为什么电脑的音质会比不上CD机? / 木子杰软件教程

首先，CD 机的音质是否比不上电脑?

这个不一定，CD 机虽然在外观上和电脑大相径庭，但是其结构基础是一致的，电脑当中的 CPU 就相当于 CD 机当中的专用运算处理芯片;电脑中的光驱就相当于 CD 机当中的转盘系统;电脑中的独立/集成声卡就相当于 CD 机当中的 DAC 和功放电路。

有人会问电脑当中的功能太多，CPU 忙不过来，是否会导致播放音质恶化?这个大可不必担心，因为从软件上来看，操作系统的「分时复用」技术非常成熟，而且通用 —— 即使是你手上的 MP3，也采用了这项技术，想想就明白了 —— MP3 是如何做到一边选择歌曲，看电子小说，玩游戏，一边播放音乐的?从硬件来看，如果感兴趣的同学可以百度一下「锁存器」，正是这个器件使得播放音质与 CPU 同时在进行多少工作几乎毫无关系。

有人会问 CPU 与 CD 机当中的专用运算处理芯片有何区别，其实区别还是比较大的，CPU 的功能仅限于通用运算，但是 CD 机当中的专用运算处理芯片则集成了更多的功能，比如可以将 DAC 和 ADC 单独拿出来放在专用运算处理芯片上，而最新的 iPod shuffle 播放器的专用运算处理芯片甚至几乎将该播放器的所有电路均集成在了这个芯片的内部，外围除了一些必要的电阻，电容以外再也不用其他元器件。

那么电脑和 CD 机的播放音质区别在哪里?应该说，如果从公平到理论高度的层面上看，二者在数字信号处理阶段输出的音质没有区别，但是到了模拟信号时，会有一些区别。

什么是数字信号?什么是模拟信号?如果拿一首钢琴曲来说，记录在琴谱上的音符就是数字信号，将这首钢琴曲用钢琴弹奏出来的就是模拟信号。对于琴谱来说，节拍多少，每个音符的音高多少，哪里该延长，哪里该休止都记录的清清楚楚，但是当钢琴师在演奏时，肯定难以保证一切都按照琴谱来弹，这里我们且排除钢琴师是在按照自己的感情来诠释这份琴谱，但是弹奏出来的音乐相对于琴谱来说，必然会存在失真 —— 按照琴谱来弹奏过程中引起的失真，就是刚才谈到的，从数字信号到模拟信号之间的失真，这也是电脑和 CD 机播放音质之间区别的由来。

那么，为什么说电脑和 CD 机在数字信号方面的音频信号质量没有区别?

因为 CD 上面存储的内容是数字信号，数字信号是什么?数字信号就是 0 和 1 构成的序列。0 就是 0、1 就是 1 ，无论是从光驱上读到硬盘中，还是从网络上下载到电脑里，这样的序列都不会改变。大家简单想一下，如果一个文件在传输过程当中 0 和 1 出现了错乱，会是怎样的情况?这意味着，你将一副图片传到网上，发现这幅图片的内容完全不一样了;你发一封邮件给别人，结果那个人收到的邮件中一般内容正常，另一半内容却是乱码;你将自己的一篇文档从 C 盘复制到了 D 盘，结果里面的文字全部错乱 ... 所以你认为能够说出「两个完全相同的文件，一个字节的差异都没有!但二者的音质就是不同!」这种话的人是怎样的发烧友?说不得，我也只好对 @负二来一次人肉碾压了[1]。

按照 CD 音频格式的统一规范《红皮书》制定的标准[3]，简单地理解就是 —— 大家有注意到播放音乐时音箱的鼓膜在不停地振动么?将一秒钟平均分为 44100 次，然后每经过 1/44100 秒，测量一下此时鼓膜的位置，将其转化为由16个要么是 0 ，要么是 1 的数字组成的序列，这样每秒钟就会得到一个由44100 x 16 个 0 或者 1 构成的数列[2]，而因为这个序列已经记录并约束了鼓膜在该时刻下应有的位置，可谓是最严格的「乐谱」。而一份「乐谱」的记录和复制，传递过程又怎么会受到 jitter 的影响?

「 jitter 无处不在，无所不能」可谓是「资深烧友」忽悠新烧友的万古长青的法宝，但是如果现在回过头来总结，在模拟音源的 LP 时代，LP 唱片的转速确实对播放出的音质有很大影响，因为模拟音源的播放过程就像一首钢琴曲从唱针上一步步走到喇叭口，移动地忽快忽慢确实会导致较大的失真;但是，在数字音源的 CD 和 MP3 时代，唱片上的内容已然变成了乐谱而不是直接被记录下的钢琴曲，传输地忽快忽慢并不要紧，只要不会对乐谱上的记录造成影响就行 —— 你要问为什么我确定肯定没有影响?想想看，同样的一张纸，上面写程序代码，可以让你从光盘上正确地安装一个操作系统;上面画图，可以让你从光盘上拷贝出完全正确的一张张图片而不必担心存在失真问题;那么为什么同样是用 0 和 1 代码写成的「乐谱」，从光盘上拷贝出来就会有各种问题?如果不去指出这些「资深烧友」的错误，就只能继续看着他们污蔑数字信号处理领域的技术人员、专家[4]。

对于 jitter 引起的影响，总结一下，就是 —— jitter 确实无处不在，但并非无所不能。在数字音源时代，至少在纯数字信号处理阶段， jitter 对音频信号质量不会造成影响。

如果做一个比喻的话，在模拟音源时代，从音乐家演奏出音乐，相当于整个录音过程开始，录音仿佛开着车走上了一条乡间小道，录音阶段，播放阶段，一直都在这条小道上跑，这辆车则一直在老化——但是在数字音源时代，工程师在从录音阶段到播放器的数模转换器输出这一阶段铺上了高速公路。虽然这辆车仍然需要上高速，下高速，但是在高速公路上，这辆车可以保持原样，一直开下去。而这条高速可以是 CD 光驱，可以是硬盘，可以是网络。

接下来，电脑和 CD 机的音质区别具体受到哪几方面影响?

上文已经反复强调过，从数字信号到模拟信号之间的失真，是电脑和 CD 机播放音质之间区别的由来。从数字信号输出时，这样的 0 ，1 序列依然还是相同的，但是，由于最终为了将这一信号变成真实的声音，我们还是要将数字信号重新还原成模拟信号。这一过程由数模转换器(DAC)来完成，而数模转换器在转换过程中，则会不可避免地受到 jitter 的影响 —— 但是需要强调的是，在对抗 jitter 带来的失真时，CD 机对比电脑来说并没有任何的优势，CD 高档转盘能集成在电路板上的高档晶振，独立声卡也一样可以集成，因为这两者可以通用;此外，该处对于 jitter 引起的失真的讨论仅限于对部分「烧友」高端言论的驳斥，事实上，jitter 能引起的失真相比其他由电路本身产生的失真要小得多，以至于可以将其带来的影响忽略掉。

比起 jitter 能带来的音质上的影响，放大电路带来的影响明显更大一些。由于放大电路元器件自身的技术限制，对于数模转换器输出的信号无法做到理想的线性放大。而在这一方面，高档的 CD 转盘或可以战胜电脑——因为高档的 CD 转盘可以拥有更大的空间来安置放大电路，静电隔离也可以做得比安置在机箱当中的声卡更好。但这都是针对数千元及以上的高档产品来说的，对于便携 CD 机来说，为了延长其因为电池供电而带来的可怜的续航时间，提高放大电路的性能并不是首要的目标 —— 首要的目标是如何降低放大电路的功耗。而对于电脑来说，则完全不用考虑功耗的问题 —— 当然也不能说一点都不用考虑(没人会疯狂到在电脑声卡上搞一个纯甲类功放)，但是相比便携设备，电脑的输出功率比它们更高这一点是肯定的。因此，说千元以内的独立声卡音质可以「秒杀」同价位随身 CD 并无不妥之处，同价位的 CD 转盘 ... 呃，我不太明白，请问您是在说 VCD 吗亲?

最后，需要讨论一下，高档的 CD 机相对低档的 CD 机音质有提升吗?

让我们返回最开始的问题，一定会有人有疑虑说，为什么一定能保证光盘上的内容能够 100% 正确地拷贝到电脑中?像很多有划痕的光盘不是就不可以么?

确实，我们少考虑了一个因素，就是对于已经有严重的物理磨损的光盘来说，真的确实会存在读取上的困难，而对于质量很差的光盘来说，读取错误也是很常见的问题。虽然这种情况对于正常磨损的光盘来说很少见，但是也不是没有。虽然 CD 标准在制定之初，已经设置了双重纠错机制，能够发现光驱在读盘时产生的错误并修复它们，但是依然无法保证所有的内容都可以被正确还原。

那么高档的 CD 转盘的价值体现在哪里?首先，正如以上所说，高档的 CD 转盘作为一个播放器的整体，虽然在数字音源阶段与电脑差异不大，但是在转换成模拟信号过程中拥有自己独特的优势;另一方面，在读取有严重的物理磨损的光盘时，高档的 CD 转盘因为其机械结构用料更加考究，设计更加稳定，可以最大限度地将正确的信息从光盘中读出。

但是还是需要认清一点，那就是相对于软件上的校验码纠错机制[5]，机械上的考究用料和更优化设计所起到的作用几乎微乎其微 —— 要知道即使是读取一张正常的光盘，软件的校验机制每秒钟都在后台默默地发现并修正上百个错误，如果没有该机制的保证，CD 光盘几乎无法得到普及。从这个角度上讲，通过机械上的改进来提高读取质量较差的光盘的质量，顺便大幅提高产品售价，是技术上的需求驱动，还是商业利益上的运作考虑?我想显然是后者的成分更多。

CD光盘的软纠错是一个非常重要的内容，虽然其深奥程度并不高，现在的研究生数字信号处理课程当中就有讲到其原理[6]，但是绝大多数「烧友」还是在凭借自己的想象来猜测 CD 的解码过程，甚至有「烧友」说，电脑光驱的纠错就是靠反复读取同一个位置，看读到「0」和「1」哪个多一些来判断这个位置是「0」还是「1」 —— 可悲的是，这种简单而错误的理解恐怕会博得绝大多数「烧友」们的赞同，真正能有几人能静下心来参透 CD 的解码过程，从而了解真实的 CD 纠错机制是怎样的?真正的音频领域专家和开拓者们设计出来的天才般的机制先被简单而粗暴地曲解[7]，然后再披上一层风马牛不相及的外衣，在商业利益的驱使下，由爱好者们构成的论坛从交流真科学到伪科学横行，浮躁的发烧界就是这么样一步步地堕落下去。

为什么电脑的音质会比不上CD机?

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