轉】Dolby TrueHD 、DTS-HD MA和LPCM比較解析！！

自拿到松下的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讚多聲道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又何需爲 Dolby TrueHD及DTS-HD Master Audio等新音效花這麼多研發功夫呢？再者，爲何藍光及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爲佳。


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(因爲一般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克里斯波提演奏會的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。這我們也可以理解爲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，就是在藍光年代裏，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，前者三種格式爲HD規格的音效，後兩種爲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」纔對。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 transferrate，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，因爲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爲例，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年代裏，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。