LP、CD格式里的几点总结和几点容易理解错的概念 [复制链接]

qiguang 在 2005-11-23 19:41:12 发表的内容

felixcat 在 2005-11-23 15:56:12 发表的内容 2. 是否说数码取样就一定没有误差？ 当然，器材、硬件所带来的测量误差肯定会有的，不过我们先不考虑器材的性能。我们来看看CD的取样格式理论上会有什么误差。 理论上误差只有一个，称为“量化误差”。具体是什么意思呢？上面我们说过要为这种“变换”取参数吧，所以我们现在就去参数。 我们每秒要取44100组参数，每组参数包含两个数字：时间和该时间信号的振幅。时间好办，因为时间间隔是我们来定的，所以我们能够精确地100%写下准确时间。但问题是信号的振幅却由不得我们来定，我们只能去观察它。 计算机只会认二进制的数字，并且由于光盘是由容量的，它不可能记录无穷多的数据。所以在CD格式里面，我们限定对于振幅，我们用16位的二进制数码去表达。在模-数转换的时候，比如说通过测量，我们预先知道这个母带里面最大电平的绝对值在1V以内，所以我们可以用000000000000来表示-1V的电平，111111111111来表示1V的电平，然后在-1V到1V这个区间内，平均分成65536份，这样就在-1V到1V之间定出65536个点。测量振幅的时候，我们看振幅的数值距离这65536个点中哪个最近，我们就把这个振幅记录成这个点的数值。 因此可见，这有点像“四舍五入”，误差就来源于此。不过这也不能责备数码模式，因为我们不可能完整地记录下某些小数，比如说圆周率，就算给你无穷多张白纸，你也永远写不完圆周率小数点后的所有数字。 对于模拟技术同样也有这个问题，比如说让你在LP上刻一个振幅为圆周率的信号，我们也绝对刻不出这个精确的振幅，我们只能说，我们刻出来的振幅，和圆周率十分十分接近。 量化误差对音质是否会有影响？这当然是会有影响的，毕竟你测量变换参数的时候没有正确记录下来，那么由这些带有误差的参数还原出来的信号肯定是会和原先的有些不同了。 问题是，这些影响听觉能否听出来，程度有多大？这就只能看每个人自己怎么看了。有的人说，上面举的这个例子里这个误差最多也就0.00003V，小菜一碟，没关系，人家LP刻盘时机械、材料的误差比这大十倍、上百倍呢——这当然OK；但有的人说：不行，我就是认为CD的声音就是因为这0.00003V而不好，不管失真有多大，我就是觉得模拟的好听——这也OK。选择谁并不要紧，关键是自己选择自己喜欢的就行了。 （未完待续）

虽然每一个取样信号误差只有0.00003V，但别忘了，这只是在65536份之一秒内这么短的时间内发生的误差，想一想累积起来在一秒种内产生的误差是这个误差的几倍，而一秒钟在我们耳朵上产生的听感只是一瞬间。

还有不管数码信号采用什么手段来还原信号，它永远是以一种时间片的方式来产生信号的，只有尽可能接近于原有信号而不可能产生原有信号的副本（哪怕是有所失真的副本）。

qiguang 在 2005-11-23 16:58:43 发表的内容

enrique 在 2005-11-23 11:42:59 发表的内容 错, LD 影碟的影像部分使用MPEG, 和VCD一样,只是码率要高些.看上去比VCD好多了. MPEG 是典型的数字信号压缩存储的例子.

请你查找一下关于LD方面的资料再发言，以免误导别人。LD无论视频还是音频都不是使用MPEG标准，原来的LD影碟是影音全部使用模拟技术，但到后来为了兼容CD，又出了一种CDV标准，就是用影碟机能够播放CD，同时在LD碟片上增加了数字音轨（是和CD一样的音轨，不是MPEG数据），但影像部分还是使用模拟信号。

vv 在 2005-11-23 19:47:36 发表的内容

松香味 在 2005-11-23 19:40:54 发表的内容 VV 在 2005-11-23 19:10:31 发表的内容 [quote]felixcat 在 2005-11-23 17:41:33 发表的内容 并且，我发现有一些LP爱好者有时会这样说：听某张LP的时候，里面高潮乐段很“爆棚”，所以觉得LP的动态范围实际应该很大。造成这个错误结论的原因是，没有理解好动态范围的定义。 大声、爆棚和动态范围并没有任何联系。 -------------------- 说到实听终于可插上一句半句了，平常听CD时我们容易发现，高潮乐段很响（爆棚，但音声缺实体感），平面，缺起伏。。。。面前一层薄雾。指标--------迷惑（VCD指标也不错呀，为何不好声呢）

这种情况，多数是功率放大器极其后的问题，如；功率放大器功率不足、动态性能不好、大功率下失真、阻尼系数不够高、包括音箱能不能承受那么大的动态等等因素造成。

VV 在 2005-11-23 20:12:13 发表的内容
MBL
怎么没了下文？

felixcat 在 2005-11-23 12:12:01 发表的内容
并且假如他这样干，更害苦了使用高级唱头的用户——是人都知道越高级越Hi-End的唱头，声道分离度也就越好，串音现象也就越小，那岂不在重现音场上高级唱头比不上那些有较严重串音现象的中低档的唱头？

科研级旗舰 在 2005-11-23 20:03:20 发表的内容


CD的信息，在从20～20K这个频段里其实已经能很完美的记录声音的波形了，如果能被CD机很完美的读取，解码，输出，声音其实相当不错了－－－－关键到最后才还原了多少？有人说CD衰声这不是CD本身的错，数字技术和电子技术的进步，CD机越来越好声，所以以前的CD片子听起来会感觉变好了

那为什么又要搞SACD,DVD-A呢？当时指定CD的红皮书技术标准时，对人耳的听音心理学研究得很不够，认为20K以上的信息记录毫无必要，到后来才发现是一大失着，或者说当时CD的开发者认为这是很完美的音乐载体，实际上却只能满足普通人而不能满足发烧友的听感，等到发现问题想要再提升格式时，无奈CD已经大量发行，改格式已经不可能了，所以干脆直接做SACD,DVD-A

有理由相信，对于SACD来讲，如果其理论上的声音元素能被大部分很好的还原，绝对能满足绝大部分人的要求了－－－前提是母带的声音就要好，早期的模拟录音因为母带老化和D/A转换的因素在先天上就差了DSD DIRECT一些：） 要温暖感？没问题，母带工程师完全可以作出来，至于高频延伸，空气感，那是DSD的优势，根本毫无问题

enrique 在 2005-11-23 15:56:32 发表的内容
对，很多朋友也是非常怀疑采样定理，就是数字信号分析的基本定理。如果要获得信号的全部信息的话，至少用两倍频率进行采样。

实际在数学上可以证明，任何信号都可以经过傅立叶变换为各种正弦频率的叠加。因为普通人耳最多能听到20Khz的信号，所以按说用40Khz的采样频率就可以采样到足够的信号，然后通过变换重新把20Khz的模拟信号重现出来。 这样的问题就是超过20Khz的信号全被砍掉了，但20Khz以内的信号如果采样正确的话可以完全被重现。这样的话，虽然比如钢琴的一个高音是10Khz，但他有20Khz, 30Khz, 40Khz 的泛音，就只有基音和倍频的20Khz能在CD上保存下来，30khz, 40Khz的泛音都丢失了。但同样因为LP 在15Khz以上幅频特性就严重衰减，所以实际也无法还原20Khz, 30Khz, 40Khz 的信号。


当然物理实现和数学理论稍有差异，不可能全部理想化，所以CD声不也受时基误差的影响吗？ 不过时基误差其实对于LP更是不可克服的问题，只不过 LP其他问题更严重，所以时基误差的问题体现不出来。

enrique 在 2005-11-23 9:36:49 发表的内容
我觉得楼主并不是说谁好听的问题，而是说谁更保真，就是谁更HiFi，而后面跟贴多半说LP更好听。有点偷换概念。

录音的问题因素太多，和本题不符，不如说CD和LP哪个更接近母带？ 这才是谁更保真的说法。至于母带是否和现场一致，那是另外一种说法了。没有的东西你变不出来，母带上没有的细节，LP更无法变出来。所以LP和CD都比母带差是肯定的。

如果母带上的左右声道分离度是90db以上（母带当然能做到），那么CD至少可以保持这个分离度，而LP就衰减到 40db，可谓大大的偏离了母带记录的信息。

felixcat 在 2005-11-23 11:24:24 发表的内容
各位朋友请勿误解我写此帖的本意。此帖意在列举一些客观事实和一些容易误解的概念，这里并不讨论谁好谁不好的问题。两种制式毕竟都是历史上存在过多年并且目前仍存在的事物，没必要硬是得出一个统一的答案。

enrique 在 2005-11-23 11:42:59 发表的内容
错, LD 影碟的影像部分使用MPEG, 和VCD一样,只是码率要高些.看上去比VCD好多了. MPEG 是典型的数字信号压缩存储的例子.

felixcat 在 2005-11-23 17:29:20 发表的内容
3. CD的动态范围大，是否就意味着CD听起来“更响”？

这也是一个比较容易误解的概念。首先看看动态范围是的定义。

动态范围是：最大电平和最小电平的差，单位是分贝。理论上CD可以容纳96分贝的动态范围。

动态范围大，意味着最大电平和最小电平的差比较大，但这并不等价于说最大电平一定大，因为可以是“最大电平不大，但最小电平比较小”这种情形。实际上在日常家居里听音响，不管听LP还是CD，我们都是习惯把唱片最大声控制在某个水平，所以这个时候，CD和LP最大声的时候音量都是差不多的，只不过在安静的乐段，CD的音量可以比LP小得多。

那么为什么一般商业LP，全新时候的动态范围也只有40到50分贝呢？原因不是在于最大电平上，而是在最小电平上。由于LP的材料、刻制等种种原因，使得LP的音槽上会附带上一定的额外噪音信息，所以就算LP上什么音乐信号也不刻，我们也能够听到这些额外的噪音，这些噪音的电平并不小，因此LP的最小电平肯定就要大于或者等于这些额外噪音的电平，因此最大 - 最小的值就变小了。

那是否由于CD的动态范围大，LP的动态范围小，那么CD就能够装载更多的细节？——假如是同样的母带，不加任何变动地转成CD和LP，那么的确CD可以装下更多的细节，这就好比现在我有一根长5厘米的棍子，假如把它装进一个长4厘米的盒子，那我只需把棍子砍掉1厘米就行了；但假如要把它装进一个长3厘米的盒子，那我必须砍掉2厘米才行。

但所幸的是，信号是可以压缩的，比如说对于LP，我只需把母带信息里面那些“小声”的信息，提升到电平大于LP的背噪，同时我们保持母带的最大电平不变，那么，我们就可以把这些细小的信号都装进LP里去了。

这样做的确避免了丧失细节，但是另一方面，这样做却改变了声音之间的强弱对比。比如说，可能在某个录音现场，长笛真实的音量听上去大概只有长号的1/8那么响，但可能到了LP里面，由于动态压缩了，所以长笛的音量听上去变得有长号1/4那么响了。但是对于唱片欣赏者，由于他们不可能听过这个录音现场的声音，并且他们也不曾在这个录音里面指挥过乐队或者参加演奏之类的，所以就算声音之间强弱对比有改变，他们也是不知道，并且也不会去关心的。

那么CD是否也要动态压缩呢？理论上来讲对于以往的模拟母带，CD的动态范围已经能够应付很多情况了，但由于各种原因，比如说有些录音的时候，音乐的动态根本不需要这么大（比如说室内乐等），或者录音母带本身有本底噪音，所以这样就使得制作成的CD，它里面关于音乐的动态范围比96分贝要小。并且由于考虑到目前的功放等硬件、还有听音室的环境等等，承受不了96分贝的动态，所以混音工程师有时也会对制作CD的信号作一些动态压缩。但是，总体来讲制作优良的CD都比LP有高得多的动态范围。比如说我在另外一个帖子里面就测试过，Gilels/Szell合作的贝多芬第一钢协的EMI录音，正价版CD，这部作品并不算动态大的作品，我仅仅测试它的第一乐章里面有音乐声的那部分，动态范围就已达到了63分贝（假如算上开头和结尾的静音，动态范围还会大得多呢），这是一个实测数值，对比一下一般LP的40多分贝的动态范围我们就知道：CD不仅仅说到了，并且还做到了。

CD更好的动态范围，不是说听起来“更响”，而是为了使得我们能够欣赏到音乐里面各种乐器的更加正确的强弱对比。

（未完待续）

felixcat 在 2005-11-23 15:56:12 发表的内容
2. 是否说数码取样就一定没有误差？

当然，器材、硬件所带来的测量误差肯定会有的，不过我们先不考虑器材的性能。我们来看看CD的取样格式理论上会有什么误差。

理论上误差只有一个，称为“量化误差”。具体是什么意思呢？上面我们说过要为这种“变换”取参数吧，所以我们现在就去参数。

我们每秒要取44100组参数，每组参数包含两个数字：时间和该时间信号的振幅。时间好办，因为时间间隔是我们来定的，所以我们能够精确地100%写下准确时间。但问题是信号的振幅却由不得我们来定，我们只能去观察它。

计算机只会认二进制的数字，并且由于光盘是由容量的，它不可能记录无穷多的数据。所以在CD格式里面，我们限定对于振幅，我们用16位的二进制数码去表达。在模-数转换的时候，比如说通过测量，我们预先知道这个母带里面最大电平的绝对值在1V以内，所以我们可以用000000000000来表示-1V的电平，111111111111来表示1V的电平，然后在-1V到1V这个区间内，平均分成65536份，这样就在-1V到1V之间定出65536个点。测量振幅的时候，我们看振幅的数值距离这65536个点中哪个最近，我们就把这个振幅记录成这个点的数值。

因此可见，这有点像“四舍五入”，误差就来源于此。不过这也不能责备数码模式，因为我们不可能完整地记录下某些小数，比如说圆周率，就算给你无穷多张白纸，你也永远写不完圆周率小数点后的所有数字。

对于模拟技术同样也有这个问题，比如说让你在LP上刻一个振幅为圆周率的信号，我们也绝对刻不出这个精确的振幅，我们只能说，我们刻出来的振幅，和圆周率十分十分接近。

量化误差对音质是否会有影响？这当然是会有影响的，毕竟你测量变换参数的时候没有正确记录下来，那么由这些带有误差的参数还原出来的信号肯定是会和原先的有些不同了。

问题是，这些影响听觉能否听出来，程度有多大？这就只能看每个人自己怎么看了。有的人说，上面举的这个例子里这个误差最多也就0.00003V，小菜一碟，没关系，人家LP刻盘时机械、材料的误差比这大十倍、上百倍呢——这当然OK；但有的人说：不行，我就是认为CD的声音就是因为这0.00003V而不好，不管失真有多大，我就是觉得模拟的好听——这也OK。选择谁并不要紧，关键是自己选择自己喜欢的就行了。

（未完待续）

felixcat 在 2005-11-24 0:59:53 发表的内容

松香味 在 2005-11-23 20:05:29 发表的内容 felixcat兄； ELP的动态可以达到多少指标？有这方面的资料吗？

LP唱片播放的动态是和LP唱片本身的刻制、品相等有密切关系，所以我们给不出“LP唱片动态范围一定大不过某个值”这个结论，所以ELP也就没有给出它家产品的动态范围 ：）

不过它倒是给出了其他一些技术指标：
20Hz - 20kHz内声道分离度：大于25分贝（这说明肯定在某个频段内只有25分贝了，不然它肯定会写大于30分贝、40分贝之类的）；

失真：使用 DIN 45 543测试碟，对于1kHz的正弦波，小于0.5%；

要注意的是，这些数据都是使用 DIN 45 543测试碟测出来的，这种测试碟是专门高精度制作的，不会考虑到平常商业的LP里的磨损、灰尘、翘曲等等实际因素。

ELP的官方网页：http://www.elpj.com/main.html