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什么是MQA?

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发表于 2018-7-11 13:35 | 显示全部楼层 |阅读模式
相信关注Hi-Res高解析音乐的朋友,都有听过MQA这个名词,但很多人一知半解。你可知道,MQA的处理方式是将声音信息「折叠再折叠」?而不同的器材设备、不同的播放方式,同一个MQA档案会展现不同的声音效果?为何MQA的副档名是FLAC,它们之间有何关联?还有,你可知道,其实透过OPPO蓝光播放机就能避开重重译码问题,直接获得「最高等级」MQA播放效果?到底MQA是一个什么样的处理技术,现在又有哪些软件、硬件、网络串流支援?这回我们一次解答。
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什么是MQA?
MQA是什么?它的原文是Master Quality Authenticated的缩写,是英国Meridian共同创办人Bob Stuart所主导开发的一种音讯编码技术。
讲到Meridian,相信很多剧院老玩家都知道,它是世界上对音效编码与压缩技术最有贡献的品牌之一,例如MLP(Meridian Lossless Packing)压缩技术就是源自Meridian,而这个MLP就是Dolby TrueHD和dts-HD等多声道音效压缩技术的核心,被广泛运用于DVD、DVD-Audio、BD与UHD BD等光盘软件,我们甚至可以说,因为有Meridian MLP,才有今日家庭剧院音效的运用与风行。
那Bob Stuart所推出的MQA是什么呢?简单说,就是针对市场上越来越广泛的Hi-Res高解析音讯所开发的编码压缩技术。大家都知道Hi-Res音讯的好处在于分辨率高、资料量大、声音质感细腻,然而它的问题就是档案很大,而且为了维持Hi-Res高信息量的好处,我们只能使用「无损失」的压缩编码技术,例如FLAC或Apple Lossless格式,经过这些无损压缩处理之后,能一定程度缩减档案大小,但仍然不够完美,用于下载尚可接受,用于串流就仍嫌庞大。
就因为受到网络频宽的限制,今日的网络音乐串流服务标榜能够提供「CD等级音质」就很不错了,例如Deezer Elite、Qobuz 与Tidal HiFi等等。而MQA的好处,就是它可以将Hi-Res音讯压缩到只有「CD等级音质」大小,让网络串流Hi-Res音讯成为可能。而这点就让MQA受到关注,要知道,网络串流是今日最有发展潜力的生意模式,各项调查报告都指出:在实体唱片、档案下载、网络串流等各种音乐贩售模式中,网络串流的营业额是唯一不断快速成长者,而且未来还会持续,而MQA对这场串流服务竞争有着重要意义,所有经营网络串流的业者无人不关注MQA的可能性。
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一向关注高解析音乐的2L Music网站现在有提供多种分辨率档案供网友下载,其中就包含MQA,图中「MQA Stereo」一栏便是。
请留意,我们以第一条曲目MAGIFICAT为例,都是一样长度的立体声曲目,CD等级的44.1kHz/16bit版本大小为23MB、MQA为50MB、96kHz/24bit为90MB、192kHz/24bit为185MB、352.8kHz/24bit为410MB
其中MQA版本仅大于CD,小于所有的Hi-Res分辨率FLAC档案,而你知道这个MQA档案完全展开时的分辨率能有多高吗?答案是352.8kHz/24bit,由此你就能知道它有多省空间了吧。
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再来我们比较同样原始分辨率都是352.8kHz/24bit的FLAC档案和经过MQA编码处理的档案(副档名也是FLAC),两者都具备展现352.8kHz/24bit音质的潜力,都是一样长度的立体声曲目,经过MQA编码之后的档案大幅缩小,差距最多的可以达到八倍以上,差距最小的也有五倍左右。
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因为MQA能将高解析音讯压缩成只有接近CD等级大小,让网络串流高解析成为可能,受到不少音乐串流服务商的青睐,其中最受本地消费者期待的就是TIDAL,在2017年初,TIDAL就推出了以MQA编码的音乐串流服务,称为TIDAL Master,能提供88.2kHz/24bit或96kHz/24bit等级的Hi-Res音乐串流内容。
特殊的压缩方式:折叠、折叠、再折叠。
那MQA是怎么缩小的呢?简单来说,就是将24kHz以上的极高频声音信息,以编码方式藏到0Hz~24kHz的频宽之中,并改装成小音量讯号(有人说类似噪音的型态),这样听起来很玄,而Bob Stuart是用一个很简明的方式来向大家说明,他说MQA就好像一张纸,上面承载了Hi-Res音讯的所有信息,折叠(fold)之后,它所占档案大小就只有原本的一半,译码时只要再将纸张展开(unfold),你就可以得到原始的信息量。而MQA的特色就是可以折叠、折叠、再折叠,让档案信息缩小、缩小、再缩小。
举例来说,原本96kHz的Hi-Res音讯档案折叠之后,就能变得跟CD等级档案(48kHz)类似大小,而这样的折叠可以进行多次,现阶段MQA最高可以支援到352.8kHz(或384kHz)分辨率, 进行三次折叠之后,档案大小就相当于44.1kHz(或48kHz),如果你觉得难以想象,可以参考本篇的多种图片说明。当然,这只是让一般人容易理解的一个说法,实际的运作是更为复杂的编码过程。
而编码压缩完成之后的信息,Bob Stuart称之为Music Origami,他特别强调, MQA虽然能大幅压缩档案大小,但是能在译码之后还原出相同的档案信息,所以和MP3这类的「破坏性压缩」不同。尽管MQA可以折叠再折叠,它仍然是一种无损失的技术,Bob Stuart标榜MQA在完全展开(unfold)之后,能让使用者听到录音室里原汁原味的声音效果,对Hi-Res档案的储存与播放能带来很大效益。
因为能将档案大小压缩到跟CD同级,让高解析音乐透过网络串流变成可能,让原本就标榜能提供CD音质的音乐串流服务,视MQA为升级加值的利器,其中最受台湾音响迷期盼的就是TIDAL,其在 2017 CES 展览期间已正式推出MQA 音讯的串流服务,称为TIDAL Master,能提供88.2kHz/24bit或96kHz/24bit等级的Hi-Res音乐内容串流。只要是原本TIDAL HiFi(无损CD音质)的用户,都可以直接升级为TIDAL Master用户。
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这是MQA官方提供的概念简图,第一步是先取得原汁原味的音乐讯号,有最高的分辨率和音质。然后经过MQA方式编码处理(称为Music Origami),就好像将音乐信息折叠一般。最后达成MQA档案,录音师只要使用MQA的编码工具,就可以审视它在不同译码状态下的效果。(图片取自MQA)
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在Bob Stuart的官方blog中也有用这几张图来说明MQA的译码方式,其中可以看到档案结构和频率响应。请见图1,这是无译码(无展开)时的档案播放状态,只能呈现0~24kHz频宽之间的声音信息,标示为A。而无损失的声音信息B和C以编码方式隐藏在0~24kHz频宽之间的微小音量部份(甚至类似于噪音的型态),此时能播放出44.1kHz或48kHz取样率的声音效果。
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请见图2,如果透过软件能进行一次的展开,也就是MQA Core译码,那么就可以将其中的无损失音讯B进行展开,此时能呈现88.2kHz或96kHz的声音效果。此时也一并提供了下一阶段展开所需要的相关信息。
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请见图3,如果是透过硬件能进行Full decoder,那么就能再将隐藏于声音信息中的无损失信息C 再进行展开,此时能获得最佳的声音效果。MQA Renderer的展开也是相同效果,差异在于功能较为受限,例如输出能力较差、不支援MQA串流等等,是适用于小型行动装置的方案。
为何MQA的副档名是FLAC?
除了压缩方式特殊之外,MQA还有许多特性与我们一般熟悉的Hi-Res音乐档案不同,例如其中一项,MQA本身没有专属的副档名,而是结合多种我们已经熟悉的副档名。你可以这样来理解,MQA是一种编码的方式,而不是档案的「格式」,与WAV、FLAC这些档案格式并不相同。MQA 等于是利用FLAC等格式作为载体,内含MQA信息内容,就好像FLAC是一个容器,里面装的是MQA编码后的数据资料。而这个容器的条件必须是「无损失编码的PCM格式」,所以可以是FLAC、WAV,也可以是ALAC。不过现阶段 2L Music、e-onkyo 等网站所能下载的MQA档案都是以FLAC格式为主,这就是为什么大家看到MQA档案的副档名几乎都是FLAC的原因。
这么做会有一个状况,就是容易混淆,很多消费者搞不清楚为何MQA的副档名是FLAC,也造成MQA档案和一般FLAC档案不易辨识。例如2L Music在网站上开放下载的档案,就会以档案的名称来进行区别,例如同一首曲目,一般的FLAC档名为:2L-125_xxx_04.flac。
而MQA版本的档名为:2L-125_xxx_04.mqa.flac;而它们的实际副档名都是FLAC
那为什么要这么做呢?因为能带来一个非常大的好处,就是播放的「支援性」。假如,MQA如同FLAC一样,是一种新出现的「格式」,那么要业界所有的软件、硬件都纳入支援,绝对要花上不少时日,将阻碍MQA的使用和普及。而现在采用这样的方式,原本所有支援FLAC、WAV、ALAC 等格式的软硬件都能直接支援MQA,直接进行播放,业界完全不用重新适应,消费者也几乎不会碰到支援性的问题,能大幅提高MQA的运用与流通,是很聪明的作法。
任何装置都能播放MQA,但效果可能不同
再来MQA还有一个特性,如果你没有支援MQA的设备或软件,照样能播放MQA档案,只是播放出来的就是受限的效果,也就是44.1kHz或48kHz的声音信息,无法展现出档案原始的高信息量, 不过即便如此,44.1kHz或48kHz也相当于「无压缩」的CD等级了,所以就算你的设备不支援MQA,也能从同一个档案听到CD等级音讯,已经优于多数传统的压缩格式(例如MP3)。但如果你的设备或软件有支援MQA译码,随着播放设备不同、操作方式不同,同一个MQA档案仍然会呈现出不同效果,设备等级越高效果越好。
为什么要这样做呢?这其实是很合理而且周到的做法。因为今日跟早年以黑胶、CD等实体唱片为播放载体的状况有很大不同,今日大家播放数位音乐档案有很多种方式,每个人的需求、采用的设备等级也都不同,因此,同一个档案会面临多种设备、环境和解码条件,如果不能对应所有的状况,将会造成使用上的困难,也就是今日我们面临的这个局面。
举个例子你就明白了,例如我们在网络上花钱买了一个192kHz/24bit的档案,以消费者角度,当然希望所有装置都能播放,无论是PC、NAS、手机、USB随身碟…等统统都可以播,爱怎么听就怎么听,有最大的利用率。然而现实的状况是常常有困难,例如手机不支援192kHz,那么这个买来的档案就只能在家里使用了,无法跟着手机带出门。而MQA不同,无论你的设备条件如何,它统统都可以播放,可以归纳出以下四种播放状况。
No decode:就是你的播放环境(包含软件和硬件)完全没有译码MQA的能力,没关系,一样能播放MQA档案,不过只能辨识成最低规格。举例来说,使用一个不具备MQA译码能力的软件或播放器,播放一个192kHz/24bit的MQA编码档案,就会得到48kHz的声音效果。前面说过,虽然无法展现MQA的全部实力,不能算是Hi-Res,但最少也有「CD等级」,对许多人来说「CD等级」已经足够提供够水平的声音了。不过要留意一点,就是设备支援的档案「格式」要对应,例如某个MQA编码的档案,其格式为FLAC,那么你的播放设备自然要支援FLAC格式,如果连这点都办不到,自然就不能播放了。
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MQA Core:简单说,当采用能对应MQA的「软件」播放时(软件译码),能让MQA音讯展开(unfold)第一层折叠,例如在计算机端采用Tidal HiFi、Audirvana或Roon这些支援MQA的软件,就可以展开MQA的第一层折叠,其分辨率最高不超过96kHz/24bit或88.2kHz/24bit。例如, 你用Tidal HiFi 播放一个原始编码为192kHz/24bit 的MQA 档案,最终播放出来的效果会是96kHz/24bit,而这种展开MQA第一层折叠之后输出的音讯,也被称为MQA Core。
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Full Decoder:如果是采用能对应MQA的「硬件」装置播放(硬件译码),除了能将音讯做第一层展开(Origami unfold to Core),接着还进行更多层的展开,和各种相关处理,最终展现出最完整的MQA效果,展现音讯的最佳分辨率。
例如,你采用具备高级MQA译码能力的硬件装置,播放一个原始编码为352.8kHz/24bit的MQA档案,最终播放出来的效果就会是352.8kHz/24bit,不打折,而此时就是MQA最佳的播放状态,声音质感也是最佳的。
那如果PC端的「播放软件」和USB DAC这类的「硬件」两个环节都具备MQA译码能力呢?那么就会有两种译码方式,第一种,是由播放软件进行第一层展开,再交由USB DAC进行后续译码。第二种,是直接交由后端的USB DAC进行硬件译码。以TIDAL播放软件为例,其选单中就可以设定「Pass through MQA」,就是将音讯直接交由USB DAC来进行译码,如果搭配的USB DAC具备优秀的硬件译码能力时,这个选项将可能达到较好的效果。
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MQA Renderer:这个比较特别,可以算是比较轻济、轻量的MQA解决方案(low cost,lightweight solution)。
简单说,就是运用于小型或行动型装置上,可以进行MQA译码,不过其最高分辨率会受限于装置的译码能力,而且不支援MQA串流。另外,就是它只能对应单一或少量的讯号格式输入,例如audioquest DragonFly就是典型,它能译码MQA,只有单一输入,而且不支援MQA串流播放。
MQA在译码过程中还有一个特性值得一提,就是其译码过程是一层层展开的,前一层展开后,会挟带让后一层展开的必要信息,例如MQA Core展开之后就挟带了必要信息,能够进行下一阶段Full decoder或是MQA Renderer的完整译码。
那是不是没有达到Full decoder等级,就等于译码不完全、玩半套,效果会不好呢?MQA的官方文件中有提到,不管是No decode、MQA Core、Full decoder所产生出的声音效果,录音师都可以在制作端进行个别检视,以确保三种产出结果都是处于最佳状态,也就是说,只是受到播放条件限制而有不同的声音分辨率,但效果都是能做到最佳化的,这是MQA官方的说法。
当以软件来译码时,只能达成一次性的MQA Core译码,一定会有人想问:有没有办法透过软件译码一次就达成Full decoder状态呢?
Bob Stuart曾在受访时提到:这是不可能的,因为MQA是一个完整的音乐讯号编码和解码的过程,它的开始和结束都必须是类比讯号(MQA is an analog to analog process.),要做到Full decoder必须知道最末端的DAC为何种形态,是否支援MQA译码,因此,PC上的软件译码只能做到MQA Core阶段的第一层展开,无法做到Full decoder的完全展开。
有一统江湖的可能性?
看了这么多不同的状况和解码方式,是不是觉得有点头晕呢?怎么事情好像越来越复杂了?其实,MQA的设计并非要把事情搞复杂,而是要达成最简单、最易用的状态。
我们先放下音响迷的执着,不要计较「是否达成Full decoder的状态」,先用一般的使用情境来看。试想一下,未来随着网络频宽增加、数位档案价格下滑,Hi-Res档案势必越来越多,如果你取得了一个352.8kHz/24bit FLAC档案(我们以2L的MAGNIFICAT测试档案为例),它的大小为410MB,不仅占空间,而且只要手边的软件或硬件不支援,就是不能播,所以取得之后,只能放在某些有空间、而且支援352.8kHz取样率的设备上使用。现代人能播放音乐的管道很多,能取得的档案分辨率各式各样,有的能播有的不能播,其实是很麻烦的。
而同一个2L的MAGNIFICAT档案,如果有经过了MQA的编码处理,那它的大小只剩50MB,相当于八分之一。
取得之后,它可以在任何装置上播放,就算你的软硬件不支援MQA,它也能呈现CD 等级音质。而且你的软硬件不需要去适应新的档案格式,现在支援FLAC的设备就能支援MQA,完全没有支援性问题,所以你可以将这个MQA档案储存于任何装置上,想听就听。
而当这个档案遇上了可支援的软件时,它可以展现部份实力,例如以88.2kHz/24bit来呈现,让你听到更好的音质。如果遇上了更好的硬设备,例如能完全译码MQA的USB DAC或DAP播放器,那么还有机会展现出全部实力,呈现352.8kHz/24bit的声音效果,获得最极致的听感。 而在串流部份,则是能将Hi-Res高解析音讯编码成只有CD等级大小,让串流Hi-Res音乐成为可能,从各方面来看MQA都能达成前所未有的便利,让Hi-Res能更易于使用、更容易与我们的生活接轨,几乎可说是有一统江湖的条件。

作者:[color=rgba(0, 0, 0, 0.298039)]韓享良

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