från din dator i full volym så att du får den högsta upplösningen (bitdjup) och sedan ha en analog volymkontroll som en av de sista sakerna framför högtalarna. Om du antar att alla enheter i din signalväg är av mer eller mindre jämförbar kvalitet (det vill säga att du inte kopplar ihop en billig low-end-förstärkare med en avancerad digital källa och DAC), som borde ge bästa ljudkvalitet.

@Joren skrev en bra fråga i kommentarerna:

Så om jag vill ställa in volymkontroll för programvara till max, hur hanterar jag mina analoga kontroller som plötsligt har ett supert litet användbar sortiment? (Eftersom även den analoga volymen till hälften är halvvägs är alltför hög.)

Detta kan vara ett problem när volymkontrollen är en del av en förstärkare, vilket förmodligen är fallet med de flesta datorinställningar. Eftersom en förstärkares jobb är att, som namnet antyder, förstärker betyder det att volyminskontrollens förstärkning varierar från 0 till mer än 1 (ofta mycket mer), och när du har ställt volymkontrollen till halvvägs, du förmodligen inte längre dämpar, men förstärker verkligen signalen utöver de nivåer du ställt in i programvara.

Det finns ett par lösningar på detta:

Få en passiv dämpare. Eftersom den inte förstärker signalen, är dess förstärkning från 0 till 1, vilket ger dig ett mycket större användbar sortiment.

Har två analoga volymkontroller. Om din strömförstärkare eller högtalare har en volymkontroll eller ingångskontroll, fungerar det bra. Använd det för att ställa in en mastervolymnivå så att din normala volymkontrolls användbara intervall maximeras.

Om de föregående två inte är möjliga eller genomförbara, helt enkelt sänka volymen på OS-nivå, tills du har uppnått den bästa kompromissen mellan användbar räckvidd på analog volymkontroll och ljudkvalitet. Håll enskilda program på 100% för att undvika flera bitdjupminskningar i rad. Förhoppningsvis kommer det inte att finnas någon märkbar förlust i ljudkvalitet. Eller om det finns så skulle jag noga börja titta på att få en ny förstärkare som inte har lika känsliga ingångar, eller ännu bättre, har ett sätt att justera ingångsförstärkningen.

@Lyman Enders Knowles påpekade i kommentarerna att frågan om bitdjupminskning inte är tillämplig på moderna operativsystem. Specifikt, från och med Vista, samlar Windows automatiskt upp alla ljudflöden till 32-bitars flytpunkt innan det gör någon dämpning. Det betyder att, hur lågt du än sätter på volymen, det borde inte finnas någon effektiv förlust av upplösningen. Ändå måste ljudet om så önskas omvandlas (till 16-bitars eller 24-bitars om DAC stöder det), vilket kommer att introducera några kvantiseringsfel. Att dämpa först och förstärka senare ökar ljudytan, så rådet att hålla mjukvaranivåerna vid 100% och dämpas i hårdvaran, så nära slutet av din ljudkedja som möjligt, står fortfarande.

Har du något att lägga till förklaringen? Ljud av i kommentarerna. Vill du läsa mer svar från andra tech-savvy Stack Exchange-användare? Kolla in hela diskussionsgängan här.