非喉造声

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                                              关于模拟与数字

     古语云“余音绕梁三日而不绝”,这虽是古人对当时声音的渲染之语,但今天都已成为了不争的现实,比如磁带式随身听,数字式cd,MD,mp3,mp4等科技手段和载体,使得记录声音不再是什么难事了。只是我们不应该忘记，如今这种看来很轻易的享受，也曾经是无比奢侈的梦想。

  一 关于模拟(Analog,在大陆被翻译成"模拟",而在台湾则被译为“类比”)录音

    很早以前人们就向往着能把声音保留下来,在没有录音技术以前，无论多么美妙的音乐，以及自然界的各种声音都是转瞬即逝的。这不能不说是一种遗憾。你想啊,如果现在还保留有远古各时代的各种声音记录的话,那科学家,史学家和考古学家们研究各自专业课题就不那么费劲了.所以，当人们知道了声音是由于物体振动所产生的原理后，就开始尝试着用机器来记录声音。下面是一些关于模拟录音的简短的历史.(噢,关于"模拟"的概念,我想大家都知道的比我多吧,这里就不用费笔墨解释了吧,呵呵)
  
   1857年，法国发明家斯科特（Scott）发明了一种“声波振记器”，这是最早的原始录音机，是留声机的雏形。
   1877年爱迪生发明的的留声机是真正意义上的第一台录音机.当时爱迪生用这台机器记录了一段只有8秒钟的声音----《玛丽有只小羊》,算是世界录音史上的第一声。从此美好的音乐和声音得以挽留、储存和再现。
   1885年，美国有俩个发明家对爱迪生留声机做了改造,用涂蜡的圆盘代替了爱迪声发明的装置中的圆筒，使得唱片复制成为可能。
   1887年，旅美德国人Berliner研制成功了这种使用圆盘来刻录的唱片机使得唱片复制由可能变成现实，并获得了专利。于是留声机和唱片开始大量生产并在家庭中使用。
   1888年，美国人史密斯提出了用磁体记录声音改进留声机的设想，他设想通过电流的变化转化成磁力并储存在钢丝上。但这种大胆的假设一直到1898年才由丹麦电话工程师瓦尔德马·波尔生发明的永磁钢丝录音机变成现实.
   上世纪初美国的奥奈尔为了克服永磁钢丝录音机音质不好这一缺点，制造了世界上最早的磁带——涂上一层磁粉的牛皮纸带，大大地提高了磁体录音机的录放音质量。
   1928年，德国人弗勒马用塑料带代替牛皮纸带，使磁带更加牢固可靠。
   1935年，德国通用电气公司研制出了世界上最早的磁带录音机，并投入市场。
   1936 年11月 19 日,伦敦爱乐团在 Ludwigshaven 音乐会厅的管弦乐演出，成为世界上第一场被磁带记录的音乐会。
   1947年，美国人卡姆拉斯发明三氧化二铁磁带，使输出的信号比原来的德国磁带高了4倍。但早期的卷轴录音机依然既大又贵，并且需要细心使用。
   直到20世纪60年代，飞利浦公司采用了袖珍磁带盒，其中卷好的磁带装在一个小塑料盒里。由于这一系统大为简化，磁带录音机就成了家庭里的寻常用品。
   1978年5月，领导当时小型立体声录放机潮流的索尼TC-D5上市了。说是小型，依然厚重如教科书.
   1979年7月世界上第一台随身听——索尼TPS-L2正式上市,体积为88×133.5×29 mm的TPS-L2重量有330克，并配有立体声电路和立体声耳机MDR-3L2。WALKMAN的概念也首次出现在人们的眼前。
   1986年，“WALKMAN”正式被收入牛津英语词典，成为随身听的代名词。直到今天，无论是索尼的磁带随身听、CD随身听、MD随身还是MP3随身听统统可以在机身的明显处找到“WALKMAN”这个值得纪念的称呼。当然，松下、爱华等很多厂商也做出了杰出的贡献，例如世界上首款线控随身听就是爱华在1985年生产的HS-R8。在大家的共同推广下，80年代起WALKMAN终于走红全球。

二  关于声音数字(Digital)化及相关设备发展史线

   时代发展到今天,随着音乐载体的变革:磁带、圆筒唱片、LP……一直到CD光盘，真正是一场石破天惊的革命,我们也因此昂首迈入了数字音乐的时代。
   首先我们要弄清楚数字信号究竟是怎么一回事？
   数字设备是用二进制1和0来记录信息的。那么为什么会是1和0呢？你可以这么理解。机器的语言只有两种，那就是开和关。举个例子，一个芯片里有成千上亿的晶体管，假设这么几个晶体管的状态如下：开关开关开开开关，就这么构成了10101110这个机器语言，当然这仅是个例子而已，为了理解而已。这就是机器的语言,也就是数字信号。
   在电脑中，最小的单位是Byte，叫做字节,简写为B。一个字节有多大呢，它由8位2进制字符构成。象刚才的那个“开关开关开开开关”就构成了一个字节。一个字节可以记录一个英文字母。一个汉字则要用两个字节。1024个B就叫1KB。1024KB叫做1MB。1024MB呢，叫1GB。1024GB嘿嘿，叫1TB。现在好像已经有1TB一个的硬盘了。
   那么，声音是如何由模拟信号变成数字信号的呢？完成这项使命的是模拟数字转换器Analog to Digital Converter),在一些编程软体中简写为---ADC。数字录音的过程，是一个采样的过程。每隔一定的时间取样一次。每次取样之间的的频率，就是我们常说的“采样率”。在CD发明前人们用录像带来记录高音质的数字音频信号，用黑白来记录0与1。而当时的录像带格式是每秒30张，而一张图又可以分为490线，每一条线又可以储存三个取样讯号，因此每秒有30*490*3＝44100个取样点，这就是44.1kHz的由来。现在的CD唱片都是使用这个采样率作为标准的。
   取样频率是对声波水平进行的X轴切割，而音质分辨率则是对Y轴的切割。如果切割的数量是以最大振幅切成2的n次方计算，那么这个n就是我们常说的比特数(英文简称bit)。比如，16比特就是2的16次方，也就是65536种强度区别。采样率与分辨率越大，则数字信号的质量就越细腻。比特位数越高，对于细致的强弱音变化表现则越好。
   现在，我们明白了从声音到数字的全过程了,那么，读取和播放数字声音呢，当然是和这个过程相反了！这就由数模转换芯片---DAC来把数字再转换为模拟信号了。
    
     好了,下面我们再来理一下数字化产品的衍变史:
     20世纪60年代初，麻省理工学院的林肯实验室开发成功了CD核心部分的技术，即“通用的激光触头。60年代后期，美国贝尔实验室又对其进行了改进。1974年，飞利浦把激光合成到早期VCD。成为此行业的领头羊。
    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，但是这台可以放数码唱片的机器有大型冰箱那么大，仅仅带传送部分就重达250公斤，但它却是拉开索尼数字声音历史帷幕的值得纪念的NO.1。
    1976年春天，索尼研发小组展示了一张直径30厘米的激光音碟。它有LP唱片那么大，能容纳13小时20分钟数字声音的音乐“唱片”。这张光盘可能是世界上第一张“数字音频唱片”。但是按当时取得和录制音乐的成本，大约7.5万美元1小时，每生产一张这么大容量的音乐碟片，就要耗去唱片公司100多万美元。工程本身耗资巨大以及商业发展方面的原因，使得唱片业急需创造一种新标准来适应时代的发展。
    1979年7月，飞利浦推出了激光音碟的第一代样品，录有1小时的音乐的直径为11.5厘米的唱片。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。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。
    从1979年8月到1980年6月向数字音频光盘协会展示他们产品的新规格时，索尼和飞利浦的研发小组、物理学家和音响工程师分别到位于东京和埃因霍芬的对方实验室进行学习。在关于规格和容量的问题上，飞利浦建议采用60分钟的录制容量。而身兼音乐家头衔的大贺则认为：“难以放入贝多芬第九交响乐的唱片是不完整的。”最后，演奏时长设置为75分钟，精确地说是74分42秒，可以容纳95%的古典音乐作品。直径为12厘米。频率、比特分别为44.1和16比特。
    1980年7月，CD的国际标准诞生。
    1982年8月31日，索尼联合CBS/SONY、飞利浦、宝丽金共同举办了CD录音格式的发布会。
    1982年10月1日，索尼的第一代CD播放机“CDP-101”面市。同时，CBS/SONY唱片公司发行了世界上第一张录有50首音乐的CD唱片，第一首音乐是比利·乔尔的《纽约52街》。
    1984年11月，索尼推出了世界上第一台CD随身听——D-50，其厚度大概与4张CD唱片等同。从此以后，小型的CD播放机都被定位于随身听的范畴，并有了属于自己的名字——DISCMAN。
    1986年，CD唱片达到了年产4500万张的生产规模。
    1988年，CD唱片超过了LP鼎盛时期的1亿张的产量.
    1992年，则达到了它的3倍即3亿张。由此，LP正式走向没落。
   
    为了加速CD随身听在生活中广泛应用，索尼研发了ESP（Electronic Shock Protection）防震技术（松下采用的是ANTI SHOCK Memory防震技术），使得携带时的播放有了保证。还有一部分DISCMAN开始采用了香口胶电池，CD随身听越来越薄。这个时期堪称DISCMAN的黄金时代，面市的CD随身听在音质上达到前所未有的高度。
    当然，松下、爱华等厂商也不甘心示弱。凭着低廉的价格、不错的功能也在CD随身听市场上与索尼展开 了激烈的竞争。这个时期，爱华达到顶峰，CD随身听、磁带机、MD的用户非常多，直接威胁到了索尼。
    20世纪90年代末～21世纪初, CD随身听以前略带方形的设计慢慢也被正圆形的机身替代，主机上的液晶屏也开始慢慢消失，主机上的按键也在减少，相关的功能已经转移到线控上。
    21世纪初～至今,CD随身听开始增加了对MP3音频格式的支持。如松下CT800MP3-CD随身听.
   

    奢侈的梦想现在变得如此亲近、无处不在,依然前行,依然进步.

                                                              周日升

                                                       2006年4月26日夜整理于非喉造声