macOS作为很多音频编辑软件使用的系统环境,对于音频编码自然也是有着很高的要求,其实苹果自己也很早就跟进了无损音频的发展,在2004年的时候他们就推出了自己的无损音频压缩编码——Apple Lossless,但是当时这种格式只有苹果自家的系统和软件才能支持,并且会收取授权费用,这也导致了ALAC错过了无损音频开始发展的萌芽期,直到2011年,FLAC已经成为市场主流的情况下,苹果才将ALAC开放出来,并且取消了它的专利费用 。
ALAC在编码方式上与其他几种无损音频压缩编码并没有太大的区别,同样是基于线性预测的算法,不过它的编码器连个压缩率选项都不提供,但编码速度确实挺快的 。ALAC与AAC一样使用MP4作为数据容器,所以也继承了MP4良好的标签支持 。
但是它的使用范围始终不广,本来就基本限定于苹果设备上,而在iOS和macOS纷纷支持FLAC之后,它的存在意义就更小了 。
Dolby TrueHD与DTS-HD Master Audio:蓝光时代电影常用音频编码,新的战场
从DVD到蓝光是一次大的飞跃,光盘这种存储介质在新的蓝色激光的帮助下,大幅度提升了存储密度,也使得它可以记录体积更为庞大的音频,有了大的空间,那肯定就要上无损啊,其实蓝光的容量已经足够放7.1声道、48kHz/24-bit的LPCM了,但是它的体积还是太大,所以Dolby和DTS不约而同的在高清时代推出了新版的音频压缩编码技术,Dolby这边是以Dolby TrueHD系列为主,而DTS是以DTS-HD Master Audio为主,两边都是无损压缩技术,这边就讲的粗略一些了 。
Dolby TrueHD
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Dolby TrueHD使用与DVD-Audio相同的MLP编码对原始PCM音频数据进行处理,最高支持192kHz/24-bit的规格,另外还支持16个独立声道 。与前任Dolby Digital一样,它也带有用于控制播放过程的元数据,提供更加还原的音频效果,Dolby后来推出的Atmos氛围声效果就是通过这些独立于音轨之外的元数据实现的 。
DTS-HD Master Audio
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这两种多见于蓝光原盘的音频编码都附带了对原来有损编码的兼容,DTS-HD Master Audio内建了一条有损音轨,称为DTS Core Stream,它的无损部分其实是对有损部分的一个补充,在支持的设备上自动就会播放无损的DTS-HD Master Audio,而在不支持的设备上也可以切换到DTS Core Stream,不会影响到正常的播放,而另一边的Dolby TrueHD则是通过附带一条Dolby Digital音轨的方式来解决兼容性 。
DTS-HD Master Audio在日本用的比较多一些,尤其是各种动画小圆盘 。
TTK,TAK,WavPack等
除了上面三个稍微多见一点的编码以外,无损音频编码界还有很多其他的编码,由于APE推出时间早、FLAC用的人多等原因,这些无损压缩编码最终都没有推广开来,成为了比较小众的编码,虽然它们可能在某些方面有着优势,但很可惜,时势造英雄,取代英雄没有这么容易 。
PDM与DSD:另一种音频调制方式说起PDM(Pulse Density Modulation 脉冲密度调制)可能没学过数字电路的同学会云里雾里,简单一点的说法就是PDM使用0和1来模拟原始波形,怎么模拟呢?通过在单位时间内0和1的堆叠来进行,因为此时0和1的密度代表了波形的振幅,所以叫做脉冲密度调制,它与PCM记录电平值的做法是完全不同的 。
基于PDM调制的原理,Sony和飞利浦在1999年推出了用于取代CD的SACD(Super Audio CD),它使用的ΔΣ算法在模拟/数字转换(A/D)过程中会以64倍于CD的采样率(2.8224MHz)对原始音频进行过采样,而由于PDM的特性,量化位数当然就只有1-bit,因为只有每一个采样点都只有开或者关两种状态嘛 。
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PCM与DSD的对比
DSD解决了传统PCM编码上的高频量化噪声问题,高采样率同时还带来了更加丰富的声音细节,而密度调制的方式也使得它拥有更大的声音动态范围 。除了原始的64倍采样率的DSD之外,后来还推出了DSD128、DSD256、DSD512等新格式,它们的采样率逐步上升 。
现在我们可以拿到的DSD音频一般都是ISO镜像格式的,使用专门的解码器可以将其转换成PCM音频播放,而支持DSD直通播放的设备还是相当的贵 。
SACD的物理介质其实就是DVD,同期其实还有一个DVD-Audio阵营,他们仍然使用了兼容性较好的PCM调制,不过是基于一种新的名为MLP(Meridian Lossless Packing)编码方式,在双声道情况下最高支持192kHz/24-bit的PCM音频流,直到今天,它的规格都是相当高的 。
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