音频波形中负值的含义

Question

我最近一直在思考这个问题.我已经建立了这个小应用程序,在其中我可视化一个wav文件并给它一个波形(类似于大胆的做法).

我注意到,由于某种原因,存在负面和正面的价值观.好吧,我能理解正弦波中负值的重要性,其中方向代表电流的方向.但负面价值在音乐中代表什么呢？

Answer 1

声音基本上是一个压力波,由"峰值"组成,这些峰值是较高压力的区域,"低谷"是较低压力的区域.麦克风通过利用一些物理材料特性来测量该压力随时间的变化来响应入射压力波.进行录制是对这些测量进行采样并将其转录到某些媒体的过程.

一个合理的选择是将环境压力调为零,压力越高越低.另一个合理的表示是将环境压力作为半尺度,较低的压力和较高的压力高于一半.其他表示是可能的,并且甚至不要求入射压力和测量值之间的关系是线性的.

是否使用有符号或无符号表示只是历史和惯例的问题.例如,16位音频通常表示为有符号,但通常不是8位音频.

从历史上看,电话系统在遵循称为a-law或μ-law的非线性函数之后使用了8位无符号测量.非线性表示在相同比特率内支持比线性表示更大的动态范围.

Answer 2

声音是弹性介质中压力变化形式的机械能。这些压力变化作为来自振动源的波传播。气压的变化（空气是传播介质）可以用波形表示，波形是声音的图形表示。实际上，声波以纵向波（而不是横向波）在空气中传播。

压缩和稀薄的概念开始出现，其中压缩是压力高于环境压力（或输出为 0 时）的时期，而稀薄是压力低于环境压力的时期。所以当纵波入射到麦克风/换能器的薄膜上时。压缩产生振幅的正值，而稀疏产生振幅的负值。