一个老命题的新思考-CD读取数据的差异

ftsteven

交易区新帖推荐

首先纯引一个两年前有人提出的观点:

：电脑光碟的数据CD-ROM格式与ＣＤ上的音乐数据格式是不同的。电脑光碟的数据中夹带着大量的冗余纠错码和扇区定位信息，因此光驱在读盘时，发现定位不对，就会在空转过程中反复调整光头使之适应（你经常可听到光驱在作这种调整时异常声音），如果发现数据中有错误，可利用其中的冗余纠错码来自动修正错误的数据。如果错误太多，无法自动修正错误的话，电脑就只好罢工，告诉你它无能为力。因此对电脑光碟来说，只存在能不能读得出的问题，而很少出现会读错的问题。这样，光驱的好坏只表现在速度的快慢和读片能力的强弱，而不可能像ＣＤ转盘那样，价格可以差几十倍甚至上百倍。

而ＣＤ格式是在还没有发明个人电脑时确定的，当时的技术局限就使得ＣＤ数据格式先天不足，CD数据中冗余纠错码比CD-ROM中的要少得多, 一部分纠错码甚至与音乐数据放在不同的光道上,最要命的是CD没有扇区标记。CD机光头读取０或１的数字音乐讯号是以恒定线速度进行的，沿螺线的信息线路由内圈向外部读取，一旦它开播就只能这么均速走下去，不能停顿不能等待（否则由于没有扇区它就再回不到那个停顿点），一旦出现电压等其它电气环境的波动、ＣＤ机转盘稳定性稍差点或CD碟的质量差一点的话，CD机就会读到错误的数据（在正确的时刻读到的错误数据，或在错误时刻读到的正确数据对CD重放说都是错误数据），这时它绝对不会停下来反复读某一段，也不会因为无法修正错误而罢工（你用电脑光驱听ＣＤ时更能感受这一点），只能采取插值算法蒙混过关，因此从ＣＤ上读到的数据是什么，与ＣＤ机转盘的质量和原碟本身的制作质量都有很大的关系；从光盘上读出的软件数据是先放入电脑内存后再来执行的，读出的数据通过冗余纠错，０和１迟一点早一点读出没有关系，而ＣＤ就不同了，０和１的读出必须严格按照时间顺序进行，时间不同步将严重影响音质（亦即“在错误时刻读到的正确数据”），这就是所谓的“时基误差”（JITTER）。所有这一切，导致了一张ＣＤ上数据是不可能像电脑光盘上的一样完全被复制，也导致了ＣＤ转盘的优劣对最后播放的声音至关重要，而ＣＤ转盘和解码器的优劣和配合决定了时基误差的多少，这样才造成了现在ＣＤ机价格可以相差几百倍的现实。

这个观点是有一定理论依据的，参考wiki词条http://zh.wikipedia.org/wiki/CD-ROM   (如果质疑wiki信息的正确性,可以参考英文CD-ROM词条)

CD扇区内容
一张74分钟的标准CD包含333000个扇区。
    每个扇区为2352字节，模式1型的CD-ROM包含2048字节计算机数据，模式2型的CD-ROM包含2336字节PSX/VCD数据，音频包含2352字节信息。
    扇区容量的差异来自头信息和纠错编码，计算机数据对精度要求最高，这类信息最多，VCD对精度要求不高，这类信息稍小，音频CD没有这类信息。

现在我想提出来的问题是,
在具体实践的时候,是可以发现,一张音频CD(wiki词条别名CDDA)原盘的内容,抓取到电脑上,再刻录到一张刻录盘上,然后再从这张刻录盘上抓取数据,前后数据是完全一致的,不管这张刻录盘是1块5的铼德,还是80块的三菱GREEN TUNE(正常操作下,不说极端案例),这似乎与以上引用的观点并不一致

而在把原盘,1块5的铼德,还有80块的三菱GREEN TUNE放进同一台CD机里,实听差异又是实践所证的

这其中的矛盾,到底来至何处?

suezo

你的引文不是说得很明白了么,在错误的时间读到正确的数据,一样是错误.刻录这个过程,现在可以保证数据不错,但时钟不错是根本没人保证的,因为根本就没有任何时钟校验的步骤.

suezo

刻录CD的每一个扇区都比实际的信息需要的长度长一些,这是可以保证断点续刻的关键,只要刻录时数据流能够把数据不溢出的刻进这个大扇区的任何部分,从数据CD的角度看都是刻录成功的.但从CD的角度看,刻在扇区的偏前一点,时钟上就提前了一点,偏后一点,就晚点一点,即使数据一样,jitter也是不一样的.CD是压制的,母盘上每个扇区里数据区的位置是由母盘自身结构固定了的,所以压制出的子盘的jitter信息也是一致的.而刻录CD,要保证jitter的不随机,就只能靠在盘和刻录机上下功夫了.

[ 本帖最后由 suezo 于 2012-7-21 21:03 编辑 ]

ftsteven

也就是说MD5效验这个手段只是数据本身没有错,并没有实际CD机播放时时间变量这个考虑,所以差异由此而来了?

进一步的说,就是抓轨之后MD5值一样的光盘,放出来的声音并不一定一样,因为MD5值只是结果一致,但是过程并不一致,所以放出来的声音就不一致了?

[ 本帖最后由 ftsteven 于 2012-7-21 22:25 编辑 ]

nxynxy

CD与CDROM不是一种规范的，引用的非常好，读取音乐CD就是只能解调出脉冲信号，没有数据还原的环节，任何环节都会影响信号的响应，更何况刻录盘和原盘、高级刻录盘和低级刻录盘有片基、材质、染料这么巨大的差异存在，还原出的信号差异差别大了去了，听不出差异的话就要找自己的原因了。

小小啤酒肚

事实上，即使检错纠错校验，也不可能做到数据的100％准确。不要把数字通信神话。

独孤剑

说实话，这些东东我从来没有搞明白过，也听不出来，所以，我不纠结，觉得好听就听，不好听就删掉，去买碟或另外找地方下载。

ftsteven

那再提出一个问题,抓轨音频CD出来的数据,MD5是固定的,以这个数据作为回放数据源,也就是现在pchifi或者说CAS,按道理来说比之音频CD的回放要有极大的先天优势,为何这么久以来似乎除了姐夫Aeris这天价玩意,就是linn KDS这样的非光盘音源旗舰,出门也要躲躲闪闪,跟传统音源一比总有各种不足,这又是为何?难倒说linn有意保留,做烂声音?

而且,就是抛弃了音频CD,新一代非光盘音源,同样也有贵贱之分,这些贵贱又来至哪里?

另外新一代的音频载体,例如SACD,似乎依然不愿意采用冗余纠错码和扇区定位,只不过搞出了个DSD音频这个比PCM更简化也更适合大信息量的方案(参看wiki词条http://en.wikipedia.org/wiki/Super_Audio_CD,全篇一字未提Redundant error或Sector positioning之类的词语),DVD-audio就更只是玩个LPCM的PCM老路(同样参看en.wikipedia.org/wiki/DVD-Audio),也就是说这两个载体的碟机终究会跟CD机一样,价格可以相差几百倍,声音也依旧有好有坏

实听也是这样,你拿台SA8003和天龙SA1比,就是放同一张SACD碟,依然优劣分明

这两个东西,可以肯定,绝不是不会用冗余纠错码和扇区定位,而是不想用这些技术,原因不说自明...

[ 本帖最后由 ftsteven 于 2012-7-22 00:09 编辑 ]

suezo

你的引文讲了那么多,实际只说明一个问题,时钟的重要性.CD实际上是可以理解为自带时钟信号的,同一张CD,一个特定扇区到下一个特定扇区的距离是固定的,只要转盘质量足够好,这两个扇区之间的时间距离就是固定的.而CAS无论处理还是发送一个数据包到下一个数据包间的时间距离可是由操作系统来决定的,这个的精度就完全可能千奇百怪了.USB为什么要异步,Linn为什么搞网播,都是为了让解码器可以按自己的时钟来处理数据包,回避掉系统里的各种不确定性.

[ 本帖最后由 suezo 于 2012-7-22 01:05 编辑 ]

wumengchao1

纯yy的想法：
我把数据想成是一批全为立方体货物，然后由一辆马车运输。最初的时候是理想状态，所有货物都紧密的贴合在一起。当马车前进的时候由于路的不平坦，车会颠簸，那么货物就都会发生相对位移，颠得太大了，有几个箱子就直接掉下来了，一般情况下掉下来之后就有人会立即去捡回来，但是却没办法去保持所有货物在运输过程中时刻是紧密贴合的。车到一站以后可以停下，这时货物一个也没少，但是排列的间隙却和当初有差异，可以尝试将这些货物再次精密排列，但是难度很大。与其后期的去弥补，不如选一条相对平坦的多的路，让一开始的位移就精量减少。要是之前的路况实在太恶劣，那后期再怎么补偿也很难追得上。pcfi的问题就在于前面的路太恶劣了。

wumengchao1

突然有想到量子力学的测不准原理，有懂量子物理的人来说说这个可能和jitter有关系吗。。

ftsteven

原帖由 suezo 于 2012-7-22 01:01 发表
USB为什么要异步,Linn为什么搞网播,都是为了让解码器可以按自己的时钟来处理数据包,回避掉系统里的各种不确定性.

USB格式本身就不是为音频传输设计的,时钟的问题依然存在这个我理解,

但是网播走的RJ45,那个TCP/IP协议,虽然出来得早,年纪比USB大,但是开发伊始就已经考虑了时钟的问题

wiki里TCP/IP协议(http://en.wikipedia.org/wiki/Internet_protocol_suite)原文引用:

The transport layer can be thought of as a transport mechanism, e.g., a vehicle with the responsibility to make sure that its contents (passengers/goods) reach their destination safely and soundly, unless another protocol layer is responsible for safe delivery. The layer simply establishes a basic data channel that an application uses in its task-specific data exchange.

传输层的协议，能够解决诸如端到端可靠性（“数据是否已经到达目的地？”）和保证数据按照正确的顺序到达这样的问题。在TCP/IP协议组中，传输协议也包括所给数据应该送给哪个应用程序。

但是实际上,网播也有贵贱之分,你拿个最便宜的马拉屎NA7004,去和linn KDS比,一样的路由一样的NAS,声音照样是不一样的

这个又如何解释?

而那些硬盘播放器,硬盘数据走出来,依靠的是SATA协议,这协议更不是混饭的,Wiki词条(http://zh.wikipedia.org/wiki/SATA)纯引:

另一方面，SATA总线使用了嵌入式时脉讯号，具备了比以往更强的纠错能力，能对传输指令（不仅是数据）进行检查，如果发现错误会自动矫正，提高了数据传输的可靠性。

这可是个如假包换实打实的带时钟的传输协议,为何落实到成品上,声音差距又依然存在?都是这个协议下,靠硬盘出声,embla可比什么hifidiy的硬盘播放器牛逼的多了

冰冰鱼

数字播放器，包括网播、DAC、CDP及SACD等，数字部分只是其中一部分甚至只是一小部分，数模转换后的模拟放大部分对音质有决定性的影响，即使前端数字部分完全一样，各家模拟电路的功力也决定了各自声音的档次……

ftsteven

原帖由 冰冰鱼 于 2012-7-22 10:15 发表
数字播放器，包括网播、DAC、CDP及SACD等，数字部分只是其中一部分甚至只是一小部分，数模转换后的模拟放大部分对音质有决定性的影响，即使前端数字部分完全一样，各家模拟电路的功力也决定了各自声音的档次……

但是实际是,就是不考虑模拟电路,只说数字部分,这堆不用读碟的新家伙们照样有高低贵贱之分,MSB能卖1w多的USB转同轴,wadia171这玩具也敢卖2k多,乐之邦吹得响铛铛一个03US敢卖1w么?

这三个东西声音也不是一个档次的,相同的只是都说自己异步而已,异步之后jitter下降了多少这三个牌子可一字没提过,

不像USB传输协议本身是有规定的,异步USB又没有什么白皮书红皮书,大家都用了,效果如何可没什么量化数据证明

另外还有一个疑问,TCP/IP这东西30多年前都有了,网播封顶07年才出来的东西(现在已经被罗技收购的那家公司貌似是最早的网播),这跨了近30年的间隔,大家都干嘛去了?

当然你可以拿阴谋论去解释:sony等众老奸巨猾,死活就想靠卖碟子骗钞票子子孙孙无穷尽也,但是实际上04年以后CD碟子就已经被乔帮主一个itunes搞得气数不多了,

我个人认为,数字音源虽然绕开了CD\SACD光碟的一些问题,但是在传输问题,至少在传输的时钟问题上,要解决的东西并没有比CD少,而且就现在的实际成品表现来看,要解决的问题应该是更多,

并不像所设想的一样比碟子好搞得,一马平川

hakase

CD数据不就是一串表示电平高低的数字序列，何来时钟？CD的jitter就是寻道引起读取错误，与时钟何关？

把序列放到解码器的缓冲区中，解码器按照自己的时钟从缓冲区依次读取进行D/A，只要缓冲区不空，与前面部分的jitter有什么关系？