Devo regolare il volume tramite software o hardware per il suono ottimale?

È possibile regolare il volume degli altoparlanti in-app, sul sistema operativo o mediante i controlli fisici sulla configurazione dei diffusori. Quale metodo è il migliore per un suono ottimale?

La sessione di domande e risposte di oggi ci viene fornita per gentile concessione di SuperUser, una suddivisione di Stack Exchange, un raggruppamento di domande e risposte di community-drive.

La domanda

Lettore SuperUser Qqwy pone la seguente domanda:

Se la musica non è abbastanza forte, come ottengo la migliore qualità (anche se la differenza è in effetti così piccola è trascurabile)?

• Rendendo la musica più forte nel mio lettore musicale, gioco o altro programma software che produce suoni?
• Aumentando il volume a livello di sistema operativo (ad esempio facendo clic sull'icona dell'altoparlante nell'area di notifica di Windows e alzando il volume)?
• Ruotando il volume sull'amplificatore o sugli altoparlanti collegati al computer, e quindi modificando il volume sull'hardware?

I programmi e il sistema operativo sono importanti? Il software e l'hardware sono importanti?

Andiamo al fondo delle cose: è meglio alzare il volume all'altoparlante o all'interno delle impostazioni del tuo computer?

La risposta

Contributo SuperUser Indrek salta dentro con una risposta definitiva alla domanda:

Il programma e il sistema operativo in genere non hanno importanza. Ciò che importa è se stai regolando il volume nel software o nell'hardware.

La riduzione del volume nel software è fondamentalmente equivalente alla riduzione della profondità di bit. Nell'audio digitale, il segnale viene suddiviso in campioni distinti (presi migliaia di volte al secondo) e la profondità di bit è il numero di bit utilizzati per descrivere ciascun campione. L'attenuazione di un segnale viene effettuata moltiplicando ogni campione per un numero inferiore a uno, con il risultato che non si utilizza più la risoluzione completa per descrivere l'audio, con conseguente riduzione della gamma dinamica e del rapporto segnale-rumore. Nello specifico, ogni 6 dB di attenuazione equivale a ridurre la profondità di bit di uno. Se hai iniziato con, ad esempio, l'audio a 16 bit (standard per i CD audio) e ridotto il volume di 12 dB, dovresti invece ascoltare l'audio a 14 bit. Abbassa il volume troppo e la qualità inizia a soffrire in modo evidente.

Un altro problema è che questi calcoli causano spesso errori di arrotondamento, a causa del valore originale del campione che non è un multiplo del fattore con il quale si stanno dividendo i campioni. Ciò degrada ulteriormente la qualità audio introducendo quello che è fondamentalmente il rumore di quantizzazione. Di nuovo, questo accade principalmente a livelli di volume più bassi. Programmi diversi potrebbero utilizzare algoritmi leggermente diversi per attenuare il segnale e risolvere quegli errori di arrotondamento, il che significa che lì potrebbe una certa differenza nel segnale udibile risultante tra, ad esempio, un lettore audio e il sistema operativo, ma ciò non cambia il fatto che in tutti i casi si sta ancora riducendo la profondità di bit e in sostanza si spreca una parte della larghezza di banda sulla trasmissione degli zeri di informazioni utili.

Questo PDF ha più informazioni e alcune illustrazioni eccellenti se sei interessato a saperne di più.

Il risultato della riduzione del volume nell'hardware dipende da come viene implementato il controllo del volume. Se è digitale, l'effetto è più o meno lo stesso di ridurre il volume nel software, quindi c'è probabilmente poca o nessuna differenza in quello che si usa, in termini di qualità audio.

Idealmente, dovresti inviare l'audio dal tuo computer a tutto volume, in modo da ottenere la massima risoluzione (profondità di bit), e quindi avere un controllo del volume analogico come una delle ultime cose davanti agli altoparlanti. Supponendo che tutti i dispositivi nel percorso del segnale siano di qualità più o meno comparabile (ad esempio, non si sta abbinando un amplificatore low-end economico con una sorgente digitale e un DAC di fascia alta), questo dovrebbe fornire la migliore qualità audio.

@Joren ha pubblicato una buona domanda nei commenti:

Quindi, se voglio impostare il controllo del volume del software su max, come faccio a gestire i miei controlli analogici che hanno improvvisamente una gamma utilizzabile molto piccola? (Perché anche girare il volume analogico a metà è troppo forte.)

Questo può essere un problema quando il controllo del volume fa parte di un amplificatore, che è probabilmente il caso della maggior parte delle configurazioni del computer. Dal momento che il compito di un amplificatore è, come suggerisce il nome, amplificare, questo significa che il guadagno del controllo del volume va da 0 a più di 1 (spesso molto di più), e quando hai girato il controllo del volume a metà strada, probabilmente non stai più attenuando, ma in realtà amplificando il segnale oltre i livelli impostati nel software.

Ci sono un paio di soluzioni a questo:

• Ottieni un attenuatore passivo. Poiché non amplifica il segnale, il suo guadagno varia da 0 a 1, il che ti dà un range utilizzabile molto più ampio.
• Hanno due controlli di volume analogici. Se il tuo amplificatore di potenza o gli altoparlanti hanno un controllo di assetto del volume o dell'input, funzionerà benissimo. Usalo per impostare un livello del volume principale in modo da massimizzare l'intervallo utilizzabile del controllo volume regolare.
• Se i due precedenti non sono possibili o fattibili, basta abbassare il volume a livello di SO, fino a quando non si è raggiunto il miglior compromesso tra la gamma utilizzabile sul controllo del volume analogico e la qualità dell'audio. Mantenere i singoli programmi al 100% in modo da evitare diverse riduzioni di profondità in bit in una riga. Speriamo che non ci sarà una perdita evidente nella qualità audio. O se c'è, allora probabilmente comincerei a cercare di ottenere un nuovo amplificatore che non ha input sensibili, o meglio ancora, ha un modo per regolare il guadagno in ingresso.

@Lyman Enders Knowles ha sottolineato nei commenti che il problema della riduzione della profondità di bit non si applica ai sistemi operativi moderni. In particolare, a partire da Vista, Windows esegue automaticamente l'upsample di tutti i flussi audio fino a 32 bit in virgola mobile prima di eseguire qualsiasi attenuazione. Ciò significa che, per quanto sia basso il volume, non dovrebbe esserci alcuna perdita effettiva di risoluzione. Tuttavia, alla fine l'audio deve essere convertito in down (a 16 bit, o 24 bit se il DAC lo supporta), che introdurrà alcuni errori di quantizzazione. Inoltre, attenuando prima e amplificando in un secondo momento si aumenterà il rumore, quindi il consiglio di mantenere i livelli del software al 100% e attenuarsi nell'hardware, il più vicino possibile alla fine della catena audio, rimane valido.

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