初探DSD高解析音樂（一）：理論篇
你喜歡愛聽音樂嗎？將聽音樂的工具／音源做細項劃分，可以分成黑膠、耳機、真空管、劇院等發燒友，而我很樂於被歸類為愛聽DSD高解析音樂的人。DSD是什麼？好在哪裡？如何聆聽？我雖不是數位音訊專家，但期望更多愛樂者認識DSD，才會開始撰寫這一系列文章，本篇會著重講解DSD重要理論，之後會進一步說明應用方式與聆聽經驗。
這是DSD開發者Andreas Koch所描繪的流程圖，DSD與PCM音訊在處理過程中的差異，PCM明顯多了幾個步驟。
先來認識DSD
Direct Stream Digital (DSD)是Sony／Philips共同開發的數位音訊編碼技術，最早應用於1999年SACD推出之時。DSD所以稱為「Direct」，是因為DSD在編碼調變、解調（可理解為錄音、播放）的過程中，比CD所使用的PCM編碼還要直接。
如上圖所示，現場音樂透過錄音系統送到類比數位轉換器後，會先經過Sigma-Delta調變器，然後產出高取樣率的原始數位音訊（當時就稱為DSD），但由於DSD本身無法剪輯後製，也有高頻噪訊的問題，因此才會進到降頻濾波器，轉成可以在錄音室後製的PCM檔案。在PCM音訊變回類比音訊的過程中，還要經過內插濾波器、Sigma-Delta調變器來處理，最後才進到DAC晶片，還原成類比音訊。
那麼，DSD直通的做法真的會比較好嗎？理論上是，但在當時DSD仍存有一些技術上的問題尚待克服，如前面提到極高頻噪訊、後製困難，以及儲存容量等問題，或許這就是為何Sony／Philips決定採用PCM格式，儲存在容量僅有700多mb的CD中。
讓我們用一支靜電槍照片來說明何為高解析音樂。若我們肉眼所見的是現場音樂，那麼高解析音樂就相當於兩千萬畫素的照片，從CD轉出來的wav, aiff, flac等PCM檔案略有失真，經過壓縮成為mp3後，失真更嚴重。
PCM和DSD到底是如何紀錄類比波形？以CD中的16bit/44.1kHz PCM格式來說，就是每秒有44,100個取樣點，然後用16bit（2的16次方）來記錄聲音強弱變化；而SACD中的DSD訊號，是用連續不斷的1bit取樣，用極高速度每秒取樣2,822,400次（CD取樣率的64倍），當聲音音壓越大，這些取樣點就越密，反之就越稀疏，在一密一疏之間，也就連續紀錄了聲音強弱的變化，而不是用多bit預先設定訊號強度的絕對值（16bit等於65,536個絕對值）。兩相比較下來，DSD（脈衝密度調變）確實會比PCM（脈衝編碼調變）更接近類比波型。
這張也是了解DSD的重要圖表，X軸是取樣頻率，Y軸是動態範圍。可以得知特定取樣率，在不同頻段會出現高頻噪訊。其中PCM格式是呈現一個斷面，DSD則呈曲線升起，如果兩種格式都不做數位濾波處理，PCM聽起來是最不自然的，但隨著由PCM掛帥的數位音訊蓬勃發展，各大廠家都設計出解決之道，妥善處理PCM的鈴振問題。反之DSD卻很難作出相應之道，若要濾除DSD的高頻噪訊，也會順帶將原始訊息濾掉，目前最妥善的做法就是提升取樣率，將噪訊移往更高而不可聞的頻段，像是DSD 128fs、256fs、512fs等等。
DSD復甦有解：DoP
Sony／Philips在1999年推出SACD，當時自詡能夠全面取代CD，並戰勝競爭對手DVD Audio，卻在網路音樂的潮流下，敗給盜版與壓縮有損的mp3；SACD未獲成功的另一個原因，就是純音樂製作產業門檻太高，就以台灣來說，幾乎沒有唱片公司推行高解析音樂專輯（亞洲地區似乎只有日本），本地市場需求未浮現，前端錄音室自然也對DSD興趣缺缺，畢竟左右錄音質量的因素還有很多，數類轉換只是很小的一個環節。
那麼對有意追求Hi Res的用家而言，聆聽DSD的門檻高嗎？SACD剛推出時確實如此，唯有使用SACD＋SACD唱盤才能夠聽到DSD檔，但在2012年時，DSD的命運出現了轉機，由Andreas Koch為首的頂尖工程師們，制定了DoP傳輸技術，大大降低播放／存儲DSD的門檻，廣獲Hi End產業認同與支持。
DoP（DSD Over PCM）的原理很簡單，如圖所示，在24bit的PCM傳輸通道中，利用8bit標記1bit的DSD訊號，偽裝通過USB傳輸介面，其餘的16bit用來傳輸音樂內容。
什麼是DoP呢？以往要取出SACD中的DSD訊號，只能在SACD唱盤處理，無法透過一般數位傳輸介面輸出DSD檔案，因為數位音訊傳輸介面一般都是以PCM為主，唯一例外的是Steinberg Audio開發的ASIO驅動程式，它可以傳輸直接傳輸DSD，也就是Native DSD，而且沒有限制取樣率。如果您平常使用PC當作音源，只要在您的foobar安裝ASIO外掛驅動程式，就不需透過DoP偽裝，直接傳送DSD原檔。那麼MAC用家呢？很抱歉，目前還是得使用DoP。
其實使用DoP沒有不好，只是對某些發燒友而言，多一道轉換程序就會多一層疑慮，擔心原生DSD檔受到影響。再來DoP也有限制取樣率，對應程度會受到DAC影響。按DoP技術白皮書說明，可解24/192的USB DAC都可以經由DoP解碼DSD 64，此時DSD 64會偽裝PCM 16bit/176.4kHz；若要播放兩倍資訊量的DSD 128，那麼USB DAC就必須具有24bit/352.8kHz以上的解碼能力。
DoP說到底畢竟是個傳輸便道。在此要強調的是，可以接收DSD的器材，不代表內部在做數類轉換時是用正確的方式解碼（1bit DSD錄製1bit DSD解碼），這是一項很重要的議題，我會再另文說明。
因著DoP傳輸技術普及，市面上有能力開發數類轉換器的廠商，即使解碼方式有純正與否的差別，加入DSD解碼功能已是普遍趨勢，正好近幾年網路硬體設備都按某種程度的摩爾定律成長。下載一張數GB的DSD專輯不成難事。DSD的復甦，間接預測了未來音樂聆聽的趨勢：滿足方便性後，音質是下一個戰場。
