Foobar2000 PCM到DSD实时转换软件设置、音质体验与工作事理 [赵宇为]_版本_插件

须要利用的工具与功能

Foobar2000播放DSD该当利用的工具

原来，我们打算先写一篇在Windows10下设置播放DSD的文章，由于在最近测试各种USB声卡时在Windows ASIO下确实碰着了一些问题。
如今在Foobar2000下播放DSD和2012年时写的文章内容实在有了一点点变革。
虽然工具还是那几个，但版本升级带来了实用方法和界面上的差异。
我们在谈到PCM到DSD转换之前，先来大略解释一下这几款工具现在的版本和变革。

首先，全体测试基于Foobar2000的较新版本1.3.10正式版，要在USB模式下播放DSD的音乐，当然须要安装用来识别常见SACD Rip封装文件的插件。
在Foobar2000中，这个插件叫做foo_input_sacd版本是0.8.4。
同时，USB声卡须要以ASIO的通道来传输数据，须要安装Foobar2000的ASIO插件，目前的版本是2013年的一次更新为2.1.2.由于以上两个小插件的更新，实在如果只是播放DSD，已经不须要安装ASIO Proxy这个插件了。
下文我们会商到。

但是要玩PCM到DSD的实时转换，或者希望切换DSD的事情模式是Native还是DoP，还是须要安装ASIO Proxy，这里推举安装最新版本0.9.2，这是一个在2016年8月刚刚更新的版本。
这个版本实在就办理了0.8.x版本在Windows10下运行不稳定，设置窗口常常无法弹出的问题。

至此，都安装上了最新版本的ASIO插件、SACD插件和ASIO Proxy插件后，Windows10下的Foobar2000播放DSD该当是没有任何问题的。
下面我们来聊聊ASIO Proxy这个插件的强大功能。

ASIO Proxy插件的功能

ASIO Proxy插件的名字有点奇怪，听起来以为是给声卡的ASIO做一个设置的代理，但从功能上来说它实在是一个DSD到ASIO的通道管理器。
在0.7.x的时期，我们虽然安装了Foobar2000的ASIO插件，但在播放设备中还不能如图下红框内直接看到DSD ASIO播放设备［这是新版插件的功能，2012年－2013年还不可以］。
以是，我们必须要安装ASIO Proxy，在里面设置须要用于DSD输出的ASIO声卡设备。
而现在已经不须要了。

Foobar2000 DSD播放设置-ASIO/DSD插件下直接可以选择播放设备

那么ASIO Proxy有什么功能呢？在0.7的早期版本，ASIO Proxy除了选择管理声卡ASIO设备外，还可以选择这个设备事情的模式。
当年DoP1.0的规范刚刚涌现。
而现在还有了DoP的1.1规范，DSD ASIO Native规范等等。
而在之后某个版本，ASIO Proxy开始加入了DSD to DSD、PCM to DSD的转换功能。
至少这在0.8版本中已经涌现，这个韶光该当已经有两年多了……但我们忽略了这个强大的功能一贯没有利用。
直到前几个月，Mac上的Audirvana播放器升级，说支持SDM转换了，研究了一下才明白，原来这便是PCM到DSD的实时转换器。
也便是说，我们平时利用的PCM规格的音乐，通过ASIO Proxy，经由大略的设置是可以全部以DSD的办法输出播放的。
也便是说16bit／44.1kHz的音乐也可以以DSD64或者DSD128格式播放，可是这故意义啊？我们接下来说说它的大略事理。

PCM转DSD音质为什么会更好？

跳过或减少Delta-Sigma DAC的多比特多阶调制器

Delta-Sigma ADC和DAC事情流程图

图片转载自DSD-Guide

如图所示，这是转载自DSDGudie[dsd-guide.com]的一张Delta-Sigma ADC和DAC的事情流程图。
我们先来看DAC部分，即后面那个橙色方块的流程。
Delta-Sigma是A/D和D/A的一套独特的方法，大概从上世纪80年代起即进入了这一类DAC独当一壁的时期，有兴趣可以来看看这个帖子[BBS]Link=00011176[/BBS]。
我们目前利用的DAC芯片，全部为这一类DAC。
Delta-Sigma的实现方法很难用一个普通易懂的例子来讲解，目前来看只能用数学的方法来描述，这里先不做讲解。

但从音响发热友的角度，用发热友常用的词汇来谈谈Delta-Sigma DAC和我们常见的一些玩法和说法。
首先，如上图可以看到它将这个模块标注为Oversampling DAC，即这种类型的DAC是要做升频的。
由于44.1kHz的采样率相对较低，而低通滤波又不可能像数字上看到的那么空想，以是必须要把噪声推到更高的频率段。
以是，Delta-Sigma DAC要做多阶的调制，对PCM规格的旗子暗记进行升频，并且做1bit化的输出。
这个过程一样平常习气称之为SDM即Sigma-Delta Module.以是，任何Delta-Sigma DAC都具有解码DSD的能力。
老产品不支持DSD解码，是由于在设计上的数字通道没有留下硬件上的接口，而不是DAC的问题。

将PCM转换为DSD 1bit输出实在并非SACD之后的专利和产物，从历史角度来说，SACD还该当是从Delta－Sigma DAC上得到了灵感而彻底优化后的产物。
我们知道，在80年代很多CD机有1bit的解码技能，例如有名的飞利浦DAC7［这不是一颗芯片］，而是TDA1547 DAC和SAA7350芯片的组合。
由于设计师看不上TDA1547内的SDM,而外加一颗芯片SAA7350专门做三阶调制和数字滤波。
以是，本日一些DIY产品只利用TDA1547是不可能做出DAC7的味道的。
而在那个时期，由于集成在DAC内的SDM性能指标差，以是外置SDM和外置数字滤波器的方案很常见。
这样看似费力的方案，实在性能确实不输给本日集成度很高的单一DAC芯片。
但是，和精良的DAC比较，例如CS4398已经有五阶的SDM，当代的DAC可能会更好一些。

Delta-Sigma DAC用一种特殊的方法对D/A进行处理，升频、波形重整的过程大体上说捐躯了速率而换取了精度。
升频的好处对付信噪最近说显而易见，噪声被移到了很高的频率段，对仿照低通滤波来说设计更为方便。
但，也正是SDM的多阶过程的每一个变革都会产生相位上，时钟上的失落真。
也因此我们一贯在评论辩论说，数字音频对时钟哀求多么多么高。
这实在是Delta-Sigma方法和PCM编码带来的问题，而并不是所有数字音频的问题。
当然，在CD机时期，电动机的伺服系统的时钟也同样主要。

我们能否避免SDM带来的失落真呢？DAC7和80年代的1bit DAC设备见告我们一个方法，用更好的芯片来完成这个事情。
不同时期有不同的做法。
第一，我们在ADC时就直策应用高采样率，对付AD和之后的DAC来说，它可以少做升频，减少失落真，降落时钟Jitter的影响。
这也便是为什么我们听24bit/96kHz的音乐更好听的道理，并不是由于你听到了什么20kHz-48kHz的超声波，也不是由于96kHz的采样率记录了更多的节目信息，而是降落了SDM的包袱，减少了DAC内部的失落真［ADC同理］。
但这还不彻底。
彻底的办法，便是不经由SDM，直接输出。
可不可以？

当然可以，播放DSD得到好的音质便是这个道理。
而我们现在要用软件来实现SDM更是可以，用电脑的CPU合营播放器软件来完玉成部SDM的事情，而只利用DAC芯片内的DSD解码部分。
以是，从理论上来说这是完备成立的。

PCM不同规格旗子暗记与DSD旗子暗记的频域噪声旗子暗记分布图

图片转载自DSD-Guide.这张图片的意思不是说高采样率和DSD拥有更多的信息，超声波合营你的超能力，以是听起来就更逼真。
而是说，将噪声放在更高的频率段，明显更随意马虎被仿照器件的滤波器滤除干净。

大概你还不相信CPU和软件算法的能力？我们不如回到ADC，即你听到的录音制品制作的过程。
即便是DSD64的SACD内容，它也是基于24bit或者32bit的384kHz或者352.8kHz的PCM录音下，通过SDM转换而来的，而不可能是DSD直接录音的。
为什么这么说，由于目前DSD音乐无法做后期编辑处理。
实在，24bit/352.8kHz已经并不比DSD64差了。

小结：我们这里做一个小结，来解释Delta-Sigma DAC在解码PCM、解码高清PCM、解码DSD时差别的缘故原由是在于它内部的SDM须要事情在什么状态。
大略的说，我们利用24bit/96kHz[或更高采样率]是让了DAC内部的整形做更少的事情，而不是听到超声波。
而我们用软件的方法做升频，也是同样道理——软件的升频实在是为了DAC内部不升频。
而DSD是更彻底的方案，下面要做的便是用软件来实现PCM到DSD转换，让播放音乐完备进入DSD状态。

设置方法与主不雅观听感

Foobar2000 DSD设置之ASIO Proxy 0.9版本 PCM-DSD转换设置

在这套设置中，PCM到DSD转换和播放DSD音乐实在没有什么差别。
这里直接进入设置方法，安装的插件请见前文。
ASIO Proxy 0.9版本如图所示和0.8版本相比有所变革，看起来更为直不雅观。
在安装好该软件后，在ASIO设备中可以看到dsd-asio选项，双击单开，如图看到界面。
这个界面顶部可以选择要利用的声卡设备。
如图我们利用FiiO ASIO Driver。

Foobar2000 DSD播放设置-ASIO Proxy 0.8版本设置界面

Foobar2000 DSD播放设置-ASIO Proxy 0.8版本设置界面

而图中有五列内容，第一列已经是现成的采样率，标明了Input。
它是指一个输入条件，即你在播放该采样率、该格式的音乐时会做以下四个项目的转变。
Output是指以什么形式输出，可以选择DSD64、128和256.DSD256或512，必须要DSD Native才可以，DoP1.0是不可以的。

Foobar2000 DSD播放设置-PCM实时转换DSD界面-ASIO Proxy 0.9版本设置界面

Converter内，是四个类型的SDM，Type ABCD，没有找到ABCD的官方解释差别。
Sample&Hold,不太明白，彷佛是DSD to DSD时的升频，彷佛没太大必要了。
DSD64和DSD128的差别真得听不出来，更不要说DSD512了。
DSD Mode有常用的DoP和Natvie，当然还有两个独家的方案。

Foobar2000 DSD播放设置-PCM实时转换DSD界面-ASIO Proxy 0.9版本界面与CPU占用率情形

如图所示虽然是FiiO的Driver,当然只是我们一个实验性的设置，经由测试，飞傲的播放器USB DAC模式是可以支持DoP和Native两种模式DSD的，但最高只可以支持到DSD64.PCM到DSD的SDM须要花费一定的CPU运算量，如截图所示，我们是在做一个24bit/96kHz到DSD64的转换，在Macbook Air的i5 4250U [1.9GHz 双核超线程，带超线程的i5……] CPU下，须要7%-15%旁边的CPU占用率。

而比拟macOS下的Audirvana Plus的SDM，Foobar的这套精度该当还比较低，这款播放器下的SDM可以选择7阶和8阶[CS43xx系列是5阶，而DAC7是3阶]的精度，CPU占用率要比这个高2-3倍。
我们会单独写一篇Aurvana Plus的滤波器功能的文章。

主不雅观听感

末了，再做一次解释。
在看过前文后，我们该当不会纠结44.1kHz如此低采样率的音乐文件转换到高采样率乃至DSD有什么意义？我们以前将44.1kHz升频到352.8kHz或更高，不是要得到更多的信息量，虽然看上去文件是大了不少。
它的意义是要让DAC的SDM避免或减少升频、调制事情。
而现在我们做的更彻底，把它转换成DSD。
这同样或者从来就不是一个信息量的问题，而是对DAC芯片内的事情模式和事情方法有所不同。
你听到的完备不是做PCM时DAC事情的单元，而是芯片和电路DSD部分输出的旗子暗记。
而实在DSD解码基本不须要DAC做什么事情，只是一个通道管理，滤波输出罢了。
而PCM是须要做SDM大量的运算事情转换的。
而这里，我们用了更高精度的算法让电脑的CPU来完成这部分事情。

主不雅观听感的差别也是相称正面的，这与我们以前玩的升频带来的差别还是较大的。
无论是电脑CPU还是随身听、或者声卡专用的芯片进行升频，一样平常会带来听感上差异的紧张特点是声音密度，低频会变得结实，声音厚度会稍有改进。
但SDM后直接通过DSD输出，会带来更大改进。

理论上，不同芯片DSD和低通滤波还是有差异，但是我们比拟了Mojo、乐之邦02Mark2、06MX，飞傲X7等DAC基本得到了同样的声音变革特色。
在DSD模式下，输出全体声音背景的安静程度会有比较大幅度的提升，这对付喜好追求背景“黑度”的玩家来说和耳机玩家来说是一大福音。
其次，全体声音的后延瞬态变得干净而平滑，便是声音收紧的这个瞬态更为自然细腻。
如果比拟PCM状态，哪怕是24bit/96kHz,也会以为它的瞬态发糊，这紧张发生在中频和低频。
而对高频的改进，同样是这部分瞬态，声音的边缘调皮了很多，比较PCM状态便是毛刺感明显。
这种变革不须要你有多么高等的设备，一套入门设备，同样可以轻易的体会得到。

总结

原来我们打算写这篇文章只是谈谈ASIO Proxy新版本对付Windows10兼容稳定性，恰好又创造了SDM转换的魅力，同时也研究了为什么用CPU去做SDM可以带来好声音的大略事理。
关于Delta-Sigma DAC和ADC的细节目前还没有找到一个大略易懂的方法阐述，但对付发热友来说，前文的道理已经说得比较明白了。
对付可以支持DSD的声卡用户来说，还不赶紧用ASIO Proxy设置一下，听听声音带来的变革。

而每每谈到DSD总会说到版权问题，但索尼作为SACD险些惟一的技能倡导者，明显是在默许这类软硬件的利用。
不然，自家以及浩瀚日本厂商也不会推出支持DSD播放的解码器。
以是，我们认为这是索尼开放的态度，以独特的办法让很少一批的发热友更多领略SACD和DSD的风采。
大概在恰当的时候，我们有可能看到DSD音频技能在互联网音频中的运用涌现。