音訊數位化對閱聽大眾使用習慣及認知之改變
康仁俊
國立台灣藝術大學應用媒體藝術研究所
一、前言
目前市場上最方便的音樂聆聽方式除了聆賞CD之外，就屬MP3最為市場消費大眾所接受。隨著電腦科技的發展，燒錄器的價格從研發初期的昂貴售價，到現在被列為購買電腦時的基本配備；班雅明曾經指出，在機械複製時代來臨之後，大量複製將不再遙不可及，這也對國內有聲出版品的生態造成嚴重衝擊，閱聽大眾不再願意花費較多的金錢購買正版版權，轉向盜版業者購買，盜版業者更因此而蒙獲巨大利益，迫使有聲出版業者在音樂出版品不斷進行因應，從在CD上加入防拷線到運用防拷軟體，仍無法遏止盜版歪風；隨著音訊壓縮格式MP3的發展，有聲出版品在網際網路上更是隨處可下載，MP3播放器早已成為市場上的主流，各家廠商不斷的推陳出新，迎合消費者求新求變的喜好，除了播放器外，舉凡手機，PDA，音響等家電用品，更是逐漸將播放MP3列為標準功能。音訊數位化讓閱聽大眾在聆賞有聲出版品時更佳方便，但也改變了使用者的使用習慣及既有認知，本報告將對此種現象進行討論，並提出見解。
二、文獻探討
何謂音訊數位化？
在類比音訊時代，閱聽者要複製錄音帶或是錄影帶時，一定會發現拷貝版雜訊比原來母帶大，而且拷貝的版本次數越多，雜訊比越大，即便是使用原版母帶，隨著使用次數的增加，在磁帶上的磁粉逐漸脫落的情形下，音訊也會越來越失真模糊，若是使用黑膠唱片（LP），則會面對無法隨意更改內容以及黑膠唱片體積過大攜帶不易的問題。這是因為類比的儲存是使用LP表面的凹凸起伏或是錄音帶表面的磁場強度來表達振幅大小，而在真實的使用環境中，複製資料時無論電路設計多麼嚴謹，總是無法避免雜訊的介入。這些雜訊會變成複製後資料的一部份，造成失真，且複製越多次訊噪比(訊號大小與雜訊大小的比值)會越來越低，有意義的資料細節也越來越少。音訊數位化的最大好處是方便資料傳輸與保存，使資料不易失真。只要紀錄資料的數字大小不改變，紀錄的資料內容就不會改變。這是因為傳統類比的方式紀錄訊號，而在數位化的世界裡，數字轉換為二進位，以電壓的高低判讀1與0，並可加上各種檢查碼，使得出錯機率大大降低，因此在一般的情況下無論資料複製多少次，都可以達到不失真的目標。
音訊數位化常用的格式
CD （Compatible Digital）
目前世界上為人使用最為廣泛的音樂儲存媒介CD規格，這是在1982年由Sony和Philips共同制定於紅皮書的儲存媒體，便於攜帶而音質又比傳統磁帶儲存方式為佳。在當時所訂定的CD一片標準長度的是74分鐘，也引起許多猜測，目前最為人知的理由是因為設計者想要把貝多芬第九號交響曲存進一片CD中，由於在市場上流傳的卡拉揚（Herbert
von Karajan）指揮的貝多芬第九號交響曲總長度大概在68分鐘左右，一般的版本大概在65~74分中間分布，於是開始估計CD的直徑，另一套說法則是指揮家卡拉揚（Herbert
von Karajan）自己的要求；在近幾年市場上也出現更大容量的超長片CD規格，可以容納更多的資料量。
至於音樂CD的規格為什麼是44.1kHz、16Bits呢？這是因為由於人耳的聆聽範圍是20Hz到20kHz，根據Nyquist
Functions，理論上閱聽者只要用40kHz以上的取樣率就可以完整紀錄20kHz以下的訊號。由於在規格制定時硬碟的費用還非常昂貴，所以主要數位音訊儲存媒體是以錄影帶為主，用黑白來記錄0與1，而當時的錄影帶格式為每秒30張，一張圖又可以分為490條線，每一條線又可以儲存三個取樣訊號，因此每秒有30*490*3=44100個取樣點，而為了研發的方便，CD也繼承了這個規格，因此在規格的制定上就制定為44.1kHz的由來。
HDCD（High
Definition Compatible Digital）
HDCD是Pacific Microsonics創始人Keith Johnson和Pflash Pflaumer於1995年提出的規格，其技術本身也包含從20Bits的原始母帶dither至16Bits的技術，但其獨特的地方在於比dither更有效利用CD的第16個Bits（LSB），它不但用dither技術處理LSB，使得音質比一般CD好，甚至將LSB以固定的數字排列，當作是一種指令，這種指令在一般的CD
Player對於聽覺沒有影響，可是在搭載HDCD解碼晶片的CD Player上，這些特殊的指令就可以改變聲音的特性，例如增加某頻段的音量，提昇整體動態範圍或是音場調整。這些功能使得聲音聽起來細節更多，定位更加精準，這正是HDCD的特色。HDCD的技術並非限於音樂CD，在DVD-Audio上也有發揮的空間。目前HDCD的技術屬於Microsoft，Windows
XP內建的Media Player就有辨識HDCD的功能，因為HDCD在本質上還是CD，閱聽者將HDCD放到一般的CD Player中播放也完全沒有問題。
Xrcd（Extended Resolution Compact Disc）
Xrcd也是不折不扣的音樂CD，由JVC製作發展。Xrcd的特色是以DIGITAL K2處理。這套技術不光是以20bits
128倍超取樣將類比訊號轉為數位訊號，還加上另一套20Bits轉16bits的dither技巧，意圖將CD製作過程的每一個步驟最佳化。Xrcd另外一個特色是以鋁作為反射面（與一般CD相同），JVC宣稱是因為使用鋁可以達到比較低的jitter。Xrcd價位相當高，但是由於音質與音場表現的確有其獨到之處，因此在發燒音響界仍有其市場。
DVD-Audio
DVD-Audio是1999年三月時推出的儲存格式，以DVD（Digital Versatile Disc）作為儲存媒介的新音樂媒體。取樣方式為LPCM（Linear
Pulse Code Modulation），可選擇性採用MLP（Meridian Lossless Packing）無失真壓縮技術減少龐大的資料容量。DVD-Audio的取樣率有44.1kHz、48kHz、88.2kHz、96kHz、176.4kHz、192kHz等，可以16Bits、20Bits、24Bits取樣，使用立體聲錄製時最大資料流量可達192kHz
24Bits，當採用5.1聲道（家庭劇院用中置一顆揚聲器、主聲道兩顆、後環繞兩顆、超低音一顆合稱5.1聲道）錄製時最大取樣率可達96kHz。DVD-Audio可於播放時搭配畫面與音樂輸出。DVD-Audio如此高的取樣率最大的好處在於不需要繁複的超取樣運算就可以得到正確的音訊波型，另一個好處是減少jitter對音質的影響。
SACD（Super Audio Compact Disc）
SACD是Sony所提出以DVD為儲存媒體的下一代音樂儲存規格。SACD的最大特色在於摒棄PCM來數位化，改用Delta-Sigma
Modulation屬於PWM（Pulse Width Modulation)的一種）。其實Delta-Sigma Modulation是很常見的技術，平價的CD
Player，床頭音響，CD隨身聽，音效卡，都是先將PCM訊號先經過Delta-Sigma Modulation然後再轉為類比訊號。Delta-Sigma
Modulation之因為可以用較低的成本和比較少的數位濾波器達到較高品質的聲音水準，因此大受歡迎，Philips的bitstream也屬此類技術。Sony將其改良的Delta-Sigma
Modulation技術命名為DSD（Direct Stream Digital）。PWM不同於PCM取樣以訊號振幅大小為主，而是改為紀錄目前資料數值大於或是小於前一個資料，是相當複雜的技術。
dts CD
dts CD其資料格式與一般CD相同，都是16bits，44.1kHz，可是紀錄的資料內容並非PCM取樣訊號，而是經過dts（Digital
Theater Systems）編碼後的5.1聲道訊號。dts CD聆賞時必須將CD轉盤的數位輸出接至支援dts的解碼器才能獲得5.1聲道類比訊號。由於dts
CD格式與普通CD相同，因此與HDCD、Xrcd一樣都可以用普通的方法複製。
MP3及MPEG
MP3是當前最流行的音訊壓縮格式，全名為MPEG Audio Layer 3，是由MPEG（Moving
Pictures Expert Group）這個團體當初和影像壓縮格式同時研發的音訊壓縮格式，MP3屬於一種破壞性壓縮編碼，同樣長度的音訊符號在數位化的過程所需佔據的儲存空間和CD相比，只有CD的十分之一左右。另外在市場上一般VCD影像壓縮所使用的MPEG1，音訊所使用的MP2編碼，以及DVD-Video影像壓縮所使用的MPEG2編碼都是這個團體的研發產物。這些影像和音訊的編碼都是失真破壞性壓縮。由於在CD和DVD的儲存方式中，沒有經過壓縮的影像和音訊資料容量是非常龐大的。一片音樂CD本來只可以儲存74分鐘的聲音（其實超過74分鐘的音樂CD也很多，甚至有超過80分鐘的），在VCD中不但要儲存差不多長度的音效還要加入畫面，至於DVD-Video的聲音格式常用的有LPCM，Dolby
Digital，dts，其中LPCM通常是16Bits，48kHz立體聲訊號，與Dolby Digital同屬與DVD標準音訊規格,因此如果要儲存大量的資料,必須將資料進行壓縮,同時壓縮率必須相當高，才能減少因為儲存資料所需耗費的龐大空間,不過壓縮格式的結果也必然造成音訊資料的破壞，造成資訊的失真。
MIDI是在1982年時由世界上各電子樂器大廠所共同制定的一種電子樂器通訊介面，藉由傳送各軌發音所要的音色類型、各個音符的強弱、高低、長短、以及使用效果器的種類與參數，來記錄音樂資訊。電腦中應用MIDI格式儲存一首曲子的各音符資料的檔案種類很多，例如.mid,.midi,.wrk,.rcp....等，這些檔案由於只儲存音符的資料，而沒有關於音色波型的紀錄資料，因此容量比起wav、MP3都相當小，大部分經過WinZip壓縮後都只有十幾kbytes。GM，GS，XG以及GM2是目前市場上最常見的MIDI音源規格，其中以GM最為廣泛。GM（General
MIDI）是第一個以以音源標準化生產為目的共通統一規格。在GM尚未制定以前，各種MIDI器材之間通訊雖然都遵照MIDI標準，但是每台機器對同樣的訊號反應可能都不同，在這台音源器上的第一號樂器是鋼琴，跑到另一台音源器上可能變成了長笛，這樣子就算有了MIDI檔，流通性還是大受限制。為了解決這混亂的局面，在各廠商的協議下，1991年10月由位於美國的IMA（International
MIDI Association）以及在日本的JMSC （Japanese MIDI Standard Committee），共同協議採用GM規格，作為音源的共通統一規格。GM音源規範了128個樂器以及鼓組的排列順序與同時發音數至少要達到24，還有Reverb和Chorus這兩個效果器的功能。
至於GS，GM2以及XG可視為GM的擴充，是由兩大樂器廠商Roland以及YAMAHA分別制定的。雖然MIDI的規格都有固定的格式，但這些格式都是死的，並沒有制定音色資料，因此真正的播放效果還是要看各音源的支援度與規格，並非支援某特定規格的音源聽起來就固定不變，還是要以該音源器的規格與發聲機制為主。
要播放這些MIDI檔案，除了MIDI檔和播放軟體外，最重要的是MIDI音色和對應的效果器支援。使用者可以把MIDI檔視作為樂譜，播放軟體視為樂團的成員，MIDI音源視為樂器，三者缺一不可。一般來講，要達到譜曲者所想表達的音響效果，最好是拿譜曲時所用的音源來播放最忠於原味，因此，MIDI的音色容量未必越大越真實越好，效果器功能也不是越誇張越好，能夠符合原作者要求而恰如其分才是最適合的。如果很不幸地無法獲得相對應的音源，至少要使用該音源廠牌同等級產品來播放，才能達到類似的效果。
MIDI音源一般來講可以分成三種，第一種是硬體音源，例如音源器（Sound Moduler），音源卡，MIDI鍵盤，還有音源子卡。其中音源器和鍵盤以及許多衍生配備，必須要搭配MIDI介面卡，達到發收MIDI訊號的功能。許多的MIDI檔都是由譜曲者用MIDI鍵盤彈出音符，再經由MIDI
Cable把訊號傳至MIDI介面卡由電腦紀錄下來。音源器是外接設備，面板上通常有音量調整與選擇各軌效果器的按鈕與液晶顯示幕，而音源卡則是將音源器的發聲構造做在電腦介面卡上，屬於內接設備。音源子卡在使用上必須另外搭配音效卡提供電源和MIDI訊號，並且放大音源子卡輸出的類比訊號。音源子卡在1994年以後開始流行，是電腦音效卡的龍頭老大Creative所提出的標準。當時有很多音效卡支援音源子卡，至於另一種MIDI音源是則是軟體音源，不過軟體音源的缺點是因為必須經過處理器的運算，所以需要較高的CPU使用率且很難做到即時發音。
還有一種MIDI音源就是目前娛樂用音效卡所廣泛採用的技術－將MIDI音色存在硬碟中，當使用時再存到主機板上的RAM內，而不同於傳統上將音色資料燒死在音效卡上的ROM中，以降低成本和提高使用彈性。現在MS的
Windows98/Me和2000/XP也都有內建軟體音源，只要安裝音效卡的WDM版驅動程式即可使用，不過目前大部分的市面上的娛樂用音效MIDI音色都很貧弱，在音源取樣上的音色只能大致差強人意。
音訊數位化對閱聽大眾使用習慣及認知之改變。
閱聽者不再被限定在特定條件中才能還原音訊資料
在類比儲存時代，閱聽者要重現有聲出版品資料時，受限於播放器材及儲存媒體體積龐大的限制，大都無法任意移動聆聽位置，必須在固定的空間聆賞，如果希望還原的品質能更接近原音重現，就必須支付龐大的費用才能達到目的，同時在儲存媒體的保存上，也必須要特別的小心，在珍貴的有聲資料儲存中，從溫度到溼度的控制尤須注意，避免磁帶受潮粘黏，同時在使用中也必須小心，避免磁帶斷裂造成資料毀損；不過在音訊數位化之後，閱聽者可以在任何時間任何地點欣賞有聲出版品；以CD來說，一張標準規格的CD即可儲存74分鐘的有聲資料，而同樣容量的CD在儲存MP3格式的音訊時容量更可達到CD的10倍，近年來在隨身硬碟發展下，閱聽大眾不但更方便隨身攜帶，同時可攜帶的資料量更是以倍數成長，以MP3播放器來說，不再只是音源重現的一種工具，更成為流行飾品的象徵。
數位化使音訊儲存可隨手觸摸，更可高品質原音重現
早期音訊使用類比方式儲存時，儲存的過程及品質大都由錄音工程師一人掌控，至於錄音品質好壞並沒有客觀的數據可供參考，對於儲存完畢後的有聲資料僅有小幅度的修改空間，而為了追求高品質的儲存效果，傳統類比器材動輒上百萬的支出，對工作者來說，更是一筆沉重的支出；在數位化之後，音訊符號在螢幕上不但可以輕易的呈現波形，同時還可同步紀錄各種音訊數據，使用者可以透過不同軟體進行非線性剪輯，隨意的進行修改或移除，不但不影響儲存效果，更可在儲存時透過軟體數據的設定操作，變更為不同格式的儲存規格，以應付使用者所需；更大的便利在於音訊數位化之後，大部分的使用者不必再購買昂貴的硬體器材，只須購買相關的軟體，就可以透過電腦處理器的運算，模擬出硬體的效果，不僅節省費用，更可增加大量的空間利用。
音訊數位化使音樂創作愛好者得以盡情創作音樂，不再遙不可及
數位化對音樂界最大的改變是，音樂演出不再需要真人樂隊演奏，創作者甚至不需要經過漫長的音樂學習過程，也不需要花費大量金錢聘請樂師演奏作品，只要利用不同的數位訊號輸入方式，透過音色的取樣以及音源器的播放，不但隨時隨地都能享受音樂創作的樂趣，還可以輕鬆的運用不同樂器的音色，呈現創作音樂的多元性；某些編曲軟體甚至連伴奏都能自動設定，不需使用者操心，經由這種方法，人人都可以成為作曲家及編曲者，消費市場上深受大眾喜愛的卡拉OK伴唱機顗及各式電子琴，都是極具代表性的產品。
數位化間接使閱聽大眾忽略智慧財產權，相對扼殺有聲品創作空間以及藝術價值
音訊數位化代表著聲音訊號被快速而大量複製時代的來臨，使用者只要透過滑鼠按鍵的操作，輕輕鬆鬆就可以複製出一份相同的音訊資料，更遑論使用一對多的拷貝機；只是在方便複製的同時，閱聽者逐漸的對智慧財產權的認知界限感到模糊，尤其隨著網際網路的發展，網路頻寬速度的不斷擴展，部分人士將有聲資料逕行轉檔，張貼在網路上供人隨意下載，在未取得創作者或持有者授權的情形下，不論是否收費，對於有聲資料的原創者來說，都已造成侵權行為，長久下來，有聲資料的創作者在面臨收支可能無法平衡的情形下，極有可能逐漸減少創作或降低創作水準以減少成本的支出，如此一來，對創作者，閱聽者或是作品本身的藝術價值，都將造成傷害。
三、結論
不可諱言，音訊數位化對有聲資料的保存或創作，提供了非常便利及快速的介面，對有心從事音樂創作的人來說，更是將以往遙不可及的距離縮短為垂手可得，不過卻也難以避免的讓音聲資料創作造成傷害；對閱聽大眾來說，便宜、快速而且方便取得，永遠是最重要的選擇條件，而對創作者來說，如何透過有聲資料的創作，得到合理的報酬更是追求的目標，兩者看來似乎並無交集；94年國內造成喧騰一時的網路資料供應商KK Box以及Kuro以及一位Kuro使用會員被控告侵權的事件,更被有聲資料創作者視為是捍衛智慧財產權的第一步，只是新聞熱潮過後，夜市裡仍然隨處可見地攤上每片只賣一百元的音樂CD，網路上依然可以下載到免費的MP3，這一切的現況並未有所改變。研究生認為，藝術的價值在於不可替代及價值性，班雅明在迎向靈光消失的年代中也提到，藝術品在被大量複製之後，本身的價值也就是靈光將不復存在，數位化帶來便利，卻也對藝術作品的藝術價值造成扼殺，這或許是數位發展過程中的研究者所始料未及的結果。
參考文獻
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http://freehomepage.taconet.com.tw/This/is/taconet/top_hosts/Hotech/article4.doc。
DearHoney數位音樂工作室，http://www.dearhoney.idv.tw/。