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為什麼電腦的音質會比不上CD機?

2013-11-11 15:19:02  來源: 電腦常識 

  首先CD 機的音質是否比不上電腦?

  這個不一定CD 機雖然在外觀上和電腦大相徑庭但是其結構基礎是一致的電腦當中的 CPU 就相當於 CD 機當中的專用運算處理芯片;電腦中的光驅就相當於 CD 機當中的轉盤系統;電腦中的獨立/集成聲卡就相當於 CD 機當中的 DAC 和 功放電路

  有人會問電腦當中的功能太多CPU 忙不過來是否會導致播放音質惡化?這個大可不必擔心因為從軟件上來看操作系統的「分時復用」技術非常成熟而且通用 —— 即使是你手上的 MP也采用了這項技術想想就明白了 —— MP 是如何做到一邊選擇歌曲看電子小說玩游戲一邊播放音樂的?從硬件來看如果感興趣的同學可以百度一下「鎖存器」正是這個器件使得播放音質與 CPU 同時在進行多少工作幾乎毫無關系

  有人會問 CPU 與 CD 機當中的專用運算處理芯片有何區別其實區別還是比較大的CPU 的功能僅限於通用運算但是 CD 機當中的專用運算處理芯片則集成了更多的功能比如可以將 DAC 和 ADC 單獨拿出來放在專用運算處理芯片上而最新的 iPod shuffle 播放器的專用運算處理芯片甚至幾乎將該播放器的所有電路均集成在了這個芯片的內部外圍除了一些必要的電阻電容以外再也不用其他元器件

  那麼電腦和 CD 機的播放音質區別在哪裡?應該說如果從公平到理論高度的層面上看二者在數字信號處理階段輸出的音質沒有區別但是到了模擬信號時會有一些區別

  什麼是數字信號?什麼是模擬信號?如果拿一首鋼琴曲來說記錄在琴譜上的音符就是數字信號將這首鋼琴曲用鋼琴彈奏出來的就是模擬信號對於琴譜來說節拍多少每個音符的音高多少哪裡該延長哪裡該休止都記錄的清清楚楚但是當鋼琴師在演奏時肯定難以保證一切都按照琴譜來彈這裡我們且排除鋼琴師是在按照自己的感情來诠釋這份琴譜但是彈奏出來的音樂相對於琴譜來說必然會存在失真 —— 按照琴譜來彈奏過程中引起的失真就是剛才談到的從數字信號到模擬信號之間的失真這也是電腦和 CD 機播放音質之間區別的由來

  那麼為什麼說電腦和 CD 機在數字信號方面的音頻信號質量沒有區別?

  因為 CD 上面存儲的內容是數字信號數字信號是什麼?數字信號就是 構成的序列 就是 就是 無論是從光驅上讀到硬盤中還是從網絡上下載到電腦裡這樣的序列都不會改變大家簡單想一下如果一個文件在傳輸過程當中 出現了錯亂會是怎樣的情況?這意味著你將一副圖片傳到網上發現這幅圖片的內容完全不一樣了;你發一封郵件給別人結果那個人收到的郵件中一般內容正常另一半內容卻是亂碼;你將自己的一篇文檔從 C 盤復制到了 D 盤結果裡面的文字全部錯亂 所以你認為能夠說出「兩個完全相同的文件一個字節的差異都沒有!但二者的音質就是不同!」這種話的人是怎樣的發燒友?說不得我也只好對 @負二 來一次人肉碾壓了[]

  按照 CD 音頻格式的統一規范《紅皮書》制定的標准[]簡單地理解就是 —— 大家有注意到播放音樂時音箱的鼓膜在不停地振動麼?將一秒鐘平均分為 然後每經過 /測量一下此時鼓膜的位置將其轉化為由個要麼是 要麼是 的數字組成的序列這樣每秒鐘就會得到一個由 x 或者 構成的數列[]而因為這個序列已經記錄並約束了鼓膜在該時刻下應有的位置可謂是最嚴格的「樂譜」而一份「樂譜」的記錄和復制傳遞過程又怎麼會受到 jitter 的影響?

  「 jitter 無處不在無所不能」可謂是「資深燒友」忽悠新燒友的萬古長青的法寶但是如果現在回過頭來總結在模擬音源的 LP 時代LP 唱片的轉速確實對播放出的音質有很大影響因為模擬音源的播放過程就像一首鋼琴曲從唱針上一步步走到喇叭口移動地忽快忽慢確實會導致較大的失真;但是在數字音源的 CD 和 MP 時代唱片上的內容已然變成了樂譜而不是直接被記錄下的鋼琴曲傳輸地忽快忽慢並不要緊只要不會對樂譜上的記錄造成影響就行 —— 你要問為什麼我確定肯定沒有影響?想想看同樣的一張紙上面寫程序代碼可以讓你從光盤上正確地安裝一個操作系統;上面畫圖可以讓你從光盤上拷貝出完全正確的一張張圖片而不必擔心存在失真問題;那麼為什麼同樣是用 代碼寫成的「樂譜」從光盤上拷貝出來就會有各種問題?如果不去指出這些「資深燒友」的錯誤就只能繼續看著他們污蔑數字信號處理領域的技術人員專家[]

  對於 jitter 引起的影響總結一下就是 —— jitter 確實無處不在但並非無所不能在數字音源時代至少在純數字信號處理階段 jitter 對音頻信號質量不會造成影響

  如果做一個比喻的話在模擬音源時代從音樂家演奏出音樂相當於整個錄音過程開始錄音仿佛開著車走上了一條鄉間小道錄音階段播放階段一直都在這條小道上跑這輛車則一直在老化——但是在數字音源時代工程師在從錄音階段到播放器的數模轉換器輸出這一階段鋪上了高速公路雖然這輛車仍然需要上高速下高速但是在高速公路上這輛車可以保持原樣一直開下去而這條高速可以是 CD 光驅可以是硬盤可以是網絡

  接下來電腦和 CD 機的音質區別具體受到哪幾方面影響?

  上文已經反復強調過從數字信號到模擬信號之間的失真是電腦和 CD 機播放音質之間區別的由來從數字信號輸出時這樣的 序列依然還是相同的但是由於最終為了將這一信號變成真實的聲音我們還是要將數字信號重新還原成模擬信號這一過程由數模轉換器(DAC)來完成而數模轉換器在轉換過程中則會不可避免地受到 jitter 的影響 —— 但是需要強調的是在對抗 jitter 帶來的失真時CD 機對比電腦來說並沒有任何的優勢CD 高檔轉盤能集成在電路板上的高檔晶振獨立聲卡也一樣可以集成因為這兩者可以通用;此外該處對於 jitter 引起的失真的討論僅限於對部分「燒友」高端言論的駁斥事實上jitter 能引起的失真相比其他由電路本身產生的失真要小得多以至於可以將其帶來的影響忽略掉

  比起 jitter 能帶來的音質上的影響放大電路帶來的影響明顯更大一些由於放大電路元器件自身的技術限制對於數模轉換器輸出的信號無法做到理想的線性放大而在這一方面高檔的 CD 轉盤或可以戰勝電腦——因為高檔的 CD 轉盤可以擁有更大的空間來安置放大電路靜電隔離也可以做得比安置在機箱當中的聲卡更好但這都是針對數千元及以上的高檔產品來說的對於便攜 CD 機來說為了延長其因為電池供電而帶來的可憐的續航時間提高放大電路的性能並不是首要的目標 —— 首要的目標是如何降低放大電路的功耗而對於電腦來說則完全不用考慮功耗的問題 —— 當然也不能說一點都不用考慮(沒人會瘋狂到在電腦聲卡上搞一個純甲類功放)但是相比便攜設備電腦的輸出功率比它們更高這一點是肯定的因此說千元以內的獨立聲卡音質可以「秒殺」同價位隨身 CD 並無不妥之處同價位的 CD 轉盤 我不太明白請問您是在說 VCD 嗎親?

  最後需要討論一下高檔的 CD 機相對低檔的 CD 機音質有提升嗎?

  讓我們返回最開始的問題一定會有人有疑慮說為什麼一定能保證光盤上的內容能夠 % 正確地拷貝到電腦中?像很多有劃痕的光盤不是就不可以麼?

  確實我們少考慮了一個因素就是對於已經有嚴重的物理磨損的光盤來說真的確實會存在讀取上的困難而對於質量很差的光盤來說讀取錯誤也是很常見的問題雖然這種情況對於正常磨損的光盤來說很少見但是也不是沒有雖然 CD 標准在制定之初已經設置了雙重糾錯機制能夠發現光驅在讀盤時產生的錯誤並修復它們但是依然無法保證所有的內容都可以被正確還原

  那麼高檔的 CD 轉盤的價值體現在哪裡?首先正如以上所說高檔的 CD 轉盤作為一個播放器的整體雖然在數字音源階段與電腦差異不大但是在轉換成模擬信號過程中擁有自己獨特的優勢;另一方面在讀取有嚴重的物理磨損的光盤時高檔的 CD 轉盤因為其機械結構用料更加考究設計更加穩定可以最大限度地將正確的信息從光盤中讀出

  但是還是需要認清一點那就是相對於軟件上的校驗碼糾錯機制[]機械上的考究用料和更優化設計所起到的作用幾乎微乎其微 —— 要知道即使是讀取一張正常的光盤軟件的校驗機制每秒鐘都在後台默默地發現並修正上百個錯誤如果沒有該機制的保證CD 光盤幾乎無法得到普及從這個角度上講通過機械上的改進來提高讀取質量較差的光盤的質量順便大幅提高產品售價是技術上的需求驅動還是商業利益上的運作考慮?我想顯然是後者的成分更多

  CD光盤的軟糾錯是一個非常重要的內容雖然其深奧程度並不高現在的研究生數字信號處理課程當中就有講到其原理[]但是絕大多數「燒友」還是在憑借自己的想象來猜測 CD 的解碼過程甚至有「燒友」說電腦光驅的糾錯就是靠反復讀取同一個位置看讀到「」和「」哪個多一些來判斷這個位置是「」還是「」 —— 可悲的是這種簡單而錯誤的理解恐怕會博得絕大多數「燒友」們的贊同真正能有幾人能靜下心來參透 CD 的解碼過程從而了解真實的 CD 糾錯機制是怎樣的?真正的音頻領域專家和開拓者們設計出來的天才般的機制先被簡單而粗暴地曲解[]然後再披上一層風馬牛不相及的外衣在商業利益的驅使下由愛好者們構成的論壇從交流真科學到偽科學橫行浮躁的發燒界就是這麼樣一步步地墮落下去


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