EAC 抓音轨彻底解析,光碟读取5步骤、3大问题、校正介绍

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EAC 抓音轨彻底解析,光碟读取5步骤、3大问题、校正介绍说真的笔者自己平常会上网试听音乐,觉得不错才会去唱片行购买。不过网路上这幺多档案,无法用文字去了解别人转的音乐是否具有一定品质(尤其是那种突然来个爆音的比比皆是)。但是网路上越来越多人强调是由EAC所转出来的,究竟是如何做到公认的好品质,接下来就看我们的逐步分析。

音乐CD的规範—红皮书

比较资深的玩家们,应该都还记得当初从录音带时期跃进到光储存媒体的震撼吧!CD想听那一首就听那一首,不像录音带听过一遍还要倒带,放久了会消磁,听太多遍磁带还会被拉长,从电音舞曲变成悲伤情歌。体积方面也缩小许多,从两块七七新贵派的大小缩成一片薄薄的法兰酥。

音乐CD最初是由Sony和Philips于1980年共同推出,其中定义了光碟片的物理规格(8或12公分)、光碟厚度、雷射光的频率及碟片反射率、将资料打散的CIRC纠错,还有将8bits资料换成14bits资料的调变系统,使得光碟片有一些刮伤时还可以读得出资料。在资料内容方面则是规定了音讯的规格,双声道,资料量化区间为16bit(-32,768~32,767),取样频率44100Hz,这表示可收录真实世界中22050Hz以下的声音。

74分钟怎幺来

相传当时CD规格制订有相当多的争议,光是要放入几分钟的音乐就足以争吵不休。飞利浦方面希望订为60分钟,当时的Sony社长大贺典雄则发表了另一种意见,「74分钟长度的CD就可以完整收录贝多芬第九号交响曲,为什幺不加长一下?」,于是CD变成为了现在74分钟这一种规格。

读取光碟时会发生的情况音乐怎幺变光碟?第一步:一个取样=16bits×2声道=32bits。第二步:一个frame包含6个取样=32bits×6=192bits=24Bytes。第三步:经CIRC(Cross-Interleaved Reed-Solomon Coding)处理后会多出8Bytes校正用资料,再加上子通道1Byte,所以资料量变为24+8+1=33Bytes。第四步:这33Bytes资料再分别以8bits为单位,经过8至14调变和加入同化(merging)位元3bit,之后变成33×17=561bits资料。第五步:接着再加入27bit的同步位元,最终出来的资料为588bits,这长度就是一个frame,而98个frame组成一个7203Bytes扇区(sector),但其中音讯资料只佔24Bytes×98=2352Bytes,之后就实际储存在光碟片上。

验算:CD播放机每秒读取75个扇区,也就是每秒读出2352Bytes×75=176,400Bytes,将这一个数字除以双声道和2Bytes(一个取样16位元),176,400÷2÷2=44,100,刚好就是CD取样频率44,100Hz。

EAC 抓音轨彻底解析,光碟读取5步骤、3大问题、校正介绍

问题一:C1、C2错误

由于日常生活环境不是无尘室,难免都会沾黏到一点灰尘,而一粒灰尘小则几十微米,大则几百微米,远远超过CD轨距的1.6微米,势必在读取中造成一些错误。不过在纪录时就先经过CIRC将资料打散了,如果只是单一个bit出错,很容易将资料修正过来,此时的错误称为C1错误。但若是连续的资料错误,则需要更多的资料及冗余检查码来修正资料,此时就是C2错误。那如果连C2都修不好呢?资料CD就会直接回报错误,音乐CD可能就会直接在错误的资料区段上填入静音,或是使用前后资料的内插值去补,就会听起来怪怪的。

问题二:偏移值(offset)

如果读者电脑里有多台光碟机的话可以测试看看,不同品牌、型号的光碟机读出来的音轨档案,在资料开头和结尾的部分会有稍稍的不同,感觉上像是资料被「位移」过。

这种情形几乎都会发生在每一台光碟机上,在读取或是烧录时都会发生超前读取几个取样,或延后读取的事情发生。虽然音乐听起来都一样,但是在开头或是结尾处的音乐其实并不正确﹙影响比较大的会是演唱会CD,因为音轨与音轨中间并没有2秒钟静音的间隔,所以当撷取出某一段音轨时,会包含上一段或是下一段音轨的些许资料﹚。

EAC 抓音轨彻底解析,光碟读取5步骤、3大问题、校正介绍

▲如果说上方的资料为CD音轨的开头,而下方为某A牌光碟机所读出的开头。两相比较之下发现A光碟机读出的资料向后偏移了三个单位,此时就会判定A牌光碟机的读取位移值为+3。

问题三:时基误差(jitter)

CD的读取方式是恆定线速度(CLV)方式读取,在内圈时转得比较快,读外圈时转得比较慢,如何精準控制马达的转速变成了一大课题,就算是常用的石英震荡器也会存在着误差。所以有些hi-end级的CD播放机,便宣称调校过这个部分的精确度。至于效果如何?等笔者哪天乐透中奖再告诉你。另一种jitter则是由于製作时的不精确,光碟片上的pit和land长度不一致所造成。

延伸阅读:

EAC 真的可以完美撷取 CD 音轨?小编实测给你看

(后面还有:EAC如何校正)

EAC如何校正Secure Mode重複读取音轨

在EAC中有着不同的读取选项,其中Secure Mode(安全模式)至少会读取同一音轨两次,将资料前后比对。如果两次所读出的资料不相符时,则会再次读取同一音轨,直到16次的读取中有8次的资料是相同的为止。而这份作业依使用者设定的不同,最多会反覆进行5次,也就是同一音轨最多会被读到82次(2+16×5),这也是为什幺EAC读取音轨速度比较慢的原因之一。

另外由于电脑光碟机里都有缓冲记忆体,要求读取同一音轨时,会直接从光碟机的快取输出之前的资料,而不是实际再去读取一次。EAC在此处的解决方法相当简单,叫光碟机先去读取其他的音轨,等快取内容被清掉之后,再回过头来读取原本的音轨,所以使用EAC抓音轨时,光学读取头常常来回移动,发出叽乖机乖的声音。

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▲这台在CD-RW烧录机末期所出的一代名机,使用了独家技术Audio Master功能,可以降低jitter的影响。大家都知道在CD上所实际纪录的方式为pit和land,也就是藉由在光碟片上的凹和凸来储存资料。这台烧录机可以将pit的长度稍微拉长一点,让CD播放器比较容易读取,进而提升品质。但是每张CD所能容纳的资料空间将减少,80分钟∕700MB的光碟只能容纳68分钟的音乐;74分钟∕650MB的光碟只能容纳63分钟的音乐。

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▲从当时的宣传文宣上截下来的图,左边是没有使用Audio Master的示波图,右边则有,可以清楚看见右边的讯号较为凝聚,jitter较小。

Tips:凹凸不等于0、1

在这里小小釐清大家一个观念,当光学读取头读取到pit和land的交界就是为1,其他不变的地方皆为0,而不是凸起来为1,凹下去为0这种方式。

偏移值补偿

EAC受到大家的推崇,便是有着偏移值补偿的功能。前文提到每一台光碟机在读取或烧录时,或多或少都会有着资料位移的现象,可是这幺多光碟机,又要如何去测量每一台光碟机的偏移值呢?网路上有个专门收集光碟机偏移值的AccurateRip网站,资料库里有着各种光碟机的资料,从CD到蓝光光碟机都有,读者可以依自己的光碟机型号去搜寻。

EAC 抓音轨彻底解析,光碟读取5步骤、3大问题、校正介绍

▲放入CD时,AccurateRip的外挂会先检测这张CD是否在资料库里注册过,出现这画面表示这张CD可以用来校正光碟机偏移值。

那幺这些数据资料是怎幺来的呢?首先在资料库里会有所谓的「标準测试光碟」,大多都是古典音乐或是发行量较庞大的CD,把这些光碟放入不同的光碟机里去读取,将读取出来的资料和资料库的音轨资料做比对,便可以知道这台光碟机的偏移资料量是多少,再交由EAC去做校正。

EAC 抓音轨彻底解析,光碟读取5步骤、3大问题、校正介绍

▲与资料库连线比对后,会出现这台光碟机的偏移值,像是这台光碟机为+6 Sample,按下确定即可套用。

不过要上网去找自己的光碟机偏移值实在是累了点,在最近这几版的EAC中已经内建AccurateRip外挂。当放进去的音乐光碟有在资料库里登记过音轨资料,EAC便可以为光碟机自动校正,不用再去网路上找资料手动填入。笔者实际测试几片CD,国外的音乐都可以抓到,成功校正,国语音乐CD则是无法进行校正程序。

EAC 抓音轨彻底解析,光碟读取5步骤、3大问题、校正介绍

▲之后再放入CD时,若是在EAC右下角有出现AccurateRip的图示,表示这张CD可以用来测校正光碟机偏移值,反之则不行。

结论:永远的Beta版──EAC

了解EAC在抓取音轨正确性所做的努力,便不难理解为何大家都推崇这套软体的原因,尤其近几版纷纷加入了实用的功能,可以替你在网路上搜寻音乐资讯,歌词,唱片封面等,减少过去须手动输入的时间。

从EAC的网站上也得知,这套软体发展已经十多年了,去年9月22日发出了1.0 beta 3版,在更新日誌里提到,或许这版会是真正稳定1.0版本。笔者试用的结果,比起以往版本会莫名其妙的当机,此版算是稳定许多,想玩的读者可以下载看看。

不过在此还是要呼吁大家一下,有好音乐还是要多多支持,懒得去唱片行就在网路商店点一点就送到你家啦。否则之后不出唱片的话,再强大的撷取音轨软体也不再有用武之地。

后记:LAME、noath

有了抓取音轨软体,当然也要有一个压缩软体来配合,否则从一片上百MB的CD撷取出来的音乐实在太大了,不适合随身带着走。常与EAC并行的MP3编码器LAME就是扮演这种角色,强大的选项调整功能和音质一直受到玩家们的爱戴。但是由于没有图形化介面,所有设定参数都必须使用命令列。还好某些图形化介面软体支援LAME的编码,如EAC和foobar等,让LAME使用起来轻鬆许多。

最近大家也特别强调,在使用LAME编码时加上-noath这个参数。-noath就是不使用LAME内建的ATH(absolute threshold of hearing;绝对听觉极限)滤波器,一般LAME在压缩时会经过这个滤波器,把人耳听不到的微小声音给滤除,以便将档案体积缩小。可是每个人的听觉极限不同,LAME只能依大多数人的听觉极限下去滤波,所以某些人会宣称使用这个参数后,听起来音质会有所提升,声音细节也变多。

Tips:44100Hz怎幺来

通常人类的耳朵可以听到20Hz~20,000Hz的声音,根据奈奎斯特定理(Nyquist Theorem:取样频率>两倍最高频率),使用40,000Hz的取样频率就可以重建原始的类比波型。44,100Hz相传是从录影带上继承来的规格,当时录影带上记录方式为每秒30个画面,每个画面有490条扫描线,每一条扫描线可以记录3个音讯取样,所以就变成30×490×3=44,100。