August 26, 2010
amadeusmusic 在天空部落發表於 15:58:01
HDCD技術簡介：
太平洋音響軟件公司的HDCD（高清晰兼容數碼CD）數碼錄音技術運用了一套複雜的編碼/解碼系統，大大地減小了數碼錄音過程中普遍存在的「添加失真」和「丟失性失真」，而且又與現有的CD格式兼容。採用HDCD技術製作出的CD在普通的激光唱機上播放時具有更高的保真度。只要在一台普通的激光唱機上加入一塊HDCD解碼芯片，採用HDCD方式編碼的CD將給我們帶來前所未有的高保真音效。更奇妙的是，裝上HDCD解碼芯片後，連未經HDCD編碼的普通CD的音質也能顯著提高。
HDCD技術的高保真音質是怎樣達到的呢？原來，它先找出存在於數碼重播過程中的不明原因的失真來源，再加以糾正。數碼重播的失真源之一是來自模擬數碼轉換以及數碼模擬轉換這兩個人工環節所引起的「添加失真」，其二是來自目前錄製的標準：44.1千赫、16比特PCM取樣所引起的「丟失性失真」。HDCD技術有效地消除了「添加失真」——同時又將「丟失性失真」中丟失的信息加以補償。因此，以HDCD技術製作出的錄音在解析度和失真度上，都足以和最優秀的模擬母帶相媲美，甚至更有過之。同時，它又能和現存的激光唱機和家庭音響系統完全兼容。
HDCD技術的主要關鍵在於它的編碼器中。這一編碼器已經能被做在一塊成本低廉的集成電路芯片中。
專業HDCD編碼/解碼器符合AES/EBU工業標準，與所有的44.1千赫、16比特PCM數碼錄音設備兼容，並能與20或24比特編輯系統及數碼工作站兼容，包括流行的「音響解法公司」（Sonic Solutions）的產品。
從技術上說，HDCD技術的流程可以這漾加以描述：模擬聲音信號先被讀入HDCD編碼器，在編碼器中被轉換成相應的數碼信號，而且在這一轉換中，取樣頻率高於44.1千赫，字節長於16比特。因此，這一高解析度的數碼信號包含比普通CD上的信號多得多的信息。接，運用DSP技術（用到11塊摩托羅拉56000系列的處理芯片）對這一高解析度信號進行連續性的實時分析，以便確定在那些多包含的信息中，哪些才是人耳能感知到的。這一分析過程至關重要，運用了太平洋音響軟件公司根據心理聲學和人聽音原理而開發出來的特殊算法。
一旦人耳能感知的那部分高解析度信號被找出來，HDCD編碼系統用兩種方法將此信號壓縮成常規的16比特、44.1千赫線性PCM信號。
一部分信息被直接編碼成線性PCM數碼信號，另外一部分被編碼成隱藏的控製信號。這部分隱藏的控製信號是聽不見的，對可聞的聲音信號也沒有任何影響。當經過HDCD編碼的聲音信號在普通的音響系統上重播時，附加的線性PCM信號將會使我們明顯地感覺到它的音質比普通CD好，而當它在一台帶有HDCD解碼器的音響系統上播放時，隱藏的控製信號就起作用了。它告訴HDCD解碼器，這一信號是經過HDCD編碼的特殊信號，從而啟動解碼器的解碼功能，精確地還原出高解析度的信號。這一信號隨後以20比特、8倍超取樣的方式輸出到激光唱機中的數碼模擬解碼器。由於HDCD解碼器取代了常規的單片數碼濾波器，在播放普通的CD時，它也起數碼濾波器的作用，而且性能較一般的數碼濾波器更為優越。
HDCD技術的優點：
13年前，當激光唱片出現在大眾消費品市場上，它採用的44.1千赫、16比特PCM格式是受當時硬件水平的限製和成本的控製，不得已而為之的。
從那以後，數碼錄音技術有了翻天覆地的變化。然而，由於所有的激光唱機、激光唱片、數碼錄音設備都是照這個老格式製作的，整個錄音圈仍採用13年前的那套老格式。儘管新的格式從技術上說已完全可以投入使用，但積重難返，不管新技術多麼優越，都不可能動搖現存老格式的巨大根基，因而遲遲不能進入市場。
儘管事實是如此 ，但在專業錄音圈裡，在音響發燒友中，仍有一部分人堅持認為，現有的數碼錄音格式不能記錄足夠的信息，重播音樂的準確性不夠。
一個具有諷刺性的事實是，許多30多年以前的模擬錄音或者黑膠唱片比現在的先進數碼錄音更有活生感，更加逼真。許多人擔心，在將來的人看來，即使現在最優秀的錄音工程師們的天才也遠非完美。
HDCD技術解決了這一令人左右為難的問題。它是一種比最好的模擬錄音更逼真、忠實的數碼錄音技術，但同時又能與現有的數碼音響系統兼容。這一技術很容易就進入了音響市場，因為它沒有廢棄現有的音響系統。
唱片公司馬上能從中得益。它使用HDCD技術能製作出音質更為優異的錄音，使它們的產品更具商業價值。現有的數碼錄音、光學製模技術、CD壓片設備都能繼續延用。不會因HDCD而廢棄。
同樣，激光唱機和解碼器的製造商將會運用HDCD技術製造新一代產品，並從中得益。由於HDCD的音質更高，製造商們從中所獲的利潤也會比生產現有激光唱機的利潤更高。這些運用HDCD技術的產品會得到消費者的歡迎，因為他們親耳體驗到了HDCD給音質帶來的進步。在普通的激光唱機上播放HDCD編碼的唱片時，音質有提高，在加裝了HDCD解碼器的激光唱機上播放普通CD時，音質也有提高，在裝有HDCD解碼器的激光唱機上播放HDCD編碼唱片時，音質更是突飛猛進。
對音響發燒友和普通消費者來說，HDCD技術使他們能享受到更逼真的音樂，如果他們的激光唱機安裝了HDCD解碼器，這一享受將更趨完美之境。
有了HDCD技術，錄音師能捕捉到音樂表演中的更多細節，更忠實地重現音樂演奏藝術的妙處。
作為HDCD技術的發明者，太平洋音響軟件公司感到無比驕傲，因為這一技術將把偉大音樂家們的天才表演完美地保存下來，並傳播到天涯海角。
HDCD技術的前景：
激光唱片是當今最主要的音響傳播媒體，由於現今世界上所有的激光唱片和激光唱機都是根據老的格式製作的，無法從根本上加以改動，看來至少在未來十年內，現有的格式仍將一直延用下去。假如HDCD技術能得以廣泛應用，克服現有格式的種種缺陷，那麼這種可能性就更大了。
一旦低成本的波長更短的激光二極管被發明出來，能更精確地讀取光學信號，播放時間更長的CD或數碼影碟會很快進入市場。HDCD技術將會與這些新產品直接兼容，並使之受益。
最近，幾種運用數據壓縮技術的數碼音響格式出現在市場上，但都不能與現有的CD格式兼容。這些技術包括荷蘭飛利普公司的DCC（數碼盒帶）、索尼公司的MD（微型唱片）以及幾種DAB（數碼廣播系統）。由專家進行的對DCC和MD的一項調查表明，DCC和MD的音質比CD還不如。
既然如此，考慮到現有的大量激光唱片和激光唱機，我們不得不認為DCC和MD不會在市場上取得大的成功。它們的主要優勢在於能在家庭中方便地錄製音樂。對CD的使用者來說，這一功能只有CD-R才能實現，但CD-R只能錄一次。（可反複擦錄的CD-R很快就會出現了。）無論如何，DCC、MD、DAB和其它新產品，不管是否使用了數據壓縮，都以線性PCM錄製的母帶為音源，因此HDCD都有用武之地。
展望將來 ，無論數碼音響系統將會採用何種形式，數模轉換過程中的一些基本方面是不會變的。由此可見，HDCD技術的廣泛實用性意味它能對任何形式的新產品作出貢獻，決不會被淘汰。
HDCD技術的表現：
HDCD技術的表現可以從兩方面加以衡量：音響質量、與現有音響系統的兼容性。
太平洋音響軟件公司在發展這一技術的過程中顯示出了它的雄心壯志。這就是，在整個HDCD技術的運用過程中，從編碼、錄音、重播到解碼，音質水準不允許有任何可聞的降低，與原始錄音保持嚴格一致。現有普通CD的製作過程是這樣的：模擬母帶被送入標準的44.1千赫、16比特的錄音/重播設備，加以轉換，結果是，處理後轉換出來的數碼信號又乾又硬，無法與模擬母帶相對比。即使是第一代HDCD的聲音也比它好得多。經過多年的實驗和改進，太平洋音響軟件公司終於達到了它的最終目標。
由於HDCD技術的共同發明人凱斯‧莊遜本人是一位錄音師，為「RR」、「喇叭花」等唱片公司製作了很多備受推崇的錄音，太平洋公司得以任意使用莊遜先生的模擬母帶，作為音質參考的標準。這些模擬母帶是用一台由莊遜先生親自設計的錄音機上錄製的。它的調製噪音極小，不飽和的高頻響應超過40千赫。在錄音時，還使用了經莊遜先生設計或改裝的特製電容式麥克風。這樣製作出來的錄音可以說達到了當今世界的最高水準。為了監聽的需要，一台由莊遜先生設計的速度極快的放大器（頻寬達2M赫茲）推動一對高解析度的使用陶瓷球頂高音單元的監聽揚聲器，通過不會產生任何可聞噪音的低損耗切換開關，對直接饋入放大器的模擬母帶和在懷入放大器以前先經過HDCD數碼錄音/重播系統的母帶進行即時對比。
今天，即使是莊遜先生那樣聽覺靈敏，而且對自已製作的錄音瞭如指掌的「金耳朵」，也聽不出這兩種聲音的區別。
此外，在技術開發的每個環節中，未經解碼的HDCD錄音也經過仔細的監聽，以保証在普通設備上播放時，它也能有優良的、毫無數碼聲的重播效果。
應該指出的是，這一技術開發對數碼系統來說具有雙重的難度，因為一般來說，數碼處理後的音質總要比原始的模擬母帶有所降低，我們又做了這樣一個實驗；用同樣的麥克風，接入兩套錄音系統，一套是模擬式的，用模擬母帶，一套是數碼式的，用HDCD數碼母帶，將模擬母帶和HDCD數碼母帶做對比，結果竟然顯示：數碼系統的表現更好！
HDCD技術的競爭對手：
在HDCD技術以前，家用數碼音響系統的音質一直在不斷進步中，但這些技術進步都仍維持著現有CD的格式。到目前為止，市場上仍沒有一種音響系統從根本上改變這一格式．有趣的是，CD的發明人之一索尼公司以前曾為了商業宣傳的需要把CD吹捧成「永遠完美的聲音載體」，現在卻公開承認了現有CD格式的缺陷，並推出了一種名叫SBM（超級比特程序）的新技術。索尼宣稱SBM技術用２０比特對聲波進行取樣，然後用噪聲整形算法把２０比特信號轉換為１６比特信號，因而能大大提高CD的保真度，降低噪音和失真。事實上，索尼公司採取的這種噪聲整形技術早已在HDCD技術的研究過程中被充分探討過，最終沒有被太平洋公司所採用，因為它不能使音質有足夠的提高．SBM技術僅僅提供了比一般錄音稍好的振幅解析度，和它比較，即使是未經解碼的HDCD錄音也在振幅解析度和頻率解析度上遠遠勝出，並且還能消除SBM未能消除的其他各種添加失真。
下一代的數碼音響：
位於美國加州伯克斯的太平洋音響軟件公司已經開發出了革命性的HDCD技術（即高清晰度兼容數碼），一舉解決了數碼錄音技術多年以來一直存在的弊端。在1995年紐約AES展覽會和1995年拉斯維加斯的WCES大展上，HDCD讓發燒友們和專業音響工程師們大吃一驚，它的數碼錄音技術所營造出的解析度、清晰度 和自然溫暖的聲音是前所未有的，100多張用HDCD技術編碼的唱片已在全世界發行，其中14張獲得格萊美大獎的提名。
大體上說，HDCD技術有如下優點：
■在帶有解碼器的激光唱機上播放普通的CD時，能獲得更好的音質；
■在普通的激光唱機上播放經HDCD編碼的CD時，也能獲得更佳音質；
■在帶有解碼器的激光唱機上重放經HDCD技術編碼的CD時，獲得令人難以置信的優異音質。
HDCD技術的發明者凱斯．莊遜教授解釋：
「HDCD技術能減少『紅皮書』標準格式的數碼錄音中難以避免的添加失真和信號丟失，經過HDCD編碼的CD即使在普通的激光唱機上播放，效果也比一般CD好，因為HDCD的特殊計算法能糾正信號的失真，減少因採樣頻率和比特數不夠而產生的音質缺陷，假如一個錄音在製作中經過了HDCD編碼，那麼它的空間感和音色的準確性將大幅度提高，加裝了解碼芯片的激光唱機能識別出經編碼的CD，並達到極高的音質水準，透明度、自然活生感都有很大進步，請注意，加裝了HDCD解碼芯片後，激光唱機縱使在播放普通CD時，音質也一樣有提高。
業界人士對HDCD技術的評價摘引如下：
■「儘管在普通的唱機上播放時，這些CD的音質十分優秀，一但用上了加有解碼器的唱機，音質更令人瞠目結舌。……空間感、音場深度大大增強，解析度也顯著提高，噪音則減少了許多，經HDCD技術編碼的聲音信號和莊遜教授獨步天下的模擬母帶的音色不相上下。」
羅伯特．哈利《立體聲》雜誌
■「深度和音色的溫暖都顯著進步，……聲音更圓潤動聽，……或許這就是我感受到的它與普通錄音的最大區別」
約翰．瑙蘭德 加州「紅木數碼錄音室」
■「HDCD技術將成為數碼錄音的標準格式」
《公告牌》雜誌的大號標題
■「有了HDCD技術，激光唱片對人們的音質許諾將向前跨出一大步，趨向完美之境。」
勞倫斯．約翰遜《紐約時報》
