Chord&Major

一直以來都有朋友來問Chord&Major，一般的MP3和CD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，CD、MP3、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)在1951年指揮的74分鐘版，最後唱片就定為能收納74分42秒音樂的120公釐光碟。

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DTS、MLP、SONY的ATRAC、APPLE的AIFF等等；值得一提的是，早期被大家視如敝履的微軟Windows Media的WMA音訊檔案，在Windows Media 9以後有支援Lossless壓縮運算，因此WMA的Lossless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。MP3從1995年開始在網路上旺盛的發展，主要是因為Nullsoft於1997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。

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JPEG與RAW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。

MP3將20Hz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FLAC與MP3，以Major8’13來測試。

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，MP3與FLAC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flac、APE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192k與320k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。而對於編輯、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。

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%與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。