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声音百科8 | 数字时代的先锋:CD唱片的诞生
2018-08-31

1982年8月17日,世界上第一张CD专辑诞生了。


这张来自ABBA乐队的《The Visitors》,标志着唱片业一个全新时代的来临,同时,讽刺的是,它也成为这支来自瑞典乐队的终点。

该专辑发行后没多久,乐队就解散了。

人类史上数字音乐的起点,自此开始。

                                             

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The Visitors专辑封面

 


CD唱片保留了老式唱片的外观——圆形碟片状。

而在记录方法上,CD放弃了过去模拟机械式用刻纹刀在盘面雕刻声槽的方式,而是改用更加细密的激光雕蚀,用二进制数字编码(0和1)的方式记录声音。

 


说起CD,我们首先要说说两个称得上家喻户晓的公司——来自荷兰的飞利浦,和日本的索尼。

他们在CD的诞生过程中扮演了不可替代的角色,堪称是CD唱片的父母。

飞利浦提供了基于硬件的支持——光盘盘片制造技术和激光读取刻录技术;而索尼则专注于软件编码的 成形——由声音信号转变的电信号,再通过PCM编码形式存储于一张光盘上。


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飞利浦


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索尼

 


随着黑胶唱片的逐渐普及,无法避免的缺点逐渐显露出来,让人们急需一种更便捷好用的音乐存储介质。

黑胶唱片的播放方式是纯物理摩擦,随着播放次数的增加,唱片的磨损的会越来越严重,音质就会因此变得越来越糟糕。

早在1972年,飞利浦就向世人展示了一种新型音频介质——镭射影碟,它的技术被飞利浦称为“Video Long Play”(VLP),目标是将其作为一种把家庭视频引入大众市场的方式。

VLP影碟看起来就像是一种体型较大的CD,但需要在大得多的光盘中存储音频和视频内容,而且使用的是一种模拟格式(这种技术随后被称为“镭射影碟”)。


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VLP播放器1978



当飞利浦的工程师在1974年渴望创造能用来取代黑胶唱片的产品时,他们决定以VLP技术为基础来进行开发。

相应的,他们将为被称作“Audio Long Play”(ALP)的音乐创造一种大直径光盘。


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与黑胶唱片差不多大小的镭射影碟



由于受到媒介的限制,飞利浦的工程师发现,以模拟格式在光学影碟上录制的音频很容易出现漏码的问题,缺少他们想要实现的保真度。

因此,工程师们迅速转向使用一种数字音频信号——通过恰当的数学错误纠正的常规做法,他们能掩盖光盘音频播放中任何不完美的地方。

据称,使用数字错误纠正方法的决定才是光盘的真正创新之处。

就在这时索尼在飞利浦模型的基础上推出了自己版本的光盘技术。一批音响工程师独立地开发数码音响。

到1974年初,索尼的第一台PCM(脉冲编码调制)录音机“X-12DTG”对外发表,虽然因为太过笨重而没能够发售,但它却是拉开索尼数字声音历史帷幕的值得纪念的第一号机。



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PCM编码原理



在接下来的几年时间里,飞利浦将本来30多厘米的大光盘收缩至直径为11.5厘米,并能存储60分钟的立体声音频。

之后,飞利浦决定将这个项目的名称更改为“Compact Disc”。

 

1979年春天,飞利浦的首席音响工程师奥登司来到日本,向索尼演示这套设备和其他电子产品。

显然,飞利浦公司是激光视频唱片方面的先行者,而索尼则率先开发出数字音频信号技术。

如果这两家公司联手的话,一定能研制出理想的记录介质。



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飞利浦发布CD介质

 


此后,通过索尼与飞利浦公司的数次交涉,两家公司决定共同向国际数字音频光盘协会(DAD)提出规格议案。

在此过程中,两家公司就规格问题的上产生过一些争论,主要集中在两个问题上。

其一是比特率,声音中的比特率是指将模拟声音信号转换成数字声音信号后,单位时间内的二进制数据量,比特率越高,数据量越大,这是间接衡量音质的一个指标。

 

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第一台CD播放机

 


飞利浦公司主张采用14比特。

索尼方面则坚决主张采用16比特的方式。

尽管当时14比特较容易实现,而16比特无论在技术上还是价格上都被认为是一大难题,但是为了能够创造出即使到了21世纪也能够通用的系统,索尼坚信哪怕稍微有点勉为其难也应该挑战16比特。

 

另一个问题关于盘面大小和容量:飞利浦建议采用适合于欧洲市场上的汽车音响系统的11.5厘米的直径,其录制容量为60分钟。

而索尼方面则看到了这一产品作为音乐软件的市场潜力,他们认为“难以放入贝多芬第九交响乐的唱片是不完整的。如果被消费者认定为不具合理性的介质,那么这种产品就毫无意义。”

于是索尼方面的主张最终获得了通过,这时CD的规格就此定了下来:直径为12厘米,频率为44.1KHz,比特率为16比特,光盘所能容纳的时间为74分钟——这是完整播放贝多芬D小调第九交响曲所需要的时间长度。

有趣的是,这两家公司以荷兰一毛钱硬币的尺寸确定了光盘内孔的直径。


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CD光盘

 


自此,现代意义上的真正的CD唱片诞生了——这种更轻便,更清晰的音乐载体迅速占领了市场,并风靡到了千家万户。

而CD唱片更重要的意义在于,它开启了一个全新的数字时代——也许,那时候的人们还没有察觉到,更加翻天覆地的革新和发展,即将到来。