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一直以來都有朋友來問Chord&Major,一般的MP3CD音質有什麼差別?耳機能不能聽出MP3與無損格式的差別?音源檔的好壞對聽耳機時有什麼影響?這次的「聽.說音樂 - 生活音樂學」,我們就來談談這個問題吧。

我們先來認識一下現在常見的音訊規格,CDMP3、與無損格式;黑膠唱片與密紋唱片(LP)在現在已不算常見,這次先不討論。

首先是現在錄音的標準媒體規格 Compact Disc(CD)

CD是種產生於1982年的儲存數位資料的光學碟片,用一條或以上的立體聲音軌(Track),以16位元的PCM編碼,採樣率為44.1kHz。由荷蘭的飛利浦公司與日本的Sony合作開發,之後再慢慢發展出一系列的光碟規格與產品。在這之前,音樂都是以類比訊號來儲存,如磁帶錄音帶與黑膠唱片等。

標準CD的直徑為一般為12公分,可儲存約74分鐘的音訊 (8公分可儲存20分鐘上下) 。附帶一提,現今CD音軌制定74分鐘,是因爲這能裝下當時最長的錄音《快樂頌》。據說當初飛利浦與Sony一開始都使用較小的光碟,但當時的Sony副社長大賀典雄說:「不能讓歌劇在幕中中斷,需得納入貝多芬第九交響曲。若不是使用者能接受的媒體那就沒意義。」當代已知最長演奏為德國作曲家Wilhelm Furtwängler(威廉·福特萬格勒)1951年指揮的74分鐘版,最後唱片就定為能收納7442秒音樂的120公釐光碟。

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再來講講無損格式是什麼。

顧名思義,無損一詞即指非破壞性的壓縮格式,使用無失真壓縮(Lossless)演算法,能夠將16位元的PCM音訊資料壓縮到38%,且檔案在壓縮時不會有資料的遺失,現今無損格式最大宗以FLAC(Free Lossless Audio Codec)檔案為主。另外還有:APE格式,為FLAC之前常見的無損格式,但是支援的播放器少;WAV格式,最常見的音訊檔,大多數的播放器皆可支援,但缺點是是檔案巨大;其他比較少見的還有DTSMLPSONYATRACAPPLEAIFF等等;值得一提的是,早期被大家視如敝履的微軟Windows MediaWMA音訊檔案,在Windows Media 9以後有支援Lossless壓縮運算,因此WMALossless檔也晉身成為無損格式的一員了。

最後我們來看現在最流通的音樂格式:MP3

MP3的全名是「Moving Picture Experts Group(MPEG) Audio Layer III(動態影像專家組音訊層III)」,是在1991年,德國埃爾朗根研究組織的工程師們發明與制定。MP31995年開始在網路上旺盛的發展,主要是因為Nullsoft1997年發行的Winamp,檔案與程式相互促進發展,使普通的使用者容易地播放、製作、共享和收集MP3檔案。

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MP3提供了不同的「位元率(bit rate)」選項,就是用來表示每秒音訊所需的編碼資料位數。編碼的位元率位速最高品質可達320Kbps,基本不損失原本音效品質。

但用這個演算法來對照的是,CD上未經壓縮的音訊,位元率則是1411.2 kbps

簡而言之,MP3就是破壞性的失真壓縮格式,但可以大幅降低音源的資訊量,以照片來說,就是像JPEGRAW檔案的差異,因此MP3的音源資訊絕對會與原始錄音檔還差。

但為什麼我們聽起來確覺得沒有差異? 因為使用了許多技術的MP3,其中有一項很重要的心理聲學,以透過建立人類聽覺總體特徵模型的MP3演算法,讓丟棄的部分不會被人耳識別出來,確定音訊的哪一部分可以丟棄。

MP320Hz以下、20000Hz以上,人耳聽不到的音頻全數刪除,以及相同頻率的兩條音頻,將其中一條拿掉;透過以上採樣演算後再重新編成一首歌。

既然人耳本來就聽不到了,理論上對聽感是沒有影響的,但音訊的品質是很主觀判斷,有時還會參雜很重的安慰效果(Placebo effect)在裡面;另一點是,即使人耳聽起來並沒有差異,在精細的揚聲系統之下,缺陷就會被放大。

測試:

Chord&Major選用了發燒友中的揚聲系統標準測試曲,「Hotel California」的1994年演唱會版與1980年錄音版,將CD轉為FLACMP3,以Major8’13來測試

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我們發現,在演唱會這樣的收音模式之下,FLAC檔的空間感可以漂亮的呈現出來,比如說在最前面觀眾拍手的部分,MP3檔中聽起來是平面的,但在FLAC檔中卻可以聽到觀眾錯落位置的空間感。

而錄音室版本,MP3FLAC檔案聽起來的差異則在各個樂器的分離度,例如bass音的位置前後與大小聲;但是這幾首音樂,用喇叭放出後幾乎沒有差別。

 

結語:

MP3是一種破壞性壓縮的音樂格式,就算是320k bps還是會與無損格式有所差異。若單純以音質的好壞來比較會是: CD>FLAC無損格式>MP3

由於MP3所捨去的部分為20Hz以下,20000Hz以上,皆為一般人耳無法接收的部分,理論上320k bps的檔案聽起來會與flacAPE等無損格式無異。

但是實際上,人的聽覺並非機械式的數據,我們可以在聽感上感受到音場的延伸、空間感、聲音的溫溼圓扁等不同於數據的感受,當然這與每個人的感受度也有關係。

除了音樂的感受性每個人的耳蝸與頭骨構造不同,造成的訊息傳導與共鳴也會不同;前端錄音的部分也有關係,包括採用DSD或是PCM採樣;再來是播放器的不同、音效卡或音效處理器的功能強弱,這些都是影響聽覺的因素。

好的耳機絕對可以聽出192k320k的差異,但320k以上,就得每個人親自去試、比較,320k與無損格式的感受差異才會比較準確。

這邊要注意,就如同JPEG無法轉成RAW檔,較低的規格是無法轉成比較高的規格的,把你手邊的MP3檔,轉成FLAC或是燒成CD,他還是只有MP3檔的品質而已。對於編輯、混音處理的音源,要使用無失真格式,否則失真壓縮產生無法預測的誤差,且多次編碼產生的損失會混雜在一起,在處理完後將會變得更加明顯。

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但是我們也沒辦法否認MP3的價值雖然他衝擊到唱片產業但是他的便利性也讓更多音樂可以廣為流傳。音樂和語言一樣必須要有共同性與流通性才會慢慢普及,進而探索其價值除非之後會有無損格式播放器的普及以及大眾對音樂的感受有集體性的增加,不然也只是強調90%95%的細微差而已。

再者,就是關於「音樂」定義的問題並不是只有在好的揚聲系統之下呈現的音樂才叫音樂,我們更應該去思考「音樂」在自己生活中扮演的角色是什麼。

 

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