Moet ik het volume aanpassen met software of hardware voor optimaal geluid?

Je kunt in de app het volume van je luidspreker aanpassen, het hele systeem gebruiken of de fysieke bedieningselementen van je luidsprekerinstallatie. Welke methode is het beste voor een optimaal geluid?

De Question & Answer-sessie van vandaag komt tot ons dankzij SuperUser - een onderdeel van Stack Exchange, een community-drive groep van Q & A-websites.

De vraag

SuperUser-lezer Qqwy stelt de volgende vraag:

Als muziek niet hard genoeg is, hoe krijg ik de beste kwaliteit (zelfs als het verschil zo klein is dat het te verwaarlozen is)?

• Door de muziek luider te maken in mijn muziekspeler, game of ander geluidproducerend softwareprogramma?
• Door het volume op het niveau van het besturingssysteem te verhogen (bijvoorbeeld door op het luidsprekerpictogram in het Windows-systeemvak te klikken en het volume hoger te zetten)?
• Door het volume hoger te zetten op de versterker of luidsprekers die op uw computer zijn aangesloten, en daarmee het volume van de hardware te wijzigen?

Zijn programma's versus OS van belang? Zijn software versus hardware belangrijk?

Laten we tot op de bodem gaan: is het beter om het volume harder te zetten via de luidspreker of binnen de instellingen van je computer?

Het antwoord

SuperUser-bijdrager Indrek springt in met een definitief antwoord op de vraag:

Programma versus OS maakt in het algemeen niet uit. Het gaat erom of u het volume aanpast in software of in hardware.

Het verminderen van het volume in software is in principe hetzelfde als het verminderen van de bitdiepte. Bij digitale audio wordt het signaal opgesplitst in afzonderlijke samples (duizenden keren per seconde genomen) en is bit depth het aantal bits dat wordt gebruikt om elk sample te beschrijven. Het verzwakken van een signaal wordt gedaan door elk sample te vermenigvuldigen met een getal kleiner dan één, met als resultaat dat u niet langer de volledige resolutie gebruikt om de audio te beschrijven, wat resulteert in een verminderd dynamisch bereik en signaal-ruisverhouding. In het bijzonder is elke verzwakking van 6 dB equivalent aan het één voor één verlagen van de bitdiepte. Als u bijvoorbeeld 16-bits audio (standaard voor audio-cd's) hebt gebruikt en het volume met 12 dB hebt verlaagd, luistert u in feite naar 14-bits audio. Zet het volume te laag en de kwaliteit begint merkbaar te lijden.

Een ander probleem is dat deze berekeningen vaak resulteren in afrondingsfouten, omdat de oorspronkelijke waarde van het monster geen veelvoud is van de factor waarmee u de steekproeven splitst. Dit verslechtert de geluidskwaliteit verder door het introduceren van wat in wezen kwantiseringsruis is. Nogmaals, dit gebeurt meestal bij lagere volumeniveaus. Verschillende programma's kunnen enigszins andere algoritmen gebruiken om het signaal te verzwakken en die afrondingsfouten op te lossen, wat betekent dat daar macht een verschil maken in het resulterende hoorbare signaal tussen, laten we zeggen, een audiospeler en het besturingssysteem, maar dat neemt niet weg dat je in alle gevallen de bitdiepte nog steeds verkleint en in feite een deel van de bandbreedte verspilt aan het verzenden van nullen van nuttige informatie.

Deze PDF bevat meer informatie en enkele uitstekende illustraties als u meer wilt weten.

Het resultaat van het verminderen van het volume in hardware is afhankelijk van hoe de volumeregeling is geïmplementeerd. Als het digitaal is, dan is het effect hetzelfde als het verminderen van het volume in software, dus er is waarschijnlijk weinig tot geen verschil in wat je gebruikt, in termen van geluidskwaliteit.

In het ideale geval zou u de audio van uw computer op volledig volume moeten weergeven, om zo de hoogst mogelijke resolutie (bitdiepte) te krijgen, en vervolgens een analoge volumeregeling als een van de laatste dingen voor de luidsprekers hebben. Ervan uitgaande dat alle apparaten in uw signaalpad van min of meer vergelijkbare kwaliteit zijn (dat wil zeggen dat u geen goedkope low-end-versterker koppelt met een hoogwaardige digitale bron en DAC), zou dat de beste geluidskwaliteit moeten bieden.

@Joren heeft in de comments een goede vraag geplaatst:

Dus als ik de volumeregeling van de software op max wil instellen, hoe ga ik dan om met mijn analoge besturingselementen die plotseling een supergroot bruikbaar bereik hebben? (Omdat zelfs het verdraaien van het analoge volume tot de helft veel te hard is.)

Dit kan een probleem zijn wanneer de volumeregeling deel uitmaakt van een versterker, wat waarschijnlijk het geval is bij de meeste computerinstellingen. Aangezien de taak van een versterker is om, zoals de naam al doet vermoeden, te versterken, betekent dit dat de versterking van de volumeregelaar varieert van 0 tot meer dan 1 (vaak nog veel meer), en tegen de tijd dat u de volumeknop tot halverwege hebt gedraaid, je verzwakt waarschijnlijk niet langer, maar versterkt in feite het signaal dat verder gaat dan de niveaus die je in de software instelt.

Hier zijn een paar oplossingen voor:

• Krijg een passieve verzwakker. Omdat het signaal niet versterkt wordt, varieert de versterking van 0 tot 1, waardoor u een veel groter bruikbaar bereik krijgt.
• Heb twee analoge volumeregelaars. Als je eindversterker of luidsprekers een volumeregeling of trimregeling voor invoer hebben, werkt dat prima. Gebruik dat om een ​​hoofdvolumeniveau in te stellen zodat het bruikbare bereik van uw normale volumeregeling gemaximaliseerd is.
• Als de vorige twee niet mogelijk of haalbaar zijn, verlaag dan het volume op OS-niveau totdat u het beste compromis hebt bereikt tussen het bruikbare bereik op de analoge volumeregeling en audiokwaliteit. Houd individuele programma's op 100% om verschillende bitdiepte-reducties op een rij te vermijden. Hopelijk zal er geen merkbaar verlies in audiokwaliteit zijn. Of als dat het geval is, dan zou ik waarschijnlijk gaan kijken naar het krijgen van een nieuwe versterker die geen gevoelige input heeft, of nog beter, een manier heeft om de inputversterking aan te passen.

@Lyman Enders Knowles wees in de commentaren erop dat het probleem van bitdieptebeperking niet van toepassing is op moderne besturingssystemen. In het bijzonder, beginnend met Vista, verhoogt Windows automatisch alle audiostreams naar 32-bits drijvende komma voordat enige verzwakking plaatsvindt. Dit betekent dat, hoe laag u ook het volume draait, er geen effectief verlies van resolutie zou kunnen zijn. Toch moet de audio uiteindelijk worden gedownconverteerd (naar 16-bit, of 24-bit als de DAC dat ondersteunt), wat enkele kwantisatiefouten zal introduceren. Ook het verzwakken van de eerste en later versterken zal de ruisvloer doen toenemen, dus het advies om softwareniveaus op 100% te houden en te verzwakken in hardware, zo dicht mogelijk bij het einde van je audioketen, staat nog steeds.

Heb je iets toe te voegen aan de uitleg? Geluid uit in de reacties. Wilt u meer antwoorden van andere technisch onderlegde Stack Exchange-gebruikers lezen? Bekijk hier de volledige discussiethread.