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苹果的无损音乐为什么不一样?

最近,我在找一位优秀音乐人李杰的作品,由于他很多唱片都是 20 世纪 90 年代发表的,而且又特地没有向各大音乐流媒体平台开放版权,于是就特别难找。但在这个过程中,我突然发现了一个规律:苹果 Apple Music 的音质,要远远好于 QQ 音乐或者网易云音乐。哪怕是 Apple Music 上那些 320 kbps 的有损格式,同样的歌曲甚至也比另外两个平台宣称的无损质量还要好。

随着关注的深入,我逐渐发现原因并且理解了一个道理:最近 20 年,对全球流行音乐界影响最大的其实是苹果公司。

这期《科技参考》,我们就来说说苹果的这个作用和它们的无损音乐。

 

盗版影响了音乐质量

苹果公司对流行音乐的影响是音乐数字化之后出现的。音乐数字化通俗来说就是,专辑是以 CD 盘的形式出版的。这就是数字化的标志。

在这之前的音乐出版,声音都是模拟信号,用磁带或者黑胶唱片的形式售卖。而数字化音乐专辑,是通过以下步骤成为 CD 的:

首先是原始素材。也就是采集歌手的嗓音、乐器弹奏的声音,或者电子乐器的信号输出;

其次是混音师的混音。这一步,需要把各路输入按轨道合成在一起,并且在单个乐器的声音上做修饰;

最后是母带制作。也就是对混音师的混音结果做宏观上的修饰,并输出一个比 CD 的解析度还要高,也就是比 CD 的音质还要好的音乐文件。

自从网络普及以后,音乐的盗版就困扰着每个唱片公司。这个逻辑大家实在太熟悉了,我就不多介绍了。但另外一个方面,你可能忽视了,其实那些使用和下载盗版的人,也从中受损了,因为从整体上看,网络普及后人们听到的音乐,在音质上要明显低于网络普及之前。

对音质的追求是很多音乐爱好者共有的特点,尤其是对于那些容易暴露音质缺陷的音乐类型,比如钢琴曲或者交响乐,大家更是挑剔。但在网络普及之后,即便乐迷们逛遍了知名的论坛,下载到的所谓的无损格式音乐,实际上也还是披着无损外衣的有损文件。

具体原因是这样的:

那个年代,最知名的无损音源下载论坛,为了鼓励大家上传自己私藏的宝贝,于是就采用积分制,上传高质量的音乐,得到的积分就更多。为了获得积分,最简单的方法就是把自己买的正版 CD 里的歌曲,压缩成类似 FLAC 格式的无损文件上传。

但谁的 CD 都不可能很多,拥有五六百张的人已经很稀有了,于是为了获得更多积分,很多人就从其他地方下载音质较高的 MP3 文件,但 MP3 的音质再高也是有损的,怎么办呢?

可以通过软件的插值法,来提升采样率和数位,让这个文件看起来满足无损文件的指标。所谓的插值法,其实就是说,分辨率明明没有那么高,但现在硬给扩展成足够高的。虽然硬扩出来的部分是没有信息的,但是没关系,把原来的信息同比例的复制几份,放在相邻的位置,让它看起来像是个无损文件,这样上传就可以赚积分了。

这件事干的人太多了,这样的论坛也太多了,于是传来传去,没过几年,用户们自己也都知道,在那些所谓的无损音乐论坛上下载的,基本也都是有损格式改出来的。

音质逐渐变低的过程,有点像我们微信里被转发过很多次的图片那样,会变得越来越模糊。所以盗版的出现,实际上也让盗版使用者受损了。

 

让人看到希望的苹果

唱片公司,比如时代华纳、百代、索尼也都做过挣扎,推出过一些特殊的音乐防盗格式和专用播放器,但无一例外遭到了惨败。

真正让大家看到一丝希望的,是苹果的乔布斯。乔布斯本人就是音乐发烧友,也注意到了这个问题。可能是产品质量和时间点都赶巧了,在 2002 年,苹果的 iPod 播放器一炮而红。为什么苹果的 iPod 能成功呢?

因为这里重新形成了良好的生态环境,出钱的人、收钱的人,还有运营的人,都觉得比从前更好。苹果最初的利益分配是这样的:

用户可以花 99 美分购买任意一首曲子。当时一般来说,一张专辑是 8 – 12 首曲子,需要十几到几十美元才能买一张专辑。所以,每首曲子 99 美分的价格可以说是非常便宜了,而且因为用户只用下载他喜欢的,所以这样花钱就更划算。

而对于唱片公司来说,在此之前,唱片销量极为惨淡,再这样继续下去,就没钱继续包装艺人、出版高质量的新专辑了。现在,99 美分里,自己可以分走 70 美分,只要买的人多,那比从前要好得多。还有 9 美分给版权所有者,最后苹果自己留 20 美分。

在利益链上,所有人都比从前更好,那这件事就能成了吗?不一定,至少现在还不行。

苹果用什么来说服用户来花这 99 美分每首歌的钱呢?只靠“支持正版”或者“生态坏了,今后就没有好音乐了”肯定是不行的。

99.99% 的人都是利益驱使决策的动物,没有当下直接的激励,总体上是不可能对正版有足够支持的。当前,网络上就有无数免费的 MP3 可以听,能让用户拒绝免费,一定要付费的核心理由就是,苹果音乐平台上的歌曲有高音质。

这个高音质是从哪儿来的呢?

原来,苹果和那些唱片公司已经达成了协议,上传到 iTunes 上的音乐,必须得是母带。什么是母带,我们一开头就说过了,这可是比 CD 的音质更好的音源。

只不过这样一来,单首曲子的文件体积太大,不适合在 2002 年的网络上传输,所以苹果妥协一下,iPod 上最初能买到的是苹果从母带压缩到 128 kbps 的 AAC 格式的文件。这其实还是一种有损格式。

 

无损音质和有损音质

说到这里,我们要插一段,说说什么是无损、什么是有损。

实际上,声音是一种连续的波形,只要用数字形式记录就肯定会有损,但行业内设定了一个录制标准——如果高于这个标准,即便是有损的,你用最好的设备、最敏锐的耳朵也无法分辨有什么区别,于是就把这个标准下录制的音频叫“无损”。

这个标准,当前是达到 44.1 KHz × 16 bit × 2 = 1141.2 kbps。听起来有些抽象,我来详细解释一下:

其中,44.1 KHz 叫作“采样率”,也就是一秒钟内收集多少次频率的信号。这个频率是有讲究的,因为医学上测量的结果是,人耳最高可以听到 20 KHz 的声音。

但是,这个结果并不像人的体重平均是 60 公斤那样,很多人都能达到。对于绝大部分人来说,超过 14 KHz 就根本听不见了。我自己就测过,我是超过 12 KHz 就听不到了,比较悲催。所以,20 KHz 基本是无人能及的。

在信号与系统中,有一个奈奎斯特定理,它描述的是采样频率最低是多少的时候才能完整还原一个原始频率。这个定理我们不细说了,你只需要知道,根据这个定理,必须要达到 44.1 KHz 的采样率,才能完整地还原出人耳听到的最高频率,也就是 20 KHz 的声音。

那么,16 bit 又是什么意思呢?它叫作“码率”,是描述每次采样的时候,那个频率数字的精细度。

比如原始声音是 761.5 Hz,但如果精细度最小是 10 Hz 的跳变,那 761.5 Hz 在这种粗糙的码率下,就只能约化为 760 Hz了。而如果码率高一些,能精确到 1 Hz的变化,那 761.5 Hz 就能约化为 761 Hz。

为什么公式里还要乘以 2 呢?因为一般音乐都是左右双声道,所以要乘以一个 2。最后的结果是 1141.2 kbps。这就意味着,以这样的格式记录音乐,每一秒的音乐需要占用 1141.2 kbit 的空间,算一下,一首 5 分钟的歌曲大约就需要 43 MB 的空间。

知道了无损其实是人为定义的精细度,你就知道有损是什么了。就是在刚刚的基础上,削弱各项指标,比如 44.1 KHz 太高,砍一半;16 bit 太多,砍一半。于是,最后相乘起来就没有 1141.2 kbps 那么高了,常见的有 320 kbps、192 kbps、128 kpbs。这就是有损音乐。

 

苹果无损音乐的核心竞争力

说完有损和无损,我们再回到苹果的 iPod 音乐播放器。这个硬件的核心竞争力,就是各大唱片公司和苹果携手提供高音质的歌曲。而这种优势一直保持到了今天。

在 2021 年夏天,苹果宣布 Apple Music 将支持无损音频,并免费向所有的 Apple Music 用户开放。

这个新闻初听起来觉得没什么,因为我们在 QQ 音乐、网易云音乐、酷狗音乐、千千静听等 App 里见的太多了。那些 App 里都有分级,标准音质 – 较高音质 – 极高音质 – 无损音质,或者 HQ 高品质,SQ 无损品质,还需要买绿钻会员才能听。但实际上,此“无损”非彼“无损”。

因为苹果的无损音乐,是利用从 2002 年起就和各大唱片公司用正式的合同拿到的母带,转成的无损格式。之前不提供无损,只是受限于用户的设备存储空间和网速。现在这两个限制都没有了,无损格式也该推出了。

而其他平台所谓的无损音乐都是怎么来的呢?

大都是这样的过程:不明来源的 CD 被抓轨、压缩,再经过N道传播,然后利用技术手段插值处理一下,变成了从格式上看好像是无损的文件。大量的假“无损”就这样充斥在其中,而且从根上说,这些平台上的音乐今后也没有可能升级为真无损。

反观苹果,只要网络条件和用户设备存储空间满足,再过 10 年说不定它还会推出更高音质的 Apple Music,比如一首 5 分钟的歌曲占用 300 MB 的所谓“高解析度音频”(Hi-Res)。

尽管我们始终面临最后一个环节,也就是播放设备能不能还原这些无损,比如今天所有的蓝牙和苹果的无线耳机都不能做到。但如果音源就不是无损的,那无论播放设备再如何昂贵,我们也欣赏不到无损。这就是苹果无损音乐上线的意义和它们的核心竞争力所在。

好,听音乐的时候,你能分清有损音质和无损音质吗?欢迎把你的体验发到留言区。

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