CD与MP3的差别.再论无损格式FLAC与APE!

苍海碧月心

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CD和MP3知识:

正常来说.


CD机是由转盘、解码组成的，高档的通常都做成分体式，甚者两个部分均采用电池供电，为了获得更加纯净的信号。

转盘的责任是绝对平稳且恒定速度的运行，转动CD盘片，同时光头负责一丝不漏的把数字信号全部拾取。

电脑通常都带有纠错，是多次读取的方式，而这样会增大盘片的速度，增加抖晃率，导致误码增多、失真。所以CD一般都是单倍速。

解码器的责任是把转盘送来的数码转变为模拟信号，这里存在绝对的时基误差，就是解码需要一定时间，这时间越长误差越大。

但可以看出CD是以拾取信号的形式进行音乐播放!

MP3上边所存储的仅仅是数据方式的文件.以数位解码的方式通过有规律地辩识格式来进行相应的解码来进行音乐播放.

MP3仅仅是解码出某个数据的声音.对于声音本身的修正和增添只能通过某种算法.这也就是我们常常听到的音效.

音效是在播放时侯同过主控芯片同时加载某种音效的算法全新对该文件进行临时的缓冲播放.

这一点使得在应用音效的同时增加了电池的消耗问题和加大了MP3播放器的负担.

而且音效可以说基本都是已经把原来的音乐改得面目全非了.失真是音效插加同时无可避免的事实.也没有不失真的音效存在.

而所谓MP3的无损格式是基于拾取音轨上边的信号.同时光区有限的读取性.也在信号拾取时,产生爆音和盘质物理问题的损失.

到最后经过有规律的编码形式重新编排成为一种我们电脑上的数据形式.这就是我们一般所了解到的"音乐文件"!

虽然在数据上做到与原盘的数据形式是大抵一致的.但是关于细节部份其损失和算法的一些因为读取间的误差.也存在着一定的问题.它绝对并不是完整的.

因为光盘读取的CD数据是载入内存后再由CPU运算执行的，使得0和1读取时间和读出没有关系.

但CD的0和1的读取必须严格按照时间顺序排列进行，时间不同步将严重影响音质,这就是“时基误差”JITTER。

使一张CD上数据是不能像电脑光盘上的一样完全被复制，也导致了CD转盘的素质和硬件性的优劣对最后播放的声音至关重要.

而CD转盘和解码器的优劣和配合决定了时基误差的的误差性.

所以无论如何.CD数据的读取和CD的原信号的读取是巨大的差异存在.而且CD原信号本身的拾度精度和硬件特性,也会使得不同档次做工的CD机的音质产生相当大的差异存在.

所以一般来说哪怕是APE还是FLAC等无损文件的算法也仅仅是原CD数据的0和1的读取经过算法的重新排列压缩成为数据形式,虽然数据大抵无损.但是声音和CD表现出来的是两回事!




MP3无损格式部份:

而MP3所谓的无损播放.本身是建立在其更为有限的播放能力上边.这里边本身也都就存在着实际播放时存在着莫大的损失.

因为MP3并不是一种台机.它仅仅是把台机的数据形式读取一部份.而MP3不完整的电路和系统结构最终不能像CD那样达到那么高的精度.

两者的原理也是根本区别.


所以无论是APE还是FLAC在层次感上.以及MP3本身有限的推力和与其解码特性上.难以做到以下几点!


例如MP3不可能有CD机的底韵.所以即使是差不多的功率和音量下边.CD的"底气"相对MP3而言要充足得多!

而在层次感和细节力上.MP3的无损虽然已经是数据形式的极至表现.但是最终CD的声音却是相当完整性的信号的高精度拾取.

而在硬件特性上.一般像样的CD其对于声音的处理速度也要比MP3拿捏得好.所以无论是在层次感和细节力上.在CD信号本身的高精度拾取对比MP3的那有限的数据

形式和本身的播放能力上.层次感和细节力的缺失也是相当多的.但是不同级别的CD其拾取精度和做工等也会在CD间形成一定的细节力和层次感的差异!


而在MP3对比CD.在三频的缺失问题上.

由于MP3的功率以及本身的原理形式.MP3其"低频性"和CD的低频表现差距是最大的!虽然名为低频.但是对于要表现其低频的层次感和气势气氛等细节.

MP3在这方面仅仅是只能做出低频段大概的声音!即使是CD随身听.因为其功率以及本身的硬件特性设计的限制.这个问题也是和MP3一样和是CD台式机存在差距

的.所以大多随身听低频做不好也就是在此.


而在中频和高频.由于人类的听力等客观问题.一般却不如低频的缺失这么明显.

因为越有厚度感的声音频率的层次表现的损失变化是最明显的!

而越为明亮感的声音频率的细节和解析力变化也是明显的!


FLAC与APE表现的差异性:

而最后.也我说说APE和FLAC是不是相等呢.虽然数据都是还原一致.但两者哪怕是在同一电脑上的软件播放器时播放.同一段落中.其解码出来的声音效果也有微差别.

如FLAC的低频的层次和APE就不同.而FLAC的低频弹性也有差异感.总之FLAC也不是APE.

这一点音质主观上的说法.可以大家自个去尝试着.而笔者使用的播放软件为千千和foorbar.耳机是AKG271.测试的音频硬件为火龙7.1.


但是到底现在的MP3谈无损.

仅仅是在大容量可以容纳更多的细节.而MP3本身的播放能力和表现素质才是成为无损表现最关键的地方.


MP3要谈无损也许还很远.但是客观地说.数据的一定程度的完整性的支持,已经是基本踏入了门.如何在今后进一步加强MP3的表现能力和声音风格.

才能意味着MP3有着更好的听感.但是音质这个可笑的方面.却是最终有限的.

听感和音质也是两个发展方向的.

苍海碧月心

天方你这格式论的.肯定会BS偶......不过最近新人挺多.太多人炒作双核和无损MP3.所以发这火星帖.

clevermouse

沧海兄，你错鸟，真正影响无损播放的只是模拟电路部分，数字电路上是不会产生损失的。而且，关于CD部分的编码理论，也不是这样的........

苍海碧月心

原帖由 clevermouse 于 2006-9-18 19:17 发表
沧海兄，你错鸟，真正影响无损播放的只是模拟电路部分，数字电路上是不会产生损失的。而且，关于CD部分的编码理论，也不是这样的........

:我知道．但是我好像没有写这些吧？

苍海碧月心

也许我是把其它问题突出了．反而没着重写模拟部份让你错觉了．这文章本来是写给入门的人．应该只需要让他们清楚一下大概的差距就足够了．

换大米的

支持理性发烧友!

AKG123

无论是cd机还是电脑在播放cd时都是要经过：原始数据-->解码-->缓存和校验-->D/A转换的。
解码的时候cd机和电脑使用的方法是有所区别的，但是送到缓存里的数据如果是相同的。
可以看出无论用什么介质存储,缓存里的数据都是一样的。
用不同的无损压缩编码在解码后获得了相同的dsp信号。
可见无论什么无损压缩编码送入D/A转换芯片的数据的速度和前期的工作速度无关。
而D/A芯片读缓存的延时基本不会对播放产生误码的影响。

[ 本帖最后由 AKG123 于 2006-9-18 23:59 编辑 ]

AKG123

不要悟到群众哦。。。

刘嘉明

写了这么多真不容易，我对MP3可以说是白痴，因为我根本不用。不过现在也要好好学习学习一下。要不再过两年，年纪大了，人老了，学东西就更加难了^_^。

小小啤酒肚

需要复习数字电路了

狂天方

我不会BS你

但有一点要说明一下

我不唯格式论

我只知道各种格式之间的关系

APE也好FLAC也好，如果单纯指文件本身。他们绝对是无损的！之所以你会认为他们有损，那是因为你把一个本来就有损的WAV（抓轨不准确之文件）拿去做的试验。

CD在还没制作出来的时候的原数据，现在很多都是WAV格式。换句话说，很多CD都是WAV压出来的。如果用原始WAV压缩的APE，是不存在任何音质上的差别的。


我也做过CD是否能完整复制的试验。而试验所用的CDR也是相当廉价市场卖1元左右的绿盘。事实也证明，一个简单的刻录光驱用普通的CDR复制出相同的数据是可行的。两张光盘的数据100%吻合（当然是刻录的CD音频）。


再次说明！APE也好FLAC也好，是“压缩程式”！！！不是独立的音频编码！他们的作用只是给WAV打包。播放的同时其实是在不断的解压缩成为WAV。播放一段APE和播放一段WAV的不同点是。APE多了一个解压缩的环节，而解压缩之后得到的WAV数据是不会走样的。

之所以我不承认APE是音频格式，是因为APE是建立在WAV基础之上的。没有了WAV，APE也就不存在了。而同其他独立的音频格式有本质上的区别。同理，WINRAR也可以压缩WAV（最大压缩比也在1/2），但我们是不是就能说WINRAR就是音频格式了呢？

APE和FLAC与RAR不同的地方在于速度和压缩比上！从RAR里面播放文件通常需要整个文件完全解压缩后才能播放，而APE和FLAC可以轻松的实现事实解压时事播放。于是就给人造成了一种错觉，认为APE/FLAC本来就是一种音频格式，其实这种看法也未尝不可，但其本质还是不一样的！

CD能否被完全复制这个问题也可以很肯定的回答你！不可能~即便是同一厂家同一天生产的同一CD，也有细微差别。CDR音质劣化的最大原因还是因为JITTER。刻录的时候也好播放的时候也好，盘片质量越高JITTER也就越容易控制。两张光盘数据完全相同的情况下播放出不同的音质是绝对可能的。CDBEST曾经有DX说过！只要有足够好的压盘设备，从CD上抓轨后再压的盘，其音质完全有可能超越原盘。

所以一般来说哪怕是APE还是FLAC等无损文件的算法也仅仅是原CD数据的0和1的读取经过算法的重新排列压缩成为数据形式,虽然数据大抵无损.但是声音和CD表现出来的是两回事!

这里说明一下！从数据层上来说，排除光头等其他干扰因素，数据上是100%吻合的。不管你抓多少次轨（碟片完好的情况下）再压缩成为APE，其数据是绝对不会走样的！一个字节都不会！

APE和FLAC到底有无音质上的差异我不清楚。我只知道，两者还原后的WAV是100%相同的。

[ 本帖最后由 狂天方 于 2006-9-18 22:22 编辑 ]

小小啤酒肚

数字技术就这点好：抗干扰能力强。通过强大而复杂的编解码检错和纠错，对数据传输进行校验，得到近乎完美的数据转移。

人类太聪明了。

苍海碧月心

排除光头等其他干扰因素

你叫我怎么排除掉它.

现在的光驱还有其它一些电脑内部的干扰.也许理论是好的.但是还是实际方面很不理想.

苍海碧月心

原帖由 AKG123 于 2006-9-18 21:26 发表
无论是cd机还是电脑在播放cd时都是要经过：原始数据-->解码-->缓存和校验-->D/A转换的。
解码的时候cd机和电脑使用的方法是有所区别的，但是送到缓存里的数据如果是相同的。
可以看出无论用什么介质存 ...

实际过程.没这么理想.

爆音.光头.还有等等光盘上本身的损失.这些实际上我们一般日常生活上没有这么理想.

关于CD和电脑播放的原理和过程.由于不在本主题的范围内我就没那力气说了.

XD既然清楚.那就再发一篇相关的.

dark132

我的专业是计算机图像学，和计算机的成音没多大关系，不过基本的理论也是知道点，对于声波来说，理论上最完美的形式就是无限连续的数据，但是实际是无法做到的，所以只能插值采样，对于音乐这种数据形式，最好还是磁带这类存储体，因为一旦转成数字的，就意味着采样，那就是按时间做算，时间间隔越短采样越准确，说到无损，如果拿到的是一手的原始录音WAV，再压缩APE，和WAV转成的CD还是有区别，因为CD里不是文件而是数据流,从CD中转录的APE和原CD一定有区别，不过我不清楚是不是在音质上有损失。但有一定是肯定的，这时的APE和原厂WAV转成的APE也有区别。

[ 本帖最后由 dark132 于 2006-9-19 01:05 编辑 ]