第三部分:下一代的音频霸主?-DVD-AUDIO
谁是下一代的音频霸主?金耳朵经常抱怨,CD虽然方便好用,但声音还是不够理想,欠缺温暖韵味,和做得较好的 LP(即传统黑胶唱片)比起来,还是差了一些。 资深的发烧友也知道音频载体大约在10~20年间就会出现一种替代品。44.1kHz取样频率、16bit量化标准的CD格式音频已生存近20年,看来快到退休期了。 据国际消费指南的统计,目前在世界各地消费者手上的CD机和CD ROM机约有七亿部,而CD唱片则已远远超过一百亿张。可从1997年开始,全球CD盘片销量却出现负增长,显然CD 即将要步出历史舞台,市场正期待新的生命。七倍于CD记录量的DVD出现令人们看到了曙光,早在1995年12月,由日立、松下、飞利浦、索尼等10家公司联合组建的DVD联盟就着手开发音频DVD。经过两年多的不懈努力,该制式标准已于1998年6月完成,并在1998年11月的东京音频展览会上亮相,DVD-Audio软件、硬件也同步亮相。就在DVD各系列产品全面出击之际,索尼与飞利浦公司却于1997年底离开拥有122个成员公司的DVD联盟大家庭,另辟蹊径,在经过了一年多的认真开发之后,又一种崭新的音频制式SACD(Super Audio Compact Disc)超级音频CD出现在我们面前。1998年3月19日,最终的SACD标准传出。1998年5月,两家公司宣布开发成功1.0版本的SACD。时至1999年的下半年索尼正式销售它的SACD机。而P a n a s o n i c也准备在2000年初把世界首台DVD-Audio机推向市场。至此,DVD-Audio与SACD两音频制式已摆开了对阵,一场音频制式战已拉开了序幕。那么,在纯音响方面,到底谁会成为CD的接班人呢?且看。。。。。。。。
DVD-Audio
1999年上半年,举世关注的DVD-Audio V1.0最终版本终于在Forum (DVD Forum的成员包括东芝、三菱、日立、胜利等日本厂商)出台 。全球46家相关厂家,已经同意DVD AUDIO采用统一规格。此规格定义了DVD-Audio与DVD-VIDEO同样是单面唱片,分单层与双层两种,单层唱片信息存储量为4。7GB,约为CD的7倍。另外这项V1.0的DVD-Audio规范要求用户使用能处理6个音频信道,且在两个信道的立体声中能容纳74分钟录音的五英寸光盘。这种格式的光盘能提供9.6Mbps的数据传输率。除数字音频数据外,该光盘还能储存唱片的说明文字, 包括名称和演唱者的作品目录等。 DVD音频V1.0版是目前最高、最全面的音频标准,它囊括了所有的声道模式[从2声道立体声到多声道模式, 按照采用MLP(MLP是一种无损延长播放时间的编码)的优先权方式,声道的分配方案共有21种];所有的取样频率和编码位(如取样频率48/96/192kHz44.1/88.2/176.4kHz;编码位有16/20/24bit)和所有的音频格式:LPCM、杜比数字、DTS、SDDS、MPEG。44.1kHz /16bit标准CD机一出现人们就听出了数码声,音感没有模拟音频柔和流畅。后来在还原系统上采用了高倍取样和再量化等技术,确实使后代CD机的声音越来越靓。高倍取样把还原音频中的高次谐波分量向高端推去,从而减轻了模拟滤波器的压力, 192kHz取样的基波频率(Sampling Frequency)就比44.1kHz取样频率要高出3倍。高端可达192kHz的频率响应完全能再现自然界一些高频超过20kHz的各种声音,而其高取样频率能使铙、钹和三角铁等尖锐刺耳的发声趋于平和,使各种乐器发声层次分明,立体声逼真,方位感清晰,而且192kHz格式经D/A变换后的信号, 对模拟滤波器的要求变得很低,普及型结构的机种也能放出很好的音质了。24bit(Quantization)的量化率可提供144dB的动态范围。宽的动态范围给音乐中的力度、环境、空间方位和分离度等方面提供更多的感觉。人类刚能听到1kHz声音时的声压是0dB,把耳朵刺得生痛的声压为140dB,差不多接近24bit的差距 。
每个数码字则由24个1或者0的数目组成,而量化的数值愈大,则表示音波可切分得更细,再还原成声音时,得到的细节就会更多。传统16bit/441kHz的CD录放之时,由于bit数低、取样慢、分析力弱、在PCM的过程,产生大量的混淆误差,出现无数的量化误差和数码信号的时间误差,这些误差令CD声音劣化。DVD就是因为bit数高、取样快、分析力强,因而精确、细密,使上述的误差得以消除。不难想象,真正24 bit/192kHz的DVD-Audio一定靓声。 前年日本电子展中Pioneer率先展出DVA-24bit/96kHz 的DVD Audio 样板机,去年Pioneer扩大展出规模,推出新的样板机DV-LX10,Panasonic也正式加入DVD-Audio, 而今年不论Pioneer或Panasonic都已经将两声道播放时的规格提高到24bit/192kHz。近日Panasonic更领先全球,开发出世界上第一台既可播放传统CD和DVD盘片,又可播放最新的DVD音乐光盘的DVD-Audio商品机。并将于近期以Panasonic、Technics和National等不同品牌在美国、日本两地上市。 软件业者也将配合发行爵士、古典等数十种DVD。而令人印象最为深刻的还是24bit/192kHz两声道的模式,信息量与空间感都达到相当惊人的地步,无论是声音清晰度、声音的质感、动态范围还是方位特性,DVD-Audio均远超过CD唱片。192KHz 是指取样频率,24Bit 则是指量化,两者都是将乐器发出的声音作数字录音时,必须运用到的规格,也是决定声音优劣的因素。
松下的Panasonic DVD-A7(见上层图) 与Technics DVD-A10(见下层图)是即将面市的世界首批DVD-Audio∕Video“兼容”播放机。
正如各方预期,这两款DVD家族最新成员,果然配备了众所瞩目的高位高取样DAC,松下宣布两机内置以“MASH”技术研发出的「Noise Shaping(噪讯修整式)」新型DAC,最高可以对应至两声道24bit∕192kHz,与六声道24bit∕96kHz的LPCM处理。 而且为了确保高品质模拟讯号的纯净,这两款机种设计了可隔离噪声的“虚拟电池”,并且采用独门“Class AA”电路,完全分离处理各式数字∕模拟、与影像∕声音等讯号,以隔绝干扰。另外更令人兴奋的是,这两款机种不仅仍可播放CD∕VCD,兼容DVD-Audio∕Video,甚至还已经内置好现成的DTS与Dolby Digital解码电路,与5.1声道模拟输出端子!而且相关的基本前级环绕设定功能,两机都一律齐备,无论音响迷还是AV迷,都可以一次完全升到顶级,不需再另购一堆DAC或解码器,这样玩家可节省一大笔的卖机经费了。两款兼容机仍然内置两声道“V.S.S.虚拟5.1环绕”功能,而且耳机输出时仍然有效。“Cinema剧院模式”可以针对画面内容,自动消除噪声,减少闪烁,并增进暗部细节;同时也可以提升中央声道里对白的清晰度,而不影响整体音量。跟DVD-A7相比,DVD-A10采用的部分组件更为高级,设计上更为讲究。配备了“R-core变压器”,与独家“竹 II 电解电容”;还有新式24∕192芯片数字处理电路,就算是播放传统CD,也能进一步提升音质。此外,虽然DVD-A10与DVD-A7的外观相同,但前者的机箱下方另附有重量级的“复合结构避震底板”,因此两机重量分别为8.6及5.2公斤。两机没有倍频输出,这点未免令到想欣赏高质的景象效果的玩家失望。不过,最令人惊讶的是,这两款功能齐备DVD-Audio∕Video兼容机,价格不仅远低于其主要对手--SACD播放机,甚至比起目前一些DVD-Video单机,还要便宜许多!定价分别为DVD-A7日币十二万∕美金$999.95 ,及DVD-A10日币十五万∕美金$1,199.95,吸引死了!
宣布近期推出DVD-Audio商品机除了松下外另一品牌是Pioneer,型号为DV- S10A(见上层图),与价钱平些的DV-AX10(见下层图)。它与Panasonic的两款新机共同特色是,它们都是DVD-Audio的兼容机,都可播放DVD-Audio∕Video软件。Pioneer DV- S10A的外型和该公司的当前代表性机种DV -S9相似,延续相同风格,但内里则大不相同。首先,在Audio方面,共可分成两大部分,一是作两声道的立体声(Stereo)使用时,此机即可以内置的声频DAC(数字模拟转换器),将最高规格的192KHz/24Bit, S/N比高达120dB,音乐讯号完整呈现;二是作多声道的环绕音效使用时,此机即可以96KHz/24Bit的规格产生6个数字声道,重现环绕声音效果。换句话说,在Stereo的情况下,将可再生最美好的音乐。
事实上此机具有新开发的纯声频时基参考功能,可对应44.1KHz及48KHz两种系统,因此能播放多种音频讯号,不会出现那种软件无法播放的情况。而新设计的Hi-Bit IC则能将原来16 Bit的讯号转换成24 Bit,可提高分辨率。至于内置dts及Dolby Digital双数字环绕音效则快变成是Pioneer 高级DVD的标准配备了。其次,在Video 的部分,值得注意的是,此机已开始采用循序扫描(Progressive Scan),以倍频方式进行图像扫描,这样做之后,就可使得DVD影像画质再进一步提高,看起来会更细致美丽,赏心悦目。事实上循序扫描正在逐渐取代传统的隔行扫描方式,将来会有更多的DVD播放机跟着采用。不过必须提醒的是,因为循序扫描的扫描频率高出一倍,所以如果家里的电视太旧,将无法播放,变成有了新DVD机也不能观看的情况。Pioneer计划在2000年第一季才推出DV-S10A上市,目前售价未定,但在日本的参考售价则是20万日币。至于松下的两款新型的DVD-Audio有许多功能都与Pionee DV-S10A/DV-AX10相同,例如192KHz/24Bit的高音质立体声播放等等,不过此机并没有循序扫描输出功能。以此机播放DVD-Audio 软件时,再接电视,那么即可从屏幕上看到专辑的相关资料,例如乐曲解说、歌词等等,甚至还可以像幻灯机一般,播出静态的歌者、指挥等碟片内置的文字与图像信息。
除了上述两机外还有VictorXV-D9000DVD DVD-Audio∕Video兼容播放机,DVD-A24/192不用多讲,CD部份是Victor独门武器K2——ExtendedK2Processing,如果听过XRCD的发烧友都知经K2后的威力;而且Video部份与Pioneer DV S10A一样具备顺序扫描输出端,无论声与影,都可堪称一流。
可能有人会突然想问:有了DVD-Audio的机器,那。。。。。。DVD-Audio片子在哪里呢?本来这 并不是问题,因为DVD-Audio软件发行上的最后关键——著作权保护问题,在年99年上半年时终于解决,DVD-Audio盘片上已经确定使用“数字水印”技术限制翻版。而原本松下公司DVD音频产品原计划采用CSS2“数字水印”版权保护系统,但是,在DVD视频产品上使用的CSS版权保护系统在一个月前遭到挪威的技术开发机构MoRE( Master of Reverse Engineering)破译之后,原来制定的计划陷入一片混乱之中。 CSS2版权保护系统是CSS版权保护系统的更新版本。由于DVD视频产品的版权保护系统被破译,人们担心DVD音频产品中的版权保护系统也会被破译,因此,大家正在考虑使用更强有力的保护措施。松下将推出一种新的版权保护系统,它将拥有更强大的密钥和全新的编码系统。松下公司,东芝公司,英特尔公司和IBM等过去推出 CSS2系统的企业,正在开发一种新的替代系统。一旦开发工作完成之后,这四家企业将提议DVD论坛把新的替代系统作为标准。就在DVD格式的开发者们正在忙着寻找一种新的版权保护系统之际,松下公司表示,它预计将会把DVD音频产品的发布日期推迟。其它准备推出DVD-Audio的公司也因此而不约而同决定或考虑暂缓推出,以避免新盗版风潮发生,这就比本以提早占领市场的SACD提供了有利的条件。
SONY/PHILIPS DSD/SACD
为了争夺新一代音频格式盟主的地位,飞利浦在1996年宣布与索尼共同开发DSD新技术来取代DVD的音响制式,并于今年的3月4日正式颁布了SACD1.O版本技术规范,而更令人高兴的是前段时间索尼刚刚推出了世界上第一台商品化的SACD播放机——SCD-1(见图)。SACD唱片制式使用DSD(Direct Stream Digital)定向信息流数字编码技术,其高密度层采用无损耗数据压缩系统(一种由索尼与飞利浦联合开发的预先编码与平均信息量编码的综合方式),其原理是利用一种连续流通有次序地处理的数码信号。SACD技术根植于的PWM理论,Pulse Width Modulation, 脉冲宽度调变,听起来很复杂,但其实却是非常直观的观念。
大家知道,数字输出就是高低电位的变化,如果我们控制 高低电位变化的时间,那不就是等于控制脉冲的宽度? 真够简单的!只要让“1”久一点,脉冲就长一点,让“1”短一点,脉冲就短一点。而“t”越小,就代表数字输出端所能呈现脉冲宽度变化更为细腻。 更为细腻?这就是“调变频率”高一点。 摆在CPU或数字系统上,这意味速度快一点,让我们可以用更快的速度缩短输出时间间隔,呈现最细致的变化。 想想极端的例子,如果CPU的输出仅能做到每秒切换一次高低(t=1秒),或者每秒切换100,000次,哪个厉害?哪个 “一齿、一齿”少?当然是后者。如果,每秒切换速度在2,000,000次以上,大概只要用一个很简单的低通滤波器就可以没什么“一齿、一齿”,平平滑滑的了,这就是SACD。当音乐储存在软件上时,呈现的状态是PWM的,即用一对0与1来表示脉冲宽度的关系(当然还是用上许多编码技术啦),然后利用一些机制把这些0与1捉出来 ,变成很直观的长短脉冲,接着送入低通滤波器,然后出来便是我们能听得懂的模拟音频信号。而整个PWM 的过程就是DAC——一个简单的DAC。以电路而言简单直接就是对保证信号真实还原最好的方式,故此这设计无论从对音质的优化还是对节省整机的价钱都是一个很好的主意。 SONY/Philips强调的是,如果有一天软件储存技术更高了, 运算技术也更强悍,几乎不必动到DAC,我猜,SONY指的是那个低通滤波器,因为我们只是把更密集的脉冲送入低通滤波器、换取更佳的音质。SACD是基于直接数据流DSD技术开发而成,因此SCD-1播放机的核心是DSD解码芯片。在进行DSD解码之前,它首先识别并读取SACD盘片上的数字水印,若发现是非法软件,则拒绝播放;若确认为合法软件,则借助于一个大容量的缓冲存储器来重新安排输出数据,以形成连续的数据流; 该机所采用的电流脉冲D/A转换器,是索尼最新开发的新型芯片,可将来自同步控制器的输出电压转换为一连串的高精度脉冲信号。
SCD-1针对CD过多使用数码滤波而影响音色的弱点,由头到尾采用1bit脉动音响信号贯穿全程,简单直接,原音原色。再加上它采取比传统CD高出64倍,即2.8MHz的惊人速度去取样, 故此,它能准确地截取记录每一个最细微的原始声音。SACD是DSD制式下的新软件, 它同CD一样大小,分两层组成:第一层是CD层,采用独家的超比特变换技术把DSD处理过的音信储存到此,可用所有的CD机播放。第二层是高密度层,容量达4.7GB,里面包括正式DSD的两声道立体音信,频带达100K,动态120dB,比起CD的96dB,史无前例。另外,此处还包含DSD六声道的相同音信及其它的图文资料, 听过真正DSD/SACD的人士都说其瞬变和动态惊人,声音非常纤细,极度透明, 而且它十分悦耳和富于音乐感。另外现正使用CD的朋友也绝不须担心,超级音频CD最突出的特点是与CD唱片的双向兼容性,故此在这方面它绝不顾此失彼。为了增强播放CD时的音频性能, SCD-1采用了一种新的可变系数数字滤波器(VC24)。
它能以24bit的字长进行数字滤波运算,精度和效率远高于普通CD唱机采用的恒定系数滤波器,音质自然是会较普通的唱机播放为好。在外观上金属加工层次颇有Sony顶级高价机种的风范,就连造型设计亦是极为相近。至于转盘方面更采用了近似SONY CDP-XA7ES SONY Fixed Pick Up Mechanism(光头固定读取系统)素质就更不用怀疑了。在继SCD-1之后SONY还推出较平价的SCD-777ES(见图),它采用上方置片,机械仍是沿用固定激光头的方式,喜欢SACD的玩家又多一个选择的机会了。近期索尼已在日本本土发行了多张SACD唱片,内容有古典音乐和爵士音乐 ,据称今后每个月将新发行10张左右的SACD软件,看来SONY在这次世纪之争是志在必得的。除了SONY之外还有其它的公司如Aiwa等也推出它们的样机。只可惜真正商品化的SACD暂时仍然只Sony一家孤军作战。
两种制式相比有以下异同:
1、相同点: 1)光盘直径和CD唱片一样,为12cm;2)都系单面存储信息;3)存储的都是数字信号;4)主要存储的均是音乐节目;5)都可记录文本、图形和活动图像等附加信息;6)音质都好于CD;7)都为保护版权考虑了相应的防范措施;8)都有双声道与多声道两种放音声道模式;9)目前都不能相互兼容播放对方。
2、不同点 1)DVD-Audio所用1。2mm厚的光盘结构与DVD-Video相同。系两片0。6mm的基片粘合而成,而SACD所用1。2mm厚的光盘结构则与一般CD唱片相同,无需两片相粘;2)DVD-Audio除标准12cm直径光盘外,还有8cm直径的小型光盘,而SACD仅有12cm直径光盘一种;3)DVD-Audio唱片有单层与双层两种,而SACD唱片仅双层一种;4)DVD-Audio唱片的双层是性质相同的信息记录层,而SACD双层则一层是一般的CD层,而另一层是高密度HD层;5)DVD-Audio可提供一套以上的多声道放音,而SACD只提供一套;6)DVD-Audio可向下兼容播放CD唱片,而CD唱机则不能向上兼容播放DVD-Audio,系单向兼容;然而SACD可双向兼容播放,即SACD播放机可播放CD唱片,同样,CD唱机也可播放SACD唱片;7)DVD-Audio的播放时间有多种,而SACD的播放时间仅有一种,与CD一样,里外两层均为74分钟;8)DVD-Audio的声道设置有2、3、5、6四种,而SACD的声道设置是2、4、5、6四种;9)DVD-Audio的信号编码采用与CD一样的线性脉冲调制,而SACD信号编码采用的是索尼公司开创的DSD定向信息流数字技术。
DVD-Audio与SACD的较量已不可避免,谁胜谁负或以兼容形式握手言和分庭抗礼,长期共存,目前不得而知。谁是下一代音频载体的真命天子,读者不妨拭目以待。
引用
http://www.ttx.com.cn/music/dxtj/ssj/2001/ssj/ssj4.htm
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