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无损音乐发展史

 淡泊1971 2023-08-17 发布于重庆

继LP、TAPE之后,音频进入无损时代,无损音乐主要是指取样率高于44.1KHz的数字音乐文件,能达到无损的必定是以数字信息方式记录的,无损音乐的发展先后经历了以下音乐格式和记录载体。


一、CD,无损先锋,格式CD-DA

      在 1970 年代(对应 1970 到 1979 年),飞利浦研究人员使用了激光光盘的技术,让我们尝试制作仅用于隔音的光盘。它最初用于编码宽带 FM 音频和后来的数字 PCM。1982 年10月1日,飞利浦和索尼联合发布CD技术标准,同时推出第一张音乐CD---《The visitors》,标志着数字音频革命的开始。这张新的音频光盘因其音质而获得了认可和赞誉。最初是为录制声音而发明的光盘的使用扩展到其他领域,两年后的1984 年,CD-ROM(只读存储器)问世,有了这种光盘,我们可以存储大量的计算机数据。用户可写 CD 或 CD-R 光盘 (CD-R) 在 1990 年左右出现并成为交换标准。今天的计算机和音乐存储 CD 格式非常成功,仅在 2004 年,全球就销售了超过 300 亿张 CD-ROM、CD-R。在20世纪末,飞利浦、索尼和其他公司展示了数字音频光盘的原型。

   随着压缩音频文件的出现和普及,以及MP3 等有损格式出现,CD 销售量开始下降。例如,在 2000 年至 2008 年期间,整体音乐销售量在一年内增长并异常上升。主要唱片公司的 CD 销量也有所下降。随着技术机制的变化,人们转而转向数字音乐。


二、DAT,磁带的最后守护者

     数字音频磁带DAT(Digital Audio Tape,)是最早由SONY开发并于1987年推出的一种信号记录和播放介质,常见采样率为32,44.1 和 48 kHz。先锋开发出了可以记录96kHz 16bit的HS格式,以及TASCAM等开发出48kHz 24bit,在今天看完全符合Hi-Res小金标的录音格式。随后SONY和飞利浦这对推出CD音频格式的老搭档在寻求一种新的便携式音频格式中,走了两个不同的方向。索尼非常看好可擦写磁光盘的应用前景,在1992年推出尺寸只有CD的1/4大小,带盒子的可擦写小型光盘MD(Mini Disc)。为了弥补容量上的不足,采用了先进的ATRAC有损压缩方式来去掉声音中一些人耳容易忽略掉的部分来实现等同一张标准CD74分钟的录音长度。另一方面,对于自己在上世纪60年代推出的标准磁带格式(compact cassette)的广泛普及,飞利浦打算用同样物理规格数字方式的dcc(digital compact cassette)来延续这种辉煌。 dcc兼容已有的模拟磁带,但是能通过采用类似ATRAC的PASC数字编码的方式录制和回放接近CD音质的dcc磁带。因为磁带在容量上占优,实际上dcc的音质要优于MD。几乎在MD上市的同时,dcc也开始销售了。dcc依然采用容易磨损的接触方式,并且依旧会出现磁带卷带等缺点,而在随机读取上也远没有非线性的光盘来的便利,而且SONY在宣传策略上一直强调MD就是可以录音的CD,这在CD的优点被大众广泛接受并推崇的当时来说是相当有冲击力的。虽然一开始MD有着体积大,电池寿命短,性能不稳定的缺点,但是市场最终向MD倾斜了,DCC在专业级上干不过DAT,民用上干不过MD,随后,dcc阵营的主力松下也易帜开始开发生产MD,最终dcc被放到博物馆里去了,或者偶尔作为回顾MD历史时的一个反面教材被提及一下。

      数字磁带录音机技术未能普及的原因是:一方面由于DAT(Digital Audio Tape)数字化的方式并且超过普通CD的音质水平,让唱片业界深感不安,并通过政府立法禁止其进入消费电子领域,因此DAT并没能成为大众产品。另一方面,设备相对粗笨,被比较先进的录音播放设备及音频格式替代(MP3)。与它同时代市场上的先进录音设备很多,包括CD、MP3等,能够完整地进行音频以及语音的录制和播放,同时因为它们的设计更加灵活,能够为用户提供更多更易用的操作方式。而相对的,数字磁带录音机在兼容性以及合理化的功能方面的表现相对较差。


三、HDCD---CD的深耕

HDCD的英文全称是High Definition Compatible Digital,中文意思是高分辨率CD。原始的44.1KHZ、16BIT 的数字化采样导致的的丢失性失真既数码录音过程中的损失是极大的。为了改善传统CD的声音干冷、粗糙、数码味重的缺陷,使其高度兼容,并在音质上有所突破,1995年美国太平洋微音公司引进了HDCD的一种新的录播技术,并获得专利保护。早期以88.2kHz的采样频率对模拟信号进行采样,经过后期发展,采样频率和采样深度分别出现了96kHz、192kHz、384kHz、768kHz和24bit、32bit、64bit。明显减少了CD录制时增加的失真和信号损失,可以听到比传统CD更多的细节。体现具体的听觉就是更强的解析力、更宽的声场、更清晰细腻的音质、更加自然逼真的音色、更高的信噪比、更宽广的动态范围、更舒服感觉。尽管有上述优点,HDCD的一个很大的缺点是,如果你想播放HDCD光盘,CD播放机必须配备HDCD“硬解压”独有的解码功能。

       HDCD刚推出时受到了大家的肯定,但由于受到日本厂商抵制以及缺乏DG、DECCA、飞利浦等国际唱片巨鳄的支持,需要带有HDCD解码功能的CD播放机"硬解压",加之欧美Hi-Fi器材厂商生产的带有HDCD编码器的高级CD机越来越少,因此逐渐失势。采用HDCD技术的国产Hi-Fi CD机倒是很多,但因片源少,以96/24和192/24码率为主流,高规格的音源极少,市场的否定决定了HDCD的未来将是走向灭亡的。


值得一提的是DXD(Digital eXtreme Definition)音频格式,它是由荷兰音频设备制造商dCS(Digital Compact Classics)开发的。DXD格式旨在提供比标准CD更高的音频分辨率,以满足专业录音室和高端音频设备的需求。它可以被看作HDCD的一种。

1. **高采样率**: DXD使用352.8kHz的采样率,这是基于专业录音室常用的24/88.2kHz或24/96kHz录音格式的四倍采样率。

2. **高分辨率**: 由于其高采样率,DXD能够捕捉到更多的音频细节,提供更丰富的声音层次和更精确的时域信息。

3. **专业应用**: DXD格式主要用于专业录音和母带制作,它允许录音师和工程师在制作过程中进行更精细的编辑和处理。

4. **兼容性**: 尽管DXD格式在专业领域内得到了一定的应用,但它并没有像CD格式那样广泛普及。因此,播放DXD格式的音频文件通常需要专业的音频设备和软件。

5. **文件大小**: 由于DXD格式的高采样率和分辨率,相应的音频文件会比标准CD格式的文件大得多,这可能需要更多的存储空间和更高的传输带宽。

随着高分辨率音频(High-Resolution Audio)的兴起,DXD格式面临着来自其他高分辨率格式的竞争,如DSD(Direct Stream Digital)和更高采样率的PCM格式。尽管如此,DXD格式仍然在一些专业领域内保持着其应用价值。


四、XRCD,不能被盗版的光盘

       传统CD的44.1KHZ、16BIT 的数字化采样导致的的丢失性失真,导致传统CD的声音干冷、粗糙、数码味重的缺陷。又HDCD片源少,带有HDCD"硬解压"功能的CD播放机也少,日本 JVC公司于1997年推出的XRCD应运而生,并号称完美的16位CD。XRCD不同于HDCD,是通过对母版进行艺术加工及工业加工过程中,对有关的设备及理论进行深层次研究后才开发出来的录音制品,它不需要任何附加设备,在任何一部唱机上都能表现出CD的最高音响效果来。在完全一样的音响系统上,XRCD很明显在透明度、高频的圆滑延伸、立体感与珠圆玉润的质感等方面,要胜过原版的CD。与一些粗制滥造的HDCD截然不同,XRCD绝无那种阳光夺目、高频过亮的现象,既拥有超越普通CD的解析力,又带来了更好的音乐感。

       XRCD共经历了3代发展,分别为XRCD、XRCD2和XRCD24,但那种不食人间烟火的声音让人足以忘却几百元一张的"天价"碟带来的肉痛!大多数唱片公司的不支持,性价比更高的记录方式(D∨D-A、SACD)的出现让XRCD生不逢时。


五、DVD-A/DTS-A,出师未捷身先死

DVD-A是一种数字音频格式, 是1999 年 3 月发布(日立、汤姆逊、索尼、东芝和时代华纳等科技企业领袖联合)的 DVD-音频规范,用于在DVD上传递高保真音频内容。DVD-Audio使用光盘上的大多数存储来获得高质量的音频,而不是将其用作视频传递格式。只存储声音或者声音加静止画面,不存储活动视频影像。 DVD-A的数据格式采用了跟CD相同的LPCM线性脉冲编码调制方式,但取样率和量化精度都比CD高得多。dvd-A的采样率是CD的两倍多(96khz)。此外,双层DVD-Audio的采样率是标准 DVD-Audio 的两倍(192khz)。DVD-Audio 每个样本的比特深度也更高,可以播放 5.1 个音频(包括 6 个频道,而 CD 只有两个频道)。毋庸置疑,dvd 音频的质量潜力要比 CD 音频大得多,尽管后者的格式可能更受欢迎,而且质量也足够好。DVD量化精度(采样深度)在各种情况下均为24bit,因而拥有144dB的超高动态范围(每一比特对应6dB动态)。

然而,作为PCM阵营的一种格式,DVD-A一上市便与SACD遭遇格式之战,随着消费者对可下载音乐的喜好,DVD-A无法取得好的市场渗透,现在几乎已经灭绝了。尽管 DVD-A音质很好,但由于只能在 DVD 播放机(而不是普通的 CD 播放机)上播放,DVD- audio 的使用率已经极低了。


六、SACD,音质的天花板

SACD全称叫Super Audio CD,是超级音频光盘系统,是索尼和飞利浦公司1996年开发、1999年发布的录音数码格式,是一款具有全面取代CD音源实力的最新格式的数码系统。SACD碟片的调制方式,是未压缩编码模式,采用DSD数字录音技术,它的频率范围和动态范围均优于CD。数字文件后缀名.dff\.dsf。DSD编码分为原生DSD64、DSD128、DSD256、DSD512四种码率,也就是CD采样频率的64倍、128倍、256倍、512倍。以DSD64最为常见,码率为2.8224KBPS, dff是飞利浦开发的格式,dsf是索尼开发的格式,后者方便分割文件保存,id3信息可修改,方便操作。SACD是一种新型的光盘,它不是CD格式,而类似DVD光盘,播放时需使用SACD专用的播放设备。

目前的情况而言,SACD始终保持着领先的地位,在硬件供应方面,SONY、Manantz、SHARP、先锋、飞利浦、金嗓子、安桥、爱华、第一音响、松下、胜利、天龙等几家公司先后有不同品种应市。软件供应方面,一方面更说服Telarc、DMP、拿索丝、DIGITAL等发烧唱片公司加盟SACD陈营,一方面各大唱片公司源源不断地出版SACD碟以示支持至今已有超过50000款SACD唱片面世

DSD明显改善了PCM格式的缺陷,听了SACD的用户肯定不会再想听传统CD了。但SACD终没引领市场,又是什么原因呢????一方面,SA级别的素材需要SACD播放器(不可移动且个头大,用起来不方便),目前没有兼容sacd在内的移动播放设备。另一方面,这级别的素材就算你的前端能播放,你也需要一个好的功放,天价的音箱,耳机就别想了。。。。。。。最后那种不食人间烟火的声音也难以让人忘却几百上千元一张的"天价"DSD碟带来的肉痛!用户听无损音乐所付出的“代价”实在是太大了。


七、 **MQA(Master Quality Authenticated)**

- **时间**:2014年 - **特点**:MQA结合无损压缩和高分辨率音频,文件较小,适合流媒体。 - **影响**:MQA在流媒体平台上逐渐流行,提供高音质体验。



数播,一统江湖的终结者

近些年音响科技突飞猛进,新名词层出不穷,如同“数字功放”一样,“数播”是指可播本地数字音频文件,也可通过智能手机、平板用APP在互联网中进行选歌、播放等操作。这里说的数播,严格意义上讲应是“无损数字音乐播放器”。很多数播面板有液晶显示器,用遥控器或面板按钮操作,使用起来就像传统的CD机。很多数播是内置硬盘,这让你和容易拥有几十上百张张本地专辑,但如果有几千张专辑时,使用和管理起来就非常的郁闷了。在数码网络时代,拥有几千张专辑,是很普遍的。数播浩大的音乐资源库、简便的操作、优秀的音质,是数码、网络时代享受音乐的最佳选择。

       数播的分类上,有数播一体机、数播转盘之分。数播一体机,类似传统的CD机一样带有解码器,有模拟音频输出,而且具有音频输出音量控制,可以直接接驳有源音箱或后级功放;部分数播还可以接驳其它数字音源,例如电视机顶盒的光纤、电脑USB数字接口以及各类存储介质;数播转盘只输出数字音频信号,必须搭配解码器,是比较高端的玩法。还有一类数播,是将SACD、CD机与数播功能结合在一起,目前还比较少见,价也较高。

     数播之所以能一统江湖,是基于如下几个优势:

1、片源丰富、价格感人,丰俭由人。既满足数字音乐,又能实现互联网模式。不论是本地各种存储介质里的还是互联网上的,只要你能想到的都能找到相应的无损格式,满足了人们偏向网络下载和数字音乐的各取所需的要求。

2、两个阵营的各种文件兼收并蓄,支持各种文件格式及各种存储介质不论是PCM还是DSD,无论采样精度是1Bit、16Bit还是64Bit,无论采样频率是44.1KHZ还是22.5792MHz,无论是否压缩,无论你是WAV、FlAC、APE,还是dsf、dff、dst,各种无损音乐格式的文件均能识别播放。

3、硬件形式多样,选择随意:不论你是想要迷你的便携式数字播放器,亦或是台式Hi-end、书架式HiFi组合,还是大个头的专业数字播放设备,都能找到相应的产品。

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