1.1.1 数字音频技术的发展

数字化时代对人类的发展产生了巨大的变化，我们亲身经历了数字技术的蓬勃发展，目睹了它以惊人的速度渗透到社会与生活的方方面面。数字化技术已全面进入到广播影视领域，正对我们的行业带来实质性的变革。清楚地把握数字音频技术的发展动向，对正确推进广播影视领域的数字化进程将有极其重要的意义。

1.模拟与数字音频技术的关系和互补性

要把握数字音频技术发展的方向，必须对数字音频与模拟音频技术之间有一个科学的认识，并清楚这样一个概念：数字化虽是一种手段，但我们始终离不开这个模拟的世界，所以我们要清楚模拟与数字音频技术的优势和弱点。

从音频的质量上来说，数字音频通过模数/数模转换后，越接近模拟音质就越好。但是，数字化技术在音频的编辑、合成、效果处理，存储、传输和网络化，以及在价格等方面有极大的优势。在半导体技术高速发展的今天，在专业音频领域，为了得到温暖的模拟音质，仍旧需要采用电子管器件，如电子管话筒、电子管前置放大器和压缩器，以及功率放大器。为了与数字化音频系统配合使用，不少最新的音频专业电子管产品都配置了数字接口。所以数字化时代的音频技术，并不是弃模变数，而是两者有机结合，取长补短，用数字化技术去追求模拟的音质，用数字化手段来弥补传统音频设备的弱点。

目前世界上公认音质最好的调音台，如AMEK 9098和SSL 9000J系列，就是模拟数控台，即模拟信号流、数字化的控制系统，另外还配置了模数转换接口，这就是模拟音频技术与数字技术结合的实例。

计算机技术已将人们带入了一个虚拟世界。音频领域也不例外，音频工作站的发展已越来越成熟，人们已称它为虚拟录音棚。虚拟音频制作系统中，包括了录音机、调音台、周边信号发生器、非线性编辑和数据库等。这种虚拟系统不仅有价格的优势，而且功能齐全，符合数字化、网络化发展的要求，其音频的质量可与一些高级传统音频设备抗衡，与传统设备相比更有优势。

近年来，虚拟音频制作系统对界面的外控操作上，正逐步向传统设备的操作概念发展。还与传统调音台有机结合。除Protools音频工作站已有了Pro Controls外控操作台外，索尼公司已将DMX-100调音台与Pyramix虚拟音频制作系统结合。DMX-100调音台的48路数字音频通道可通过MADI模数/数模转换器与Pyramix连接，Pyramix可通过DMX-100的24个电动马达推子实现外部自动化控制。

另外，SSL 9000J系列高级模拟数控台也可与Pyramix虚拟音频制作系统配合使用，音频信号可通过PCM/MADI转换器或DSD转换器与Pyramix连接，SSL 9000J系列调音台上的控制按钮和推子可通过索尼422协议与Pyramix连接。

综上所述，数字时代音频的发展，从音质上讲，数字与模拟的追求是一致的；从数字技术在音频领域的应用上讲，它仍然依托着传统的模拟设备而向前发展。

2.数字音频格式PCM和DSD的发展状况

PCM脉码调制数字音频格式是20世纪70年代末发展起来的，记录媒体之一的CD，是20世纪80年代初由飞利浦和索尼公司共同推出的。PCM的音频格式也被DVD-A所采用，它支持立体声和5.1环绕声，是1999年由DVD讨论会发布和推出的。

PCM的比特率，从14bit发展到16bit、18bit、20bit直到24bit；采样频率从44.1kHz发展到192kHz。到目前为止，PCM这项技术可以改善和提高的方面越来越小了，只是简单地增加PCM比特率和采样率，不能改善它的根本问题。其原因是PCM的自身问题，具体说明如下：

• 任何PCM数字音频系统需要在其输入端设置急剧升降的滤波器，仅让20 Hz～22.05 kHz的频率通过（高端22.05 kHz是由CD 44.1 kHz的一半频率而确定的），这是一项非常困难的任务。

• 在录音时采用多级或者串联抽选的数字滤波器（减低采样率），在重放时采用多级内插的数字滤波器（提高采样率），为了控制小信号在编码时的失真，两者又都需要加入重复定量噪声。这样就限制了PCM技术在音频还原时的保真度。

为了全面改善PCM数字音频技术，获得更好的声音质量，就需要有新的技术来替换。近年来飞利浦和索尼公司再次联手，共同推出一种称为直接流数字编码技术DSD的格式，其记录媒体为超级音频CD即SACD，支持立体声和5.1环绕声。

DSD音频格式简化了信号流程，去掉了PCM使用的多级滤波器，将模拟音频直接以2.8224MHz的高采样频率按1bit的数字脉冲来记录。

虽然DSD格式表示的声音信号是数字化数据，但是它又与真正的声波非常接近，可完整地记录当今最佳模拟系统的信息。最好的30ips半英寸模拟录音机记录的频率能超过50kHz，而DSD格式的频率响应指标为从DC到100kHz。

DSD数字音频能覆盖高级模拟调音台的动态范围，通过其音频频段的剩余噪声功率，保持在-120dB。DSD的频率响应和动态范围，是任何数字和模拟的录音系统无法与之比拟的。从声音的质量上来说，数字音频技术是为了接近模拟声音的质量。DSD音频格式的发展将更有利地与模拟音频系统配合。

3.最好的数字音频格式——WMA和MP3之争

由于是微软的作品，绝对不能小看，WMA像一剂强心针一样促进了流式媒体格式的大进步。WMA文件可以在仅仅20Kbit rate的流量下提供可听的音质，因此WMA常常用于在线收听和广播的首选，微软早就在Windows Media Player中提供了播放支持。当WMA的bit rate上升到128K时，几乎在同级别的所有有损编码格式中笑傲江湖了，MP3在128Kbit rate时，会出现明显的高频丢失，而WMA不会。但似乎128K是WMA一个槛，当bit rate再往上提升时，不会有太多的音质改变MP3，在192K时，音质可以比WMA好。微软推出WMA编码时主要有两个针对目标，一个是瞄准了网络上的RA和RAM格式，另一个是用户硬盘中的MP3。但是在高音质的要求下，WMA仍无法构成对MP3的威胁。

WMA和MP3的优劣一直是大家争论的焦点，其实这是一个无法回答的问题。这要看你的实际需要，是追求高音质（MP3）还是高压缩率（WMA）。