1,DSD和現(xiàn)行得PCM截然不同
隨著索尼Hi-Res Audio概念的提出以及近期一些支持DSD解碼設(shè)備的上市，DSD的曝光率似乎又高了起來(lái)，同時(shí)這也勾起了無(wú)數(shù)發(fā)燒友的好奇心，現(xiàn)今有很多廠商都以此作為宣傳和賣(mài)點(diǎn)，聲稱DSD擁有更好音質(zhì)。但DSD倒底是什么？它和傳統(tǒng)的音頻文件比起來(lái)優(yōu)勢(shì)究竟有多大？有沒(méi)有必要購(gòu)買(mǎi)支持硬解DSD的設(shè)備？使用軟件解碼可不可以？由于目前DSD音頻資源以及支持的設(shè)備比較匱乏，因此DSD對(duì)于大多數(shù)網(wǎng)友是比較神秘的，而這些問(wèn)題可以說(shuō)是目前關(guān)注度最高的，也是有很多朋友或多或少擁有的疑惑，也將就這些疑問(wèn)，結(jié)合自己的觀點(diǎn)為大家談?wù)勱P(guān)于DSD的一些事情。
想要了解DSD得先從PCM說(shuō)起
說(shuō)到DSD就不得不提到目前使用廣泛的PCM，而我們電腦中常見(jiàn)WAV格式的音頻文件其內(nèi)部封裝的正是PCM的音頻，蘋(píng)果的OS X系統(tǒng)下則是采用aiff格式來(lái)存儲(chǔ)封裝PCM的音頻。PCM的全稱是Pulse-code modulation。中文是脈沖編碼調(diào)制，是一種音頻模擬信號(hào)的數(shù)字化方法。PCM將信號(hào)的強(qiáng)度依照同樣的間距分成數(shù)段，然后用獨(dú)特的二進(jìn)制來(lái)量化。將音頻模擬信號(hào)轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號(hào)的過(guò)程是一種調(diào)制的過(guò)程，從數(shù)字信號(hào)回制成模擬信號(hào)的過(guò)程則是解調(diào)。
我們都知道音頻信號(hào)是一種模擬信號(hào)，日常使用的PC則是數(shù)字化設(shè)備，內(nèi)部采用存儲(chǔ)的是數(shù)字信號(hào)，因此在PC這些數(shù)字設(shè)備當(dāng)中播放音頻就必須先將音頻進(jìn)行數(shù)字化的存儲(chǔ)，PCM則可以看作是這樣的一個(gè)解決方法，它可以將音頻模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)。上圖的當(dāng)中的紅色曲線代表了一個(gè)正弦波，藍(lán)色的點(diǎn)則是取樣點(diǎn)，橫坐標(biāo)是采樣頻率，縱坐標(biāo)是采樣位深，這樣我們就能從正弦波得到9、11、12、13、14等一組數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)可以被數(shù)字化的設(shè)備輕松識(shí)別，這個(gè)過(guò)程可以看作是一個(gè)PCM編碼的大致原理，同時(shí)也可以解釋為何我們?nèi)粘２シ诺囊纛l當(dāng)中會(huì)注明24bit或是48kHz這些參數(shù)。在實(shí)際應(yīng)用當(dāng)脈沖編碼調(diào)制肯定不會(huì)是那么簡(jiǎn)單的，通常是由專門(mén)的芯片來(lái)完成的，這就是ADC（模數(shù)轉(zhuǎn)換器）。
當(dāng)然我們得到了這些數(shù)字化的音頻信號(hào)后并不能簡(jiǎn)單的將其存儲(chǔ)在CD或是硬盤(pán)當(dāng)中，為了在播放時(shí)能夠識(shí)別不同規(guī)格的PCM還需要為其添加一定的標(biāo)識(shí)或是進(jìn)行分割，因此我們就將PCM封裝成了WAV或是aiff格式，當(dāng)然直接用虛擬信號(hào)采樣得到的PCM體積是比較龐大，通常還會(huì)對(duì)PCM進(jìn)行壓縮，類似于ape、flac、tta等就是PCM經(jīng)過(guò)無(wú)損編碼壓縮后的結(jié)果，而我們常見(jiàn)MP3、aac等則是經(jīng)過(guò)了有損壓縮。
經(jīng)過(guò)壓縮后的PCM在體積上會(huì)有不少優(yōu)勢(shì)，但播放時(shí)需要先將壓縮數(shù)據(jù)解壓成還原成PCM才能過(guò)DAC芯片解碼成模擬音頻信號(hào)供信號(hào)放大器使用。壓縮音頻編碼解碼成PCM的過(guò)程中并不涉及數(shù)字和模擬信號(hào)的轉(zhuǎn)換，一般通過(guò)CPU即可完成，而PCM還原成模擬信號(hào)則需要DAC才可完成，并不能通過(guò)CPU來(lái)進(jìn)行，DAC并不是支持解調(diào)任何規(guī)格的PCM，目前較高規(guī)格的PCM可以達(dá)到32bit/192kHz，而大多數(shù)聲卡當(dāng)中DAC至支持24bit/192kHz的規(guī)格，因此播放時(shí)還需通過(guò)CPU對(duì)高規(guī)格的PCM進(jìn)行向下采樣。
說(shuō)到這里大致可以了解凡事數(shù)字信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換可以通過(guò)CPU等數(shù)字化的可編程設(shè)備來(lái)進(jìn)行，而數(shù)字模擬信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換必須通過(guò)專門(mén)設(shè)計(jì)的DAC、ADC進(jìn)行。
2，DSD的編碼原理以及優(yōu)勢(shì)
現(xiàn)在再回過(guò)頭來(lái)看一下本次的主角DSD，Direct Stream Digital（DSD）是屬于索尼和飛利浦的專利技術(shù)，這也難怪索尼的高端音頻設(shè)備會(huì)支持。DSD和我們現(xiàn)用這些音頻編碼格式最大的區(qū)別就是它是基于PDM（pulse-density modulation）脈沖密度調(diào)制實(shí)現(xiàn)，完全有別于基于PCM的音頻。PDM是通過(guò)密度來(lái)表示模擬音頻信號(hào)的，PDM每次采樣的精度都是1bit，從圖中可以看出在正弦波波峰的位置幾乎都是1，而波谷的位置則是0，因此通過(guò)PDM調(diào)至的音頻信號(hào)并不能通過(guò)現(xiàn)有的基于PCM的DAC進(jìn)行解調(diào)。
目前DSD擁有四種不同的采樣率2.8224MHz(64Fs)、5.6448 MHz(128Fs)、 11.2MHz（256Fs）和22.5792MHz（512Fs）。DSD使用的最多的場(chǎng)合是Super Audio CD (SACD)，這也是目前絕大多數(shù)DSD音頻的來(lái)源，在SACD當(dāng)中采用的是采樣率2.8224MHz的DSD，同時(shí)考慮到體積的需求大約在2005年的時(shí)候還推出了DSD的無(wú)損壓縮格式DST（Direct Stream Transfer），DST同樣是可以直接使用在SACD當(dāng)中。
如果將SACD和CD的參數(shù)進(jìn)行對(duì)比的話，可以看到SACD最大的優(yōu)勢(shì)是在于6聲道音頻的支持以及擁有更高的響應(yīng)頻率，但筆者認(rèn)為SACD的響應(yīng)頻率意義并不大，因?yàn)槿祟惵?tīng)覺(jué)的極限頻率在20Hz-20kHz，超出20kHz的部分人耳完全無(wú)法感知到。但就每秒的比特率來(lái)說(shuō)，SACD當(dāng)中的DSD達(dá)到了5645kbps，而普通的CD則是1411kbps，理論上來(lái)說(shuō)DSD記錄了比PCM更多的數(shù)據(jù)，解調(diào)成模擬音頻信號(hào)時(shí)能夠帶來(lái)更小的失真。如果采用22.5792MHz的DSD的話每秒比特率則會(huì)翻倍至45160kbps，這數(shù)據(jù)量是PCM遠(yuǎn)不能達(dá)到的。
由于DSD采用了和PCM不同的原理進(jìn)行調(diào)制，因此筆者認(rèn)為DSD的大多數(shù)參數(shù)，例如位深、采樣率等和PCM是沒(méi)有可比性的，而筆者認(rèn)為DSD優(yōu)于PCM的方面主要是以下兩點(diǎn)。DSD較大的比特率可以帶來(lái)更加豐富的聲音細(xì)節(jié)，這點(diǎn)對(duì)于發(fā)燒友還是一般大眾都是非常有用的，而高達(dá)20Hz-50kHz的頻率響應(yīng)可能對(duì)普通用戶來(lái)說(shuō)意義不大。
1.DSD能夠記錄更加多的音頻數(shù)據(jù)。
2.DSD擁有更寬的頻率響應(yīng)。
DSD既然優(yōu)于PCM，那為何遲遲無(wú)法普及，雖然DSD知名度并不高但從1999年推出至今也有15年的歷史了，筆者則認(rèn)為主要是因?yàn)橐幌逻@四點(diǎn)，導(dǎo)致DSD普及受阻，就目前的情況來(lái)說(shuō)DSD要想完全普及可能還有很長(zhǎng)一段路要走，可能很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)DSD只是核心音頻發(fā)燒友的玩物。
1.消費(fèi)者缺乏獲取渠道，目前只能購(gòu)買(mǎi)SACD，無(wú)法通過(guò)時(shí)下流行的在線購(gòu)買(mǎi)數(shù)字音樂(lè)方式獲取。
2.原生支持DSD解碼的設(shè)備太少，大多數(shù)情況下只能先將DSD轉(zhuǎn)換成PCM在進(jìn)行播放，無(wú)法體驗(yàn)到DSD的優(yōu)勢(shì)。
支持DSD解碼的美國(guó)Cary Audio DMS-500播放器
3.支持DSD的軟件也相當(dāng)稀少，軟件很少原生支持，需要安裝插件，播放過(guò)程比較麻煩。
4.DSD屬于私有專利，其他廠商跟進(jìn)支持頗有難度。
相對(duì)于PCM來(lái)說(shuō)DSD確實(shí)是能夠記錄更加多的音頻數(shù)據(jù)，理論上在還原時(shí)也能做到更多的細(xì)節(jié)，但由于缺少硬件、軟件的支持以及其他廠商的跟進(jìn)，使得目前DSD無(wú)法被普及，即使你擁有了原生支持DSD的DAC，但因?yàn)镾ACD發(fā)行量很少，導(dǎo)致買(mǎi)不到你想要的音樂(lè)，更何況現(xiàn)在連原生支持的硬件也不多，DSD要走的路還很長(zhǎng)，近幾年之內(nèi)可能并不會(huì)普及。因此建議各位燒友完全沒(méi)有必要盲目的購(gòu)入原生支持DSD的設(shè)備，可能大多數(shù)時(shí)間用不到其DSD解碼功能，更多的還是會(huì)把這臺(tái)設(shè)備當(dāng)作傳統(tǒng)設(shè)備來(lái)用，得不償失。
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