【转帖】DVD AUDIO制作浅析

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[DVD-Audio——音频再生技术发展史上的一次超越]

　　DVD-Audio是音频再生技术发展史上的一次超越。从双声道的角度来说：与CD的16bit/44.1KHz的取样频率相比，DVD-Audio的24bit/192kHz取样频率，无论是取样频率还是量化精度都比CD唱片高出一大截。可以完美再现演奏现场的真实感，无论是音乐大厅的氛围，还是乐章的宏大的气势都可以真实再现，甚至连寂静场景下发出的细微音响也能真实的还原。

　　频带扩大使得再生频率达到96kHz，是CD的4倍（CD为22.05kHz，即CD的44.1 kHz的一半频率），因此能够逼真再现各种乐器层次分明、精细微妙的音色成分。最大为24bit的量子化比特数使96kHz再生频率的最大动态范围达到144dB（CD只有96dB）实现了比CD高约1000倍的高解析能力。可以说，从CD到DVD-Audio，不是传统意义上的修补，而是一场彻底的嬗变。

　　DVD-Audio由于出于版权保护的原因，推出时间比较晚，落户到PC，更是近一年来的事情。所以目前市场上DVD-Audio的碟片比较少，而且价格不菲。为什么不可以利用我们DIY的智慧，做一张满意的DVD-Audio碟呢？下面，我们逐步进行分析。

国内少见的DVD-Audio碟片


[准备环绕格式的音频文件]

　　这里我们谈到的环绕格式的音频文件，是从制作6声道的DVD-Audio的角度来说的。我们这里选择具有代表性的6声道24bit/96kHz的DVD-Audio制作为例。而24bit/96kHz双声道的DVD-Audio制作，可以参考6声道DVD-Audio的制作步骤。如果是制作MLP(MLP Lossless™无损压缩技术)格式的24bit/192KHz格式的DVD-Audio，则可以选择用多通道音频来DOWN MIX，就是把多通道缩混为STEREO，并且能设置各通道在被缩混后的相位，效果比立体声直接制作的要好。这是因为，DVD-Audio采用杜比MLP无损压缩(MLP Lossless™)技术，支持立体声（Stereo）和多声道（5.1）两种方式在播放。在立体声方面，与两声道16bit/44.1kHz取样频率相比，DVD-Audio在两声道的情况下可以支持最大的24bit/192kHz的取样频率。在多声道方面，DVD-Audio 碟片可以容纳6个声道的24bit/96kHz音频信号，其中包括一个分离的低音声道。不同声道的采样数和取样频率可单独设定，同时增加了适用于便携音响系统播放的下行混合控制功能，可以将多声道内容混合为2声道内容进行录制。

　　现在我们有两种办法获得多通道音频文件：一是就是自己录制，懂MIDI的可以合成。二是截取DVD-VIDEO里的音频文件。

　　如果是自己制作，方法有两种，一种是录制，另一种是自己写MIDI来合成。软件都一样，选择STEINBERG NUENDO 2就可以，而LOGIC AUDIO比较难上手，且PC版的早已停止开发。不过对于MAC的用户来说，推荐使用LOGIC AUDIO。硬件方面，推荐使用AUDIGY系列声卡加KX驱动，因为这个卡便宜而且容易见到（SBLIVE也行，但跑多轨很容易出问题，而且EMU10K1的ASIO效率很低）。总之，大前提是要使用支持多通道ASIO的声卡，MAYA 7.1，PRODIGY 7.1等都可以。比如不支持ASIO的声卡，比如大力神，黑金等都不可以，集成声卡就更不在我们考虑的范畴了。

　　简单来说，我们可以从DVD-VIDEO里截取多通道音频文件，这里我们推荐使用DVD Audio Extractor，将DVD-VIDEO里的音频截取出来，存为各个通道的WAV文件即可。步骤如下：

　　1.DVD Audio Extractor是抓取DVD音轨的软件，可以把DVD碟片中的音轨转化成OGG、MP3或Wave文件。DVD Audio Extractor也可以将DVD中的音轨不经修改原样直接拷贝出来。支持DVD-Video中的AC-3(Dolby Digital)、MPEG-1、MPEG-2、LPCM和DTS音轨，支持批处理，可以一次性将所有选中的章节依次抓取，并可自动生成播放列表和添加ID3标记。

   DVD Audio Extractor的用户界面简洁易用如下图。

软件自动识别为Chinese AC3 。然后我们选择任意一个选项，NEXT到下一个窗口。（图2）

这里可以对采样、设置声道、压缩比例比一系列选项进行设置。（图3）

这个窗口为压缩文件输出设置。设置完毕，即可进行抓轨。（图5）

抓轨完毕以后，将得到的6个声道的WAV文件保存起来，就完成了我们的素材准备工作。

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[多音轨音频文件的录制]

　　录制多音轨音频文件，这里我们推荐Steinberg Nuendo 2.0。这是一个集视频、多轨音频编辑、MIDI音序器于一身的强大工作站软件。可以到www.steinberg.net下载。安装完毕以后，第一次启动Nuendo 2时，软件会检测硬件设置，对ASIO进行配置。启动软件后，我们进行如下的设置。选择标题栏的DEVICE，然后选择DEVICE SETUP里打开硬件ASIO

然后选择VST Multitrack，点击ASIO Driver，这里我们只以最常见的Creative的Audigy2为例，选择SB Audigy2 ASIO。然后点击Control Panel，在出现的Creative ASIO控制台里，我们设置ASIO缓冲等待时间为2ms。

然后按F4进入VST连接设置，先把其它的通道删除，打开5.1输入通道设置，按同样的方法在输出里也设置一遍，就打开了5.1的I/O。至于连接哪一个ASIO通道，这看你在DSP里的ASIO连接情况。

这样，我们的前期设置就完成了，在NUENDO里按CTRL+N新建一个空的PROJECT，在里面新增6条MONO轨道，按F3打开调音台进行IO设置。

上图中就是各通道的I/O设置，按5.1的标准把它们的设置一一对应，然后就可以开始对各通道的录音了。录制完成后，把每一条轨道的音频导出成WAV格式备用。注意创新卡由于使用ASIO只能导出16/48的音频文件，使用其他更高级声卡的用户，记得把PROJECT的属性设置为24/96。

　　下面我们来简单分析MIDI的多通道制作。先建立相关的MIDI轨道，打开VSTi合成器，在VSTi的输出轨道上对应好ASIO输出即可。使用GIGA STUDIO的朋友注意，GIGA不可直接导出，要么内录，要么使用GIGA-VST ADAPTER来串联GIGA。这里推荐一个能直接支持5.1的采样器：MOTU MACHFIVE，如图。

MOTU MachFive 可以到http://www.motu.com/下载。MOTU把MachFive解释为一个全能的插件采样器。Machfive 拥有许多高级的采样器功能，在共鸣滤波器中有2个合成滤波器，还有弯音控制、高、低通滤波和放大器，2个LFOS可以提供给不同的键盘组。可以用时钟和外部的时间同步。这里我们用到最主要的方面，就是可以运行环绕模式，比如我们这里用到的5.1声道。

　　然后，我们在NUENDO 2里按F11打开VSTi挂架，添加这个VSTi的5.1版本，出现如图合成器。注意：安装MOTU MACHFIVE以后，在NUENDO 2中，才可以添加MACHFIVE VST 5.1挂架。

该合成器通过转换格式能支持GIGA，AKAI，EMU，KURZWEIL，SF2等常见采样格式（VSTi采样器支持多格式都要转换的），该采样器引擎好，音质佳，支持32BIT内部合成。好了，回到NUENDO 2的调音台，把MOTU的输出与ASIO的5.1通道对应即可。MIDI做完后，还是分别导出各轨音频为WAV格式备用。这样我们便完成了多音轨音频文件的录制。

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[PCM采样格式的简析和制作PCM的DVD-Audio]

　　首先，我们要阐述一下PCM格式的DVD-Audio。PCM（Pulse Code Modulation，脉冲编码调制）是一个和DSD （Direct Stream Digital 直接数据流）对应的概念。DVD-Audio的核心技术就是PCM数字音频编码。PCM编码锁骨对模拟信号波形的各点进行数字取样进行编码。在还原过程中，PCM编码进行解码，然后按照原有的数字取样和量化规格重新转换为模拟音频。量化规格从14bit发展到16bit、18bit、20bit以及现在的24bit，取样频率从44.1kHz发展到192kHz，可谓一路高歌。但这里我们应该看到：无论多高量化精度和采样频率，仅仅也是更接近于原生的音频曲线，但永远不能重合。到目前为止PCM可以改善和提高的方面则越来越来小。只是简单的增加PCM量化精度和采样频率，不能根本的解决还原能力有限的问题。这也就是PCM编码的局限性。DSD音频编码是和SACD对应的，SACD（Super Audio CD）超级音频光盘系统，其核心技术是DSD （Direct Stream Digital 直接数据流）

图中为DSD的采样过程，从图中我们可以直观的看出，在声波的波峰部分，振幅越大，数字“1”越多；在波谷地方，振幅越小，出现“0”越多。这和声波在空气中的传播方式正好对应：在波峰时，扬声器纸盆推出压缩前方的空气，空气密度增加；在波谷时，扬声器纸盆拉回，使空气密度降低。所以BSD的采用方式很好的模拟了扬声器在空气中形成的声波的情况。

　　采用1bit比特流的方式，把所有音频信号以每秒280万次（44.1kHz取样的64倍）的高取样方式，直接将模拟音频信号波形以脉冲方式转变为数字讯号。相对于DVD-Audio采用的PCM信号相比，1bit信号流调制过程简单，而且精度高、成本低，解调过程也非常简单。

　　如果PCM和DSD的采样过程做一个横向的比较，看起来就更直观了。

图中上半部分为PCM采样方式，我们可以看出：输入端设置采用了一个滤波器，通过的采样频率范围有限。在录音时采用了多级或串联的数字滤波器（降低采样率）。在重放时又采用多级内插数字滤波器（提高采样率）。为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。

　　而图中的下半部分的BSD采样就非常简单了：DSD音频格式简化了信号流程，去掉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1-bit的数字脉冲来进行采样。从声音的质量上来说, 由于取样次数高，所以取样过的波形很圆顺，比较接近原来的模拟波形。不采用多位，省却位转换程序，降低了因为数字滤波而可能产生的失真与噪声。
　　
　　通过上面的分析，我们就进一步明确了PCM的概念。下面我们进行PCM格式DVD-Audio的制作，这里我们推荐使用Minnetonka DiscWELDER Bronze，可以到http://www.discwelder.com/下载。这也是创新公司推荐的DVD-A制作工具，简单实用。

如图就是该软件的界面及相关介绍，只要把制作好的音频文件拖进去，刻录DVD-A就可以了。这里需要注意的是，由于LPCM对环绕的支持只有24bit/48KHz，所以24bit/96KHz的文件在环绕音轨里会被自动SRC为24bit/48KHz，但对立体声的支持依然是24bit/192KHz，可以放心使用。这样制作线形PCM音频格式的DVD-Audio的完成了。

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[制作MLP格式的DVD-Audio]

　　我们前面提到的线性PCM，这时完全没有被压缩的音频文件，DVD现在的通常的DVD5来说，不可能存放长时间的音频文件，只有和普通一样的74MIN或更低。这里我们利用MLP无损压缩技术，在缩小了音频数据占用的空间的同时，又保证了声音质量不受损失。这样，我们便可以来制作容量更大的DVD-Audio了。MLP压缩技术相当先进，能把高质量音频对半压缩而没有任何损失，非常适合DVD-A使用。这里要使用SUECODE的压缩器了。每个设置都说得很明白了，很傻瓜的软件，把刚才的多通道音频文件按5.1通道导入即可，听听满意了就可以点ENCODE开始压缩。这里注意一点，如果是创建STEREO的MLP，两种方法，要么直接打开24bit/192KHz的立体声文件进行压缩，要么把5.1的环绕音频缩混。

　　具体方法是：打开5.1音频文件后点OPTIONS里的ENCODER OPTION，打开如图设置。

在DOWNMIX设置里，能设置原本每个环绕通道的音频，在STEREO里的相对音量；PHASE是相位设置，IN表示不变，OUT表示180度水平翻转，既立体声反向；OM/OFF既这个通道是否需要缩混。这些设置除了可以保证缩混效果，同时能消除缩混时可能带来的削顶失真。大家知道，两列相同的正弦波如果叠加，就会变大一倍，同样的情况出现在缩混时，就可能带来削顶失真，所以有时需要相位反向，或控制音量，甚至关闭一些通道。

　　设置一般默认就可以了，不用修改。最后一条设置是关于REBIT技术的，这个一般关闭，除非在压缩过程中报错：FIFO FAILURE。因为MLP的比特率被限制在9.6Mbps，相对于24bit/96KHz的5.1的多通道音频文件，这点比特率要做到无损压缩确实有些寒酸，如果音乐的动态大，细节多，很容易超载。这个时候就需要用最小的代价将就MLP的压缩限制，就必须打开REBIT。一般选择下面的自动节省两BIT就可以了，这个时候，MLP会把24BIT中的最后两个BIT数值清除为零，但播放机仍然认为是24BIT的DVD-A。此时MLP就不再是无损压缩了。大家注意。如果还要报错，可以手动设置，比如把LFE通道省8BIT，这时环绕通道是24BIT，但低音就只剩16BIT了，不过这个损失，即使专业录音师都应该很难察觉到。
压缩完毕以后，我们需要用Minnetonka DiscWELDER Chorme II来进行刻录。

和我们前面提到的制作PCM格式DVD-Audio的软件Minnetonka DiscWELDER Bronze唯一不同的是，Minnetonka DiscWELDER Chorme II可以导入MLP，即支持可以MLP压缩格式的音频文件。而且，还能在DVD-A里加入静态图片。
小知识：DVD-Auido的分类

　　目前，DVD-Audio分为DVD-Audio和DVD-AudioV两种规格。其中，DVD-Audio只提供音乐播放，DVD-AudioV除了具备DVD-Audio的功能外，还可以支持视频、字幕、菜单、屏保等更多的和音源相关的信息。

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[DVD-Audio音频文件的刻录]

　　DVD-Audio的成熟，成很多意义上来讲，是基于其良好的兼容性。从格式来讲，几乎目前所有记录格式的碟片都可以做为DVD-Audio的载体，同时也可以被几乎所以的驱动器格式解码，然后进行相关的处理。所以DVD-Audio普及起来也非常简单，这也是为什么DVD-Auido可以落户PC的关键所在。
从容量上来讲，光存储技术的发展也为DVD-Audio的成熟提供了良好的平台。我们知道普通DVD（即DVD-5）的容量就已经达到了4.7G。DVD-5，即Single Side Single Layer，单面单层。DVD-9即Single Side Double Layer单面双层，最大容量8.5G。
DVD-5和DVD-9的读取方式是如下

DVD-10即或Double Side Single Layer双面单层，最大9.4G。DVD-18即Double Side Double Layer双面双层，最大容量为17G。数据读取方式如下（图18）

从格式上来讲。现在DVD刻录盘格式很多，难以见到的DVD-RAM就不讨论了。DVD+R适合刻数据盘，因为它支持纠错码，使数据出错的机率减小，也更容易读出，但致命的弱点是与家用DVD的兼容性差，很难在DVD影碟机上放出。所以刻录DVD-A推荐DVD-R，这也是刻录DVD-VIDEO的最佳选择。盘片推荐三菱化学，其他好盘如太阳诱电，三井等在国内难以见到。刻录机推荐蒲科特的，不只因为它是世界三大刻录品牌（YAMAHA,TEAC,PLEXTOR)，而且这台机器我也正在使用，刻盘质量确实很好。前面推荐的三菱盘，4X的用这台机器能刻8X。最重要的是该机刻CD音质极佳，当然前提是要配合好的刻录盘。

[DVD-Audio音频文件的版权保护和播放]

　　我们上面提到的制作DVD-Audio，并没有提到版权保护这个概念。其实正式发行的DVD-Audio是受到严格的版权保护的，DVD论坛对DVD-Audio的版权保护相当的重视。之所以导致了DVD-Audio迟迟不能推出，不是技术不成熟，而是版权保护。正是因为DeCSS这个仅仅60K的破解程序的出现，DVD-Audio才不得不放弃了采用类似CCS加密技术得CCS-2加密技术，而采用了新得加密方式，这就是CPPM(copy protection for pre-recorded media)。CPPM由IBM、Inter、Toshiba、Matsushita等公司负责研发，这个设计允许使用CD-R/CD-RW或者MD等方式对DVD-Audio光盘做一次拷贝，但是复制的效果仅为CD-DA或者更低的音质。可靠的版权保护，是DVD-Audio健康发展的保障。
关于DVD-Audio在PC上的播放，最早出现在Audigy2上。Creative的MediaSource内嵌的DVD-Audio Player为PC上最早支持DVD-Audio的播放器。

redrose

好贴，建议置顶

redrose

Minnetonka DiscWELDER Chorme II可以用来制作PCM的DVD-Audio吗？

窗外的雨

好帖子。就是太晚了。看着头晕。瞌睡啊。收着改天来看。