高清时代的音频格式深入探究_基础指南

AES中国荣誉代表中国录音师协会荣誉理事广东录音师协会理事程一中

编者按:当划时代的高清格式出现后,我们的影音世界变得更加精彩，并展现出前所未有的魅力。除了高清晰度的视频，高清音频也是高清的一个重要组成部分。由于对于高清音频的认识、理解及具体应用目前还处于初级阶段，还有不少技术要点需要我们更深入的了解，为此我们特别约请了AES中国荣誉代表、中国录音师协会荣誉理事、广东录音师协会理事，也是深受我们读者喜爱的老作者程一中先生对高清音频进行深度剖析。

程一中老师是中国多声道录音、制用与研究方面的资深专家，对高清音频技术有着十分深入的研究。相信通过他的文章，一定会让我们在高清音频的理解及实际操作与应用上更加得心应手，更充分地享受到高清带来的视听震撼！

执行主编：汪杰

前言

众所周知，现在已经进入了高清时代。高清画面和高清声音的完美结合，使得高清影音娱乐的吸引力越来越强，人们对此的感受也越来越深。除了大家都知道的高清电视外，最受欢迎的高清娱乐载体就是高清光盘了。当然，也还有很多其它方式，如网上下载等等。但是究其来源，还是不外上述两种。

如果不是自己在HTPC(家庭影院电脑)上用播放软件播放，而是用蓝光播放机播放视频，只要显示器或电视机是全高清的，就可以达到最佳效果。看起来高清画面较单纯，而高清声音可就复杂多了，不是随便把播放机与音响系统一接上就可以正常出声，何况要达到最佳音质和环绕声氛围。所以，对于新的高清音频，我们需要知道些什么？究竟怎么播放？等等问题，无论在网上或者朋友之间，经常会被问到。所以想借《家庭影院技术》及影音中国(www.hdavchina.com)的宝地，让我也来说几句。

其实，在互联网上，或者在各种专业的或消费的杂志中，多多少少已经涉及了高清电视(HDTV)以及高清视盘(原来还有HD-DVD，现在只剩蓝光光盘了)的高清音频(HD Audio)领域。但是，由于大家习惯了杜比数字，也就是采用AC-3压缩技术编码的5.1环绕声格式，对于这些像LPCM(线性脉码调制)不压缩和以杜比为首先后推出的MLP、TrueHD等称为无损压缩的技术，则感到不知所措。加上市场上出现的所谓“强制”格式说、高码率优越说，使得消费者更加丈二和尚摸不着头脑。而有关专业人员，尤其是制作和编写蓝光视频内容的人员，面对这些市场宣传，也显得无所适从。

那么，在蓝光光盘这个闷葫芦里，究竟隐藏着什么秘密？蓝光光盘之所以能压倒HD-DVD，成为一家独霸，其原因不是HD-DVD的技术不好，而是它的光盘容量小，无法再增加互动成份，所以不如蓝光那样有发展余地。而另一方面，蓝光光盘牵头的索尼公司是PlayStation的创始人，所以在以游戏为主的PS3当中，最先加入了自己的蓝光驱动器。游戏当然是互动的，因此蓝光光盘必然把互动内容和功能作为首要的考虑对象。这样，蓝光光盘不仅是看高清影视节目的载体，也是玩高清游戏的载体。蓝光光盘可以高达50G的容量，使得有足够的空间往里面塞东西。相形之下，只有其一半不到的东芝HD-DVD可就逊色很多。由于高清光盘的空间足够，而视频却因采取压缩比更大的VC-1和H.264格式，使得视频占有的空间反而节约很多。本来为了节约空间，使得优质音频的记录和传输都成为可能，而开发出MP3这样的压缩技术。当初，国际音频专家和音乐家集聚德国，聆听几种压缩比和压缩技术对原始声音质量的影响。最后认为，128kbps的MP3可以达到16/44.1格式的CD质量。于是，MP3像雨后春笋般蓬勃发展起来。事实上，我认为这个结论有着很多现实的考量。根据我的聆听条件，用专业级监听扬声器或专业监听耳机来判断的话，至少320kbps才可以说与CD差不多(个人的设备条件不同，聆听习惯不同，会有不同的结论)。所谓现实，就是记录载体的容量和传输网络的频带。技术发展了十几年，到了今天，记录载体的容量价格比简直发生了翻天覆地的变化，16G的高速闪存卡，才300元左右，而硬盘则1G不足1元成为大致标准，而且还在下降中。这时，多余的空间不装点东西岂不浪费？那么余下的空间干什么呢？厂家就想起被人们抛弃多年的、耗费记录大量空间的PCM技术。

蓝光光盘协会发布的蓝光光盘格式白皮书

蓝光白皮书发布的基础数据流构成表

蓝光白皮书发布的音频编码指标

高清画面虽然被压缩处理了，但是已经得到市场的认可，而高清声音还大有余地。除了为保证原来的DVD时代的解码器或解码功放能继续工作，蓝光光盘联盟规定蓝光播放机上杜比数字(大家习惯称AC3的基本5.1)和DTS(基本5.1)都是必选的(Mandatory)。不是因为什么好不好，也不是什么吓人的“强制”，而是因为这两个声音格式已经普及，并为大众熟知和认可。

蓝光光盘可以高达50G的容量

LPCM(线性脉码调制)不压缩音频格式

MLP Lossless是杜比实验室推出的另一个5.1通道的多通道环绕声制式，采用的是无损编码技术

Dolby TrueHD无损压缩音频格式

DTS-HD MA(Master Audio)无损音频压缩格式

蓝光《佐罗传奇》封套

蓝光《蝙蝠侠诞生》封套

拥有Dolby TrueHD音轨的《恶灵骑士》蓝光版

成就Blu-ray成为高清光盘霸主的索尼PlaySation3游戏机

Panasonic(松下) DMP-BD30GK-K

Pioneer(先锋) BDP-LX71

Sony(索尼) BDP-S350

可是，这两者都是压缩编码的，严格的聆听实验也无法判断有哪个好或哪个不好的分歧存在。而震耳欲聋的演示，使得听众根本无法判断。因为听到的声音效果都是像在宣传单张写的那样――震撼。其实震撼不是环绕声的真实写照，至少不是全部。单声道都可以震撼，因为低音是没有方向性的。只有演示其压缩算法对原始声音造成的损失最小，而占据资源又相对小的，才是最好压缩技术的宣传方式。那种在压缩算法上没有精益求精，而只是用牺牲存储空间来达到同样效果的，在声音细节上还原不好的，我认为就不是一种好的压缩技术。当然，喜欢萝卜喜欢梨，完全是个人的口味，所以选择哪一种格式，完全是用户意愿。也就是既不能强制，也不能排他，两者共存最为合理。不过，作为全球最大网络的美国高清电视，已经明确采用杜比数字，而且是排他性的(我觉得这也谈不上什么强制，而是杜比数字是唯一能满足电视广播网各种传输形式的频道宽度和功能需要的格式)。我国高清电视声音格式依旧没有明确，但是已经播出的一些高清频道还是优先使用杜比数字，高清机顶盒里面也预装了杜比数字5.1解码器。香港的高清电视广播也已经明确采用杜比数字。

说了那么多，我想读者大多数关心的还是高清蓝光光盘中采用的音频格式，而不是高清电视。我想以杜比公司开发的一系列音频格式为例，来开展话题。如不压缩的音频与无损压缩音频又是什么关系？LPCM、Dolby Digital Plus(杜比数字增强、DD+)、杜比TrueHD等音频格式是怎么回事？又如何播放？播放中应该注意些什么？等等大家关心的话题。

压缩方式议

在踏入高清音频领域时，最大的疑惑来自对不压缩、无损压缩和有损压缩三种音频格式定义的混淆以及不压缩音频是否一定比无损压缩音频好的疑问。这个讨论的前提，就是参与的听众已经能察觉压缩音频与不压缩音频的差别了。否则，没有必要为了听不出来的差别而耗费那么多光盘空间和那么昂贵的解码放大器或播放机。当然，的确有一些人是根据指标的数目字，而不是根据自己真正听到的结果来进行讨论的，我说那就是纸上谈兵。当然纸上谈兵不能成为我们选择合适音频格式的依据。

所谓不压缩PCM音频，也称作线性PCM(LPCM,在许多蓝光光盘中采用)是电影制片厂录音棚母版的准确副本，以没有压缩的形式编码到光盘上。可是，像杜比TrueHD等无损压缩编码方式一旦解了码，其每一比特也是与录音棚母版的每一对应比特都是相同的。从数学的角度来看，一条无损压缩音轨与一条不压缩音轨最终还原应该是相同的，事实上也的确是这样。然而，关于不压缩声轨就是比无损压损声轨声音好的说法，却仍然挥之不去，使消费者感到迷惑不解。因此有必要在此议论一番。

由于压缩编码过程是一个极其复杂的数学运算过程，读者不会对它们有兴趣。然而，用一些简单的图示来说明数字文件可以压缩而不丢失重要数据的基本概念，对理解还是有帮助的。现在从不压缩的音频开始。PCM轨是不压缩的数字格式，其信号流中的每个比特，当然与输入信号源的对应比特是百分之百相同的。如果录音棚母版是这样的形式：

101011100100101100010111

那么以不压缩形式(如LPCM)刻录到光盘上的轨应该是这样的：

101011100100101100010111

可以看出，两者是完全一样的。但是这看似完美的数字流刻到光盘上时出现了麻烦，因为整部电影声轨将占用庞大的光盘空间。为解决这个麻烦，就必须采取有效措施，那就是压缩。可是压缩些什么内容才是不影响声音质量的呢？任何电影的声轨都不可能总是有声音存在的，有些镜头是没有声音的。就算音乐，也是有起有伏的。在此，假定一段声轨中有一半时间有声音，而另一半是完全没有声音。那么这声轨可能是这样的数据流:

101011100101000000000000

这里在后面的一连串0，也都要占据光盘上的空间。这些0就是反映这个场景里寂静无声，但仍然要无谓地使用容量。那么用压缩技术来压缩这个数据流的话，声轨数据流可能是这个样子的:

1_1_111__1_1____________

这时，那些0都丢弃了，就是大家说的压缩了。这样，压缩技术使得光盘腾出了很多空间。如果在解码时，那些丢失的0再填充进去。于是数据流又成为这个样子：

101011100101000000000000

这就是无损压缩，恢复的数据流与原来的一模一样，可是空间只占了一半。很多情况下，压缩一半也仍然容纳不下，那么只好采取有损压缩了。

大家熟知的标准杜比数字和DD+声轨都是“有损”压缩格式。在上述举例图示中，这些压缩格式不仅丢失0，也丢失一些被认为对人的听觉不敏感的1。实际上通过大量试验，包括不同国家、地区和民族的实验，包括音频专家和音乐家，发现绝大多数人听不出差别。如果采用同一种人耳听觉的算法来压缩的话，采用的比特率越高，就意味着丢失的数据越少。DD+不仅比特率比标准杜比数字高，而且在低比特率下由于保留更多的数据而使得空间利用效率更高。但是，它们仍然不像LPCM或 TrueHD等格式所做的那样是录音棚母版完美再现，当然这种不完美更多是在理论层面上的，大量的实际测试表明这些音频格式的品质也是相当优秀的。这种有损压缩得到广泛应用的前提是过去DVD容量以及高清电视传输带宽的限制。在高清电视领域，杜比数字和DD+技术由于其占用有限带宽却能提供品质相当高的多声道音频的特性而方兴未艾，已经成为全球高清电视的事实性标准，而不压缩的格式在这个领域内由于其不现实的带宽要求而完全没有用武之地。在光盘方面，高达50G空间的蓝光光盘使得除了视频之外，还有充足的余量来保存音频、字幕以及互动的信号数据。可是，关于压缩和不压缩的争议也随着可存音频格式的丰富选择而出现。

现在，不压缩和无损压缩这两种高清格式已经并存一年多了，其中每一个格式的产品目录都有数百种蓝光节目盘在支持。因此，可以找到在同一部电影中，直接比较二条高清音频轨(一条无损压缩和一条不压缩)的蓝光光盘。例如，华纳公司出品的《The Departed(无间道风云)》和《TROY(特洛伊)(导演剪接版)》的双格式版本。在蓝光光盘上有不压缩的PCM和无损压缩的TrueHD两种声轨。另外，索尼发行的《恶灵骑士》蓝光光盘也是这两种格式都有的。从理论上来说，播放同一部电影的声轨在无损压缩和不压缩编码格式下，听起来应该绝对相同。专家比较聆听的结果是，除了有时因聆听环境产生一些干扰之外，还的确有人声称听到两者之间的差别。看起来还有可探讨的地方。

杜比TrueHD是“无损压缩”的压缩格式。尽管做了压缩而占据比LPCM较少的光盘空间，可是解码之后，输出信号与对应原始信号的相应比特仍然是一模一样的。可以把这个过程理解为我们在电脑里常用的RAR和UnRAR过程，压缩成RAR的文件，经过UnRAR又恢复到出与原来一模一样的文件。比如，用RAR来对LPCM轨压缩成为无损压缩文件的话，那么恢复出来的文件在声音质量上不会打折扣。这些格式在压缩时会丢掉一些数据，而代之以指示数据流中的这些空白区间的标记，在解码时，根据这些标记用空白来填满那些空间。当然，这是一个非常简单的无损压缩实现方式比喻而已。实际的压缩绝不是ZIP或RAR算法，而是利用了数字化声音信号中特定数据出现频率的非均匀特性，对出现频率高的数据串重新给出一个比较短的数据串。例如，数据串“101011100100101100010111”在整个信号流中出现了N次，那么完全没有必要让这个数据串一模一样地重复N次，而是仅用“001”来标记这个数据串N次，也就是只占据N个“001”的空间。在解码时，通过数据串代码表查询到“001”所对应的是“101011100100101100010111”，再把这个长数据串“填”到其原来的位置即可。这样就节省了很大的空间。当然，实际的电影声轨绝不可能那么简单，因此压缩算法就指导编码器对实际音频信号流进行实时分析，进行压缩处理。还有像如何将可变码流百分百地同步还原成恒定码流，或者加入音质控制体系等等。可见，成为一种完整的音频格式，或者其采用的压缩音频算法，不仅仅像丢失0和简化重复那么简单。而是采取更复杂的统计模型来分析数据构成形式，再进行丢弃或不丢弃哪些数据的操作。同时，无损压缩技术还利用了可变码流对压缩性能来进一步提高。值得指出的是，都是无损压缩的话，不管压缩比(或数据流量、占用空间)大小如何，还原出来的信号就与不压缩时一模一样。

原理弄明白了，就可以开始对一条不压缩声轨与一条无损压缩声轨作比较。但是，对同一版本的同一张蓝光光盘上的两条声轨才能互相作出合理有效的比较。有些人把一部电影的不压缩声轨与另一部电影的无损压缩声轨来作比较，而且因此得出一个音频格式比另一个好的结论。例如，有人说《黑鹰坠落》光盘的LPCM声轨比《蝙蝠侠诞生》的TrueHD声轨好听，并断定LPCM就是比TrueHD好。其实，这种说法是不合逻辑的，本来就不应该将两部不同电影的声轨来作比较，并得出在视盘上所用音频格式好坏的结论。有可能《黑鹰坠落》的声音制作本来就比《蝙蝠侠诞生》的质量好。那么另外一个人也可以说，《蝙蝠侠诞生》的TrueHD声轨比《板凳队员》的LPCM声轨声音好得多。就凭个人的说法是不能证明TrueHD本质上就优于LPCM的。另外，产生错误结论的原因就是个人的偏好。比如有人喜欢萝卜而不是鸭梨，那么是否就可证明运输萝卜的包装箱就比运输鸭梨的箱子好呢？所以上面说的《黑鹰坠落》的声轨比《蝙蝠侠诞生》的声轨好，兴许只是某个人偏好而已。就算排除了上述人为因素，即使比较同一部电影声轨的不同格式，如果不同格式数据流没有用同一量化比特数来作编码的话，也不能得出正确结论。由于蓝光光盘可以使用高达24比特的量化来进行无损压缩或不压缩音频的记录，而录音棚可能会根据原始录音素材和允许使用的带宽来决定仍然采用16比特量化编码。如果《恶灵骑士》影片拷贝在光盘上同时采用TrueHD和LPCM格式音频，其中TrueHD声轨按24比特量化编码，而LPCM声轨却是16比特量化编码。即使它是同一电影的声轨，并且技术上来说，两个音频格式也是与它们的各自源信号“对应每个比特都相同”的。但是，由于录音棚采用转换源信号量化深度的办法来做TrueHD声轨的话，它就会出现可闻缺陷。因此，如果作比较的电影，其声轨是以同样量化深度编码的不压缩和无损压缩两种格式的话，例如《特洛伊：导演编辑版》蓝光光盘，那么光盘上LPCM轨和TrueHD声轨从头到尾聆听效果应该是完全一样的。

控制体系议

我们欣赏高清节目的目的不是看着屏幕上显示的数据流的数目字大小，而是从电影创作到制作到发行到消费者的一个严密的系统工程。其中音频的压缩与否不是一个技术游戏，而是要给消费者提供更加优秀的声音质量。这就不仅仅是提供一种节省空间的编码算法，而是提供一种为广大消费者欢迎的声音还原体系。杜比公司从模拟时代开始就对音频进行了史无前例的深入研究，在人类音频史上创造出无数的奇迹。进入数字时代，杜比继续在音频领域作出不懈努力。进入高清时代后，杜比作出的贡献不是在数目字上的改进，而是为高清和蓝光的声音体系提出了最有指导性的创新方案。元数据的采用就是杜比公司编码系列的关键特征。杜比希望通过这体系来确保从专业制作单位的原始内容制作到消费者最终还原能有一致性。在TrueHD技术中，元数据添加了新的内容。例如，在编码端生成缩混因子，从而使内容制作人员能够根据自己对特定内容的理解，来定义观众还原时的效果。而在杜比数字技术中，缩混因子是固定的。由于消费者对不同节目之间的还原响度差别太大而烦恼，杜比公司在自己的编解码技术中实现了音量控制。由于这一划时代的贡献，杜比响度控制器获得了1998年奥斯卡技术成就奖。

杜比音频轨在编码时，会写入称为“对白归一(Dialnorm)”的元数据参数，这个术语是对白归一化(Dialog Normalization)的英文简称。这是杜比公司独有的，提供用来设置统一的声音播放电平值的技术。这个想法是为了避免在功放音量设置不变的情况下，有些光盘开始播放时声音特别大，而另一些光盘开始播放时声音特别小。为此，“对白归一”以一个公认的平均值来规定声轨播放音量电平，并用对白作为设定和控制的参考(调查显示，人们对于节目中对白部分音量的感觉最灵敏，绝大部分听众会以节目中对白的音量大小来衡量整个节目的音量)。因此，电影对白的相对响度在做了对白归一编码的不同光盘之间应该是同样的，观众不需要改变平常设定的参数。

有些人对“对白归一”的功能提出莫名其妙的批评，其实他们根本就不了解对白归一的目的和功能，也没有真正聆听对白归一的实际效果。他们武断地认为这个对白归一从根本上改变了声轨的编码方式。事实上，对白归一功能除了提升或降低用户聆听的音量之外，根本不影响电影声轨的任何部分。与常见的自动增益控制(AGC)糊涂观念相反，对白归一功能并“不提升”对白与声轨其他内容的相对电平，或者以任何方式来改变声轨的动态范围。一条用对白归一编码的声轨，与没做对白归一的同样声轨，有着完全一样的波峰和波谷。因为，对白归一只是在声轨的元数据里记录了附加的标志，以用来告诉解码器，在播放节目之前整体提高或减低输出音量设置位置。这样所有电影播放时都可以以相同的对白参考电平开始。而这个动作就好像你在刚把光盘放入播放机开始播放时，觉得声音小了或大了，就必须把放大器的音量拧大或拧小这个动作一样。

在放大器上已经设定音量位置下播放节目，比如电影《高斯福庄园(Gosford Park)》的对白将清脆明晰，而声轨本身不会声音更大，因为那部影片几乎都是对白。而在同一音量位置下改为播放《侏罗纪公园》时，对白响度会保持在刚才播放过的那个节目水平上，直到恐龙吼声震撼大地的镜头出现。因为那部电影里面的音响效果音量要比对白相对大得多。对白归一不会把《高斯福庄园》搞出震撼大地的效果，或者损失《侏罗纪公园》任何对听觉的震撼效果。由于两部电影的声轨都带有对白归一功能，自动对音量都做了设置，所以最终听起来两部片子的对白响度是一样的。

读者也许会问，在这里讨论这些干什么？其实，这与本文的讨论是息息相关的，因为杜比TrueHD的声轨在编码中使用了对白归一。在开始播放那一刹那，声音会比没有这个功能的LPCM编码声轨声音高或低些，即使是同一部片子和放大器是相同设置的情况下。在听觉研究中有一条知名的原则，就是听众喜欢还放音量比录音音量稍微大一些，而不喜欢比录音音量低一些。那是因为还放音量越大，声波激发起的压力越大。仅仅几个分贝的差别，听众可能说不出哪条声轨更响些，但是，录音中比较敏感的声音突然出现时会更有力地刺激耳鼓膜。结果是，较响的声轨听起来更加清晰、宽广和“冲击”，其实播放音量才大了一点点。然而，就这一点点音频信号电平不加控制的话，在后面的数字增益或者模拟增益链路里容易出现失真。杜比公司非常关注这种情况，要求在制作时对于响度偏高的内容通过在元数据里附加一个负增益参数，使得增益受控的同时并不影响数据流本身。某些节目光碟中，TrueHD声轨会比相同段落的PCM声轨响度稍低。这是元数据发挥了作用的结果，对于电影中的声音细节丝毫无损。当然，有人主观地认为只有响度高的格式才是真正同录音母版一模一样的。这是一种偏见，因为我们对节目声音的评价不是一小段，而是整个电影声轨是否都能保持原汁原味，没有任何失真和对耳感的伤害。

为了恰当地比较同一声轨的二个不同音频格式，首先必须将同一参照位置的播放声音匹配到严格相同的响度。这需要一台声级计来进行精确的测量，而不是凭个人的耳感。一旦这些准备工作能真正完成，就根本判断不出不压缩编码和无损压缩编码之间有什么质量差别。由于不同起始音量的设置并不影响声轨之间真正质量的好坏，所以只需要设定放大器的音量位置就行了。

至此，压缩和不压缩的是是非非应该说得比较透彻了，那么相信读者也会有自己的结论。不压缩的LPCM是简单而基本的音频格式，当然也不包含额外的控制数据在里面。那么，尽管原理上还原的声音是与录音母版一样的，可是如果在还原过程中，出现人为错误的话，就一发不可收拾。这样看来，LPCM不仅消耗大量的存储空间和传送带宽，也无法保证在整个节目内容传输链中有始终如一的效果。因此，近来出版的蓝光节目光盘比较倾向采用无损压缩声轨，而不是LPCM。

DENON(天龙) AVC-3808A

Marantz(马兰士) AV8003&MM8003

ONKYO(安桥) TX-NA906

YAMAHA(雅马哈) DSP-Z7

哈曼卡顿AVR255

应用方法议

上面说过，在标清 DVD中，只有二个音频格式可选：杜比数字或DTS。两个都可能处理从1.0单声道到5.1多声道的电影声轨，并且在有些情况下可以增加后声道矩阵中置，就是所谓的6.1声道方式。少数光盘(主要是音乐会)也许会提供2声道PCM音频，但那是少而又少的。DVD光盘只要求包含杜比数字或DTS电影声轨，但是几乎所有的DVD播放机都装有杜比数字解码器，而DTS只能作DTS Ready选项，必须通过外部解码器才能播放出声音。至今，高清播放器中也存在此类现象，就是杜比数字编码的节目可以在机内下变换成立体声，以兼容没有装备5.1环绕声的电视机。而DTS编码的节目不能直接输出立体声给电视机，必须通过单独的解码放大器才能播出声音。在DVD市场中，人们总是企望DTS将提供对声源更好的保真度而把它当作“更好”声音的选择，可是在实践中从未得到过证实。就像上面不压缩和无损压缩的比较一样，往往是因为不是在同一标准下进行比较，或者个人喜好因素影响，而作出一些似是而非的结论。实际上，杜比数字和DTS两者都能给DVD提供很好、有时甚至很优秀的声音质量。

杜比数字和DTS两者都是“有损”压缩编解码器。在把编码数据记录到光盘上之前，每个格式都采用感知编码技术对录音棚数字音频数据作有选择性的过滤。理论上，被过滤掉的数据应该主要包括人耳可闻域以上的频率成份，或在该声轨里无论如何也会被其它频率掩蔽的频率成份。如果处理得当，听众对最终结果应该听起来毫无破绽。但是，如果压缩不好或过度压缩，音频就会产生听得出来的失真。

标准杜比数字可以在不同比特率下编码，最常用的是192 kb/s (为1.0或2.0 声轨所预留，保真度一般)，384 kb/s (质量很好)和最大值448 kb/s (在大多数DVD 5.1声轨时使用)。DTS只有2个比特率编码选择：常用754 kb/s或很少使用的1.5 Mb/s高码率。在每个格式里面，比特率越高意味着需要的压缩量越小，也就是从母版中去除的数据越少。然而，它也表明要为这样的音频轨占去更多的光盘空间，甚至会侵占分配给保证视频质量的那些空间。特别值得注意的是，杜比和DTS使用完全不同的压缩技术，也就是它们的比特率数目字大小并不能互相直接比较。可以肯定地说一条448 kb/s的杜比声轨肯定比一条384 kb/s的杜比声轨质量好，但是绝对不能因为数目字大，就说一条754 kb/s DTS声轨一定比一条448 kb/s的杜比声轨质量来得好。因为杜比公司用了效率更高的压缩技术，而使得448 kb/s杜比声轨的最终结果完全可以与在754 kb/s下的DTS相匹敌。

蓝光光盘的出现，把标清图像极大地提高到高清图像。与此同时，人们期望音频质量也有相应极大的提高。上面说过，蓝光光盘有着那么富余的存储空间，发展高清音频有了必要的条件。这时，杜比公司依仗几十年在模拟和数字录音领域不可比拟的丰富经验、实践以及对音乐、语音、效果和人类听觉等等充分的了解和掌握，为高清光盘开发了一系列全新的声音格式。使用先进的音频压缩格式，将更高的质量传送到家庭用户，有时其质量甚至能与录音棚母版相匹敌。

目前，蓝光光盘中可以使用的音频格式有以下几种：

一、杜比数字(Dolby Digital)

这个音频格式从DVD开始就为人们所熟知，并深受欢迎，几乎成了环绕声的代名词。杜比数字(以AC-3著称)是蓝光光盘的基本标准之一。虽然它可以提供高达640 kb/s 的最大比特率(普遍认为与在相同比特率下的DD+难以听出区别)，但是它的工作方式与其在DVD上一样，可以配置从1.0到5.1声道的形式。

虹软（Arcsoft）公司的高清播放软件

讯连科技（Cyberlink）公司的PowerDVD 7 Ultra播放软件

讯连科技公司最新高清播放软件PowerDVD 8 Ultra

蓝光《天堂美乐》是杜比数字+的典型作品

蓝光《反恐王国》设置菜单

蓝光光盘播放机必须对杜比数字作完全的支持，也就是杜比数字是蓝光视频的必选格式(有人翻译成“强制”)。

这个音频格式的应用最为广泛。像索尼娱乐、华纳兄弟、派拉蒙和狮门影业(Lionsgate)等主要电影制片厂出版的蓝光光盘几乎都采用这个格式。

聆听方法有几种：

· 光纤或同轴SPDIF——杜比数字数据流通过SPDIF连接被直接送往放大器去解码，转换成模拟并放大后推动扬声器。

· HDMI——根据用户在蓝光播放机里的菜单设置，HDMI输出可以用于传送杜比数字数据流到放大器去解码或者播放机自己执行解码成PCM的信号，并以这个形式来传送到放大器去。在那里仍然需要作数模变换和信号放大。

蓝光《最后通牒》设置菜单

蓝光《蝙蝠侠2：黑夜武士》设置菜单

蓝光《变形金刚》设置菜单

蓝光《急速60秒》设置菜单

蓝光《迷雾》用TrueHD播放的信息显示

· 模拟多声道——用模拟信号连接方式，播放机自身必须解码杜比数字数据流，将数字信号转换成模拟信号。然后，将这个信号送往放大器去放大。在这种情况下，应该在蓝光播放机的设置菜单中置入扬声器尺寸和声道电平，而不是在AV放大器的菜单里选择。最终的声音质量会由播放机中的数模转换(DAC)部件的质量与放大器中数模转换器的质量相比哪个更好来决定。如果放大器的DAC质量更优秀，那么宁可使用数字连接(SPDIF或HDMI)的方式。

二、DTS

这个格式有时也称作DTS Encore(虽然DTS公司自己看来不再使用这个称呼)，也是另一个从标准DVD时代遗传来的东西。然而，蓝光光盘可以支持它更高的1.5 Mb/s比特率形式。

同杜比数字一样，所有蓝光光盘播放机都被要求支持DTS。其数据流通过数字连接传输，并且包括至少2声道的内部解码，而大多数播放机可以内部解码达5.1声道。像市售的《终结者2》和《劳拉：古墓丽影》蓝光光盘都是采用这种格式。

聆听方式如下：

· 光纤或同轴SPDIF——DTS 数据流将被送到放大器作解码和处理。

· HDMI——与杜比数字一样，HDMI连接可以传输原始DTS 数据流去放大器解码，或者播放机可以先解码成PCM。

· 模拟多声道——蓝光播放机将解码DTS 数据流，并转换成模拟信号(仅要求 2声道，但大多数播放机会做到5.1声道)，然后送到放大器进行信号放大。最终声音质量也是取决于光盘播放机里的数模转换器质量还是放大器里的数模转换器哪个更好。

三、杜比数字+(DD+，早期曾译作杜比数字增强)

这是标准杜比数字的增强版本，它提供更高的比特率和效率更高的压缩，声音质量也再一次得到提升。它可以支持多达7.1条分立的电影声道(老实讲，绝大多数好莱坞电影只做5.1声道的录音)。在蓝光光盘中，DD+是作为“核心”杜比数字声轨的外延来编码的。

DD+格式在蓝光音频格式中是可选的，并不要求所有光盘播放机都支持。许多播放机只简单地读出640 kb/s核心，而忽略外延部分。结果，多数电影制片厂愿意使用基本的杜比数字或其它更先进的格式，如杜比TrueHD等。

我只知道《天堂美乐(A View From Space with Heavenly Music)》是DD+声轨。实际上那是一部音乐片，但是画面是从卫星上眺望地球的种种美景。外包装和菜单的正确标注就是Dolby Digital Plus。

聆听方法有以下几种：

· 光纤或同轴SPDIF——SPDIF不可能传输完整的DD+信号。如果使用这个连接方法，播放机将限制输出为杜比数字AC-3核心。

· HDMI——如果播放机不支持DD+，它将简单地提取杜比数字核心，在这情况下，只能看见杜比数字列在支持表中。有些播放机会把DD+解码为PCM，并通过HDMI(任何版本)来传输。其他播放机可能选择传输DD+数据流给放大器来解码，但为此要求在播放机和放大器各自的端口都采用HDMI 1.3版本才能正常工作。而放大器也必须有DD+的解码支持才能发挥它的完美音质。

· 模拟多声道——不管蓝光播放机是提取并解码杜比数字核心，还是解码完整的DD+(某些型号的机器)，都可以输出机内转换的模拟信号。但是，前者就不能发挥其全部的声音潜力。

四、DTS-HD HR(High Resolution Audio，高分辨率音频)

与杜比数字+相似，DTS-HD HR提供比标准 DTS更高的比特率和更好的压缩改进。 DTS-HD HR也是给“核心” DTS声轨增加外延的方法来编码的(注意，DTS-HD HR通常被简称为“DTS-HD”，因此有可能引起混淆和误导)。

因为这编解码方式也是蓝光视盘的可选格式，许多播放机只提取1.5 Mb/s的DTS核心，而忽略其外延。

大家熟知的电影《本能》和《宇宙威龙》，其蓝光版本就采用了这种编码格式。

聆听方式可以采取以下几种：

· 光纤或同轴SPDIF——由于SPDIF不可能传送完整的DTS-HD HR信号，播放机只提取DTS核心，并为此改用数据流的传输方式来进行。

· HDM——如果播放机不支持DTS-HD HR，它就只能提取DTS核心，也就是只能使用播放机的DTS选项。有些播放机可以把DTS-HD HR格式解码成PCM，并通过任何版本的HDMI来传输。而有些播放机则把DTS-HD HR数据流传送到放大器去解码(为此需要HDMI 1.3版本)。

· 模拟多声道——无论蓝光播放机提取并且解码DTS核心，或者有些型号可以完全解码DTS-HD HR，都可以转换成模拟信号输出到放大器去。

五、PCM方式

PCM声轨是录音棚母版的严格复制品，不用任何压缩地把信号编码到光盘上。好处是保留了原材料的纯净性，没有任何由于压缩带来的保真度损失。坏处是不压缩的音频轨将占用庞大的光盘空间，这会对电影的视频质量产生负面影响(特别是在单层BD25光盘中)。虽然蓝光格式是有能力采用高达24比特清晰度的PCM音频，但是电影制片厂因为原始素材的量化深度和保留带宽的需要，仍然选择在16比特下进行编码(请注意，把24比特量化的母版转换量化深度到16比特，在技术上与压缩不是一回事)。

所有蓝光光盘播放机都支持PCM 音频格式。在节目支持方面，索尼、迪斯尼的所有蓝光光盘版本和狮门影业等其它电影制片厂出版的部分蓝光光盘节目都应用PCM声轨。

聆听的办法很多，主要是这几种：

·光纤或同轴SPDIF——SPDIF没有足够的带宽来传输完整的5.1 PCM信号，因此音频声轨将降级为只有2声道。通常这是大家不喜欢出现的结果，但是如果你没有其它途径来聆听的话，那么就凑合听立体声吧，环绕声是没戏了。可是声音质量是没有问题的。

·HDMI——PCM声轨可以通过任何版本的HDMI保质保量地传输到放大器，并在那里作数模转换和信号放大。

·模拟多声道——在这种情况下，播放机可以转换PCM为模拟信号，并传送它们到放大器去放大。在播放机里面的数模转换器质量将确定最后的音频质量。如果光盘播放机内部的数模转换器质量比放大器的差，那么最好采取HDMI连接，让数字信号在放大器里进行数模转换，使得最终声音质量更好。

六、杜比TrueHD

杜比TrueHD是“无损”的压缩编解码技术。虽然它因为压缩而比PCM声轨占用较少的磁盘空间，但一旦解码后，它仍然与录音棚母版每一相应比特都一样(由电影制片厂决定用16比特还是24比特量化深度，或称分辨率或清晰度)。上面提到过，如果把这个过程当作我们熟知的电脑文件压缩方式会有助于我们理解。假定把一条PCM声轨文件做了这种文件压缩，生成压缩文件。而一旦用原来的压缩软件解压后，就可以得到与原始PCM文件百分之百相同的副本，不会损失任何声音质量。

杜比TrueHD在蓝光光盘中是可选格式。而且，由于TrueHD没有采取核心加外延的配置形式来建立，所以在蓝光光盘中，记录TrueHD声轨必须伴有一条标准杜比数字 AC-3声轨，以保证与那些没有TrueHD支持的蓝光播放机兼容。所以在蓝光光盘包装封底标志处，一定会看到TrueHD和杜比数字两个标识同时出现。脍炙人口的影片很多都采用这种音频格式，像《鬼魂车手》和《第五元素(再版)》等等。

聆听方式是以下几种：

·光纤或同轴SPDIF——SPDIF不可能传输TrueHD信号。如果使用这种连接形式，播放机必须选择标准杜比数字AC-3来播放，否则放大器无法正确解码而自动跳转为立体声状态。

· HDMI——如果播放机不支持TrueHD，它只能用标准杜比数字声轨来播放。有些播放机可以解码TrueHD到PCM，并把多声道PCM数据流通过HDMI传送到放大器去，这时HDMI接口可以是任何版本。但如果是可以传输TrueHD 数据流给放大器去解码的话，那么必须使用HDMI 1.3版本的接口。

· 模拟多声道——如果蓝光播放机内部可以解码TrueHD的话，在内部就进行了数模转换，只要输出多路模拟信号到放大器对应的输入端就可以聆听了。但是如果蓝光播放机没有内部的TrueHD解码能力，那么就会自动降级为解码标准杜比数字声轨，再变换成模拟信号输出。当然这时就不能欣赏到所谓的录音棚母版的质量了。

七、DTS-HD MA(Master Audio，音频母版)

这是又一种与杜比TrueHD相似的无损压缩格式。二者之间的区别在于DTS-HD MA在以核心加外延的形式建立(就像DTS-HD HR一样)，DTS-HD MA声轨也因此比TrueHD轨道占去更多的光盘空间，可是它不需要为反向兼容而再占用一条从属的标准核心声轨。由于DTS-HD MA和TrueHD都是无损压缩，它们都与录音棚母版质量百分之百相同，从而两者的声音质量也是一模一样的。

像DTS-HD HR那样，MA格式只是蓝光视盘的可选格式。如果播放机不支持DTS-HD MA，它就只提取标准DTS核心。

据说福克斯家庭娱乐公司出版的电影蓝光版都采用格式。

聆听方式与杜比TrueHD差不多，也是这几种：

· 光纤或同轴SPDIF——SPDIF不可能传输DTS-HD MA信号。当使用这种连接形式时，播放机就改为只提取标准DTS核心，并作为数据流来传送。

· HDMI——如果播放机不支持DTS-HD MA，它将只提取DTS核心。有些播放机可以把DTS-HD MA解码为PCM，并可用任何版本的HDMI来传输。有的播放机把DTS-HD MA 数据流传送给有解码能力的放大器去解码，但是必须具有HDMI 1.3版本接口。

· 模拟多声道——无论蓝光播放机解码标准DTS核心，或者有些播放机型号可以解码DTS-HD MA，都可以转换成模拟信号输出。

在蓝光光盘标准中，目前只有这几种音频格式。但是，实际上光盘空间的使用，不仅是考虑格式，还要考虑多语种问题。因为如果有N个语种，每个都是无损压缩的话，光盘空间根本不够用。那么一般都保证主语种，例如英美国家都是以英语为LPCM和无损压缩的语种。其它辅助语言则采用占据空间小的标准5.1有损压缩格式，或称标准核心格式。这样，如果系统不支持该无损压缩解码，就会自动转到核心的基本5.1格式输出，才能不致妨碍用户欣赏电影。当然，你找不到听得懂的语种，那么只好选择你看得懂的字幕语种了。不过，这种体验不怎么样愉快。例如，我找到一张主语种为瑞典语的光盘，为了获得无损压缩的质量，只好忍受好像外星人在对话的感觉。为了弄明白在说什么，就选择中文字幕或英文字幕。但是如果字幕也看不懂，那么就只好雾里看花了。不过，如果你不在乎对白的话，那种声音环境的感受还是很不错的。通过播放蓝光光盘的主菜单，可以进行设置。我们从设置菜单就可以看到这张光盘里记录了什么东西，例如语种、字幕等等。然而，往往同一语种，例如英语，就有LPCM和另外一种格式同时存在。反正花样越多，占据光盘的空间就越多。

还有一个要考虑的因素，就是播放机和放大器。如果使用HTPC的话，还要考虑声卡和播放软件的设置。如果声轨被正确地解码和处理，那么无损压缩声轨就能真正做到每个比特都与源信号相同。光盘播放机有时也有毛病，例如，有的机器在使用SPDIF数字输出时，设在数据流而不是LPCM，那么在用机内解码的多声道模拟信号输出时如果没有改过来的话，其低音管理就会变得不准确。而且，不管用户设不设定，都会启用动态范围压缩功能。除非把所有扬声器都设为小尺寸。同时，不按上面的要求来设定的话，不管作什么音频连接，所有电影声轨的低音都比较弱。在用户不知道播放机存在这个问题的情况下，第一个反应就会认为杜比数字+和杜比TrueHD的音频格式质量差。其实，这只是个别机器的毛病，而不是音频格式本身的问题。就像用HTPC里面的播放软件播放蓝光盘时，也要特别小心里面的设置和连接放大器的方法以及接口版本等。当然，还要考虑电脑CPU、内存等等因素的影响。在这里不一一探讨了。

后语

上面我们简单地介绍了高清声轨有“与录音棚母版每一对应比特完全相同的”音频质量。这就是说，你用蓝光光盘播放的每个音符，都与录在录音棚母版上由导演和录音师所监听的音符一模一样。简言之就是比你在电影院里听到的还要好。当然，这只有在特定条件下才能实现。例如，家里的聆听环境是否安静、声学条件是否适当、所用的音响器材是否有录音监听级的质量以及这些器材的设置和扬声器布局等等。否则也是空欢喜一场，还不如听标准杜比数字保险，声音质量也不见得差。

怎样才能正确聆听到无损压缩的“母版”声音，其实在每个压缩方式的项目中已经提到。首先就是音频信号传输的渠道要正确。平时在播放高清视盘或高清视频文件时，我们通常采用播放机或电脑声卡的光学或同轴数码输出端口来输出数据流(或称比特流)，但是由于这些端口允许通过的频带较低，只能正常输出基本5.1至7.1的数据流。如果播放高清音频，那么输出的只是PCM立体声。换句话说，以上端口不能传输无损压缩的5.1至7.1环绕声信号。往往有人会问，明明我的播放器显示了TrueHD在工作，怎么听不到环绕声而只有立体声呢？原因就在于此。也有人连基本5.1或7.1都听不到，那就要检查你所用的播放软件的设置，或播放器的输出信号选择是否正确了，这里不再详细讨论。

迄今为止，最方便的聆听高清5.1/7.1不压缩的 LPCM、杜比TrueHD等的方法就是使用HDMI接口或多路模拟信号线输出到多路功放的办法。我用的就是后者，因为我的解码功放没有HDMI接口，也没有TrueHD等新一代解码器。只好用HTPC电脑上的声卡多路模拟信号输出端口，分别连接到多路功放的对应输入端口来播放。由于TrueHD的影碟比较多，所以听得也多些，感觉效果非常好。

综上所述，蓝光光盘上的一系列新音频格式引起消费者对概念的认识非常混乱，特别是按完成相同目标(创造一个电影母版的完美副本)而设置的三种独立音频格式，即LPCM、杜比TrueHD及DTS-HD MA。但是，无论光盘上用什么无损压缩格式，担心它们的质量比同一声轨的不压缩版本差，是没有事实根据的。如果说有什么方法论方面的技术优势的话，就是格式之间光盘空间的节约程度不同。但是不管你买的光盘是不压缩声轨还是无损压缩声轨，最终结果是一样的。既然它们的质量是一样的，又何必那么挑剔。我相信绝大多数蓝光节目的观众不会达到坚持非要录音棚母版质量不听的顽固不化程度。所以，不如老老实实坐舒服了，好好欣赏节目吧。

附表：