说起影音的历史,它可说是近一百年来发展最快的电子产品类别。的确,没有了电的发明和计算机技术的急速发展,整个影音行业都不能够发展得那么迅速。随着科学与生活质素的不断提高,人们对视觉和听觉的享受与以前有了很大分别。在以前,当人们听到从留声机播放出来的音乐时已经非常高兴。后来发明电视机之后,人类又增加了视觉享受。在80年代初,当飞利浦和索尼发表CD格式之后,我们就开始感受到全频(20-20000赫)所带来的乐趣,而之后发表的多种音频和视频压缩/解压方案(如:MPEGⅠ/MPEGⅡ、杜比数字、DTS等)和音频处理技术(如:SRS
3D、Trusurround、Dolby Headphone等),都给消费者带来前所未有的官能享受。
平面化显示屏
观赏效果更进一步显示屏的历史,可追溯到100年前的显像管的发明,随着科技的进步,显像管的技术亦有很大的改进,其中以1968年,索尼推出使用特丽珑(Trinitron)显像管的KV-1310,以及在1996年推出首部使用平面显像管电视机Sony
WE-GA(贵翔)最为重要。因为特丽珑和平面特丽珑的发明对家用显示屏平面化有深远的影响,没有它们的出现,其他厂家亦不会这么快发表平面显像管技术。
显然显像管显示屏已经完全平面化,但它存在一些问题,最重要的当然是其厚度过大。我们知道,显像管的表面越平,显像管内的电子束的速度就要更快,所以电子枪与显像管表面的距离就必须要增加,故平面显像管电视机的厚度就比一般电视机厚。而液晶显示屏就是用来解决这个问题的。
说起液晶显示屏的历史,夏普(Sharp)可以说是第一家有大量生产液晶显示屏的厂家,自1973年开始,夏普公司开始利用液晶显示屏作为计算机的数目显示,其后,该公司生产了彩色液晶显示屏及彩色薄膜晶体管(TFT)。另一方面,由于TFT
LCD显示屏拥有低耗电量和超薄机身的优点,它在电脑市场上开始被广泛使用。不过,TFT LCD显示屏的对比度和观赏角度始终不太理想,它始终不能成为家中的“壁挂电视”。直至等离子显示屏(Plasma
Display Panal/PDP)的出现,壁挂电视的梦想终于能够实现。例如,富士通最近推出的42英寸等离子显示屏PDS-4211只有85毫米厚,其厚度仅为一般同尺寸显像管显示屏的十分之一,相信只要在价钱上便宜一点,等离子显示屏将会成为家用电视机的新宠。
多种音频编码技术令人难以适从
自从人类懂得如何记录音乐之后,就想出很多音频编码技术,广义而言,所谓“编码”(Encoding)不是将模拟转换成为数字那么简单,所有将音频转存成另一种格式都可以叫做编码,例如将音乐记录在黑胶唱片就是编码的一种。无可否认,CD的诞生带给人类前所未有的听觉享受,无论在整体动态及信噪比上,它已经远胜黑胶唱片(LP),但很可惜,由于某种因素的影响,CD的规格被限制在16比特量化及44.1千赫取样频率,使有些人仍然认为黑胶唱片才能播放出音乐的神韵。因此,当CD正式推向市场之后,有些公司就开始研究一些更有效率和灵活性较大的编码/解码(Compression/Decompression或简称codec)程式,如杜比实验室在1984年发表以调制(Delta
Modulation)为基础的杜比AC-1(Audio Code#1)编码/解码程式和柯达公司(East man Kodak)发表的电影用音频数字编码格式CDS就是其中两个例子了。
除了使用不同类型的编码格式之外,音响厂家开始研究如何将音频部分压缩,并且要对音质的损耗减至最低,其中最出名的,可说是第一代音响压缩程式MUSICAM,它亦都是MPEG
Layer 1)的前身,它正式发表后,就立刻作为飞利浦的数字卡式录音带(Digital Com-pact Cassette/DCC)的音频压缩格式,其重播效果比当时的后起之秀迷你碟(Mini
Disc/MD)的ATRAC更胜一筹。另外,当杜比实验室在1992年推出数字杜比(旧名为杜比AC-3)之后,令音频的压缩比又跨进一大步,将五声道及一条低频效果压缩至一条比特流(Bit
stream)之中,其传输率只有384kbps的确是非常细。重播效果比无压缩的音乐差不多,这都是数字杜比一直受厂家和使用者欢迎的原因。
当然,好的东西必定会有竞争对手,自从杜比数字推出之后,DTS
Digital Sound和Sony Dynamic Digit al Sound(SDDS)则分别于1993年和1994年正式于影院中使用,形成今日的“一片三格式”局面(这亦都说明格式与格式之间并不一定是互相残杀)。
虽然数字杜比和DTS重播出不俗的效果,但它们始终都是一种压缩技术,对音质或多或少都有一定的影响,使用者就开始考虑使用无压缩的编码格式,第一个可以考虑使用的就是24比特/96千赫的PCM数字编码,但如前所述,PCM这种编码格式存在着很多技术问题,其问题大致可分为两种:效率低及解码时的失真大。效率低是因为PCM在每一个时间里都以固定空间来记录资料,譬如在16比特/44.1千赫PCM编码格式中,每秒钟要取出44.1千个资料,而每取一次资料则要同时使用16比特来记录每刻时间的音乐资料。不过,我们所听的音乐,大部分在12至14比特之间。余下的比特数目(即是0)岂不是多余?另外,将PCM信号转换为模拟信号通常要使用多级式(Multi
stage)数字滤波器,而PCM编码时亦需要一种俗称为“砖墙”(Brick Wall)的滤波器,简单一点说,滤波器的出现令重播出来的音乐有失真。针对这两个问题,最近就出现了两个不同的编码格式——MLP(Meridian
Lossless Packing)和DSD(Direct Stream Digital)。
MLP是Meridian
Audio经过三年时间开发出来的,其特点是高效率的传送数字信号,它的压缩比约有1倍(相比于PCM),而且,为了配合未来的需要,MLP可将多达64条声轨一起编码成为一条比特流,每条数字声轨的取样频率可由44.1千赫至192千赫,而量化数目可高达24比特。MLP比特流除了可通过S/PDIF同轴数字输入/输出界面传送外,如果传输率太大的话,可以由Firewire(符合IEEE 1394标准)传送。另外,MLP亦都可以加入水印保护(Watermark
Protection),可防止使用者和盗版商以数字方式将音乐复制。
另一种新一代音频编码格式DSD则是以64倍超取样形式(取样频率为2.8224兆赫),每一次取样所储存的资料是比较前一个样本和最近一个样本之间的电平,并且以“1”和“0”来分别代表电平上升和下降(专业一点说,它是一种叫做PDM的调制)。所以,DSD能够真正以1比特来代表一个时间的电平,在解码工作上,它不需使用“砖墙”滤波器,直接把音质提高。DSD已经被索尼和飞利浦列为“超级音乐CD”(Super
Audio CD SACD)的指定章程编码格式,而PLP则被DVD论坛(DVD Forum)定为DVD-Audio的其中一种法定音频编码格式,与PCM看齐。究竟SACD和DVD-Audio日后能否互相兼容呢?还要等日后由厂家发放的消息了,反正到现时为止,SACD和DVD-Audio都没有真正的产品推向市场。
探寻储存媒体的发展
刚才说过,SACD与DVD-Audio可能在公元2000年正式在市场上发售,其实,它们都属于一种高密度(High
Density)的只读光碟(所谓的只读光碟,即不能将资料写入光碟内)。其容量比CD-ROM(Mode 1)大7倍以上。一般来说,高容量光碟理应淘汰较低容量的光碟,但实际上又不是如此,因为CD格式除了推出CD-Digital
Audio、CD-Ⅰ、CD-ROM(Mode 1)、CD-ROM XA(Mode 2)、CD-Extra和CD-G外,更在这几年间推出CD-R(可录光碟)和CD-RW(可重写光碟),令“Compact
Disc”这个名字得以延续下去。的确,产品没有新的规格出现之时,就是该产品被其他产品淘汰的时候,所以,飞利浦投下大量资金宣传CD-R/CD-RW也都是这个原因。
现在很多公司都已经发表短波长(425-510nm)激光技术,假若该技术真的成熟的时候,将为DVD市场产生一定的影响,但DVD-Audio和SACD的推出日期仍未能真正确定,除此以外,可重写DVD的格式亦变得“四分五裂”似的,其规格名称多不胜数——DVD-RW、DVD+RW、DVD-RAM……真是令消费者难以适从,以上情况是否意味着各厂家对高密度光碟(即是指单面单层为4.7G位元组那种)的发展抱悲观态度,又或者是每个厂商都希望成为“第一”(即像飞利浦与索尼一起制定的CD格式令他们名利双收一样)呢?相信就只有他们自己才“心中有数”。
不过,当我们在估计各生产厂下一步的策略的时候,我们不要忘记有另外一种“很丰富”的记忆媒体正在兴起,它就是“网络”(Network)。大家知道,DVD只能够提供4.7G(单面单层)的资料,但“网络”就不同了,例如经过互联网(Internet),我们可以每分每秒,将资料传送到家中的个人电脑中;透过宽频网络(Wideband
Net work)只需将电视机的输入端接驳到一个连接宽频网络的“黑盒”上,就算家中没有DVD机亦都可以看到媲美DVD的高质素图像效果。所以,影音网络化绝对是有可能,而悬殊渐渐溶入每个家庭当中,成为不可或缺的设备。
数字电视新路向
如果说到影音在视频上的发展,真的不能不提及数字电视制式了。其实,“高清晰度电视”这个概念在很久之前已经出现,问题是它迟迟没有统一的格式出现,例如日本的MUSE制式就只有日本本土使用。
1995年9月18日,高级电视系统委员会(Advanced
Television Systems Committee/ATSC)正式完成制定数字电视标准,包括分别传送高清晰度和标准解象影象时所传送的资料格式和射频传送格式,以及指定使用杜比数字作为音频压缩技术。在表面上,虽然美国已经制定了高清晰度电视的统一标准,但实际上,它亦开始步向有如PAL和NTSC的战国时代,因为欧洲发表了另一种叫做DVB的高清晰电视制式。其实,两个格式都是使用MPEGⅡ作为图像压缩的格式,但在音频压缩方案上,DVB则使用MPEGⅡ作为压缩的运算程式,原因都可能是因为钱的缘故。不过无论如何,美国必定会使用由ATSC制定的数字电视制式,而欧洲地区则会使用DVB,日本一向“我行我素”,使用由自己所开发的数字电视制式。至于其他国家的反应,如加拿大、阿根廷、南韩和台湾已经正式接纳使用ATSC数字电视方案,而澳洲则出奇地接纳使用DVB数字电视方案,令ATSC感到相当意外。另外,其他国家,如我国、巴西、香港等地亦开始对两个不同的数字电视制式进行评估,务求尽快选择一个适合使用的电视制式,说起中国的评估工作,不能不提的是,康佳集团与ATSC在今年1月25日,在深圳示范高清晰电视,这都证明了中国厂家对发展数字电视的前景非常有信心。
至于日后能否出现ATSC大战DVB的战国时代,就要留意日后各国对数字电视的发展才能下结论了。
音频处理技术
提供另一种玩法很多时候,消费者都很渴望追求一种“全方位”的听觉享受,即那种五个扬声器分别发声的滋味,但在实际情形下,不同方位的声音本身就有某程度上的关联性(Correlation),也就是说,各声道之间的分隔并不是无限大,所以,各厂家早在十多年前已经开始在声场处理技术方面进行研究工作,例如雅马哈的“玩声”之作“数字音场处理”(Digital
Sound-Field Processing/DSP)和安桥的HP-DSP都是其中人们较熟悉的技术,除此以外,SRS实验室亦曾经推出过“六入六出”的多声道音场处理系统“Tru surround 6-6”,这些系统都是希望进一步加强5.1环绕声的效果。
随着录音技术和方法的不断改变,音频处理技术的地位渐渐被人淡忘,杜比数字解码功能已经有相当不俗的表现,至于是好是坏真是见人见智,因此,部分影音放大器开始减少在音场处理上的开发工作,而转到另一种设备上发展,它就是多媒体个人电脑了。大家知道,别说是将后置扬声器放在耳的后面,就算是将中置扬声器放在电脑上确实令人有一种怪怪的感觉,体积已经细小的电脑显示器之上加上一个中置扬声器,你说是不是很怪?这促使到当初杜比实验室设计数字杜比已经具备有下行混合功能,例如将5.1声道下行混合成四声道环绕声(即是没有中置扬声器)、杜比环绕声(即是一般人所指的环绕声,备有两声道前置和单声道后置)和普通立体声,当消费者玩一些备有杜比数字声轨的游戏的时候,四声道环绕声也一样能感受到数字杜比所带来的威力,而使用经下行混合后的两声道也有相当不错的效果,相信音频处理技术在电脑层面亦有一定的发展空间。
介面与处理器的新革命
其实,现时很多音响和影音设备都趋向电脑化与网络化,就算连影音设备的控制介面与处理器亦不例外,相信大家都知道,影音设备的输入/输出已经开始数字化,例如音频输出渐渐被PCM、比特流(如杜比数字、MPEG多声道、DTS
Digit al Surround等)所取代,另外,近一、两年间,所有推向市场的数字手提摄录机(DV摄录机)皆备有符合IEEE 1394工业标准的DV输入/输出端子,正式为数字影像传送带来新的发展空间。
说起IEEE
1394工业标准,原来它是由苹果电脑(Apple Computer)在多年前发表的数字介面,前身叫做Fire wire,它的传输率达400Mbps,可说是现今最快的数字传送界面之一。另一方面,由于开发此介面的产品成本并不高,Fire
wire就成为了IEEE的标准之一,其全名为IEEE 1394-1995。
除了DV摄录机使用此介面之外,其他生产商亦开始使用IEEE
1394作为输入/输出介面,例如升阳电脑的Jini技术,八家生产商(包括:根德、日立、松下电器、飞利浦、夏普、索尼、汤姆逊及东芝)一起开发的HAVi等等,都希望利用IEEE 1394的高转输率来发展下一代的家用电器的控制方式,在公元2000年后,消费者就可能会感受到使用一个控制器来控制全屋的电器了。
在处理器(Processor,有人称之为解码器)设计上,现在已经有生产商使用模组式(Modular)这种崭新的设计概念。所谓模组式设计,是指机内每一部分的电路可看成为独立的组件,每一个部分都可以因不同情况而局部升级,其设计就有如电脑一样,这样做一方面可以节省升级成本,另一方面可以将一些新开发的编码/解码格式(Codec)移植在编码解码电路上。
虽然模组式设计有着升级方便和节省更换电路成本的好处,但由于装嵌每一块电板需要很多时间,以致整部机的生产成本很高,故此,大部分厂家所生产的处理器都是局部模组式设计,而真正全模组式设计的厂家大都是生产较昂贵的机种,如Meridian、Mark
Levinson、Proceed、Harman Kardon等就是其中的少数例子了。
除了模组式设计外,Madrigal(制造Mark Levinson的公司)和Meridian也开发了另一种构思的处理器,它就是软件解码了,所谓的软件解码,并不是指处理器本身没有晶片(硬件)作为解码,而是将编码解码格式改写成为某一种电脑指令(Instruction),然后再用处理器内的数字信号处理器(Digit
al Signal Pro-cessor/DSP)执行该指令,这种解码方式就有如电脑上使用Xing
MPEG(MPEG解码软件)而不用MPEG卡来看VCD一样。不过,使用这个概念的处理器成本一定很高,原因是DSP在解码工作上根本不是用原生模式(Native
mode,即是DSP本身不能直接解码),以致处理器内的DSP一定要非常快,使用较快的DSP自然令成本增加。但它又有一个非常好的好处,就是升级很容易了,既然是用软件来解码,软件是电脑档案;既然是电脑档案,使用者可以经万维网(World-Wide Web)下载更新软件,大家试想想,假如你家有一部软件解码的处理器,而市场上又出现了民用版SDDS的编码/解码格式(当然它仍未出现),你只要将处理器接驳电脑,就可以透过互联网中加入SDDS解码程式了,而“拆机换板”的过程也不需要,多么方便。
现在,影音技术已渐渐进入电脑化发展时代,有人预测在将来的世界里,影音产品的硬件数目将会愈来愈少,取而代之的就是一条条网络线接驳到每个人的家中,在家里只要有处理器、放大器、电视和扬声器就可以成为家庭影院了。
影音世界的未来是神奇的,影音世界的未来更是美好的。我们相信,那美妙的未来并不遥远。
