以MX3音频输出变更为引子,说安卓平台音频现状

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所属分类:音频杂谈

  同时本人只算是三四流水平以下之伪数码爱好者,这种人最大特点是胸无点墨、却狂妄自大,请大家有思想准备。

  另外,本文长篇得变-态、枯噪得离谱,慎入。不过对于那些对手机音频,或者对所谓手机HIFI的各种争论、各种似懂非懂的朋友,如果你能蛋定耐心看完该文,说不定会找到一些答案。

  话说写这样的文章是需要动力来源的。今天决定写,原因如下:

  第一是论坛风气的开明包容。

  由于管理员与版主的包容,魅友们讨论的话题与产品越来越丰富,内容越来越深入。也使那些经历了M8发展后转为潜水的、具备各类深厚技术基础老魅友渐渐冒泡参与讨论。当然我的技术一般般,但毕竟用魅族MI、M8、MX过来的,也是从90年代开始拿电烙铁玩起的音响音乐爱好者,以这些经历为基础的观点,相信也能带出一些有价值的讨论。

  第二是科技的发展。

  多媒体音频底层,从AC97 1.X到Linux,到Android初期(2.2以前),再到目前的Android4.X,虽然进展缓慢,但毕竟各个节点均有改进。在传输介质上,也从有线到无线,而无线传输方式又发展成多种不同形式。这些改变和发展,都直接就影响了我们手中Android手机的音质。

  第三:作为一个低水平魅友,我鼓起勇气拿出点自己的观点与分析来,让其他品牌的粉丝看看一个四流以下水平魅友的表现是咋个样子嘀。

  嗯嗯,,,第四,

  极为希望那些水平比我高的四流、三流、二流、一流水平的魅友对我的谬误观点予以迎头痛批、猛烈打击、严厉指正,以帮助我对Android音频与HIFI认识的深入。

  如果能得到一些超一流魅友的打击(例如J-Wong等人),那就更为荣幸了。

  嗯 ,言归正传。

  说到手机音质,还是提提M8吧(M8之前,我一直使用西门子6688)。顺便蜻蜓点水式的说说M8到目前MX,我所知之甚少的魅族手机音频模块变动。并以此为引子,引出本文后面的Android(话说这个英文打起来真麻烦,以下直接中文安卓之)平台音频处理的探讨。

  M8未出来前,我们这些魅族MP3用户(我是MI,后来弟弟也入了M6)最为关心的是M8音质如何。这方面,那时论坛讨论得很多。其实很多人都在揣测改做手机后音质会否变差。后来直到J-WONG表态,M8音质绝不会比M6差,才纷纷放下心里顾虑。

  M8时代,我们那个时代的老媒油的讨论是非常活跃的。无论音频视频,还是软件硬件,无论现有资源还是开发创新,话题层出不穷,其中不乏技术达人。然后还有老魅友都知道的那几个令魅族伤筋动骨的门事件,最后一起走过来了。

  M9以后,一方面魅族发展慢慢上正轨,摆脱了那些牵动人心的困难时刻;另一方面由于Android的开放性,软硬件及相关应用早已发展成熟、规模庞大、类型丰富,不必再如WIN CE那样摸爬滚打,硬件方面可变动空间与必要性都不太大。因此那一批老魅友渐渐的淡出,上来的都是潜水的多。另外我们从MP3及M8公测过来的朋友,多数已经从单身寡人到成家立业、拖家带口。随着重心慢慢转移、心态逐渐成熟,少了那份年少轻狂执著计较,多了份淡泊从容得失自知,也就很少在论坛上争论。我会时不时的来看一看,有什么变化,有什么重大事件。然后新品发布时才会适当的关注得多一些。

  广大的新魅友们。论坛是你们嘀,也是我们嘀。但是归根结底是你们嘀。你们就像早上8、9点钟嘀太阳。。。

  无论MP3还是手机,对音质精益求精及对产品追求的极致,是魅族给我们的个性标签之一。MP3时,从适马芯片到转用菲利蒲;手机时代,芯片也是一换再换。当然具体到手机由于要处理通信及系统音频,不可能像MP3那样纯粹,音频芯片的选用更多的时候还要考虑功耗、成本、集成度、兼容性、体积、效率等,尤其是在音质存在缺陷、同质化严重的Android平台上。

  魅族在M8SE上就开始使用欧胜的芯片,一直到今天的MX3。欧胜手机音频系列芯片(注意这里指的是手机音频芯片,包括通信、系统音频及音乐视频等多媒体音频处理)的优点是集成度、效率都比较较高,功能较多而功耗较低,相应的就有利于成本控制,而不是主打所谓的手机HIFI的。同时安卓平台上可选用的独立音频芯片也不多,尤其是早期,因此那时手机音质都乏善可陈,加上安卓本身的音频缺陷(例如底层驱动、SRC等,后面我会详细分析),部分芯片厂商的音频缺陷(例如高通CPU也有个悲摧的SRC,事实上除苹果外几乎所有的芯片厂都对手机音乐表现没太大兴趣),也没有什么厂商再打所谓的“音乐手机”牌。反而更早期的功能机时代,几个品牌打着“音乐手机”牌子鼓噪过一阵子。

  作为Hi-End级的音乐、音响发烧友,J-Wong想必对这些情况了若指掌的。但是他并没有放弃手机音频音质的追求,且从此前的行为看出,他不但追求音乐表现,还寻求手机多媒体的突破性扩展。

  这个行为的具体表现,就是MX12PIN接口的引入运用(实际上是17PIN,包含了通用5PIN Micro USB及12PIN里的S/PDIF+MHL+USB HOST),及多媒体底座的开发(虽然最终是通过授权方式生产,但前期工作是已经做了的,并且已经做好了工程板)。

  这个设计理念里,由于底座完全独立,不受限于手机电路,设计方案与芯片选用就丰在无限潜能。例如通过选用具有Jitter抑制、时钟修复功能甚至独立时钟的接口与解码芯片,可以改善甚至解决安卓SRC问题,实现不同采样率的高保真音频、视频信号输出。

  因此至少我个人认为,这个12PIN接口+多媒体底座在安卓手机平台应用上是突破性的。

  关于这个底座的结果也是好坏参半。稍为遗憾的是,可能出于成本控制、市场需求及内部的资源调配,魅族官方并未生产这个底座(为此我于12年拆了保修期内的MX,将USB 4PIN断开、然后将同轴+输出线跳过来,再买个散装M-USB公插实现同轴输出--此前曾发了帖子,具体请自行搜索玩机达人区);欣慰的是魅族最终授权给了第三方并完成了生成上市。我也入手了这个底座作为纪念、收藏。

  这个12PIN接口一直用到MX2还在。

  然后到MX3,老黄认为未来多媒体传输无线化是趋势而取消这个接口。特别说明,黄老大这个决定是有他深刻嘀道理的,坚决支持哈。

  据我4流水平以下的思维逻辑能力推证,这个接口的取消其实在MX2初期,又或者在MX后期就已埋下伏笔。市场,成本,售前售后资源,其他。。。具体在我几天前发的“一张图片引出的MX3音频输出疑问”一帖后面对魅友的回复中有分析,不再复述。

  以上是魅族对安卓平台上音频处理的几个节点(其余大家补充)。

  应该说魅族是第一个这样全面去尝试及改善安卓多媒体表现的国产厂商。最近某品牌(步步*,又名**高--版主蛋定哈)不是主打手机HIFI品牌吗,宣传的那是喧嚣尘上。而魅族早在MX年代就已经开始搞了,只是方案不同而已。不过话说回来,这个步步*的独立解码方案还是能绕过SRC实现了44.1与48K采样输出的(为此当时我想办法借来台样机认真测试了),只是它的音乐理念不行,出来的音乐音染明显,刻意强调高低两端延伸与量感,只能忽悠下那些似懂非懂的小白。并且最为令我不解的是,它费尽周章的塞了一堆独立解码芯片进去,还弄得要升压供电什么的,却居然不设一个S/PDIF输出。。。根本就不是HIFI这行玩嘀。。。

  好的,上面终于提到了SRC。

  来来,看我这个不入流的假煤油嘀狗嘴里将吐出点神马象牙来~~~

  为尽量减少枯噪成分,以下内容中的术语能砍掉嘀我尽量砍掉,不能砍掉嘀争取尽量弄得接地气些。

  针对前段时间魅友关于某品牌所谓的手机HIFI宣传的提问,黄老大不是吐槽过吗(因此还让偶等有机会见识了他百万元级的HIFI器材,极大嘀开了眼界)。主要原因之一就是这个SRC。不过除了SRC,引致安桌平台音质劣化还有另外几个重要原因,后面会慢慢说。

  先说SRC。关于它的质疑与争议其实一直都存在,其实这个所谓安桌系统音频致命伤,既没有一些人说得那样顽固不移,也不像一些人说的那样听不出来差别。

  简单来说SRC就是一采样频率转换器。具体英文感兴趣嘀自行度娘,咱不写出来了。接地气嘛!哈哈。

  采样频率好理解吧?就是指在一秒钟内制取的样品量。我们常说的视频48K,CD44.1K就是指采样频率。例如CD44.1K,指在一秒内制取44100个音频样本,进行后期的A/D/、D/A处理。其他320K MP3、192K母带录音同理。

  音频是模拟信号,正弦波,一条平滑曲线(这个粗浅概念全部煤油都知道)。但是转换成数字后就不是了,经采样后就了一连串的点,最后还原成音频。这样就不难理解:声音的采样率越高,就越接近真实。举个例子,例如CCAV要调查MX3好不好用,问的人越多(抽样越多)、越能代表真实情形。

  就是这个采样率导致了SRC的出现。

  不同的行业或专业区域,声音的采样率是不同的。这里只说说我们手里这台手机声音涉及到的声音采样率(接地气接地气):

  1、通话话音:8K

  2、普通的业务提示音也是8K(使用本地音频文件作提示音的除外)

  3、无损音频文件:绝大部分是从CD抓取的,44.1K(也有其他母带、录音室弄来的不同采样率,但相对很少量)

  4、视频:48K(或其倍频)

  5、MP3,N种码率,普通的网络歌曲128K,高品质点的320K。

  另外SACD、DVD-Audio、数字母带(话说现在用母带无损的呈缓慢增多趋势)等采样率不相同。

  上面只是手机常见的几种音频,采样率就各不相同。如果电脑上的就更多。

  声音采样各种不同,理想的做法当然是音频系统能支持全部的采样,什么样的进来就什么的出来。但这不现实,需要多种复杂算法及大量硬件资源,在电脑出现的初期可说是天方夜谭。

  因此早期的AC97(可简单地理解为一种音频处理标准),在版本为1.X的年代,为了节约资源、简化处理流程、提高效率,解决方法是将所有音频强制SRC。具体的做法就是将所有不同采样率音频强制转换成48K输出。

  安桌系统是从Linux发展而来的,而Linux正是采用的这个标准。事实上在那个时代,即使到目前,在操作系统的角度来看,SRC其实是很不错的处理方案:节能高效,简化流程,极大的节省了开发成本、提高了音频处理效率。

  所以说现在安桌一提HIFI就被骂得,那真是比窦娥还冤--人家设计开始着眼点根本就不是我们关心的狗屁HIFI。快速、高效、节能才是操作系统的本质。而我们这班小众得不能再小众嘀HIFI发烧友,人群中的异类,自作多情的拿了人家来HIFI而已,哈哈!

  不过老主 席讲了。要物质与精神两手抓。要与时俱进。要以发展的眼光看世界。要切实提高人民群众的综合生活水平。所以嘛,也是时候叫安桌与时俱进,制造出更高标准的人民群众的精神食粮--让我们的手机音乐HIFI起来了。

  安桌SRC得分两头讲。一头音频,一头视频。(再讲远点,其实CPU嫌不够乱也插上一腿,如高通Q系起码8064之前所有型号也有它的SRC。。。)

  先说HIFI,音频。

  其实安桌是与时俱进的,只是大家看不到:Linux那会儿,SRC是强制到48K的。并且它的ASLA(处理音频的相关程序)相关繁杂,虽然刚出现时是一大进步,但发展到了安桌时代里面的很多语句各式已经很冗余。

  由于我们目前绝大部分无损都是从CD抓的,44.1K。SRC后变为48K,地球人都知道不保真了。这个转换你得插值。要做好,算法狠复杂,技术量狠高,成本狠大。

  嗯嗯,有限频段内使用sinc函数进行插值,理论上可以实现无损采样率转换。但是这个做法需要复杂的算法及随之而来的大量资源,相应的成本就增大,说白了就是扔钱,只为那一小撮HIFI疯子。厂家不愿意这样干的。我们HIFI爱好者虽然一向自我感觉良好,但这一小撮人群中的异类,与市场相比直接就无视掉。

  因此安桌还是得老老实实SRC。

  NND,这东西涉及原理太多了,几句话根本说不完~~~精简整理难度太高了。。。

  不过这种事情是难不倒一个即使四流水平以下的魅友嘀~~~

  整理下越来越混乱的思路,继续讲。

  按我说,安桌还是狠勤奋上进、对音乐品质那是有追求嘀。你们厂商不干是吧,我干。首先从2.2.X版本开始,删掉大量多余ASLA语句,效率提高了。然后,再做了一个艰难的决定:不是说CD才HIFI吗,好,将SRC频率由48K改为CD的44.1K。这样你播放绝大部分无损时,就不SRC鸟~~~

  所以人家还是狠上进嘀。

  不过作为一个关心HIFI、水平很差但和安桌一样追求上进的煤油,我还是有点疑问:安桌的开发文档中,对SRC大概这样描述:对非设定的SRC频率(44.1K)的会强制转换到44.1K输出。那么,我的疑问是,48K的呢?96、192、SACD呢?

  这就涉及到SRC的另一大头,视频。

  其实上面说的案桌音频,即使44.1K真的不再SRC,直通输出,也仍然是有问题的。例如驱动库老旧且粗糙,却设计于底层核心,导致无论用户还是芯片厂商都无法安装更好的驱动,再如受限于部分芯片的设计问题,手机内的供电、干扰等。。。先打住,后面有时间再展开讲。先接地气,讲视频。

  案桌一咬牙,将SRC44.1K了。且不说能否实现44.1K音频高品质输出,却造成了视频音质不能良好的回放--大多数的视频来源于DVD(包括蓝光DVD及其他格式DVD),DVD的音频采样率多数为48K。此外还有96K、192K等音频节目源。播放这些文件时由于强制SRC,往往令音质劣化。原因原理与上面音频处理相同。

  说到这里,案桌卖力干了一轮,却落得个两不讨好。

  那么案桌平台音频表现是否真的就无可救药了?

  非也非也~~~

  从市面现在产品硬件运用,及案桌底层代码结构两方面说说。

  一方面,改良硬件。上面提到的某某高手机,硬是塞了一整套独立解码芯片组进去,接口转换器CS8422,解码ES4398,运放OPA2604。光芯片成本就不少。还要考虑芯片兼容、干扰隔离等问题,还要升压供电,处理这些要求极高,即使那些HIFI解码器专业厂商也是要花大力气、并基于音乐素养文化积累上的多番调校才能出到好声。这些远不是一个之前做音响器材时水平就不行的手机厂仓促上阵就能做好的。

  事实上我个人的实际试听感觉也不行(上面已作过描述)。

  大概是意识到了一些问题,该品牌到了最近一代采用了低耗版的ES9018K2M,一块5*5mm封装直接集成了输出接口、解码、放大输出的芯片直推耳机,连运放也省掉了。且不说最后表现如何,成本可摆在那儿,最终一个不落的摊到用户头上来。这个方案我并没有特别的兴趣去试听,表现如何不适宜过多评论。不过也凑巧,几个月前我和朋友DIY了两台ES9018(高功耗版,指标比该手机好一两个级别),这个芯片对供电、隔离、时钟的要求非常高,对环境非常敏感。我们花了很多功夫做独立供电、隔离、时钟整形,并且在输出端分别用了两组单、双运作LPF及输出推动,才能勉强发挥出几成水平。

  因此对于一台手机里如果有限的环境,就那么一点点成本,单纯一片9018K2M,我是不太相信能出到好的声音。再者,音响器材并不是有了补品元件就能出好声的,方案设计、音乐理念与文化积累、后期调校等无一不是决定因素。

  因此以我个人极不入流的看法,如果要设计、制造一个优秀的案桌影音方案,正确科学的做法不是堆硬件,首先要做的是对现有底层架构的改良。或者索性设计一个独立的架构去代替安卓原有音频架构。这个做法,与电脑上用外置独立时钟数据界面去代替操作系统的时钟调度原理是一样的(话说狠惭愧,偶上面提到的自己DIY的ES9018解码器,就设置了基于CM6631的异步USB输入。双晶振,分别处理44.1、48K及两者的倍频)。

  所以另一个方法,是底层架构改良。因为无论Linux还是案桌,其源代码底层都支持多种采样率--打开安卓的uadio.a2dp.default.so,frequency 一项,分别支持16000、32000、441000及48000等几种采样率,而平台的开源性质也使其不存在修改权限及逻辑理解等问题。因此对于一个重视影音表现的、具有一定实力的公司来说,改良这一架构甚至设计一个独立的新架构都并不太难,主要问题,还是在于市场的需求的小众及成本的增大,看不到乐观的投入产出比。从市场营销角度来看,那是吃力不讨好。

  先睡了同志们。老婆夜班,晚上要接手奶孩子。明天偶还要加班,悲摧中。。。

  提一下,虽然上面牺牲了我一下午+一个夜晚、写了一大堆,但由于涉及面文,很多关键环节及概念只是蜻蜓点水甚至飞象过河。且没有编辑描述可能也混乱。先发出来大家审阅,然后若对哪个节点、概念有兴趣了,发现什么谬误了,再详细发问或拍砖,后续我将一一详细解答及接砖纠正。

  另外不是瞎吹牛说到了手机HIFI吗,那后续我也准备说说对真正意义HIFI的个人理解与分析,以及我对HIFI系统,包括入户供电、听音环境、器材搭配、声音取向与保真、器材调校的一些四流水平以下级别的看法。

  最后再吹下牛。不是风传J-WONG为了得到更好的音响音乐表现砸墙重新拉电线嘛。我的房屋、器材虽然可能不足黄老大百分之一,但基本上是按与JW同样路子从入户供电、听音环境搞起起来嘀(好吧,有个区别,我是新房装修时就开始搞的,因此不用砸墙哈),因此我相信如果能碰到一些老魅友老烧友,我的观点说不定是值得一拍嘀。

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