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科普:“HiFi 級”SSD 音質是什麼鬼,音質玄學不值得相信

近年來,音訊圈子的熱點在於藍芽無線,但折騰傳統 PC HiFi 的朋友也為數不少。

然而相比方興未艾的無線音訊市場,發展了多年的傳統 PC HiFi 圈子甚至顯得更加不成熟,玄學神論層出不窮。一些廠商甚至藉此收割智商稅,推出從原理來看就莫名其妙的所謂“HiFi 產品”。

例如最近,筆者就碰到了廠商推銷所謂的“HiFi 級”SSD。這樣的產品為什麼不靠譜?PC HiFi 到底都有哪些經不起推敲的玄學理論?今天,就來聊聊這個話題吧。

▲某廠商推出的“HiFi”SSD,就問你怕不怕

“HiFi”級儲存產品真的有用嗎?

文章開頭提到了由廠商推出所謂的“HiFi”級 SSD,但實際上這不是業界中第一次有人幹這類事情了。之前,業界還冒出過“HiFi 級”SD 卡、“HiFi 級”記憶體,令人大開眼界。

▲所謂的“HiFi”SD 卡

不僅廠商會利用 HiFi 的噱頭營銷儲存產品,甚至使用者也會認可儲存介質會影響音質的觀點,例如就有人認為 HDD 的音質要比 SSD 更好。但事實上,儲存介質真的會影響音質嗎?恐怕從原理上來看,這就是靠不住的。

數字音樂的美妙之處,就在於資料沒有區別的話,音質也不會有差異。無論是在 CD 還是在 SSD、HDD 等其他儲存器上,音訊檔案都是以“01”的數字形式來儲存的。無論這些“01”儲存在 CD,還是被壓縮成無損音樂儲存在別處,都不會有什麼區別。

在數字音訊系統當中,一個典型的音樂播放流程是這樣子的。音訊資料從 SSD、HDD 等儲存介質中讀取到記憶體,然後晶片(CPU、DAC)從記憶體讀取資料解碼,將音訊資料轉換為模擬電聲訊號,最後通過放大電路傳輸到耳機或者音箱等發聲元件中,人耳得以聽到聲音。

▲用類比電路的思路,給記憶體條“濾波”提高音質,簡直貽笑大方

在這個過程當中,SSD、HDD 以及記憶體等儲存介質,只負責將資料原封不動交給晶片,而在資料變成聲音的過程中,它們是不起作用的,因此只要資料不出錯(存在糾錯機制,基本不可能出錯),就不會對音質有什麼影響。

我們可以作一個不那麼嚴謹的類比 —— 文字印刷在書本上,人把書的內容記憶在腦子裡,然後背誦出來,背誦的效果如何,顯然和書的紙張材質沒有關係。

基於數字音樂的這一原理,只要是功能正常的儲存器,都不會影響音質。同理,傳輸資料的線纜,例如 USB 線、網線等等,只要質量合格、符合標準,也都不會對音質有什麼提升或者損害。與其把錢花在“HiFi”硬碟、USB 線上,不如花多些心思收集更高質量的數字音源,開個蘋果音樂會員暢聽高清 PCM 音訊不香嗎?

CD 音質比無失真壓縮格式好?

筆者不止一次看到,發燒友在爭論無損音樂音質是否真的“無損”,其中的“鐵證”就是無損音樂還原成 Wav 格式後,檔案一 Hash 發現竟然有了差異。這到底是怎麼回事?是不是意味著,所謂“無損”壓縮,其實還是對音訊資料進行了刪改,要想高音質那還得靠 CD?其實事實並非如此。

▲無損還原成 Wav 後,Hash 和原始 Wac 不一樣?

CD 本身就是數字音樂的載體。音樂在進行數字化後,往往會被封裝成為 PCM 制式的 CD。CD 中的 PCM 音訊一般是 16bit、44kHz 的規格,通常使用 Wav 格式來儲存。普通 CD 中的音訊是 PCM,但 PCM 卻並不只侷限於普通 CD 規格。

PCM 音訊還可以做到 24bit、384kHz 這樣的高清音訊規格,這類如此高規格的音訊在藍光影片的音軌中比較常見,一般來說很少有人專門用高清音訊做音樂製品,不過近年隨著人們對音質有了更高追求,高清音訊規格也越來越常見了,例如索尼力推 Hi-Res 高清音訊,蘋果音樂也開始提供高於 CD 規格的高清 PCM。

▲Apple Music 蘋果音樂的無損並不額外收費,且 PCM 音訊的規格最高可達 192kHz

無論是 16bit、44kHz 的 CD 規格 PCM,還是高清音訊 PCM,它們的原始波形 Wav 檔案都是可以壓制成為無損音訊的。這個過程,的確不會對音質造成什麼影響。

所謂無失真壓縮,大家接觸得其實很多,例如一個 rar 文件,解壓出來檔案和壓縮前完全沒有區別,這就是無失真壓縮。無損音訊也是一樣的道理,把無損音訊重新轉換成為 Wav 原始波形檔案,音訊資料不會有任何區別。

▲無損音訊的波形和原始資料是一樣的,沒有分別

之所以無損音訊還原 Wav 格式後,Hash 值發生了變化,可能存在兩種情況。

◆在轉碼時人為處理了音訊資料。例如有的發燒友,將 CD 規格的 PCM 轉碼為無失真壓縮格式時,SRC 成為更高規格的音訊,如此一來聽感可能會更加細膩(原理類似影象插值)。這類情況,無失真壓縮的確可能是“有損”的。

◆在轉碼時加入了 metadata。一些無損音樂轉碼器在壓縮音訊的時候,會在音訊檔案加入額外的 metadata 資訊。這部分 metadata 資訊往往是用來儲存音樂的相關資訊的,例如某首歌的歌名、歌手、所屬專輯等等,這些資訊和音質無關。某些無損音樂編碼工具,在轉換格式的時候,就在 metadata 中寫入了此檔案“由某某編碼”這類內容,轉換回 Wav 檔案後這些資訊也沒去掉,所以就造成了壓縮前後文件的差異。但這個差異,和音質無關,無失真壓縮仍然是無損的。

▲在 metadata 中寫入了東西,Wav 檔案的 Hash 就不一樣了,但音質是完全相同的

但有的朋友信誓旦旦確定,親自用耳朵收貨,發現無損音質的確差了那麼點意思,這怎麼回事?很不幸,這可能是被假無損給坑了。

假無損的出現往往是為了噱頭,看到某首歌是 MP3,對品質有要求的人可能就無視了;但看到是無損的話,妥妥的把歌收藏起來啊!這種情況下,無損就意味著流量,但手中沒有無損音樂或者原始音源怎辦?就靠騙了。於是某些無良音樂網站把 MP3 做成假無損,使用者美滋滋下載以為撿到寶,但其實只是撿到了一堆佔據額外空間的無用資料。

那麼要如何鑑別假無損?其實假無損最重要的特徵就是缺乏高頻資訊,開啟波形圖後一看就一目瞭然。但開啟波形圖太麻煩,使用一些軟體,也可以做到這點。筆者這裡推薦使用 Foobar2000 來進行無損識別,下面是詳細教程。

簡單來說,Foobar2000 有一個頗為神奇的無損識別外掛“fooCDtect”。在 Foobar2000 安裝了這款外掛後,就可以通過“轉換”選單找到“辨別無損”的選項。你可以在播放列表中選中 N 首歌,然後一次性進行無損辨別。如果結果顯示的是“CDDA-100%”,那麼就說明這肯定是真無損,否則就有可能是假無損。

換個播放軟體可以提升音質?

很多朋友都相信,換用某些播放器例如 Foobar2000,可以極大程度地提升音質。

換個軟體就能夠提升音質,這似乎理所當然?畢竟換個瀏覽器能提高上網速度、換個遊戲驅動能夠提高遊戲流暢度等情況,大家都見得多,軟體對最終輸出效果的影響,很多時候都是顯而易見的。但事實還真的並非一定如此。

首先,Foobar2000 在官方的 Q&A 頁面中,就明確表示,Foobar2000 並不能提高音質。其次,從 PC 輸出音訊的原理來看,Foobar2000 的確也不會對音質造成正面的影響。

官方的 Q&A 表明,Foobar2000 並不能提高音質,人們聽到音質提高只是腦放 YY 而已

PC 要播放一段音訊,播放器的工作就是把音訊檔案解碼成為 PCM,然後經由 Win 系統的音訊介面(MME、DirectX、WASAPI、ASIO 等等),輸出到音效卡等 DAC 裝置進行數模轉換,然後經由放大器、耳機等硬體,就可以聽到聲音了。播放器除了解析音訊檔案,對整個音訊播放的流程,都是沒有音質方面的影響的。而解析音訊檔案的時候,只要演算法正常,結果不會有所差異 —— 正如你用任何壓縮軟體去解壓縮同一個 rar 文件,解壓出來的東西都是一樣的。因此,用不同的播放器,音質也不會有所差別。

不過,也有朋友信誓旦旦說,換用了 Foobar 2000 後,音質的確更好了。這可能是由於以下原因導致。

◆開啟了音效。如果你開啟了播放器的音效,那麼播放器就不會把音訊檔案原汁原味地解碼成為 PCM 音訊流,而是會在其中加料。偏偏 Foobar2000 又是一個支援眾多音效外掛的播放器,很多人安裝的都不是原版的 Foobar2000,可能會預設開啟音效。最後造成聽感不同,也在情理之中 —— 注意,聽感的改變並不意味著音質提升。

Foobar 2000 支援均衡器等 DSP 音效處理,的確可以讓聲音不一樣,但很多人分不清音質和音效

◆使用了干擾更少的音訊介面。前面提到,Win 系統的音訊介面包括 MME、DirectX、WASAPI、ASIO 等等。其中一些音訊介面屬於低優先順序的 API,是不會讓播放器獨佔的。例如,使用系統預設通道,當播放器播放 44.1kHz 取樣率的音訊時候,QQ 突然有了通知提示音,這個提示音的取樣率是 48kHz,那麼系統就會把播放器播放的聲音和 QQ 提示音進行混音,SRC 後再輸出。

如此一來,音質自然會下降。而 Foobar2000 支援 WASAPI、ASIO 等獨佔型介面,可以保證音樂播放不會被幹擾 —— 帶來的負面作用就是你可能聽不到 QQ 提示音了。使用 WASAPI 等介面,還有一個比較玄學的說法是可以減少 Jitter,但並沒有人能盲測出區別,這裡就不作展開了。

使用 ASIO、WASAPI 等獨佔通道,的確可以減少音質方面的干擾和延遲

◆使用了更高規格的音訊檔案。通過安裝外掛,Foobar2000 可以支援規格遠超 CD 音質的高清音訊,或者 DSD 音訊。HiFi 發燒友之所以愛用 Foobar2000,這也是一個很大的原因。另外,Foobar2000 支援比較好的 SRC 演算法,能夠把低取樣率的音訊,SRC 到高取樣率。如此一來,波形會變得更加平滑,聽感也會更細膩。從這點來看,Foobar2000 對音質方面還是有正面作用的。但是,也正如 Foobar2000 官方 Q&A 所說那樣,其他很多主流播放器也支援這個,Foobar2000 和它們沒什麼區別。

▲Foobar 2000 支援重取樣 SRC 等 DSP 演算法,可以改變聽感,但這並不是 Foobar 2000 的專利

總結

很多 HiFi“玄學”的流行,和“想當然”的觀念有著莫大關係。在數字音訊時代,很多環節已經不能使用模擬音訊的理論來套用,數字音訊的可靠性、保真度是模擬音訊無法與之媲美的。

無線藍芽音訊的流行意味著數字音訊在市場上又躍上了一個新臺階,傳輸模擬訊號的耳機線被傳輸數字訊號的藍芽所替代。在數字音訊的新時代,又會湧現出怎樣的“玄學”理論?希望“藍芽 5.0 音質比藍芽 4.2”好之類的“玄學”觀點,不會流行起來吧。