自人類發(fā)明留聲機(jī)後，便積極追求能保持聲音完整度與長(zhǎng)久儲(chǔ)存音訊的方式。早期，還未進(jìn)入數(shù)位化時(shí)代時(shí)，音訊的儲(chǔ)存與播放方式都使用類比的方式，主要使用唱盤、錄音卡帶等方式，不過(guò)受限於材料與科技，有保存不易與容量過(guò)小的缺點(diǎn)。

CD則在1982年問(wèn)世，主要用途為儲(chǔ)存數(shù)位資料，而在音訊的領(lǐng)域中，則多用來(lái)儲(chǔ)存數(shù)位音樂(lè)，稱為音樂(lè)光碟（Audio CD）。而CD具有體積小、容量大與保存長(zhǎng)久的優(yōu)點(diǎn)，漸漸取代傳統(tǒng)類比的方式，也就是說(shuō)Audio CD的發(fā)明，等同宣告了數(shù)位音訊的來(lái)臨。

圖一 : 薄型化的LED TV，其內(nèi)建的音箱因?yàn)榭臻g過(guò)小而無(wú)法顯現(xiàn)好的音質(zhì)表現(xiàn)，便帶動(dòng)如家庭劇院或Soundbar的成長(zhǎng)。(Source: McIntosh Laboratory)

而數(shù)位音訊的標(biāo)準(zhǔn)與品質(zhì)的高低，主要有兩個(gè)評(píng)估指標(biāo)，如下：

動(dòng)態(tài)響應(yīng)範(fàn)圍（Dynamic Range）

即可解析的數(shù)位資料，其最大值與最小值的比例，通常以dB值為表示單位，下表為各種資料處理寬度所能表現(xiàn)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)範(fàn)圍。也就是說(shuō)擁有越高的位元數(shù)，其動(dòng)態(tài)響應(yīng)範(fàn)圍越大，也越能夠顯現(xiàn)音訊細(xì)微變化的程度。

圖二 : 各種音訊動(dòng)態(tài)響應(yīng)範(fàn)圍比較表（資料來(lái)源:資策會(huì)MIC）

取樣頻率（Sample Rate）

無(wú)論是數(shù)位化類比信號(hào)，或?qū)?shù)位信號(hào)還原為類比信號(hào)，取樣頻率的高低也決定信號(hào)的完整度與精確度。

從取樣原理來(lái)看，類比訊號(hào)要用數(shù)位化的數(shù)值來(lái)表示，取樣的過(guò)程會(huì)產(chǎn)生所謂的量化誤差（Quantization error），所謂量化誤差指的是實(shí)際訊號(hào)之大小（Amplitude）和數(shù)位化後所得數(shù)據(jù)之間的差異。同樣地，把數(shù)位信號(hào)還原成類比信號(hào)也是如此，此量化誤差被稱為失真（Distortion），失真度越低代表越能忠實(shí)呈現(xiàn)信號(hào)的原始狀態(tài)，通常以dB值或百分比為表示單位。

為了要降低音訊的失真，便要降低量化誤差，而降低量化誤差最有效的方法便是提高取樣的頻率，正弦波（Sine wave）顯示取樣頻率越高，可以減少信號(hào)的量化誤差，進(jìn)而提高信號(hào)還原後的完整度。另外，若是要改變?nèi)拥念l率，此升頻或降頻的動(dòng)作被稱為SRC（Sample Rate Conversion）。

根據(jù)日本音訊學(xué)會(huì)（Japan Audio Society，JAS）對(duì)高解析數(shù)位音訊的定義主要有二點(diǎn)：

裝置的輸入/輸出與信號(hào)處理，其動(dòng)態(tài)響應(yīng)範(fàn)圍至少要達(dá)到24bits以上的資料處理寬度，且其取樣頻率至少要能達(dá)到96kHz以上。

數(shù)位音訊播放的來(lái)源必須為無(wú)壓縮（No Compression）或無(wú)損壓縮（Lossless Compression）的音訊格式。

目前市面上常見(jiàn)的MP3、AAC檔案等為一種失真壓縮的音訊格式，還有以Bluetooth為傳輸介面的設(shè)備，由於其頻寬的限制目前仍無(wú)法即時(shí)傳輸高解析的數(shù)位音訊資料，也不在本文的討論範(fàn)圍。

技術(shù)發(fā)展現(xiàn)況與趨勢(shì)

圖三 : USB Audio為使用USB介面來(lái)傳輸Audio的方式，現(xiàn)已發(fā)表到Audio 2.0 。(Source: Head Fi)

PCM仍是主流 DSD急起直追

PCM（Pulse-Code Modulation）是一種常見(jiàn)的類比訊號(hào)數(shù)位化的方法，其原理是將訊號(hào)的強(qiáng)度依照同樣的間距分成數(shù)段來(lái)量化並記錄下來(lái)。目前大多數(shù)的數(shù)位音訊格式都採(cǎi)用PCM的調(diào)變方式，如常見(jiàn)的Audios CD，其規(guī)格便是使用44.1khz/16bit的PCM調(diào)變方式。

DSD（Direct Stream Digital）為Sony與Philips的專利，主要是利用脈衝密度調(diào)變編碼將音頻訊號(hào)數(shù)位化，為PCM外常見(jiàn)的數(shù)位音訊調(diào)變方式，目前多數(shù)的MEMS麥克風(fēng)也是使用DSD輸出格式。過(guò)去幾年，以日本為主的廠商，積極推廣DSD調(diào)變方式，有越來(lái)越被重視的趨勢(shì)。

另外，也有兩者的混合體即DoP（PCM over DSD），乃是將DSD的信號(hào)載在PCM信號(hào)上傳輸，只要在接收端將DSD信號(hào)擷取出來(lái)即可，如此便可利用原PCM的介面或接口來(lái)傳輸DSD信號(hào)。

PCM與DSD調(diào)變方式的優(yōu)劣比較，一直以來(lái)爭(zhēng)論不休，也各自有支持者，然就觀察過(guò)去電子產(chǎn)品的發(fā)展歷史，未來(lái)的終端產(chǎn)品發(fā)展趨勢(shì)多傾向可同時(shí)支援兩者的解調(diào)變方式，甚至可互相轉(zhuǎn)換，目前其轉(zhuǎn)換的方式多使用軟體來(lái)進(jìn)行，不過(guò)也開始有廠商開發(fā)可PCM to DSD/DoP或DSD/DoP to PCM的轉(zhuǎn)換晶片，下圖則用波形簡(jiǎn)單說(shuō)明PCM與DSD的調(diào)變?cè)怼?

無(wú)壓縮或無(wú)損壓縮為主要檔案格式

目前支援高解析音訊的無(wú)壓縮音樂(lè)格式以WAV檔居多，另外，DSD格式也可以被稱為Hi-Res音訊，而無(wú)損壓縮（Lossless Compression）的音樂(lè)檔案，有FLAC、ALAC、WMA Lossless，等格式，由於無(wú)損壓縮的檔案大小比無(wú)壓縮的檔案來(lái)的小，也無(wú)損音樂(lè)的品質(zhì)，預(yù)期未來(lái)將成為主流的高解析數(shù)位音訊檔案格式。

主要傳輸介面

SPDIF

SPDIF是歷史最悠久的數(shù)位音訊傳輸介面，廣泛使用於家用的CD/DVD/BD Player、TV、Desktop PC與家用音響設(shè)備的連接。SPDIF的接頭主要有光纖（TOSLINK）與同軸（Coaxial）兩種，無(wú)論是標(biāo)準(zhǔn)的光纖或同軸接頭體積都嫌太大，較不適用於行動(dòng)裝置上使用。為了縮小體積，市面上有出現(xiàn)在3.5mm耳機(jī)孔上增加SPDIF光纖輸入/輸出接口，目前在部分高階或電競(jìng)筆電中可以見(jiàn)到。

HDMI

HDMI也是在家庭中常見(jiàn)的影音傳輸介面，主要連結(jié)TV、STB、DVD/BD Player、Game Console等裝置，除了傳輸影像外也可以傳輸高解析音訊，在HDMI 1.4以上版本最高可傳輸PCM 1536kHz/32bit、32聲道與DSD的超高解析音訊，是目前定義最高音訊傳輸頻寬的介面。

USB

USB Audio為使用USB介面來(lái)傳輸Audio的方式，現(xiàn)已發(fā)表到Audio 2.0，目前多由PC的播放軟體將高解析音樂(lè)檔案解碼成PCM或DSD的格式後再傳輸?shù)綌U(kuò)大機(jī)等後級(jí)處理器來(lái)播放，市面上已可見(jiàn)到最高可支援384khz/32bit PCM與DSD/DoP2X的產(chǎn)品。

Wi-Fi

Wi-Fi最大的優(yōu)勢(shì)為可使用於無(wú)線的環(huán)境，由於高解析音訊的資料量較大，將可取代Bluetooth為主要的無(wú)線傳輸方式。目前多數(shù)的PC與行動(dòng)裝置等都可以Wi-Fi來(lái)傳輸數(shù)位資料，如能與家用的無(wú)線網(wǎng)路、AP、NAS結(jié)合，將可以擴(kuò)大其應(yīng)用領(lǐng)域。

圖四 : 高解析數(shù)位音訊傳輸介面優(yōu)劣比較表（資料來(lái)源:資策會(huì)MIC）

市場(chǎng)需求與產(chǎn)業(yè)動(dòng)態(tài)

高品質(zhì)的音樂(lè)需求逐漸被重視

聲音的存取與播放的歷史比影像還久遠(yuǎn)，然觀察過(guò)去十?dāng)?shù)年多媒體影音的發(fā)展歷程，影像品質(zhì)的進(jìn)步遠(yuǎn)大於聲音。

以液晶電視為例，面板的解析度由SD提升到Full HD大約僅花了5~8年的時(shí)間，目前仍迅速地往4K2K甚至8K4K的解析度來(lái)提升，而色彩解析度也由RGB各8bit的全彩1,677萬(wàn)色提升到12bit的687.2億色，整體的畫質(zhì)提升相當(dāng)多。

圖五 : 目前已有多家廠商推出貼有「Hi-Res Audio」授權(quán)標(biāo)章的產(chǎn)品發(fā)表。(Source: audioxpress)

由於過(guò)去數(shù)十年，當(dāng)電子產(chǎn)品由數(shù)位時(shí)代進(jìn)入行動(dòng)裝置時(shí)代後，為了攜帶方便與美觀，逐漸往輕、薄、短、小發(fā)展。在儲(chǔ)存裝置價(jià)格及傳輸速率的限制下，行動(dòng)裝置大量使用失真壓縮的音訊格式如MP3、AAC等，如此卻大大降低音樂(lè)的品質(zhì)。近年來(lái)在光纖普及以及4G通訊、802.11ac等傳輸技術(shù)的發(fā)展下，傳輸?shù)钠焚|(zhì)及速度大幅提升，無(wú)須再以犧牲音訊品質(zhì)方式換取音訊傳輸流暢度，再加上儲(chǔ)存設(shè)備的低價(jià)化使得儲(chǔ)存成本大幅降低，使無(wú)壓縮或無(wú)損壓縮的高解析度音訊日益受到重視，市場(chǎng)發(fā)展可期。

圖六 : 數(shù)位影音發(fā)展趨勢(shì)概圖（資料來(lái)源:資策會(huì)MIC）

因?yàn)槁曇舻钠焚|(zhì)需要一定的空間才能顯現(xiàn)，如薄型化的LED TV，其內(nèi)建的音箱因?yàn)榭臻g過(guò)小而無(wú)法顯現(xiàn)好的音質(zhì)表現(xiàn)，便帶動(dòng)如家庭劇院或Soundbar的成長(zhǎng)。又如行動(dòng)裝置部分，一般附贈(zèng)的耳道式耳機(jī)越來(lái)越難滿足消費(fèi)者的聽覺(jué)，也使得全罩式耳機(jī)銷售越來(lái)越高，如熱賣的Beats耳機(jī)，甚至為了追求更好的驅(qū)動(dòng)品質(zhì)，進(jìn)而購(gòu)買耳機(jī)擴(kuò)大機(jī)等來(lái)滿足更高端消費(fèi)者的需求，應(yīng)用在家庭劇院、Soundbar及高階耳機(jī)等產(chǎn)品的音訊編解碼或格式轉(zhuǎn)換、音效處理、可升降頻的SRC等晶片需求亦將隨之成長(zhǎng)。

日商力拱Hi-Res Audio

2014年6月，日本音訊學(xué)會(huì)JAS表示，無(wú)論是音訊的來(lái)源或設(shè)備都能達(dá)到高解析音訊的定義，加入成為JAS的會(huì)員後，便可以申請(qǐng)?jiān)谄洚a(chǎn)品上，貼上「Hi-Res Audio」的授權(quán)標(biāo)章。包括Sony、Yamaha、TEAC、Onkyo、Pioneer、Panasonic等日本音響大廠都積極參與，也陸續(xù)發(fā)表或開始銷售相關(guān)的產(chǎn)品，目前臺(tái)灣也有少數(shù)幾家已爭(zhēng)取到或正積極爭(zhēng)取授權(quán)中。

為了擴(kuò)大此一授權(quán)標(biāo)章的全球影響力，JAS於2015 CES舉辦的前夕，即2014年底，宣布與消費(fèi)電子協(xié)會(huì)（Consumer Electronics Association，CEA）合作，同意讓CEA的會(huì)員們可以申請(qǐng)與使用將此一授權(quán)標(biāo)章，而不再限制必須為JAS的會(huì)員。目前CEA的會(huì)員擁有超過(guò)2,200家的廠商，相信此一策略可以爭(zhēng)取更多品牌的認(rèn)同，達(dá)到推廣高解析音訊的效果與商機(jī)。

目前已有多家廠商推出貼有「Hi-Res Audio」授權(quán)標(biāo)章的產(chǎn)品發(fā)表，其中以Sony最為積極，由於Sony兼具家用音響、消費(fèi)性產(chǎn)品與音樂(lè)媒體的身分，是最有主導(dǎo)力的廠商。Sony在展場(chǎng)除了發(fā)表高解析音訊播放器、擴(kuò)大器外，也展出支援播放Hi-Res Audio的Ultra HD LED TV，其聲音的細(xì)節(jié)以及純淨(jìng)度，都大幅超越非Hi-Res格式的音樂(lè)，與4K2K的高解析度面板搭配，可謂相得益彰，同步提升影音的效果，而Sony臺(tái)灣也於2015年5月底發(fā)表此產(chǎn)品。

其中，值得注意的是Sony此款TV是全世界第一臺(tái)支援Hi-Res Audio播放的LED TV，由於Sony在TV/DVD/BD的發(fā)展歷史上扮演著極重要的角色，也經(jīng)常是規(guī)格的主導(dǎo)者。然而，未來(lái)是否會(huì)有更多的廠商推出支援Hi-Res Audio的TV，值得期待與後續(xù)觀察。

內(nèi)容廠商逐鹿高解析音樂(lè)

而在CEA、數(shù)位娛樂(lè)集團(tuán)（Digital Entertainment Group）與錄音學(xué)院（Recording Academy）等機(jī)構(gòu)的努力推廣下，目前一些主流音樂(lè)內(nèi)容供應(yīng)商，如索尼音樂(lè)娛樂(lè)（Sony Music Entertainment）、環(huán)球音樂(lè)集團(tuán)（Universal Music Group）和華納音樂(lè)集團(tuán)（Warner Music group）世界三大唱片公司等也紛紛表示，願(yuàn)意提供更多高解析音樂(lè)給消費(fèi)者更多的選擇。

目前可下載高解析音樂(lè)檔的數(shù)量與商店數(shù)也不斷上升，如HDTracks、HiResAudio、Super HiRez、Qobuz、iTrax等知名商店，甚至包括在CES 2015中大力推廣高解析音訊的搖滾大師Neil Young的PonoMusic等。另外，日本的Mora Music也於2015年3月開始，提供臺(tái)灣的消費(fèi)者付費(fèi)下載Hi-Res高解析音樂(lè)檔案。

USB Audio後市可期

技術(shù)（Technology），為了達(dá)到高解析音訊所帶來(lái)的高品質(zhì)效果，包括處理晶片與裝置，都需要提升整體的規(guī)格。

在音訊處理方面，需要具備處理高解析音訊所帶來(lái)較大的資料量，包括音訊編解碼或格式轉(zhuǎn)換、音效處理、可升降頻的SRC等晶片的配合。而在傳輸介面方面，由於USB為大多數(shù)人熟悉的介面，且未來(lái)的電子產(chǎn)品可能都會(huì)支援可正反插的USB Type-C，加上最高可支援到PD2.0的100W供電能力，可望應(yīng)用於USB耳機(jī)、喇叭等，未來(lái)的成長(zhǎng)性最被看好。

爭(zhēng)取Hi-Res Audio認(rèn)證 臺(tái)商可借力使力

圖七 : 現(xiàn)在的裝置的輸入/輸出與信號(hào)處理，其動(dòng)態(tài)響應(yīng)範(fàn)圍必須足夠，方能因應(yīng)使用者需求。(Source: S tand out Ventures)

認(rèn)證（Certification），透過(guò)認(rèn)證過(guò)的授權(quán)標(biāo)章，方便取得進(jìn)入高解析音訊的門票。如同過(guò)去Dolby、DTS、AC3等授權(quán)標(biāo)章，如能取得「Hi-Res Audio」的授權(quán)標(biāo)章，是一種身分與技術(shù)的表彰，容易得到此產(chǎn)業(yè)上、下游與消費(fèi)者的認(rèn)同，對(duì)於產(chǎn)品絕對(duì)有加分的效果。

目前推廣高解析音訊的認(rèn)證標(biāo)章，以日商最為積極，尤其Sony同時(shí)具有消費(fèi)性裝置與音樂(lè)媒體的身分，實(shí)力最被看好。建議臺(tái)商可以加入此認(rèn)證標(biāo)章的行列，除了代表技術(shù)達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)外，對(duì)於行銷上將很有助益，有機(jī)會(huì)藉此打入高階音訊產(chǎn)業(yè)的供應(yīng)鏈，借力使力，達(dá)到擴(kuò)大商機(jī)的目標(biāo)。

（本文作者為資策會(huì)MIC資深產(chǎn)業(yè)分析師）

＊刊頭圖片來(lái)源(Source: Digital Trends)