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PC hifi 漫谈

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发表于 2014-1-19 01:00 | 显示全部楼层 |阅读模式
服役了4年半的电脑终于罢工,主机电源老化,导致硬盘供电不足出现了坏道,庆幸音乐资料之前已有另作备份,主板北桥芯片也出了问题,遂推到从来吧,重新装一台主机….因此也就有了这篇杂谈。以下部分资料整理来源于网络。

追溯pchif的起源
ISA声卡的出现,将计算机带进了多媒体时代,当时声卡的MIDI合成主要以FM为主。第一款出现在国内市场上的声卡是创新公司出品的SB AWE32。其实现形式是通过板载ROM来存放1MB的音色库,再依靠声卡自己的波表合成技术进行合成,就是所谓的“硬波表”。由于在声卡上整合高性能的波表合成芯片及ROM或RAM会导致声卡的成本昂贵,加上ISA接口总线带宽较低、功能单一、占用系统资源过多等问题,使它在一段时期内限制了它的普及。直到1998年PC1声卡的问世,才为波表声卡的平民化带来了一次小小的革命,其关键是DLS技术的应用。DLS全称为“Down Landable Sample”,意思是“可下载音色样本库”。其工作原理是将原先存放在声卡板载ROM的波表音色样本以文件形式存在于系统硬盘中,再传输到声卡的波表合成芯片上加以处理合成。
基于此原理而产生的Sound Font技术,是创新公司的子公司E-MU指定的采样音色库技术,根据这一技术编制的扩展名为“sbk”和“sf2”的文件就是用于MIDI乐曲的音色库文件。PCI声卡使Sound Font技术获得了巨大的生命力,它使用户不必为了获得满意的MIDI合成效果而去购买载有大量ROM或RAM的价格昂贵的ISA声卡。而用户所需要做的就是选择合适的音色库加载到内存中去,从而以很低的成本中获得足够大的音色库。


随着“奔腾”级芯片的普及,以往只能由音效芯片来完成的工作也交给CPU来处理了, “Realtek AC’97”板载式声卡也因此诞生,Realtek AC’97实际上只是一种标准,并无软硬之分,由于省去了音效芯片,使得声卡的成本降到了最低,当时CPU频率已达GHZ级别,软声卡占用的资源对它来说可谓是微不足道。
AC'97的全称是Audio CODEC'97,这是一个由英特尔、雅玛哈等多家厂商联合研发并制定的一个音频电路系统标准。它并不是一个实实在在的声卡种类,只是一个标准。市场上能看到的声卡大部分的CODEC都是符合AC'97标准。厂商也习惯用符合CODEC的标准来衡量声卡,因此很多的主板产品,不管采用的何种声卡芯片或声卡类型,都称为AC'97声卡。
随着板载声卡技术的日渐成熟,HD Audio也孕育而生, High Definition Audio(高保真音频)的缩写,是Intel与杜比(Dolby)公司合力推出的新一代音频规范。从Intel 915/925系列芯片组开始运用。HD Audio的制定取代了AC’97音频规范,与AC’97有许多共通之处,某种程度上可以说是AC’97的增强版,但并不能向下兼容AC’97标准。它在AC’97的基础上提供了全新的连接总线,支持更高品质的音频以及更多的功能。与AC’97音频解决方案相类似,HD Audio同样是一种软硬混合的音频规范,集成在ICH6芯片中(除去Codec部分)。与AC’97相比,HD Audio具有数据传输带宽大、音频回放精度高、支持多声道阵列麦克风音频输入、CPU的占用率更低和底层驱动程序可以通用等特点。


独立声卡和多媒体音箱的应用和普及
独立声卡是相对于集成声卡而言的,在以前本来就是独立的。随着硬件技术的发展以及厂商成本考虑,出现了把音效芯片集成到主机板上,这就是现在的所谓的板载式集成声卡。虽然集成声卡的效能基本能够满足大部分人的应用需求,但原来的独立声卡并没有因此而销声匿迹,推出了比集成声卡效能再高的产品,独立声卡对电声中的一些技术指标加以提升,再配合出色的回放系统,给人以更好的视听感受。独立声卡拥有比集成声卡更多的滤波电容以及功放管,经过数次级的信号放大,降噪电路,使得输出音频的信号精度提升,所以音质输出效果上更好。自从1989年,新加坡创新Creative公司推出了一款SoundBlaster声卡后,声卡史的发展也掀开了新的一页,经过20几年的发展,创新公司一直都处于行业龙头地位,后续还有诸如华硕、德国坦克、乐之邦等厂商加入对电脑多媒体音响的竞争。


电脑声卡的一路发展和普及,作为终端发声器的有源音箱也迅速跟进。印象中90年代初期,多媒体音箱已经开始在国内市面上出现,最开始的品牌和产品以台湾省在大陆设厂并生产销售居多,后期国内很多有源多媒体音箱生产厂家也陆续投入并初具规模。


多媒体音箱的形制上从初期的PVC注塑箱壳到木质箱体,从早期两声道系统发展到多声道系统。生产厂家从南到北争相涌现,其中市场上比较知名的品牌有:漫步者、轻骑兵、冲击波、麦博等,惠威则在后期开始进入多媒体市场。多媒体音箱的发展史上创新公司也做了卓越的贡献以及起到了行业的推动作用。大约是98年到99年期间,创新公司在国内市场上推出了第一款2.1有源系统音箱:PC WORKS 2.1,至此2.1音箱也在市场上形成了一种主流应用趋势,后续发展到4.1、5.1多声道系统。随着多声道系统的发展和成熟,更多厂家把精力放在了更为高端的2.0音箱系统,像漫步者的R1900T和惠威M-200就是当时的产物,再发展到更高级别的T200A。


惠威是一家以生产喇叭单体和制造传统音箱而出名的公司,总部在美国,国内的生产基地于1991年在珠海成立。漫步者则是国内土生土长的多媒体音响制造生产企业,1996年创立于北京。国内的生产基地在北京、深圳、东莞这三个地方。


与此同时,从90年代中期开始,电脑音频技术以及周边多媒体的产品的应用,都离不开网络的普及和数码音乐的迅速发展。计算机和网络的普及为每个人提供了一个对等的多媒体平台,音乐的传播方式也因此而改变。网络的共享,使数码音乐的传播达到了极致,其最大的特点是音乐可以不受限制被重复、再现。由于互联网的交互性、开放性、远程性特点,决定了一首乐曲从它诞生之日起,只要经过互联网来传播,就可能被无限量传递,无限量被下载,不受空间、时间的制约和限制,可以在任何时候,任何地点上网就可以完成,使这首乐曲被反复下载和再现、不受限制地被反复聆听欣赏。
从早期的蜡盘唱片、黑胶唱片到后来的磁带、CD,传统的音乐总是附着在某种实物介质上供人们消费和欣赏。这些音乐载体对应着不同的技术时代,其共同的特点是都具有可触摸的外在形态。
数字音乐的出现打破了这一传统。它以数字信号的方式被储存在数据库里,在网络空间中流动传输,根据人们的需要被下载和删除,它的传播不再依仗于某种实物载体。传统音乐载体,比如磁带、CD等,在多次使用后会产生不可避免的磨损,进而导致音乐品质下降。而数字音乐因为没有实体形态,所以不存在磨损的情况,无论被下载、复制、播放多少遍,其品质都不会发生变化。
电脑音频发展到PCI声卡这个阶段已经出现了瓶颈,越发满足不了我们对高品质音乐的回放诉求,究其原因是声卡其工作环境导致了效能发挥不理想。声卡是一个植入电脑内部的音频装置,对我们的多媒体应用是可以带来很大的方便,然而也是因为这个方便些带来了一些新的问题,电脑主机所有部件和电器元件在工作时容易形成相互的电磁干扰以及电噪声的增加,不良的供电环境让声卡的性能大打折扣,声卡电路板也不可能集成更多的多级信号放大元件以及降噪电路,所以最终会影响音质信号的输出,最终导致输出音频的音质不甚理想。
电脑两个主要外部设备接口:USB和1394,这让电脑音频的高级应用延伸出了另外一片天空。音频装置通过这种外接方式让处理装置原离电脑的干扰。USB是pc最为常用的外置连接接口,传输速度也一直与时俱进,而且能够便捷地通过pc对软硬件进行操作设定以达到理想稳定的状态,所以USB接口也渐渐成为了高级电脑音频的应用主流。一些专业音频应用的设备最早采用了USB或者1394接口与电脑进行连接使用,诸如像Yamaha、ESS CirrusLogic/CrystalSemiconductor、REM等。

当下电脑声卡发展至此,从最初的ISA声卡向PCI声卡过渡,发展实现了更为逼真的回放效果,再到高质量的3D音效,再转向更为高阶的USB音频设备。个人电脑和网络这近十年的快速普及,已然成为我们生活和工作的必备工具。这也让我们坐在电脑前的时间越来越长,我们利用电脑工作上网查阅资料,看电影、玩游戏、听音乐等等,因此同时我们对电脑提出的要求也越来越高:更快的运行速度;更多的存储空间,更大的显示器,更高的声音品质等。
现今IT科技以及市场的高度发达和成熟,个人电脑的价格也变得平民化,3-5千元的投入已能购买到综合性能不错的台式电脑或者是笔记本电脑。家用电脑目前还是以台式机为主,笔记本也有相当一部分的使用率。笔记本的优势在于便携性,台式电脑的优势在于自主性和扩展性,相同的资金投入,台式电脑也可以获得相对高于笔记本的性能。
PCHIFI系统中,电脑作为平台的综合应用,在搭配组建上也有一些细节的讲究。DIY组建电脑的宗旨就是性价比和扩展性,作为音频应用的平台,在稳定性和静音性能上也需要一定的考量。
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发表于 2014-1-19 01:02 | 显示全部楼层
占糖哥沙发
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 楼主| 发表于 2014-1-19 01:03 | 显示全部楼层
音乐播放软件
目前windows系统主流的音乐播放软件有:foobar2000、windows media player、千千静听、QQ音乐、酷狗等,苹果系统则以itunes播放器为主。
Windows Media Player,是微软公司出品的一款免费的播放器,也是Microsoft Windows的一个组件,Windows Media Player是一款Windows系统自带的播放器,支持通过插件增强功能,在W7及以后的版本,支持皮肤更换。 1992年微软在Windows 3.1当中捆绑了WMP1.0,使Windows 3.1成为第一代支持多媒体的Windows系统. 后来,在Windows 98当中内置了WMP6.4,这个版本存在于后续的操作系统中,并被一直保留至今。Wmp最大和最实用的一个功能是在音乐文件管理方面,支持本地音乐文件的映射,提供详细的作者、专辑和曲目列表。8.0以后的版本,安装RealPlayer相关的解码插件,还可以播放AVI、WMV、MPEG-1、MPEG-2、DVD等格式的视频文件。Wmp早期版本不支持CD无损抓轨,10.0版本以后开始支持CD无损抓轨并将音乐保存为WAV文件。
Windows Media Player从早期的简单音乐播放器,发展成为一个综合的多媒体娱乐播放软件,相对于Windows Media Player的定位,foobar2000则是目前公认和应用量最多的高品质专业音乐播放器。
foobar2000发布至今大约有8年的时间,目前最新版本为:V1.3.1beta 1(http://www.foobar2000.org/download)。foobar2000有众多的功能插件,可以实现各种播放功能、档案管理、外观属性调整等的需求;集成了APE、 DTS、TTA、TAK、SACD等解码插件,支持的音频格式也是目前最多的,如APE、AAC, CD Audio, WMA, Vorbis,FLAC , WAV, AIFF,DFF, MP3, AU, SND等。Foobar2000是原Winamp公司NullSoft的成员Peter Pawlowski开发设计的。foobar2000相对Winamp在很多地方都做出了改进,除了播放之外,它还支持生成媒体库、转换媒体文件编码、提取CD等功能,在设计、构架上也优于winamp。Foobar2000其构架特性表现在 除了重要的音频管道以外,播放器所有功能部件均是模块化的。可视化的核心由一个插件提供,即使使用了不同的接口界面,这种程序架构使它成为目前最自由化的音频播放软件,任何人都被允许利用它的接口制作附加功能模块。ASIO、Kernel Streaming、WASAPI都允许第三方加载植入。

ASIO的全称是Audio Stream Input Output,直接翻译过来就是音频流输入输出接口的意思。通常这是专业声卡或高档音频工作站才会具备的性能。采用ASIO技术可以减少系统对音频流信号的延迟,增强声卡硬件的处理能力。ASIO的目的在于最大程度地降低系统播放音频流时的延迟时间。ASIO跟DirectSound很相似,两者都是以设法绕过Windows操作系统对硬件设备的控制、直接与硬件端口取得通讯的思路来实现提高响应速度的目的。
Kernel Streaming 和ASIO相似, 都是以设法绕过Windows操作系统对硬件设备的控制, 直接与硬件端口取得通讯的思路来实现提高响应速度的目的。不过ASIO要比KS做得更彻底些, ASIO不仅在通道上更为直接, 再配合硬件芯片的支持, 效率更高延迟也更低。WASAPI的应用方式则采用三点一线的方式进行连接,即音乐文件的采样率和foobar2000设置的取样率以及音频解码所接收的采样率需要一致,才能够进行播放,任何一个环节发生改变就会停止工作。由于现在数码音乐文件格式和采样率的多样化,WASAPI的应用变得比较局限和繁琐。以个人的主观听感上来说,ASIO的声音层次感,饱满度, 动态, 细节表现, 低频的质感都优于WASAPI。
还有一个是关于ASIO4ALL插件。ASIO4ALL是让不支持ASIO的设备通过模拟的方式支持ASIO的一个驱动程式, 但只是具有AISO方面的优势,没有像ASIO一样可以与硬件直接结合, 也就是说ASIO4ALL与Kernel Streaming并没有本质上的不同。ASIO4ALL能使几乎所有的声卡以及AC97板载声卡都能支持ASIO, 达到更低的延迟。但是 ASIO4ALL并不是让声卡硬件上支持ASIO, 其工作方式与“虚拟光驱”类似,从这点上讲, 效果还是要比ASIO差。


主流常见的无损数码音乐文件格式
作为数字音乐文件格式的标准,WAV格式体积过大,一个3分钟左右的音乐文件30-50MB,使用起来很不方便。因此,一般情况下我们把它压缩为MP3等体积更小的格式。
常见的音频压缩方法有:无损压缩,有损压缩。其中,有损压缩是以破坏源文件数据方式(直接删除人耳听力范围之外的数字信息、甚至是删除部分人耳听力范围之内的信息,只保留基本声音)来换取小体积文件的,如常见的MP2、MP3、ogg、m4a、wma等等格式;这种破坏是永久性的、不可逆的。稍加比较,你就能听出(如MP3)低于120K码率的文件和320K码率文件音质的天壤之别。但对于320K码率的音乐,由于其删除的只是人耳听力范围之外的信息,一般是难以与CD分辨的。尽管如此,如果用高级音响设备放大播放的话,声音与CD还是有差的,毕竟是删除了数据的。无损压缩,顾名思义,就是只改变源文件数据记录方式,使其体积变小,它对元数据不作任何不可逆性地破坏。目前常见的无损压缩数字音乐格式有:APE、FLAC、aiff、dff等。
Ape是作为目前最为流广的无损压缩音频格式之一,通过Monkey's Audio这个软件可以将庞大的WAV音频文件压缩为APE,体积虽然变小了,但音质和原来一样。通过Monkey's Audio解压缩还原以后得到的WAV文件可以做到与压缩前的源文件完全一致。简单地讲,APE 压缩与WinZip或WinRAR这类专业数据压缩软件压缩原理类似,只是APE等无损压缩数字音乐之后的APE音频文件是可以直接被播放的。APE的压缩速率是动态的,压缩的时只压缩可被压缩部分,不能被压缩的部分还是会保留下来。APE无损音乐格式由Monkey's Audio软件压缩得到。其他软件支持转换均通过配置Monkey's Audio软件插件后进行转换。如foobar2000,千千静听(百度音乐),酷狗等。
APE编码参数中,有一个参数用于控制其压缩等级(压缩率)。共有5级,分别为:Fast(快速)、Normal(正常)、High(高)、Extra High(极高)、Insane(疯狂的)。这五个压缩等级,影响编码的速度(压缩率越高越慢),编码完成后文件的体积(压缩率越高越小),还有播放时的解码速度(压缩率越高越慢)。

Flac的相关介绍
FLAC即是Free Lossless Audio Codec的缩写,中文可解为无损音频压缩编码。FLAC是一套著名的自由音频压缩编码, 其特点是无损压缩。不同于其他有损压缩编码如MP3及AAC,不会破坏任何原有的音频资讯,所以可以还原音乐光盘音质。现在它已被很多软件及硬件音频产品所支持。
FLAC项目由Josh Coalson于2000年启动。进入beta阶段后并在2001年1月15日发布的0.5版的参考实现时,FLAC位流格式冻结。2001年6月FLAC发布了1.0版。2003年1月29日, "Xiph. Org"基金会和FLAC项目宣布FLAC成为FLAC"Xiph. Org"旗下的独立公司 banner. 除此之外,"Xiph. Org"还对许多免费压缩格式提供支持,如Vorbis、Theora、Speex等等。2007年9月17日FLAC发布了1.2.1版。2013年6月1日六年来首次发布更新,从v1.2升级到v1.3。主要变化包括:支持RF64和Wave64 格式,ReplayGain支持最高192kHz音频取样率,等等。
无损失压缩:被编码的音频(PCM)数据没有任何信息损失,解码输出的音频与编码器的输入的每一个字节都是一样的。每个数据帧都有一个当前帧的 16-bit CRC校验码,用于监测数据传输错误。对整段音频数据,在文件头中还保存有一个针对原始未压缩音频数据的MD5标记,用于在解码和测试时对数据进行校验。 电脑在播放WAV文件时,是把WAV文件中的PCM数据直接发送给声卡,而电脑在播放FLAC时,需要先把FLAC解码为PCM数据,然后在发送给声卡。就是多了一个解码的环节,就像是给RAR文档解压一样。其PCM数据是与压缩前的WAV没有区别的。

快速:FLAC更看重解码的速度。解码只需要整数运算,并且相对于大多数编码方式而言,对计算速度要求很低。在很普通的硬件上就可以轻松实现实时解码。
硬件支持:由于FLAC提供了免费的解码范例,而且解码的复杂程度低,所以FLAC是目前唯一获得广泛且良好的硬件支持的无损压缩编码。
可以用于流媒体:FLAC的每个数据帧都包含了解码所需的全部信息。解码当前帧无需参照它前面或后面的数据帧。FLAC使用了同步代码和CRC(类似于MPEG等编码格式),这样解码器在数据流中跳跃定位时可以有最小的时间延迟。
可以定位:FLAC支持快速采样精确定位。这不仅对于播放有益,更使得FLAC文件便于编辑。
富于弹性的metadata:可以定义和实现新类型的metadata数据块,而不会影响旧的数据流和解码器的使用。目前已有的metadata类型包括tag,cue表,和定位表。 已经注册的应用程序可以定义自己专用的metadata类型(译注:这一点与MIDI标准相似)。
非常适合于存档应用:FLAC是一个开放的编码格式,并且没有任何数据的损失,你可以将它转换为你需要的任何其他格式。除了每个数据帧的CRC和MD5标记对数据完整性的保障,flac(译注:FLAC项目提供的命令行方式编码工具)还提供了一个verify(校验)选项,当使用该选项进行编码的时候,编码的同时就会立即对已编码数据进行解码并与原始输入数据进行比较,一旦发现不同就会退出并且报警提示。
便于对CD进行备份:FLAC有一个“CUE表”metadata数据块用于保存CD的内容列表和所有音轨的索引点。你可以将一张CD保存到一个单一文件,并导入CD的cue表格,这样一个FLAC文件就可以完整地记录整张CD的全部信息,也就是说,可以把平时单独存放的CUE文件嵌入到FLAC文件里。当你的原来的CD损坏的时候,你就可以用这个文件恢复出与原来一模一样的CD副本。
抗损伤:由于FLAC的帧结构,使得一旦发生数据流的损坏,损失会被限制在受损伤的数据帧之内。一般只是会丢失很短的一个片段。而很多其他无损音频压缩格式在遇到损伤的时候,一个损伤就会造成后面所有数据的丢失。
Ape和flac的特点比较:
一、压缩比决定无损压缩文件所占存储空间
所有的无损压缩编码的压缩比都差不太多,但在这些无损压缩编码之中,APE具有更好的压缩率,FLAC的压缩率稍差。就是说一个音频文件用APE压缩后得到的APE文件,会比FLAC文件稍微小一些。不同的WAV文件信息量不同,所以无法提供确切数字,一般来说,FLAC文件要比APE文件大 1/20 左右。

二、编码速度考验用户的耐心,速度快者优
FLAC的压缩和解码速度均显著优于APE,APE只有在FAST的编码强度下,速度才能和FLAC一拼。但相应的,APE的压缩率一直高于FLAC,APE的FAST压缩下得到的文件体积已经可以和FLAC最高压缩比的文件体积媲美。也就是说,如果以速度为基准比较的话,在相同压缩速度的设定下,两者的压缩比差不多。
三、平台的支持决定普及度
各个平台都有支持APE和FLAC的播放器。这两种压缩格式已经非常普及。
四、两者的开源特性,完全免费的技术
两者的开源或部分开源,对音频软硬件的设计们提供了很大的便利,目前不但几乎所有主流播放软件都支持二者,硬件方面也有很多播放器支持了FLAC和APE。只不过因为APE解码的运算量太大的问题,导致并不是每一个APE文件都可以被硬件播放器流畅播放。
五、容错能力
FLAC因为每帧数据之间无关联。因此当FLAC文件在传播过程中受损,导致某帧数据损坏缺失的话,只会损失该帧的音频信息,不会影响到前后的数据。这是FLAC的优势,但也因此FLAC的压缩率稍低。
总结:
无论FLAC还是APE,因为所占空间都比有损音乐大很多,所以都不是主流的音频格式,所以我们在网络上很难获取到FLAC和APE格式的音乐资源。但通过上面的对比,相信很多用户对FLAC和APE的认识更深了一些,单从技术角度讲,FLAC要比APE更有优势,因为FLAC完全开源,许多播放器可以自由地将FLAC解码功能内建在自己的解码器中。同时,FLAC有广泛的硬件平台的支持,几乎所有采用便携式设计的高端解码芯片都能够支持FLAC格式的音乐,FLAC第三个优势在于:优秀的编码使得硬件在解码时只需采用简单的整数运算即可,这将大大降低所占用的硬件资源,解码速度极快,这也是硬件播放器对FLAC支持更好的原因。

关于aiff音频格式:
AIFF是音频交换文件格式(AudioInterchangeFileFormat)的英文缩写,AIFF是一种文件格式存储的数字音频(波形)的数据。AIFF支持各种比特决议,采样率和音频通道。是Apple公司开发的一种声音文件格式,被Macintosh平台及其应用程序所支持,NetscapeNavigator浏览器中的LiveAudio支持AIFF格式,SGI及专业音频软件包都支持AIFF格式。AIFF应用于个人电脑及其它电子音响设备以存储音乐数据。
AIFF是Apple苹果电脑上面的标准音频格式,属于QuickTime技术的一部分。

关于DFF音频格式
DFF格式的音乐档案是从SACD ISO中提取出来的单轨音频文件。SACD 是 Super Audio CD的缩写,采用了名为DSD(Direct Stream Digital,直接数字流编码)的新编码方式,现在已经可以利用某些特殊型号的PS3备份成ISO整轨格式,即 SACD ISO。Foobar2000通过加载sacd插件后就可以播放iso和dff格式文件。



关于PCM和DSD的介绍
PCM是Pulse Code Modulation的缩写。(又叫脉冲编码调制):数字通信的编码方式之一。主要过程是将话音、图像等模拟信号每隔一定时间进行取样,使其离散化,同时将抽样值按分层单位四舍五入取整量化,同时将抽样值按一组二进制码来表示抽样脉冲的幅值。单位取样是24Bit 192Khz
DSD是Direct Stream Digital的缩写,表示直接比特流数字编码,是SACD(Super Audio CD)的编码模式。它是Sony与Philips在1996年宣布共同发展的高解析数字音响规格,单位取样是2.8224Mhz
PCM 和 DSD 是将音波转成数字的两种数据形态。麦克风收音后,把声音转成电流,送到录音机,录音机把这个---电压随音量大小变化---电流转换成数字数据,样子像 0001010111000…..,这个动作,叫“模拟转数字” ( ADC = Analog-to-Digital Conversion )
对于pchifi的发烧友来说,DSD是近期的一个焦点。因为,这段时间以来有越来越多USB或无线网络DAC宣称了对DSD的支持,且价格平易近人,这个趋势甚至延伸到家庭影院领域,先锋去年九月底发布的旗舰AV功放SC-LX86的USB输入就可对应2.8224MHz/1bit的DSD数字音乐档案的播放。

然而,电脑在播放DSD音频文件的时候却有先天不足之处,因为个人电脑USB Audio 2.0的声音定义只有PCM,苹果计算机的Max OS X的USB驱动程序及中央声音处理引擎CoreAudio也只支持PCM,于是DSD数字音乐档案要通过个人计算机播放,就必须透过「伪装」方式封装在24bit/176.4kHz的PCM串流里,通过USB传输称为DoP(DSD over PCM)、通过以太网络则为DoPE(DSD over PCM Ethernet),其作法是将DSD的音乐数据摆放于24个位里较低的16个位,前面的8个位则纪录是DSD或PCM串流的标记,如此一来数字模拟转换器辨识之后,只要能对应24bit/176.4kHz的PCM解码,就可对「隐身其中」的标准64fs DSD(64倍于CD取样率)音乐档案进行译码播放。

以上图片是DSD音乐信号如何嵌入封装在PCM多声道串流里的说明图,目前无论经由USB或以太网络接口播放DSD数字音乐档案,都需要通过如此的手法。

由于当前专业录音业界所有母带处理(mastering)设备都是PCM规格,并无法对DSD直接作处理。所以,即便最终呈现的是DSD格式,但在母带处理过程都得先转换为PCM,之后再转为DSD格式,这使得DSD去除插补失真的好处不复存在。
DSD是 1-bit 取样,每一个单独的 bit,是与它前一个取样讯号强度的比较逻辑值,若讯号强度更强,那逻辑比较结果为真 (1),相反,结果为否 (0),若讯号强度一样,则在强度维持同一位准的时间内,bit 值以 0101010....交互出现 ( 不是直觉的 1111111…. 或 00000000......, 这样代表波形持续上升、或持续下降。)

换句话说,DSD 1-bit 取样结果的每一个 sample,只是代表逻辑比较的 真/假 状态,而不是一个量化的数值。要作数学运算 ( 任何音效的处理所必需 ),当然是非常困难。相反的,PCM 的每一个 sample, 不论是 16/24/32 bit,都是个单独完整的数值,在运算上都非常灵活。
这也就可以理解,为什么 SACD 的录音、后制、发行,一定要经过 DSD-PCM 还有 PCM-DSD 的转换过程。( 除非是直录 ---- 直接发行,没有经过后制,连音量加减都没有 )。这个 DSD-PCM-DSD 转换,是个数理基本问题,不是科技实力的问题。

下图最右的是 DSD 的波形,若转成 192K 的 PCM 后,不会维持原来的DSD波形,而是192K的pcm波形。假设转成 PCM 后,什么都不作改变,原封不动再转回去 DSD,那还是192K PCM 的波形。
若 DSD 转换成 192K PCM 后,能像 DSD 波形,那表示 192K PCM 的 slew rate 和 DSD 一样快。若是这样,那右二的波形,自始就应该与右一 DSD 波形类似。但事实不是这样。

先前DoP或DoPE只有具备自行编写数字译码程序能力的高阶厂商(例如dCS、Playback Designs及emm Labs等)才有办法提供,直到去年一些内建DoP对应的192kHz/24bit DAC芯片出现后,中低价位DAC才能以简便廉宜的代价,支持DSD数字音乐档案通过USB或以太网络传输,也因此造就了「DSD高解析音乐文件及解码播放,可带来至高保证音乐回放」的印象。然而事实并非如此。64fs DSD取样率是64倍于音乐CD 16bit/44.1kHz的2.8224MHz,因此数据量相当于多位PCM的16bit/176.4kHz。换句话说,纯粹以记录信息相比,单位元DSD的2.8224MHz与多位PCM的16bit/176.4kHz是相当的,那我们是否可认定比16bit/44.1kHz更高的多位PCM音乐档案(例如16bit/176.4kHz、24bit/192kHz甚至24bit/352.8kHz),就一定比64fs DSD更优呢?也并非如此,这就好比数字相机更高的成像分辨率,并不等同于更高画质的保证一样,在画面构成画素的多寡之外,还有色域宽度、色彩纯度、对比层次、背景噪声、镜头光学质量等影响画质的因素;就数字音乐档案而言,记录数据量大小当然也无法直接拿来评断数字音乐整体表现之优劣,即使以同样的格式编码,不同的原始录音依旧有高低之分,这是在录音师一开始将音乐收录至母带时就已决定了。另一方面,即便是同一曲目的64fs DSD、128fs DSD或24bit/192kHz PCM数字音乐档案,由各个品牌相对应的DAC进行解码播放,最终所得到的音乐回放表现,还是与各DAC器材的整体素质(包括电源、机箱、抑震、解码、模拟电路等)有密切关系。
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 楼主| 发表于 2014-1-19 01:04 | 显示全部楼层
最后简单讲讲关于音响系统的两点应用,一个是系统供电,一个是器材避震

随着现代社会科技发展以及生活水平的提高,现代家具的电器产品和电子设备越来越多被使用。而对于我们的音响系统器材来讲,供电品质尤为重要, 也极其敏感。相像很多人在晚上特别是深夜欣赏音乐的时候,都会有一种感触,系统回放出来的声音纯净度和背景宁静度都要比白天好很多。究其原因所在,就是我们在深夜的时候,生活电器大多停止了工作,周边各家各户的用电数量也随着减少,使得我们的电源干扰也大大降低,从而音响器材可以得到更高的供电品质,使得效能得以充分发挥以回放呈现出更高品质的声音。
这里涉及到一个概念:电磁干扰(EMI=Electromagnetic Interference)
电磁干扰分为传导电磁干扰(Conducted EMI)和辐射电磁干扰(Radiated EMI)。其中,传导电磁干扰噪声在火线、中线与地线间传播,包括火线与地线、中线与地线间的共模噪声(Common-mode Noise),以及火线与中线间的差模噪声(Differential-mode Noise)。辐射电磁干扰噪声以辐射电磁场的形式在空间传播,包括由于非良好接地或接地反射电位不为零引起的共模噪声,以及由于没有很好控制的大信号环路引起的差模噪声。
我们的音响器材主要是传导电磁干扰的因素居多,以PCHIFI系统为例,我们的电脑主机、显示器、moden变压器、手机充电器、以及房间的空调等等,这些都是电磁干扰源。简单有效的对策是使用市售电磁滤波器对我们的音响系统进行隔离,从而提升声音品质和声音纯净度。由于同一线路的用电设备会相互造成串扰回路,所以理想状态是对单一音响器材进行隔离,从而可以得到更高的用电品质。


关于音响器材的避震:
在自然界中,震动无所不在的存在我们生活的世界中。就连地球本身也无时无刻的在震动 ,对于音响器材而言, 震动的影响几乎是全面性的。最大的震动源则来自于音箱。不同结构的箱体设计会产生不同的共振音染,不同材质更会产生出各有特色的音染。再更深入的分析,当箱体在大音压播放音乐的状况下,低音单元强力的大幅摆动产生的惯性将会让整个箱体产生前后的位移,通常喇叭单元都是固定在箱体的前面板的,音箱的前后位移将无可避免的产生相位失真,这会对我们聆听音乐时产生不真实和不愉悦的音染。
对机器而言,能保持低震动的状态是最理想的,机器内部充满的通过小讯号的组件及接点, 对较低的震动也代表了较低的讯号损失, 尤其是CD机,震动就很直接的影响了雷射头读取信息的完整性, 机箱持续的震动等于是要内部零件暴露在一个不时变动的杂乱电磁场中,所以机箱的低震动及坚固性能够使器材的特性更稳定,表现更完整。
避免震动的方式不外乎隔绝震动及吸收震动 。市面上避震的产品不少,各家也都有各家的立论基础。
最常见的为一体式的圆锥体脚垫。各式各样的材质都有,其立论基础为使器材及承重面之间取得最小的接触点,使得震动的传递减到最小,采用的是隔离的作法。此种作法有个地方需特别注意.,在实际使用状况之下, 假如音箱底板及和撑面都是光滑面的话,会比较难以去抑制喇叭的前后移动, 且若脚垫的质量较低的话,抑制震动的功能更是会大打折扣。
还有各式各样的如弹簧式, 磁浮式,钢珠式, 碳纤材质,原木材质......等等。各有各的理论,也各有各的效用,但是真正具全面性及方便性的则是不多见。橡胶垫则是更普遍及平价的一种避震材质,几乎所有的机器底下都会出现, 基本上是利用橡胶的高内阻来吸收震动,如能更好的选择材质, 硬度 , 及注重接触面积,不失为一种平价又有效的选择。



关于音响系统所处在的空间声学处理,这个因器材特性、摆位、空间环境、个人喜好等因素而异,相对来说,小型桌面音响系统的构建则比较简单,中大型音箱系统就比较繁复了,这里不做具体阐述。
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 楼主| 发表于 2014-1-19 01:18 | 显示全部楼层
引用第1楼seiyaren于2014-01-19 01:02发表的 :
占糖哥沙发
午夜速度[s:2][s:52]
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发表于 2014-1-19 01:19 | 显示全部楼层
好文章,顶个
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发表于 2014-1-19 01:28 | 显示全部楼层
来得早不如来得巧!
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发表于 2014-1-19 01:29 | 显示全部楼层
纯平显示器!?
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 楼主| 发表于 2014-1-19 01:33 | 显示全部楼层
引用第7楼撸出个未来于2014-01-19 01:29发表的 :
纯平显示器!?

大约是2000年的时候,当年为了CS,买了这个索尼的显示器,特丽珑管哇[s:5]
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 楼主| 发表于 2014-1-19 01:33 | 显示全部楼层
引用第5楼吼吼过客于2014-01-19 01:19发表的 :
好文章,顶个

多谢鼓励[s:52]
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发表于 2014-1-19 01:45 | 显示全部楼层
必须前排占座!!必须射精!!
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发表于 2014-1-19 02:18 | 显示全部楼层
进来学习~~
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发表于 2014-1-19 02:49 | 显示全部楼层
虽然是漫谈。但也确实漫到需要耐心。
应该说PCHIFI现在也只是走完了初级阶段。
日后路漫漫
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发表于 2014-1-19 03:34 | 显示全部楼层
我看脚钉和器材连接方式一般是用所谓的3M胶粘上的
请问这样能发挥出脚钉应有的素质吗? [s:17] [s:17]
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发表于 2014-1-19 04:10 | 显示全部楼层
看来楼主是个资深音响发烧友啊,感谢分享!
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发表于 2014-1-19 05:31 | 显示全部楼层
顶一下再看,论坛缺少这种知其所以然的贴子.
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发表于 2014-1-19 05:41 | 显示全部楼层
占一个糖大的楼
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发表于 2014-1-19 08:02 | 显示全部楼层
[s:19]
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发表于 2014-1-19 08:39 | 显示全部楼层
[s:2]
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发表于 2014-1-19 08:44 | 显示全部楼层
顶糖总好文。
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