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Dolby TrueHD 、DTS-HD Master Audio和LPCM比較解析

作者:  轉載自:  發佈日期:2015/7/6

自松下的BD30播放機之後,已經可直接輸出Dolby TrueHD及DTS-HD Master Audio的數碼流(bit stream)訊號至高清影音擴音機解碼,可以真正欣賞到Dolby TrueHD及DTS-HD Master Audio的威力。之前,由於高清播放機未能輸出Dolby TrueHD和DTS-HD Master Audio的數碼流訊號,大家最常聽的,可能是另一種高清音效--多聲道Uncompressed PCM,大部份早期面世的藍光碟及HD DVD碟設有多聲道PCM輸出功能。PCM的吸引力來自訊號本身沒有經過任何壓縮處理,實際上比DVD所用的AC3及DTS更接近原音,再者,到了藍光的年代,PCM已擴展到5.1及7.1聲道,我所接觸過的朋友們都無一不贊多聲道PCM的效果傳神及低頻有力,甚至有些朋友更說,有了PCM便足夠,何需理會什麼Dolby TrueHD及DTS-HD Master Audio呢?事宣上,你又會否覺得有了多聲道PCM,就沒有必要理會其他的無損失性HD壓縮音效嗎?如果情況真是這麼簡單,杜比和DTS又何需為Dolby TrueHD及DTS-HD Master Audio等新音效花這麼多研發功夫呢?再者,為何藍光及HD DVD的規格要加入它們呢?

首先從技術層面去比較一下。數碼音效的基本是以Sampling即bit rate及kHz來造出不同的解析度,bit rate越大,kHz越高,音質就更好及精細;然後再分有壓縮和無壓縮,最後就是有損失性和無損失性的壓縮。如果以同bit及kHz的音效播放,無壓縮的PCM會比同解析度的無損性壓縮好,而無損失性的壓縮音效又會比有損失性壓縮音效為佳。

我們來看看CD唱片碼流是如何獲得的
例如,對於一張CD唱片而言,通常是16bit量化,44.1KHZ取樣率
那麼一般CD唱片的碼流是16*44.1*2=1411Kbps(因為一般CD是兩聲道錄音)
那麼一般在DVD階段,都採用是的48KHZ取樣率
那麼一條兩聲道PCM音軌的碼流是16*48*2=1536KBPS
而多聲道PCM,比如很多sony 發行的藍光DVD帶5.1的PCM格式,它們的碼流就是16*48*6=4.6Mbps
這些都可以通過實踐來驗證,再比如96KHZ取樣,24bit量話,如果是5.1聲道的,那碼流就是96*24*6=13.8M( chris botti LIVE克�奡答i提演奏會的blu-ray就有這麼條音軌)

我們再來看看通常的DD5.1,它的48KHZ/16BIT的音軌一般是448KBPS的碼流,也就是說相對於5.1聲道的LPCM,壓縮了10倍左右。DTS5.1的話,如果是768KBPS的話,基本就是壓縮到原來的1/6,如果是1536的話,就是壓縮到原來的1/3。

好,接下來我們來看 Dolby TueHD5.1和DTS-HD Master Audio 5.1,DTS-HD Master Audio和Dolby TueHD和LPCM首先不同的是前兩者是動態碼率,後後者是靜態的,也就是當需要大信息量的時候,碼流會變高,反之則下降。
現在市面上流行的帶DTS-HD Master Audio的電影碟基本碼流都在3.8-5.3之間波動,在我手上的藍光碟中,有28天后,28周後,後天,天國王朝,蒼蠅等片都是屬於這個碼流的範疇,我們假設它的碼流在4.6左右,那麼它的壓縮量其實相當於LPCM

當然也有小於這個值的,比如虎膽龍威第一和第二集,DTS-HD Master Audio的碼流在1.9-3.9之間,那這個壓縮量顯然要比前者大。這我們也可以理解為DVD年代的1536DTS和768DTS的概念。

當然也有一些特別大的,比如蔡琴的演唱會,還有DTS-HD DEMO中的音樂演示片段最後一段,碼流都要在8,9,甚至 10M以上,當然它們都是以96/24來取樣的。但有一點可以明確的,就是在藍光年代�堙A音頻碼流不在是靜態的了,而且比原來要複雜一些,比如同樣的是96/24來取樣DTS-HD Master Audio也會有不同的碼流高低,這視其壓縮的不同。

至於Dolby TrueHD和DTS-HD Master Audio哪個更好一些,有相關的影碟製作人員透露,以同一段影片來製作了一張用作測試的Blu-ray碟來比較各式音效的效果。這張測試碟內有以16bit/48kHz音源的PCM 5.1聲軌,有Dolby TrueHD 5.1聲軌、有DTS-HD Master Audio聲軌,亦有Dolby Digital及DTS聲軌,前者三種格式為HD規格的音效,後兩種為DVD規格的音效。從播放出來的結果,PCM有最接近音源的效果,Dolby TrueHD及DTS-HD Master Audio有80%-98%近似原有的音源,而Dolby Digital及DTS與音源的近似程度約55%-70%。接下來,我找來一段24bif/192kHz的片段來測試,PCM依然最好,Dolby TrueHD和DTS-HD Master Audio的近似比率沒變,但另外兩種DVD格式的音效的近似比率就下降了多10%左右。

明顯地,DVD年代的有損失性壓縮,未能與HD時代的要求共同進退,而新的無損性壓縮音效的改善明顯,更可能在HD年代生存下去。到這刻,你可能問我那不是PCM就是HD年代的真理嗎?我會答你,不是真理,只是「蘿想中的真理」才對。在實際應用上,大部份的數碼制式都有一個不變的限制,就是transfer rate,在Blu-ray格式及HD DVD格式的規格標準中,transfer rate分別是50Mb/sec及36.55Mb/sec,這正是碟機能讀取碟片的速度,這個固定頻寬會同時被該碟內的影音訊號、各式音效訊號及字幕訊號所攤分,因為用家可在關看時隨意轉換音效及字幕而不會出現不同步的現象,因此實際讀碟時,是每秒把所有資料讀取,而不是因應用家的選擇來讀取。用家選擇的音效和字幕,只是命令碟機作個別的解碼而矣!

有了這個概念後,先假設碟片的容量如果是無限大,要顧及的只有transfer rate,16bit/48kHz的PCM 5.1的頻寬是大約4.6Mb/sec,而24bit/96kHz就是13.8Mb/sec,製作一張Blu-ray為例,就只剩下約36.2Mb/sec的頻寬,再扣除了其他的語言、音效、字幕等訊號後,剩下來供影像訊號應用的頻寬便更少,如果是7.1環繞聲,那剩下的頻寬便會再下降。不要忘記我們是假設碟片的容量是無限大,但礙於transfer rate有限,唯有消減影像訊號的bit rate去遷就有限的頻寬,最後的結果是畫質下降。看來,有高還原度的無損失性壓縮音效是能將影音質素平衡化的關鍵音效,不遇頻寬有限,只有在影/音質素中作取捨;試問在HD年代�堙A音效多好,始終都不及畫質好重要,那多聱道PCM就未必是HD年代的終極方向。



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