当人们谈到数字音频时,通常想到的格式包括:FLAC、WAV、AIFF。
这些格式背后的核心表示方式其实是同一种:PCM。
但在数字音频领域,还存在另一种完全不同的表示方式。
那就是 DSD。
PCM 与 DSD 都可以实现高质量的音频重放,但它们在内部表示声音的方式截然不同。
理解这一点,有助于理解许多关于高解析度音频的讨论。
什么是 PCM
PCM 是 Pulse Code Modulation(脉冲编码调制)的缩写。
它是目前最广泛使用的数字音频表示方式。
在 PCM 系统中,音频波形会按照固定时间间隔进行采样,每一次采样记录当时信号的振幅。
每个采样点使用多位二进制数据来表示。
常见的 PCM 格式包括:
- 16-bit / 44.1 kHz(CD 音频)
- 24-bit / 96 kHz
- 24-bit / 192 kHz
绝大多数现代数字音频格式,包括 FLAC、WAV、AIFF、ALAC,本质上都是存储 PCM 数据。
由于 PCM 直接记录振幅值,它非常适合进行编辑、处理和混音。
这也是为什么绝大多数录音、混音和母带制作流程都基于 PCM。
什么是 DSD
DSD 是 Direct Stream Digital 的缩写。
它并不直接记录振幅值,而是记录信号变化的方向。
换句话说,DSD 不测量波形的具体高度,而是记录信号在每个时刻是向上变化还是向下变化。
DSD 使用单比特数据流来记录这种变化。
为了弥补单比特精度的限制,DSD 使用极高的采样频率。
常见的 DSD 规格包括:
- DSD64 - 2.8224 MHz
- DSD128 - 5.6448 MHz
- DSD256 - 11.2896 MHz
- DSD512 - 22.5792 MHz
这些采样率远高于传统 PCM 音频。
两种不同的工程思路
PCM 与 DSD 代表了两种不同的工程设计思路。
PCM 通过中等采样率和多位振幅精度来描述信号。
DSD 则通过极高的采样率和单比特数据流来追踪信号变化。
两者最终目标相同:尽可能准确地表示模拟声音。
但实现方式完全不同。
编辑与制作
在实际制作流程中,PCM 与 DSD 的可处理性差异很明显。
PCM 非常适合进行数字处理和编辑,大多数音频制作软件都基于 PCM 工作。
而 DSD 直接处理起来要困难得多。
因此,很多标称为 DSD 的录音,在制作过程中其实曾经经过 PCM 阶段,例如在混音或后期处理中。
随后再转换为 DSD 格式发布。
这并不一定意味着音质下降,但它说明在纯 DSD 流程中工作存在一定难度。
播放系统中的差异
在播放系统中,PCM 与 DSD 也需要不同的处理方式。
PCM 是多位采样数据,可以通过标准数字音频管线进行处理。
DSD 由于是单比特高频数据流,通常需要专门的处理路径。
一些播放器会将 DSD 转换为 PCM 输出。
另一些播放器则尝试保持原生 DSD 路径直到 DAC。
从聆听角度看
对于听众来说,PCM 与 DSD 都可以提供优秀的音质。
在现实世界中,录音质量与母带制作往往比格式本身更重要。
一张制作精良的 PCM 录音,完全可能比一张制作粗糙的 DSD 专辑听起来更好。
理解不同格式的特点,有助于更理性地看待这些差异。
不同路径,同一个目标
尽管技术路线不同,PCM 与 DSD 的目标是一致的:尽可能真实地在数字世界中再现模拟声音。
对于听众来说,最重要的仍然是录音质量、母带处理,以及播放系统的完整性。