为什么视频的音频采样率通常是 48 kHz？
你有没有想过，为什么我们听到的绝大多数视频音频，无论是电影、电视剧还是YouTube上的视频，它们的“声音细节”——也就是采样率——通常被设定在 48kHz？这可不是一个随意的决定，背后其实是人类听觉、技术限制以及历史发展共同作用下的一个巧妙平衡。
要理解 48kHz 为什么这么普遍，我们得先聊聊“采样率”到底是个啥。你可以把它想象成给声音“拍照”的频率。声音在空气中是以声波的形式传播的，而我们把这些声波转换成数字信号，再还原成声音，就需要捕捉声波的“瞬间状态”。采样率就是指每秒钟对这个声波进行多少次“拍照”。采样率越高，捕捉到的声音细节就越多，理论上还原出来的声音就越逼真。
人类听觉的边界：奈奎斯特定理是关键
这里就不得不提到一个物理学上的重要原理——奈奎斯特定理（NyquistShannon sampling theorem）。简单来说，这个定理告诉我们，如果你想无损地还原一个声音信号，你捕捉它的频率（采样率）至少得是这个声音信号最高频率的两倍。
那么，人类的耳朵能听到多高的频率呢？通常认为，成年人能听到的最高频率大约在 20kHz 左右。当然，这个范围会因年龄、健康状况等因素有所不同，但 20kHz 基本是公认的一个上限。
根据奈奎斯特定理，如果我们要想完整地捕捉到 20kHz 的声音，那么我们的采样率至少需要是 20kHz 的两倍，也就是 40kHz。
为什么是 48kHz 而不是 40kHz？
既然 40kHz 理论上足够了，为什么行业普遍选择了 48kHz 呢？这其中有几个原因：
1. 留有余地，确保质量： 现实世界中的音频处理远比理论模型复杂。音频信号在录制、传输、处理的过程中，会不可避免地引入一些“杂音”或者说“不完美”。比如，模拟信号转换成数字信号的 ADC（模数转换器）以及数字信号转换回模拟信号的 DAC（数模转换器）都不是百分之百完美的。留出 4kHz 的“缓冲”空间，可以更好地处理这些非理想因素，确保即使在复杂的处理流程后，人耳听到的依然是高质量的音频，避免出现所谓的“混叠失真”（aliasing）。混叠失真是指在采样频率不足的情况下，高频信号会被错误地“折叠”成低频信号，听起来就像是出现了不属于原信号的“杂音”。48kHz 的采样率给了我们一个更安全的“安全边际”。
2. 与视频同步的需求： 视频和音频是需要精确同步的。在早期的数字视频技术中，特别是与电视广播系统相关的领域，48kHz 这个采样率与视频帧率（例如 25fps, 30fps）的同步处理更为方便和高效。当音频和视频的采样和播放时钟信号能够更容易地进行整数倍或者简单比例的关联时，同步的精确性就会大大提高，减少了音频延迟或跳帧的发生。
3. 历史沿革与行业标准： 44.1kHz 最早是 CD 唱片的标准采样率，这是因为在早期数字音频技术发展时，44.1kHz 能够满足人耳的听觉范围，并且与当时一些视频存储介质（如 VHS）的磁鼓读取速度有关联。而 48kHz 则是在专业音频领域，尤其是数字视频和电影后期制作中逐渐推广开来的。由于它在处理数字视频信号时更具优势，尤其是在需要与不同视频格式和帧率进行高质量同步的情况下，48kHz 逐渐成为视频行业的主流标准。一旦某个标准形成，它就会因为生态系统的支持（硬件、软件、内容制作流程）而变得更加稳固，新标准想要替代它就需要付出巨大的成本和努力。
4. 文件大小与存储效率的权衡： 虽然更高的采样率意味着能捕捉到更多的声音细节，但同时也会增加音频文件的大小。48kHz 相对于更高的采样率（如 96kHz 或 192kHz）来说，在文件大小和存储效率上找到了一个不错的平衡点。对于绝大多数观众来说，48kHz 已经足够提供令人满意的听觉体验，而无需承担过大的存储成本。
总结一下：
视频音频之所以普遍采用 48kHz 的采样率，是为了：
满足人类听觉的上限： 确保能够捕捉到人耳能听到的所有频率范围（高达 20kHz）的近乎完整的细节。
规避技术限制： 依靠奈奎斯特定理，40kHz 的采样率理论上就足够了，但 48kHz 提供了更宽裕的处理余量，有效防止混叠失真。
优化与视频的同步： 在技术实现上，48kHz 与常见的视频帧率更容易做到精确的同步，保证视听的完美结合。
历史和行业的共同选择： 随着数字视频技术的发展，48kHz 在专业领域逐渐成为事实上的标准，并被广泛接受和应用。
平衡质量与效率： 在提供高品质音频的同时，也兼顾了文件大小和存储效率，适合大规模内容分发。
所以，下次你听到视频里清晰、动人的声音时，不妨想想这背后 48kHz 的采样率是如何在科学、技术和历史的交织中，为你带来如此出色的听觉享受的。它是一个经过深思熟虑的、兼顾了多方面因素的行业标准。
要理解 48kHz 为什么这么普遍，我们得先聊聊“采样率”到底是个啥。你可以把它想象成给声音“拍照”的频率。声音在空气中是以声波的形式传播的，而我们把这些声波转换成数字信号，再还原成声音，就需要捕捉声波的“瞬间状态”。采样率就是指每秒钟对这个声波进行多少次“拍照”。采样率越高，捕捉到的声音细节就越多，理论上还原出来的声音就越逼真。
人类听觉的边界：奈奎斯特定理是关键
这里就不得不提到一个物理学上的重要原理——奈奎斯特定理（NyquistShannon sampling theorem）。简单来说，这个定理告诉我们，如果你想无损地还原一个声音信号，你捕捉它的频率（采样率）至少得是这个声音信号最高频率的两倍。
那么，人类的耳朵能听到多高的频率呢？通常认为，成年人能听到的最高频率大约在 20kHz 左右。当然，这个范围会因年龄、健康状况等因素有所不同，但 20kHz 基本是公认的一个上限。
根据奈奎斯特定理，如果我们要想完整地捕捉到 20kHz 的声音，那么我们的采样率至少需要是 20kHz 的两倍，也就是 40kHz。
为什么是 48kHz 而不是 40kHz？
既然 40kHz 理论上足够了，为什么行业普遍选择了 48kHz 呢？这其中有几个原因：
1. 留有余地，确保质量： 现实世界中的音频处理远比理论模型复杂。音频信号在录制、传输、处理的过程中，会不可避免地引入一些“杂音”或者说“不完美”。比如，模拟信号转换成数字信号的 ADC（模数转换器）以及数字信号转换回模拟信号的 DAC（数模转换器）都不是百分之百完美的。留出 4kHz 的“缓冲”空间，可以更好地处理这些非理想因素，确保即使在复杂的处理流程后，人耳听到的依然是高质量的音频，避免出现所谓的“混叠失真”（aliasing）。混叠失真是指在采样频率不足的情况下，高频信号会被错误地“折叠”成低频信号，听起来就像是出现了不属于原信号的“杂音”。48kHz 的采样率给了我们一个更安全的“安全边际”。
2. 与视频同步的需求： 视频和音频是需要精确同步的。在早期的数字视频技术中，特别是与电视广播系统相关的领域，48kHz 这个采样率与视频帧率（例如 25fps, 30fps）的同步处理更为方便和高效。当音频和视频的采样和播放时钟信号能够更容易地进行整数倍或者简单比例的关联时，同步的精确性就会大大提高，减少了音频延迟或跳帧的发生。
3. 历史沿革与行业标准： 44.1kHz 最早是 CD 唱片的标准采样率，这是因为在早期数字音频技术发展时，44.1kHz 能够满足人耳的听觉范围，并且与当时一些视频存储介质（如 VHS）的磁鼓读取速度有关联。而 48kHz 则是在专业音频领域，尤其是数字视频和电影后期制作中逐渐推广开来的。由于它在处理数字视频信号时更具优势，尤其是在需要与不同视频格式和帧率进行高质量同步的情况下，48kHz 逐渐成为视频行业的主流标准。一旦某个标准形成，它就会因为生态系统的支持（硬件、软件、内容制作流程）而变得更加稳固，新标准想要替代它就需要付出巨大的成本和努力。
4. 文件大小与存储效率的权衡： 虽然更高的采样率意味着能捕捉到更多的声音细节，但同时也会增加音频文件的大小。48kHz 相对于更高的采样率（如 96kHz 或 192kHz）来说，在文件大小和存储效率上找到了一个不错的平衡点。对于绝大多数观众来说，48kHz 已经足够提供令人满意的听觉体验，而无需承担过大的存储成本。
总结一下：
视频音频之所以普遍采用 48kHz 的采样率，是为了：
满足人类听觉的上限： 确保能够捕捉到人耳能听到的所有频率范围（高达 20kHz）的近乎完整的细节。
规避技术限制： 依靠奈奎斯特定理，40kHz 的采样率理论上就足够了，但 48kHz 提供了更宽裕的处理余量，有效防止混叠失真。
优化与视频的同步： 在技术实现上，48kHz 与常见的视频帧率更容易做到精确的同步，保证视听的完美结合。
历史和行业的共同选择： 随着数字视频技术的发展，48kHz 在专业领域逐渐成为事实上的标准，并被广泛接受和应用。
平衡质量与效率： 在提供高品质音频的同时，也兼顾了文件大小和存储效率，适合大规模内容分发。
所以，下次你听到视频里清晰、动人的声音时，不妨想想这背后 48kHz 的采样率是如何在科学、技术和历史的交织中，为你带来如此出色的听觉享受的。它是一个经过深思熟虑的、兼顾了多方面因素的行业标准。
网友意见
奈奎斯特采样定理说累了，网上铺天盖地的科普大家可以自己查。
视频的音频采样率常用48kHz还有一个非常重要的原因，能被24，25，30，60整除。尤其是能被24整除，这确保了剪辑时不会出现一刀下去有半个采样的这种尴尬情况。
而44.1kHz做不到这一点。
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