大家是否知道曾經(jīng)帶給我們無(wú)數(shù)歡樂(lè)的CD唱片,到底是從何而來(lái)的呢?其實(shí)早在1957年第一張光碟片在實(shí)驗(yàn)室誕生開(kāi)始,到1978年CD(Compact Disc)碟片正式商品化,再到上世紀(jì)八九十年代的輝煌期,碟片技術(shù)隨著CD的廣泛普及而獲得巨大發(fā)展。

不管是前期不斷演變的新式CD-Audio、Video-CD、CD-I、Mixed-CD、CD-Extra等傳統(tǒng)格式,還是后來(lái)的更高級(jí)的HDCD、XRCD、SACD,都在訴說(shuō)著那時(shí)CD技術(shù)的快速更新。而在新世紀(jì)數(shù)字技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展的沖擊下,一些極具價(jià)值的CD技術(shù)還未被大家全面認(rèn)知,便已被消費(fèi)市場(chǎng)無(wú)情的淘汰,逐漸悄無(wú)聲息。
同樣,與CD緊密相關(guān)的唱片業(yè)也深受重創(chuàng)。從近些年甚囂塵上的“唱片已死”觀點(diǎn),到大牌歌星專(zhuān)輯的慘淡銷(xiāo)售量(如近日新聞報(bào)道陳奕迅2013年某張專(zhuān)輯竟然只賣(mài)了900多張),我們痛心之余也在懷念CD的光輝歲月。
CD光盤(pán)技術(shù)經(jīng)過(guò)數(shù)十年的發(fā)展和演變,雖然在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代已經(jīng)遇到了巨大的挑戰(zhàn),但其發(fā)展歷程伴隨著音響行業(yè)的輝煌,而且仍是音樂(lè)播放的重要載體之一。因此,CD光盤(pán)技術(shù)還是十分值得大家去了解和掌握的。
▎傳統(tǒng)的CD唱片
CD的數(shù)字音頻采用PCM多比特錄音技術(shù),以每秒44.1KHz采樣頻率,16bit量化精度來(lái)記錄音頻數(shù)據(jù)。以后所開(kāi)發(fā)的多種數(shù)字音頻產(chǎn)品,如DAT、DCC、MD等也沿用這種格式。

但PCM存在著一些難以克服的缺陷:
(1)當(dāng)采用44.1 KHz取樣頻率時(shí),必須在22 .05KHz處采用急劇升降的數(shù)字濾波器,以防止基帶外的頻率成分混入。該種銳截止濾波器帶來(lái)的群延時(shí)失真明顯地劣化了高頻端的重放音質(zhì)。
(2)對(duì)于小信號(hào),PCM方式中由于量化噪聲的原因造成信噪比下降。為了解決這個(gè)問(wèn)題而采用了一些改善措施。但這些措施隨之又帶來(lái)了新的問(wèn)題,導(dǎo)致在聲音還原時(shí)人們很容易辨別出CD還原的數(shù)碼聲,具體表現(xiàn)在低頻生硬、單薄,中頻不夠透明,高頻有毛刺感等。迄今近20年來(lái)雖然這種技術(shù)雖然在不斷進(jìn)步,量化編碼從16bit上升到24bit、32bit,采樣頻率提升到96KHz,即使這樣,其改善也是有限的。

▎HDCD的橫空出世
1992年,HDCD面世,是High Definition Compatible Digital(相兼容性高分辨率數(shù)碼技術(shù))的縮寫(xiě)。它采用一種新的錄音技術(shù),在將母帶上的模擬音頻信號(hào)送入HDCD編碼器的時(shí)候,以超過(guò)傳統(tǒng)CD制式44.1KHz/16bit的高解析力編成數(shù)碼信號(hào),此時(shí)產(chǎn)生的信號(hào)將多于普通CD所能容納的信號(hào)。

HDCD編碼器讓多出來(lái)的信號(hào)進(jìn)入以11個(gè)Motorola DSP56001處理器組成的超強(qiáng)電腦處理,以連續(xù)且即時(shí)處理的方式,配合工程師所研究的音響心理學(xué)的影響,將全部信號(hào)篩選后再分成傳統(tǒng)的CD音軌所能容納的部分和超出的信號(hào)部分,HDCD編碼器將后一部分信息放在傳統(tǒng)CD的隱藏式指令軌里面,以便能與現(xiàn)有的CD系統(tǒng)相兼容。

因此HDCD解碼芯片PMD100包含有兩個(gè)部分,一部分是數(shù)字濾波,另一部分是HDCD解碼。在播放普通CD唱片時(shí),HDCD解碼部分是不工作的,此時(shí)的PMD100可看作一片高性能的數(shù)字濾波器,其音質(zhì)優(yōu)于現(xiàn)在廣泛使用的NPC系統(tǒng)的數(shù)字濾波器。當(dāng)播放以HDCD方式錄制的CD片時(shí),PMD100中的HDCD解碼器會(huì)自動(dòng)檢測(cè)到CD片隱藏式指令軌中的信號(hào),并將之還原成高分辨率信號(hào),經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)換輸出,即可感受到高分辨率CD的獨(dú)特魅力了。
普通CD機(jī)可以播放HDCD碟片,理論上比播放普通CD音質(zhì)要好。但要享受真正HDCD的魅力需要購(gòu)買(mǎi)帶HDCD解碼的CD機(jī)。
▎DTS-CD,讓環(huán)繞聲再現(xiàn)于音樂(lè)中
DTS-CD,顧名思義就是DTS音軌的音頻Audio-CD。其存儲(chǔ)方式與一般的音樂(lè)CD相同,都是16bits、44.1kHz 采樣頻率。但是DTS-CD中紀(jì)錄的實(shí)際內(nèi)容并不是普通CD的PCM采樣信號(hào),而是DTS編碼的音軌信號(hào)。由于DTS-CD文件記錄形式與普通CD兼容,因此它也就與音樂(lè)CD一樣可以用普通的方法復(fù)刻、制作和播放。

DTS-CD需專(zhuān)用解碼芯片。不過(guò)現(xiàn)在市面上幾乎所有的DVD機(jī)都支持DTS(同軸電纜或者光纖送給功放解碼,或者直接用DVD機(jī)內(nèi)置的解碼芯片解碼),所以DTS-CD大多數(shù)人都可以用。傳統(tǒng)的CD機(jī)不能放,放的時(shí)候只有沙沙沙的聲音。
▎曇花一現(xiàn)的DVD-AUDIO
1999年3月,DVD聯(lián)盟指導(dǎo)委員會(huì)通過(guò)的DVD-Audio(簡(jiǎn)稱(chēng)DVD-A)的1.0版本,并于8月最后定稿DVD-A音頻格式。DVD-AUDIO是與DVD Video尺寸容量相同,是音樂(lè)格式的DVD光盤(pán)。它采用與過(guò)去CD相同的“PCM線(xiàn)性“錄制,或采用由英國(guó)Meridian所研發(fā)的"非刪減式壓縮技數(shù)MLP”。 DVD Audio支持多種數(shù)字訊號(hào)格式,其允許的位有16位、20位、24位三種,多聲道模式最多達(dá)6聲道。可以實(shí)現(xiàn)數(shù)字環(huán)繞三維高保真音響效果。

DVD-AUDIO需要專(zhuān)用的帶DVD AUDIO解碼的DVD才能放。如今中低檔的有DVD-AUDIO解碼的DVD機(jī)只比同檔次的普通DVD機(jī)貴幾十錢(qián)。

▎發(fā)燒友追崇的XRCD
XRCD是采用日本JVC公司開(kāi)發(fā)的K2接口,包括了Mastering設(shè)備、制造工序、硬件與理論等多方面成果。這一技術(shù),在CD制作的各個(gè)環(huán)節(jié)都以獨(dú)創(chuàng)的主時(shí)鐘系統(tǒng)對(duì)時(shí)基進(jìn)行控制,使CD制版的抖晃失真系數(shù)以及玻璃母模的組誤差系數(shù)有大幅降低,制版精度相應(yīng)地則有大幅提高,從而使CD制作中的保真度有了很大的保證。

XRCD可以說(shuō)是完美的16bit,不需要任何附加設(shè)備,在任何一部唱機(jī)上都能表現(xiàn)出CD的最高音響效果來(lái)。JVC公司為了保持XRCD品牌的優(yōu)勢(shì),在選擇母帶品質(zhì)上極為嚴(yán)格,而且對(duì)母帶的XRCD再制作、刻母盤(pán)、壓片等各工序都有嚴(yán)格的要求,加之技術(shù)保密等原因,JVC公司嚴(yán)格規(guī)定只能在本公司的本土的定點(diǎn)制作室及定點(diǎn)工廠加工生產(chǎn)。

由于這些特性,即使是以數(shù)字對(duì)數(shù)字的刻制母盤(pán)這樣嚴(yán)格方式進(jìn)行非法復(fù)制,加工時(shí)不使用XRCD技術(shù),XRCD的優(yōu)勢(shì)也將毫無(wú)顯現(xiàn)。因此XRCD又被稱(chēng)為是“不能被盜版的光盤(pán)” 。普通CD機(jī)可以播放XRCD碟片,但從網(wǎng)上BT下載的XRCD大多沒(méi)有真正的XRCD效果。
▎高規(guī)格的SACD
1999年,索尼和飛利浦公司合作開(kāi)發(fā)的一款具有全面取代CD音源實(shí)力的數(shù)碼系統(tǒng)——SACD,全稱(chēng)為Super Audio CD,即超級(jí)音頻光盤(pán)系統(tǒng)。SACD采用DSD數(shù)字錄音技術(shù),它的頻率范圍和動(dòng)態(tài)范圍均優(yōu)于CD。SACD是一種新型的光盤(pán),它不是CD格式,而類(lèi)似DVD光盤(pán),播放時(shí)需使用SACD專(zhuān)用的播放設(shè)備。其硬件結(jié)構(gòu)是在DVD的前身MM-CD高密度光碟上發(fā)展起來(lái)的。

它一種單面雙層結(jié)構(gòu)的碟片,直徑為12cm,厚為1.2mm,外觀與CD片一樣。最早露面的SACD只有單面雙層一種結(jié)構(gòu):上層為CD層,與CD片的物理結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)完全一樣;中間0.6mm處分了一層HD層,這里的物理結(jié)構(gòu)與DVD一樣,數(shù)據(jù)為SACD的高品質(zhì)音頻結(jié)構(gòu),但音樂(lè)內(nèi)容與上面CD層一樣,最多也只能放74min(分)節(jié)目。

SACD的信號(hào)采用一種叫1bit直接數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)(DSD)的技術(shù),采樣頻率達(dá)到了2.8224MHz(大家可用乃奎斯特定理算算這是一個(gè)什么樣的概念)。它聲音的清晰度、信嗓比、動(dòng)態(tài)和頻響都遠(yuǎn)高于現(xiàn)行CD標(biāo)準(zhǔn)。

CD機(jī)可以播放SACD,讀取CD層上的信息,還原出CD品質(zhì)的聲音。原CD片也可以放入SACD播放機(jī)中播放,像DVD播放CD一樣,放出的也是CD品質(zhì)的聲音。但要享受真正SACD的魅力需要購(gòu)買(mǎi)帶SACD的CD機(jī)。但是,如同DVD-Audio一樣,SACD唱片的價(jià)格偏高,專(zhuān)用的播放器材也不便宜,不利于高格式CD的普及。
▎結(jié)語(yǔ):
從曾經(jīng)的16bit/48kHz、24bit/96kHz到如今的24bit/192kHz、48bit/192kHz,音頻技術(shù)在發(fā)展,光盤(pán)音頻播放技術(shù)也在發(fā)展。隨著B(niǎo)lu-ray(藍(lán)光)技術(shù)的普及,越來(lái)越多的音樂(lè)愛(ài)好者開(kāi)始把目光轉(zhuǎn)移到藍(lán)光碟的作品中。藍(lán)光碟擁有的巨量?jī)?chǔ)存空間,可以?xún)?chǔ)存多聲道以及更高品質(zhì)的無(wú)損壓縮音頻,在聲音表現(xiàn)上比傳統(tǒng)CD或者SACD有更出色的表現(xiàn),但是在播放設(shè)備和音樂(lè)內(nèi)容上,還有許多突破點(diǎn)和發(fā)展空間。