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声音的概念

在讲解音频前，首先简单介绍一下声音的本质

声音是物体振动产生的声波，并通过气体、固体等介质进行传播的波动现象

当声波的震动经由人耳传入到鼓膜，引起鼓膜震动时，耳蜗就会将震动的机械能转换为电信号发送给大脑，就形成了我们听到的声音。

声音可以被量化描述的主要有三个：频率、波形、音强

• 频率：发声物体每秒震动次数，单位为Hz（赫兹）
• 比如20Hz代表着发声物体每秒震动20次
• 频率不同代表着声音的音调不同，频率越高音调越高。钢琴A0（最低音）~C8（最高音）的频率范围为27.5Hz~4186Hz
• 音强：声音的响度，由发声物体的震动幅度决定，振幅越大音强越高，声音越响，单位为db（分贝）
• 波形：当发声物体材质不同时，所发出的声音也不一样，是因为它们的波形不同，也就是音色不同

声音的存储

1857年，一位法国印刷商人 爱德华·莱昂·斯科特·德马丁维尔 通过一个喇叭状接收器，推动针尖，在运动中的煤烟熏黑的纸上记录下来了波纹状线条，人类第一次将声音转化为图像，并成功的记录在了纸上。

爱德华·莱昂·斯科特·德马丁维尔 与 首次记录声音的装置

虽然成功的将声音记录了下来，但这种方法却无法实现声音的重放。

20年后的1877年，美国发明家托马斯·阿尔瓦·爱迪生发明了第一个可以实际录制并播放声音的设备：留声机。通过包裹着柔软的铝箔的蜡桶，在录制时针尖在铝箔刻下凹 痕。这些凹痕在重放时，可以把针尖的震动还原成声音。

爱迪生与早期滚筒留声机

早期的滚筒留声机虽然记录并播放了声音，但受限于蜡桶和设备的精度问题，声音听起来就像信号极差的广播，充满着呲呲的噪音，但成功的回放了录制下来的声音，开创了人类记录并回放声音的伟大一步。

模拟音频：唱片

1887年德裔发明家埃米尔·贝林纳发明了研制成功了原片形唱片和平面式留声机，并在未来几年实现了制作母盘，实现了大规模复制。唱片工业就此诞生。

埃米尔·贝林纳 与 早期平面唱片留声机

此后唱片经历了从粗纹唱片（SP）到细纹唱片（LP），从单声道到双声道再到四声道的发展。

索尼（SONY）PS-LX310BT 蓝牙无线黑胶唱片机

时至今日，市面上依然能购买到黑胶唱片（密文唱片的一种），并且有很多黑胶唱片的忠实用户，虽然大部分音乐发行公司都不再发售黑胶唱片了。

模拟音频：音乐卡带（Musicassette (MC)）

1962年 飞利浦发明了用于存储声音的紧凑型磁带。

1964年 德国汉诺威开始卡式录音带的大规模生产

1980年 由于Sony Walkman系列等携带型袖珍卡式录音播放器（随身听）的出现，音乐卡带流行更 加广泛。也是当年开始，音乐卡带开始取代密文唱片，成为了便携式音乐的主流。

Sony Walkman II 音乐卡带播放机

音乐卡带存储声音的方式与唱片同属于模拟音频存储。只不过从凹凸不平的纹路变化演变成磁带的磁性变化。

音乐卡带以及随身卡带播放机的出现，将以往只能在家依靠笨重的设备才能聆听的唱片音乐，演变成为随身携带，随时随地聆听的移动音乐时代。

在笔者第一次接触音乐、声音存储及播放媒介的时候，已经是音乐卡带的时代了，不少与笔者相仿的读者，可能从没来没听过唱片，但绝大多数都接触过卡带。

模拟音频的优缺点

模拟音频是将声波拾取后以机械刻度或磁记录的方式存储下来（比如唱片的纹路起伏变化，磁道的 磁性变化等，与声波的变化相对应）

优点：声音在时间上是连续的，理论上的音频分辨率无限大。

缺点：

• 唱片制作精度：唱片会先制作一个母盘，再由母盘复刻成可批量发行的唱片。
• 在母盘进行录制时，刻录设备的精度就显得尤为重要，好在规模较大的的唱片发行商都有当时最先进的设备。
• 在使用母盘进行复刻时，因为需要使用物理结构进行读写和刻录，不可避免的会对母盘造成物理损耗。并且复刻本身就是对精度的二次丢失。甚至一些发行较火的唱片，在母盘过度磨损后，不得不使用复刻唱片作为母盘在进行复刻。所以当时很多发烧友都会在唱片发售的第一时间入手头版复刻盘来追求最佳音质。
• 唱片使用及存储：
• 唱片本身并没有类似现代数字音频的纠错功能，所以日常播放导致的物理磨损是不可逆的
• 唱片本身面积较大，材质也各有不同。需要保存在干燥通风的地方以防止发霉，并且还需采用垂直摆放的方式防止唱片变形。
• 卡带播放器及卡带本身的优劣直接影响到声音的素质：
• 磁头的素质以及磁头的老损成都决定了声音的素质，高端卡带播放器价格不菲。
• 质量差的卡带在播放时，可能会造成音轨混叠等问题。
• 传动结构不稳定会导致磁带运转时速度不稳定，造成播放速度高于或低于标准速度。

综上所述，模拟音频介质无论是保存还是播放对音频本身有决定性的影响。再加上体积以及播放器机械结构复杂等原因，模拟音频介质在主流市场上已经被CD/MP3等数字存储介质所取代。

此章节简单介绍了一下声音的本质、模拟音频存储的发展和优缺点，主要是为了接下来介绍数字音频作为一个参照参考。所以并不是深入讲解模拟音频存储，如果有对此部分非常感兴趣的读者，可以留言，后续可能会专门开设单独的专栏来讲述这部分内容。

下一章节 将为您介绍数字音频编码方式（PCM、DSD、MQA）

此系列会从会从模拟音频介绍到数字音频，常见的音频格式优缺点及使用取舍，再到音箱耳机该如何选购

本人并非专业从事音频相关研究工作，仅仅作为一名普通的音乐听众，开设这个系列的专题也仅仅是出于兴趣。故本文可能有错误、纰漏以及描述不准确的段落出现，请大家谅解并指正。

Audio系列是本人开始发文的第一个系列，后续会逐步开设视频、PC、手机等IT领域杂谈。