【錄音事】別只知道「分貝」!與聲音相關的各種音量單位

在音樂製作或任何與聲音相關的領域,我們總會看到各式各樣的音量資訊,不論是 DAW 裡的表頭音量,還是現場演出時的音控人員監測外場音量。有時音量也伴隨著聲音的細節呈現,以及我們對聲音的感受。那麼我們所常見的各種音量,所代表的又是什麼意思呢?

首先,一般最直覺、對於聲音音量的單位,是分貝(dB, Decibel)。理所當然的認為分貝越大就代表音量愈大 ── 然而分貝不單單直指聲音的大小而已,它代表的其實是兩個相同單位的數量比例的單位。分貝指的是十分之一(Deci)個貝爾(Bel),也就是10:1,不過大多都直接簡稱分貝。所以每增加10分貝也不如同是數字上所增加10而已,10分貝和20分貝的值所相差的其實是10倍。在知道了分貝的基本意義後,我們再來看看常見用於聲音的分貝音量關係吧。

  • 聲壓分貝(dB SPL, Decibel Sound Pressure Level)

聲壓分貝才是最常用來代表衡量聲音大小的單位,而我們常用的聲壓分貝是以理論值「人類可聽到的最小音量」在空氣或其它氣體中的聲壓作為基準值設為 0dB。0dB 的參考值為20微帕斯卡(μPa),數值越大代表聲音越大聲。不過通常都會直接將聲壓分貝簡稱為分貝或英文縮寫的 dB,才導致大部分人都認為分貝就是當作測量音量大小的單位。一般正常人的聽覺範圍大約是 0dB~140dB。

▲ 一般人對於可聽見聲音的音量範圍,長期暴露在高聲壓分貝環境可能會造成聽力受損。

  • 全量程分貝 (dBFS, Decibel Full Scale)

 

用於數位器材的音量單位,把系統對於聲音運算的臨界值設為基準值,也就是 0dBFS,一旦超過臨界值就會造成聲音的破損失真(Cliping)。所以我們看這量表時,通常都是顯示負值數字,因為它代表的是聲音訊號音量距離臨界值還有多少空間。假設我們在數位表頭中看到顯示 -10dBFS 時,則代表的是這個聲音訊號的音量距離運算系統運算臨界值還有 10dBFS 的空間(Head Room)。每一個設備的聲音運算的臨界值 0dBFS 也不全然一樣的,會因為聲音設備的製造商而有所不同。

 

◀ DAW 中雖然還有其他音量觀測模式可以選擇,但 dBFS 是最常見的音量顯示。

 

 

 

 

  • 平均電平(dBu/dBV)

這個音量代表的是訊號在設備電路中的電壓。大多在器材的資訊介紹可以看到。以 0.775V 平均電壓作為參考電平基準點顯示為 0dBu。電壓值越大則 dBu 值越大,代表通過設備的訊號、聲音越大。而在專業用與民生用的標準值也有不同。一般來說專業的聲音器材的聲頻訊號電平標準是 +4dBu,電壓是1.23V,意指在這個值是對聲音訊號的最大穩定度,再上去就會開始造成音聲破損失真,大多數的類比器材也依照此標準設計。而民生用的設備標準則是 -10dBV,對應的是 1V 平均電壓。專業用與民生用的標準值換算後大約相差 12dB。

▲ 硬體器材介紹中常見以 dBu 表示音量。

  • 音量單位(Volumen Unit)

VU 表是用來顯示將電平轉換成可見的音量刻度。主要是在類比錄音時代,需要在錄音或播送聲音時,找到一個可以達到聲音訊號音質最好的一個基準點或溝通的參考點。以電壓 1.23V 也就是專業用聲音設備的電平標準 +4dBu 作為基準點,在表頭上以 0VU 表示。這裡顯示的音量是 RMS 音量的平均值。

▲ 在許多硬體器材上可以看到的 VU 表,將電壓轉換為可視的音量資訊。

而我們常說的形容音量還有兩種種類,音量最大峰值(Peak)與音量平均值(RMS,Root Mean Square),Peak 代表聲音訊號一小一段時間內的最高點,是機器和軟體可以感測到的實際音量大小,不過人耳對於如此短的作用時間並不如機器敏感。而 RMS 則是一段計算時間內的音量平均值,是人耳對於聲音音量上的感覺,也比較接近人耳對於音量的反應,最適合來監測人耳聽覺音量感受。

除了上述的這些常見分貝單位之外,雖然還有一些如 dBm、dBV、dBW 等複雜的分貝單位,不過只要暸解上述常見的的幾個音量單位,對於之後選購器材或是音樂製作上都能對此對應的音量能有基本的瞭解了。

最後還有一個小故事可以分享一下,由於聲音通訊設備一開始在世界各國並沒有統一標準單位,一如英制與公制的差別。而美國原先對於聲音設備所用的單位是 dBm,是以功率來換算成音量單位。最後在傳奇工程師 Rupert Neve 和他的團隊「爭取」下才將 dBu 作為工業標準流傳下來的。


▲ Rupert Neve 講述 dBu 成為工業標準單位的故事。

撰文:煉丹小童

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