白噪音素材课：短素材如何听出"无限"

给实验室做白噪音机的时候，我对素材的要求很贪心：要真实的自然声（雨、海浪、篝火），要"听不出循环"，还不能大——我的服务器是 2 核 2G 的小水管，用户拖一条 50MB 的音源下来，带宽当场告急。

搜素材的时候顺手算了笔账，发现这两个诉求看起来矛盾，其实根本不冲突。这篇就当一堂小小的信号课。

关键认知：噪音不需要"长"

先破一个直觉：「循环素材要长，不然听得出循环」。

对音乐这是对的——旋律有结构，30 秒一循环谁都能听出来。但雨声、海浪、篝火这类自然白噪音属于稳态随机信号：它没有旋律、没有可预测的结构，任意两秒之间的统计特性（频谱、响度分布）都几乎一样。

这意味着什么？循环点两侧的样本虽然"不连续"，但这种不连续和信号本身的随机性在统计上无法区分——耳朵根本没有参照物去发现"接缝"。一段 45 秒的雨声无缝循环，和一段 45 分钟的雨声，盲听是分不出来的。

体积的账

知道"短素材够用"之后，账就好算了。素材体积近似是：

环境音没有音乐的高频细节和立体声声场需求，mono + 48kbps 的 mp3 绰绰有余。代入：45 秒 × 48kbps ÷ 8 ≈ 270KB / 个场景。六个场景（细雨、篝火、夜虫、溪流、森林、海浪）总共 1.35MB——而且这还是最坏情况，实际是点开哪个场景才下载哪个，单次请求 270KB，3Mbps 小水管下一秒不到。

对比一下我从素材站拖下来的原始文件：最夸张的一条溪流 10MB。截短、转 mono、降码率三连之后，整体从 21MB 压到 1.35MB，压掉 93%。

接缝的最后一毫米：交叉淡化

"统计不可闻"是理论，工程上还补了一道保险：解码后对音频 buffer 的首尾做 20ms 交叉淡化——把最后 20ms 和开头 20ms 按位置加权混合，让循环点两侧的样本从"跳变"变成"渐变"：

// 尾部 n 样本与头部按 t∈[0,1) 混合，循环接缝平滑过渡
for (let i = 0; i < n; i++) {
  const t = i / n;
  data[len - n + i] = data[len - n + i] * (1 - t) + data[i] * t;
}

20ms 是有讲究的：太短（比如 2ms）压不住有色噪音的相位跳变，太长（比如 500ms）又会让循环点附近出现可闻的"呼吸感"。20ms 是刚好把任何残余咔嗒声平滑掉的窗口。

零体积的那一半

其实这套白噪音机有一半场景根本不用素材：白噪音、粉噪音、棕噪音是纯数学信号，直接用 Web Audio 实时合成——粉噪音用 Paul Kellet 的近似滤波，棕噪音对白噪做积分。合成的噪音可以无限播放、任意变速、零下载体积，质量甚至比录音更"纯"。

所以最终架构是双引擎：三个数学噪音实时生成，六个自然场景按需加载采样，两边都能单独调音量、随意叠加——雨声垫一层海浪，篝火配点夜虫，混出只属于你的背景音。

复盘

这次最大的收获是又一次验证了那条经验：需求里的矛盾，很多时候是提法造成的。"要高质量长素材"和"带宽太小"看似冲突，但把"长"这个伪需求拆掉（稳态信号不需要长），冲突就消失了。

素材来自 Mixkit（免商用许可），出处和规格都记在仓库的 CREDITS.md 里。循环到底有没有接缝，去 /lab/noise 开一段雨声自己验收 :)