把连续声音变成数字

人的声音连续变化，电脑却喜欢处理 0 和 1。把声音变成数字，大致经过三步：采样、量化、编码。理解这三步，就能明白录音为什么有清晰度差别，也能明白数字通信并不是把真实世界完整复制进去。

采样：隔一小段时间量一次

麦克风先把空气振动变成连续电压，系统每隔固定时间记录一次。像给奔跑的人连续拍照，拍得太稀会漏掉动作。采样率越高，每秒记录越多，能保留更快的变化，但数据量也更大。

量化：把测量值放进格子

测到的电压可能有无数细微差别，存储时要把它归到有限等级。例如只有 8 个等级时，接近的声音会被归为同一个数；等级越多，误差通常越小，需要的位数也越多。量化误差不是设备坏了，而是数字表示必然做出的取舍。

编码：把数字写成比特

每个量化等级再写成二进制。三个比特能表示 $2^3=8$ 个等级，八个比特能表示 256 个等级。采样率、每次采样的位数、声道数共同决定每秒数据量。更清晰通常意味着更多比特，也意味着传输和存储压力更大。

为什么数字信号容易复制

只要接收方还能判断每一位是 0 还是 1，就可以重新生成整齐的数字序列，不必把线路上的每一点小变形都复制下来。但干扰太强时，0 仍可能被判成 1，所以数字通信也需要差错检测。

练一练：每秒采样 1000 次，每次用 8 比特记录，单声道一秒产生多少比特？如果改成 16 比特，代价是什么？