今天谈到录音,可以说大部分都以数码形式进行,但时至今日,一般读者仍对数码不甚了解,仍觉得它总是一种什么神秘的东西。我想在这方面多讲几句,希望能尽量深入浅出,令一般读者对数码这东西有一个初步但较完整的概念。
一般人总会认为,以前是没有数码这东西的,后来科技进步了,越来越多人提及数码这名词,于是就很自然地大家把数码等同一种新科技,代表一种相对于以前的会是更好的质量的东西。诚然,这话没有错,利用数码形式进行的模式,一般比过去的有所进步,至于它到底是什么,到头来大家还是答不出话来。其实数码在音响上来说是把时间细分、量化和以二进制数字形式来记录贮存等三样东西加在一起(discrete time,quantization & binary stouage)。
在未谈音响之前,为了使大家更容易理解,我尝试先用图像来说明。现在不是开始流行数码相机吗,它不用冲晒,不用菲林,用磁碟或MD记录,修改容易,确能带到极大方便,撇开质素不谈,这的确是一场革命。那么以前传统用菲林的相机是用什么方式来记录图像的呢?答案是用模拟(Analogue)方式。简单来说,如果要记录由左至右一条线,模拟方式就好象把这条线由左至右再描一遍,描出来的线是连贯的,理论上这条线可以被分割成2份,但每一份都仍然是线的一部分。而以数码模式记录就是把这条线分成很多细点,再把这些细点由左至右排列起来,这样,稍远一点看,它还是一条线,但如果用高倍显微镜看,就不行了,你会见到这些细点的本来面目。再者,如果你把这条线分割成超过点数的若干分,那你就有机会切割出一些不属于这条线的东西,换言之是什么东西也没有,是一些空白。好了,我们再以一幅电视画面作举例,这幅电视画面,远看起来,像一张相片,但近看,你会发现这画面是由很多行线组成的,如果你细心的话,你可以数一数,得出的结果是我们收看的PAL制式的电视节目,画面是由625行线组成,而影碟画面则是由525行线组成,这些点的多少,就是我们一般说这台电视机的解像度。由此看来,电视画面其实是通过把图像分割成若干小点(两维方式,也就是X及Y轴),然后再依序重新排列,这就是把相片的元素通过量化(分割成小点)来记录了。由于电视画面本身已是一种类同数码的形式,所以数码电视在技术上并没有什么大困难,而它的面世也指日可待。
好了,我们今天的CD和MD,虽然不象电视画面那样把信号以二维方式记录,便却是把音乐讯号以时间和电平进行量化,音乐经过微音器拾取后,便通过取样来记录(sampling)。长久以来,人们认为取样频率应该是需要录音的讯号高频上限的一倍,就可以把这个上限波形完整地保下来。目前我们的CD是每秒钟取样44,100次,取样频率便是44.1KHZ。至于为什么会是这么奇怪的一个频率,不是44K也不是45K,我在以前已说过多次,这里不是重覆了。
当高于取样频率的信号出现时,取样机制便会产生一些不受欢迎的怪东西(aliasing),所以人们便想出把取样频率一半(即22.05KHZ)以上的所有频率滤除掉。
至于量化,就是除时间外对电平的取样,情况就有如把一个完整的波形割切成若干小片,这样每一片都有不同大小,这每一小片便以数字方式来记录它的大小;待还原的时候,就是把这些小片依序叠起来,这样横看一个原来的波形就还原了。现时CD的标准仍是16bit,也就是说把信号量化成16bit(等值为216)的字串(word),但在量化过程中,是必然会产生很多量化错误的,为了减少这些量化错误的影响,人们便想到加入一些数码噪音(dither)来把它掩盖。这种dither和白噪音差不多是一种基本恒定的沙沙声,类似我们在调FM广播时在空台段听到的那种。使用 dither是沿用的方法,但近年已有人提出质疑,有可能当量化过程完全减去错误,那么就没有加入 dither的必要,理论上声音会变得更好。
在技术上言,CD的频带上限是采样频率44.1KHZ的一半,也就是22.5KHZ,为了稍稍留有余地,CD录音的上限是定为20KHZR ,而以16bit的量化算讯噪比(S/N ratio)就是96dB了。到现在来说当初订下的这些CD开发的技术指标,已再没有什么令人惊奇的地方了。反过来说,人们是看到CD录音有不足的地方,随着科技的发展已产生了很多改善的方法。
早年为了把 aliasing滤去,使用了高倍数的滤波器,通称砖墙滤波器,它能有效地工作,但却带来意想不到相位畸变的坏后果。现在人们已采用超取样(oversampling)的方法,把取样频以倍数的提高,这样 aliasing的频率也提高了,距离20KHZ就更远,于是人们可以用一个相位线性良好,低倍数的滤波器轻易把 aliasing除掉。另外随着晶片科技的发展, 18bit,20bit,24bit的录音技术也相继出现,聪明的人们就巧妙地处理LSB和MSB的关系,在既定16bit的format下,通过高bit技术,大大提高了音乐的解像度。
近年CD制母版技术大大提高了,大家不妨拿一只Mastersonic remastered和原版比较,就是放到手提CD机也可听到分别。另外一提,除了技术条件外,录音不单是一门学问,而且是一门艺术,也可以这样说,总的来讲,好的录音,和不好的、平庸的录音比较,仍是占小数,所以无论以什么形式作记录,LP也好,CD,MD,DAT,DVD,什么也好,同样都会有好的和不好的录音,所以我们不能因听到个别不好的录音,就武断地把某一种录音式抹掉。