SACD技術普及& 抓取和轉碼方法
前言:
在音頻技術不斷發展以及音像產品不斷降價的今天,越來越多的家庭擁有了數碼影院,高端的視頻,音頻設備。那人的無窮慾望又往哪裡發展了?答案是顯而易見的。高清視頻,高保真音頻。
SACD就是為了高保真,高品質音樂而出現的。但自從SACD自1999年推出以來,由於SACD內的反盜版措施(PSP)以及音頻的特殊性(DSD),SACD一直無法普及,也一直無法盜版、抓取。具體個中緣由,本文的第一,第二章節有具體說明。而隨著2011年PS3的破解,SACD的抓取成為了可能。作為一個SACD用戶,也是作為SACD抓取的先先驅,也有一些話,一些經驗想說,想分享。以下只是盡我所能地分享我的個人經驗。
文章索引:
1. SACD的基礎知識
2. SACD的音樂格式以及加密信息
3. PS3的破解
4. SACD-Ripper的安裝和SACD抓取
5. DSD到PCM的轉換
6. PCM或是ISO的封裝以及上傳
1. SACD的基礎知識
什麼是SACD?
SACD是Super Audio CD的簡稱,或者你可以稱它為Super Audio Compact Disc;於1983年問世的與傳統CD不同的音樂載體。簡單的說,它旨在提供更好的音質,無論是在更高的保真度,或是在多聲道(環繞立體聲)的形式上。該技術同時保持CD機的向後兼容性。有關詳細信息,請閱讀。
誰發明了SACD?
SACD制式由飛利浦和索尼共同研發。哪家負責哪個部分至今依然是兩個廠家之間的商業秘密,但有趣的是,最后索尼持有了SACD的商標所有權,而飛利浦僅獲得了SACD商標的使用許可權。
什麼是Scarlet Book?
Scarlet Book是SACD格式的正式規範的名稱。
為什麼SACD格式會被叫做Scarlet Book?
傳統意義上,光盤的技術信息指標書的名字,一般會以一種顏色來命名,但很多顏色已經被使用,比如說: Red Book (音頻CD),Yellow Book (CD-ROM), Orange Book (可刻錄CD),Green Book (CD-interactive),White Book (VCD),Blue Book (Enhanced CD),以及Rainbow Book (MiniDisc)。
但Scarlet卻不僅僅只有Red Book,它的標準內包括了一層Red Book。但據我們所知索尼和飛利浦也稱Scarlet Book為Crimson Book或是Burgundy Book。
什麼是Hybrid SACD?(混合SACD)
Hybrid SACD(混合SACD)是一種可以在普通CD播放器上播放的SACD光盤。原則上,在這種情況下的音質會不會比普通CD好。(雖然CD兼容層(Hybrid Layer)通常是從更高采集率的母帶中製作的,但技術層面上,CD兼容層依然是16位/44.1KHz採集率的音質)混合光盤的明顯的好處是,你不需要完全升級播放機。而且你也可以在你擁有SACD播放器前,提前開始收藏SACD。
Hybrid SACD的工作方式和純SACD不太一樣。混合SACD的CD層和SACD高密度層都是從同一側進行讀取。但低密度的CD層有不同的標記,可供傳統CD機或是光驅放入支持的製式進行讀取。而高密度層是部分反射,部分透明。在讀取低密度CD層時候採用的波長(780納米)讀取時,SACD層對CD機來說是透明的,CD機只能讀取道普通的低密度層;而在DVD/SACD播放器中,讀取時所用的波長為650納米,這時候高密度層才會反射。(這也就是為什麼EAC,XLD這類CD抓取軟件只能抓取CD層而無法抓取SACD層;因為CD機通過讀取Label信息後,歸入為普通CD交給系統)
下圖為SACD橫切面讀取示意圖
所有的SACD都是Hybrid SACD(混合SACD)麼?
在SACD發展的早期,幾乎所有發行的SACD均為單層的SACD,所以需要SACD機來進行播放。但現在,幾乎所有新發行的SACD都是混合SACD。截止至今,90%以上的SACD均為混合SACD,而這個比例仍在持續上升中。
混合SACD和單層SACD從外表能區別麼?
可以。大多單層SACD看上去只是素銀色,而混合SACD卻有金色的光澤。
混合SACD和雙層SACD的區別是什麼?
混合SACD有兩層,一層為高密度SACD層,一層為低密度CD層;而雙層SACD卻為2層高密度層;所以雙層SACD無法兼容普通CD機。在SACD技術信息中,雙層SACD被歸類為高容量SACD,旨在為長時間古典作品提供更多的空間來存儲多聲道或是雙聲道信息。
混合SACD和雙層SACD對比示意圖
否。尤其是在SACD發展的早期,更是只有立體聲區。但就現在來說大約2/3的已發行SACD均有多聲道區。
SACD 的立體聲層是由多聲道層即時混入麼?
否。SACD不像DVD-A那樣支持"Down-Mixing",取而代之的是SACD的高密度SACD層中有2個區域,一個為立體聲區,一個為多聲道區。不同存儲空間,不同效果。
所有的SACD都有立體聲區麼?
幾乎所有的SACD都有立體聲區,但市面上仍然有一部分SACD只有多聲道區而沒有立體聲區。即使CD層輸出的是立體聲(混合SACD),但SACD層中卻沒有立體聲區域。Universal的Eloquence品牌,其出品的廉價SACD中此現象頗多。
2. SACD的音樂格式以及加密信息
SACD 使用的是什麼技術?為什麼到現在才有抓取方案?
SACD中的音頻技術稱為DSD (Direct Stream Digital),是一種純數碼格式,為了抗衡模擬音頻在數碼化過程中丟失丟失信息而造成鋸齒的有效技術。
由於SACD中的DSD被加入了物理水印(PSP, Pit Signal Processing),導致抓取幾乎成為了不可能。不過索尼百密一疏,PS3被破解後,PS3內的解密芯片被利用,成功做出了完美的SACD Rip。
什麼是DSD?
Direct Stream Digital(DSD)是一項屬於Sony和飛利浦的專利,利用脈衝密度調變(pulse-density modulation)編碼將音頻訊號儲存在數位媒體上的科技,這項技術的應用對像是SACD。
訊號本身以Delta-Sigma調變後的數位音訊儲存,連續單一個位元的序列以64倍於CD取樣率(44.1 kHz)的頻率來取樣,即2.8224 MHz。藉由64倍過取樣(oversample)來達成noise shaping,把以往由於量化不精確的聲音訊號而造成的噪音和失真,減少至一個位元以內的誤差。可議的是,1-bit Sigma-Delta運算是否真的可能解決失真問題[1]。由於1-bit Sigma-Delta轉換的運作方式,以DSD編碼的聲音在低頻上有著比標準CD更好的解析度,然而在較高的頻域比CD差,因而它的保真性也較低。
什麼是PSP?
此PSP非彼PSP。這裡的PSP是Pit Signal Processing而非PlayStation Portable。
PSP是SACD的物理水印技術,是SACD中最為突出的反盜版手段。PSP的模塊化水印信息是隨光盤的數據槽一起存儲並一起讀取的。當讀取的時候,需要有解密芯片來驗證讀取出的信息是否正確,否則將無法讀取。(所以普通的未加載揭秘芯片的光驅無法讀取SACD內容,這也就是為什麼即使修改DVD-ROM的韌體來達到繞過CD層,卻也無法正確讀取SACD內容的道理。)
PCM 對比DSD
PCM是一種使用數字來代表模擬信號的一種抽象手段和技術。也是在80年代最為成熟的音頻技術。該技術將信號的強度依照同樣的間距分成數段,然後用獨特的數字記號(通常是二進制)來量化,藉此來還原模擬信號的Sine函數。而DSD,在先前已經討論過。
在DSD或者PCM編碼方式之間的孰優孰劣之間有著許多爭議。University of Waterloo的教授Stanley Lipschitz和John Vanderkooy主張單位元的轉換器(如DSD所使用的)有高度失真的緣故,並不適合高階的音訊應用。即使只有8-bit和四倍過取樣的PCM和noise shaping,加上適當的dithering,僅有DSD一半資料量,在底噪和頻率響應上也比DSD來得好。但是在2002年,飛利浦發佈了一篇論文反駁這樣的說法。James Angus教授在Audio Engineering Society發表會上具細節地反駁Lipschitz和Vanderkooy的論文。Lipschitz等人對此也做了回應。
雖然PCM和DSD沒有真正的輸贏,但我記得看過一篇論文;在24bit/192KHz的PCM下,和DSD對比,能夠被人類所聽到的差別幾乎沒有,所以可以理解為兩種信號均是優秀的。在24/192的情況下,PCM堪比DSD。但24/192距離我們所熟悉的CD,16/44.1相差甚遠。
**以上觀念僅代表個人
PCM對比DSD
什麼是DSDIFF?和DSD有什麼關係?和DSF又有什麼區別?
DSDIFF和DSF均為DSD格式文件,兩者之間可以互換,互等。
*據作者所知飛利浦常用DSDIFF而索尼的卻為DSF。
**以上觀念未經驗證。
DST 是什麼?
DST是DSD的一種無損壓縮形式。是Direct Stream Transfer的所寫。
就像PCM的FLAC,APE和WAV的區別一樣,DST能將DSD源文件壓縮後存儲,並在解壓後,保持所有DSD源文件的完整性。
DSD-CD 又是什麼?和SACD有關係麼?
DSD-CD的最終唱片為普通CD,只是由DSD技術錄音後製作成的CD產物,理論上和CD的音質無差別。
什麼是DSD128?
DSD128是一種新技術,擁有比傳統DSD多出一倍的採樣率,也就是1位,5.6448MHz。DSD128一般只有在高端錄音室才會被使用到,作為錄音,編輯;當傳統DSD和DSD128放在一起討論時,傳統DSD也可以被成為DSD64
說了那麼多,那請問我們能聽出CD和SACD的區別麼?
可以。即使你是木耳,你也能輕鬆聽出區別。就CD的PCM信號而言,從16位上升到24位,人的耳朵就已經能分辨地很清楚了,更別說更加優秀的DSD技術了。
如果家裡有混合SACD,以及SACD兼容設備,不妨自己嘗試一下吧!
一直聽到有人抱怨,說某某SACD是PCM錄製的,這是怎麼一回事?
這種往往出現在較老的錄音或是PCM錄音環境。
很多出版商現在依然使用PCM錄音,在母帶製作完畢後,利用硬件或是軟件將高采PCM轉成DSD以發布,這樣既不需要引入新的設備,也不需要太多DSD處理經驗,對唱片公司來說是一大快事。
3. PS3的破解
警告:
如下操作有可能對你的PS3硬件,軟件造成損害,並會使你的PS3喪失保修。請謹慎,三思後進行。請遵照教程,三思而後行,以避免不必要的損失。 首先,我們先來說一下需要準備的東西:
準備之1. 兼容SACD的PS3,並且PS軟體版本必須在3.55或以下。
複製代碼
如果不確定你的PS3是否支持SACD,請將你的PS3翻過來,在側面或是底面,可以尋找如下SACD標籤:
準備之2. 一隻U盤,尺寸不限。
複製代碼
準備之3. 一隻大於8G的U盤或是移動硬盤用於裝音頻文件
複製代碼
當一切就緒後,請繼續往下看, 如果你的PS3已破解,請跳過本段…
1. 下載自製固件,下載鏈接如下:
http://ps3.dashhacks.com/system/files/PS3_355_KMEAW_CFW.RAR
複製代碼
破解PS3過程如下:
如果你的固件版本為3.54或更低,
1. 將U盤插入電腦,並格式化為FAT/FAT32
2. 將已下載的PUP文件重命名為PS3UPDAT.PUP,並放入/PS3/UPDATE/目錄下
3. 將完成後的U盤塞入PS3,開機。
4: 進入設定
5: 選擇系統升級
6: 選擇從存儲升級
7: 搜索完畢後,會提示你3.55。
8: 升級,並遵照屏幕指示。
複製代碼
如果你的固件版本為3.55
1. 將U盤插入電腦,並格式化為FAT/FAT32
2. 將已下載的PUP文件重命名為PS3UPDAT.PUP,並放入/PS3/UPDATE/目錄下
3. 將完成後的U盤塞入PS3。
4: 關閉PS3
5: 摁住電源鍵不放,系統會開機後自動關閉。
6: 釋放電源鍵,再次摁住不放,在聽到一聲Beep後不要鬆手,緊接兩聲短Beep後鬆手。系統此時進入恢復模式。
7: 選擇系統更新
8: 遵照屏幕指示進行升級
複製代碼
完成後,遵照系統指示重啟。如果沒有任何問題並開機成功的話,恭喜!你的PS3已經被破解。接下來,你需要按照下面的方法安裝並配置SACD-Ripper.
4. SACD-Ripper的安裝和SACD抓取
I. 下載必須文件
工欲善其事,必先利其器;要抓取SACD,必須要有SACD-Ripper。
由於現階段只有從SVN直接獲取源碼後自己編譯,為了方便期間,我自己根據r255編譯了SACD-Ripper.pkg,以及附帶了所需要的PS3 Keys。
下載鏈接如下:
http://u.115.com/file/bhusi7kv
(sacd_ripper_and_keys.zip)
II. 配置
1.將下載完的文件解壓縮。
2.將U盤插入電腦。
3.將sacd-ripper.pkg放入U盤根目錄
4.將ps3free-ps3keys文件夾中的所有文件,放入U盤根目錄
5.將完成後的U盤插入PS3
6.選擇遊戲,Install Packages ,並選擇sacd-ripper.pkg
7.遵照屏幕指示完成安裝。
8.第一次進入時會要求倒入PS3 Keys,點擊確定後就可以導入並完成配置
III. SACD 抓取
本步驟很簡單,只需要插入光盤,選擇模式,確定就可以了。
當一切配置完畢後,SACD-Ripper應該能啟動。啟動後,若無光盤和外置界面如下(提示你插入SACD以及外置存儲):
當SACD插入後,美版的機器可以通過"O"來切換模式,"X"來確認開始;日版則是"X"切換,"O"確定。
III. - 1. 抓取模式的選擇
1. - 2ch DSDIFF (DSD)
2. >>>>>>>>> >>>>>本格式為立體聲DSDIFF文件輸出,若需要DSD > PCM轉碼,建議使用本格式
3.
4. - 2ch DSDIFF (DST) (if already DST encoded)
5. >>>>>>>>> >>>>>本格式為立體聲DST壓縮後的DSDIFF文件輸出
6.
7. - 2ch DSF (DSD)
8. >>>>>>>>> >>>>>本格式為立體聲DSF文件輸出
9.
10. - mch DSDIFF (DSD)
11. >>>>>>>>> >>>>>本格式為多聲道DSDIFF文件輸出,若需要DSD > PCM轉碼,建議使用本格式
12.
13. - mch DSDIFF (DST)
14. >>>>>>>>> >>>>>本格式為多聲道DST壓縮後的DSDIFF文件輸出
15.
16. - mch DSF (DSD)
17. >>>>>>>>> >>>>>本格式為多聲道DSF文件輸出
18.
19. - ISO
20. >>>>>>>>> >>>>>本格式為SACD ISO輸出,ISO可以同時含有雙聲道和多聲道
複製代碼
IV. 抓取完成後的工作
抓取完成後,將外置存儲拔出,插入電腦內,如果抓取的是DSDIFF文件,那就會有一個文件夾和一個sacd_log.txt文件。文件夾內為DSDIFF文件。
如果抓取的是ISO文件,那外置存儲根目錄下會有ISO文件。如果ISO文件大於4GB,那麼就會被拆分為.part.00x文件。
在這個點上,先打開sacd_log.txt查看是不是有讀取錯誤。雖然一般意義上光驅會自動修復讀取錯誤,但光盤受損的情況下,依然會有讀取錯誤。所以,一旦發現讀取錯誤,請立刻停止,擦拭或是修復光盤後,重新進行抓取!
合併part文件很簡單,下載7-zip後,(http://www.7-zip.org),使用7-zip合併
5. DSD到PCM的轉換
I. 必須軟件
在轉碼開始之前,我們需要適當的工具來完成任務。
Foobar的SACD ISO插件,可以用於直接播放SACD ISO,非常好用,但是對CPU要求非常高。DSDIFF插件可用於播放DSDIFF文件而Dynamic Range Meter則是我們轉換完PCM後,需要用於測試的。
1.音頻處理工具SoX
http://sourceforge.net/projects/sox/files/sox/14.3.2/sox-14.3.2-win32.exe/download
( sox-14.3.2-win32.exe )
2. Foobar的SACD ISO插件,DSDIFF插件以及Dynamic Range Meter插件
http://u.115.com/file/bhup3h83
( foobar.rar)
3. WaveGainS測試工具
http://u.115.com/file/bhuplu13
( WaveGainS.rar)
4. Weiss Saracon轉碼工具
該工具零售價格為$2500 USD,並配有USB電子狗。網上記得見過有破解版。
II. 軟件的安裝
1. Foobar的插件,請安裝入Foobar的安裝目錄,Components目錄下一複制就好。
2.
3. SoX請安裝如C盤的默認目錄
4.
5. WaveGain可以放入任何目錄,稍後將會講到。
6.
7. Saracon可以按照默認安裝,沒有任何問題。
8.
9. 本教程的預估時間,均為Q6600 + 8G DDR2內存,7200轉機械硬盤所用,時間會以配置不同而不同。
複製代碼
接下來為詳細的DSD轉PCM過程。該過程為2 Pass .,是高品質PT界公認的DSD轉PCM的最佳方法。
對於採集率,請使用16或是24位位深,以及44.1KHz的倍數,即44.1KHz, 88.2KHz, 176.4KHz。注意,請僅在單層SACD上使用16/44.1,否則,我建議24/88.2。
這次拿來測試的是Shostakovich的Symphony No. 3 & 10。
1st Pass: WAV 轉換,0增益,用於測試增益
1. 將Saracon切換至DSD to PCM (D2P)模式,然後使用Edit進行設定的修改和曲目的添加。
2. 添加音樂文件,並使用Microsoft Wave模式,進行D2P轉換,增益為0,採集率和目標(成品)採集率一樣。
3.開始轉換。轉換過程為全自動,立體聲大約為1小時,多聲道大約為2小時。
4.轉換完成後,將.wav文件,利用命令行或是腳本放入WaveGainS來測試正確的增益。我這裡附送兩個我自己寫的腳本,和WaveGainS.exe一起放入DSDIFF文件的目錄中執行(挑選需要的使用,多聲道環境下,無第6聲道的情況下可以將Remix 6去除) ,測試過程,立體聲大約1-2小時,多聲道大約5-8小時。
立體聲腳本:
1. @echo off
2. "%~dp0WaveGainS.exe" -l src\*.wav
3. Pause
複製代碼
多聲道腳本:(須在src目錄中創建Extracted文件夾)
1. @echo off
2. CD src
3. FOR /F "tokens=*" %%k IN ( 'dir /b *.wav' ) DO "C:sox-14-3-2sox.exe" "%%k" -t wavpcm "Extracted/1 %%k" Remix 1
4. FOR /F "tokens=*" %%k IN ( 'dir /b *.wav' ) DO "C:sox-14-3-2sox.exe" "%%k" -t wavpcm "Extracted/2 %%k" Remix 2
5. FOR /F "tokens=*" %%k IN ( 'dir /b *.wav' ) DO "C:sox-14-3-2sox.exe" "%%k" -t wavpcm "Extracted/3 %%k" Remix 3
6. FOR /F "tokens=*" %%k IN ( 'dir /b *.wav' ) DO "C:sox-14-3-2sox.exe" "%%k" -t wavpcm "Extracted/4 %%k" Remix 4
7. FOR /F "tokens=*" %%k IN ( 'dir /b *.wav' ) DO "C:sox-14-3-2sox.exe" "%%k" -t wavpcm "Extracted/5 %%k" Remix 5
8. FOR /F "tokens=*" %%k IN ( 'dir /b *.wav' ) DO "C:sox-14-3-2sox.exe" "%%k" -t wavpcm "Extracted/6 %%k" Remix 6
9. CD Extracted
10. "../../WaveGainS.exe" -l *.wav
11. CD..
12. Pause
複製代碼
執行完畢後,WaveGainS會在DSDIFF目錄下創建一個WGLog.txt,以及會輸出如下信息:
5. 記下專輯推薦增益,在這裡,為5.14dB,減去0.01dB後,最終增益為5.13dB。同時,不要刪除WGLog.txt,保留它。
2nd Pass: DSD 轉換,FLAC壓縮,準確使用增益,用於最終成品
1. 如果你沒有關閉Saracon,那很好,將設定修改一下,將壓縮模式改為FLAC,並填入準確的增益(由WaveGainS測得)
2.開始轉換。轉換過程為全自動,立體聲大約為1小時,多聲道大約為2小時。
3.轉換完成後,複製Saracon的Log,貼入記事本中保存為saracon.log
4. 轉換完成後的最終成品,需要在最前和最後削減0.00057秒來去除靜電噪音(那個“Click”一下,SACD抓取過程中存在該噪音),請在src目錄下創建Trimmed文件夾,並執行如下附送腳本。立體聲處理時間大約為30分鐘-1小時,多聲道處理時間為1小時以上。
1. FOR /F "tokens=*" %%k IN ('dir /b *.flac') DO "c:sox-14-3-2sox.exe" "%%k" "Trimmed/%%k" trim 0.00057 reverse trim 0.00057 reverse
複製代碼
執行後會有如下窗口,執行完畢後會自動退出。
1. 將已經轉換完畢的FLAC文件放入Foobar,並啟動Dynamic Range Meter
2. 測試完畢後,右擊DR窗口,選擇Show Log,尋找最低的增益。當最低增益為-0.01dB時,說明你的增益測試和轉碼過程是正確的。
6. PCM或是ISO的封裝以及上傳
1. 文件和文件夾的命名方式
由於SACD抓取出來的文件名往往很複雜,所以我個人建議使用如下法則,但你也完全可以按照你自己的習慣來命名。
主文件夾:
藝術家-專輯名(年份) [SACD] {採集率,立體聲或是多聲道}
比如說王若琳的Start From Here
Joanna Wang - Start From Here (2008) [SACD] {24bit-88.2KHz Stereo }
分文件夾:
若有2張或是以上的CD,可以考慮:
Disc XofY的格式。
比如說一共有3張CD
Disc 1of3
Disc 2of3
Disc 3of3
若是有掃描件,可以考慮使用Artwork文件夾來放置。
音樂文件,可以考慮使用曲目-歌名.flac的方式命名
2. CUE ,ID3和M3U
由於SACD抓取出來後沒有CUE和M3U,所以需要手工創建。由於ID3也沒有,所以需要手工使用Foobar嵌入。
CUE和M3U都可以利用Foobar就能簡單製作。Foobar有一個Cue Creator (foo_cuesheet_creator),適用於foobar 0.9版本,可以使用它來製作。M3U只需要在Util中選擇創建Playlist即可。
3. LOG
由於SACD沒有像EAC那樣簡單的Log,但我們一路走過來也有很多Log保存著。所以需要的log文件有:SACD-Ripper的Log, 命名為專輯名.sacdripper.log,比如說Symphony 3 & 10(Stereo SACD).sacdripper.log
Saracon的轉碼Log,命名為專輯名.saracon.log,比如說Symphony 3 & 10(Stereo SACD).saracon.log
WaveGainS以及Dynamic Range Meter的Log,分別命名為專輯名.wagegain.log或是專輯名.dr.log。
WageGainS的Log和DR的Log可以只使用DR的Log,但必須符合標準才可以。
最後,創建一個名為專輯名.log的文件,比如說:Symphony 3 & 10 (Stereo SACD).log,將上述log的內容逐個複制進去用於上傳到各Tracker的NFO/LOG區域。
4. ISO 的MD5
如果你抓取和上傳的是SACD ISO,那麼請將ISO做一個MD5測試,完成後將MD5放入.md5文件,並命名為專輯名.md5,比如說Symphony 3 & 10(Stereo SACD).md5
5. info.txt 和cover
專輯介紹,以及專輯封面,請放入主目錄
最終成品,可以參照如下目錄:
7. PS3降級以及總結
關於PS3的降級,也一直都是個麻煩的話題。有些專業了,有些無法降級,有些不敢弄。
我這裡也暫時沒有降級的詳細,所以這裡留作日後的拓展空間。
SACD的抓取工作其實很簡單,困難和復雜的都只是在DSD向PCM轉碼的過程。但這個過程值不值得我們去花時間處理呢?
我想,答案對於我來說,是肯定的。
這裡順帶附上前面做為Demo使用的Shostakovich - Symphony No. 3 & 10的其中一段的頻譜吧,希望對你們來說,SACD的成功抓取能給你們帶來更多的享受。