有用開 DAP、DAC 等數碼音響器材的朋友,可能在規格表上面都會見過「PCM」這個字,「支援 PCM 16bit/48kHz」、「最高 PCM 24bit/384kHz」等等,代表了模擬音樂訊號轉換成數碼訊號的方法以及規格,也是最常用的數碼音訊編碼方式。WAV、FLAC、AIFF、ALAC 以至 MP3、WMV 等雖然是不同的音樂格式,不過實際上都採用了 PCM 的編碼。
PCM 的全稱是 Pulse Code Modulation(脈衝編碼調變),通過將聲波(音樂、音訊)依相同的間距來取樣,然後以二進制的方式記錄每次取樣的波幅,通過連續不斷的記錄將模擬聲波訊號轉換成數碼的形式「描繪」下來。當中取樣的密度也就是取樣率(Sampling Rate),以每秒的次數 Hz 作為單位,常見的 CD 44.1kHz、數碼音樂 48kHz、Hi-Res 音樂的 96kHz 或者 192kHz,甚至現時部分 DAC 已經支援高達 768kHz 解碼。這些數字分別代表了每秒取樣 44,100 次、48,000 次、96,000 次、192,000 次以至 768,000 次。即係最基本的 44.1kHz 貌似已經相當是相當頻密的取樣,不過由於普通人耳的聆聽範圍最高可以去到 20kHz 的頻率,根據取樣定理(Nyquist theorem),需要的 2 倍取樣率(e.g. 20kHz × 2 = 40kHz),即最少要 40kHz 的取樣率才可以重現到 20kHz 的音頻,所以 44.1kHz、48kHz 也成為了無損音樂的最低取樣率了。
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另一樣需要記錄的就是聲波的波幅/振幅,以 bit-rate(位元率)表示。由於數碼化採用的是 2 進制記錄,所以 1bit(一位數字)可以代表 0 和 1 兩級;2bit(兩位數字)就有 00、01、10、11 共四級;CD 音樂的 16bit 則是 2 的 16 次方、達到 65,536 級,可以代表 96dB 的動態範圍和訊噪比,對比傳統磁帶和黑膠唱片大約 60dB 已經相當高。而 1 分鐘 16bit/44.1kHz 的音樂大約需要 10MB 容量,普通一隻 650/700MB 容量的 CD 實際可以儲存大約 70 - 80 分鐘的音樂,所以選擇 16bit 位元率除了音質之外,也考慮到了 CD 的容量限制。DVD-Audio 和 Blu-ray 則可以支援 24bit 音訊,近年 Hi-Res 音樂也開始使用 24bit 的更高位元率。理論上 24bit 可以獲得 144dB 的動態範圍、聲音更細緻、失真更少,雖然實際上應用上並不會這麼完美,聽感上與 16bit 差距有時也不明顯,不過對於音樂製作卻提供了動態和細節的額外緩衝空間,而部分中高階 DAC 更加已經支援高達 32bit 位元率。
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