Android 上的 DSD 播放：实用指南
了解什么是 DSD 音频、它与 PCM 的区别，以及如何在 Android 手机上以最佳品质播放 DSD 文件。
什么是 DSD？
Direct Stream Digital（DSD，直接数字流）是索尼和飞利浦为 Super Audio CD (SACD) 开发的音频编码格式。与 FLAC、WAV 和 MP3 等格式使用的 PCM（脉冲编码调制）编码相比，它采用了一种根本不同的声音捕获方式。
PCM 将音频记录为一系列精确的幅度测量——每秒数千次绘制声波的精确高度——而 DSD 使用单个比特（1 或 0）以极高的速率采样。音频信号编码在这些 1 和 0 随时间变化的密度中。更多的 1 意味着波形在上升；更多的 0 意味着波形在下降。
由于每个采样只有一个比特，DSD 通过极高的速度来补偿。DSD64，即 SACD 上使用的基本速率，每秒采样 2,822,400 次——是 CD 44,100 Hz 采样率的 64 倍。更高的 DSD 变体将此推得更远：
| DSD 变体 | 采样率 | CD 采样率的倍数 |
|---|---|---|
| DSD64 | 2,822,400 Hz (2.8 MHz) | 64 倍 |
| DSD128 | 5,644,800 Hz (5.6 MHz) | 128 倍 |
| DSD256 | 11,289,600 Hz (11.2 MHz) | 256 倍 |
DSD 文件有两种容器格式：.dsf（索尼格式，最常见）和 .dff（飞利浦 DSDIFF 格式）。两者包含相同的底层一比特音频流，只是打包方式不同。
DSD 在发烧友中拥有一批忠实——有些人可能会说是狂热——的追随者，部分原因是来自 Mobile Fidelity、Acoustic Sounds 和 Channel Classics 等唱片公司的大量精心母带处理的 SACD 发行目录。许多听众描述 DSD 播放具有特别自然、模拟般的品质。这究竟是格式本身的功劳，还是因为这些唱片是由真正非常、非常在意声音的人母带处理的，这是我们稍后会讨论的问题。
DSD 与 PCM：有何不同
这两种编码方法在声音表示方式上根本不同。以下是并排比较：
| DSD | PCM | |
|---|---|---|
| 编码方式 | 1 比特脉冲密度调制 | 多比特幅度采样 |
| 位深度 | 1 位 | 通常 16 位（CD）或 24 位（高解析度） |
| 采样率 | 2.8 MHz、5.6 MHz、11.2 MHz | 44.1 kHz、48 kHz、96 kHz、192 kHz、384 kHz |
| 常见文件格式 | .dsf、.dff | .flac、.wav、.aiff、.alac |
| 噪声特性 | 噪声整形——在音频频带内安静，在 ~100 kHz 以上急剧上升 | 由位深度决定的平坦噪底 |
| 编辑 | 困难——大多数工作室转换为 PCM 进行混音 | 在任何 DAW 中原生编辑 |
| 典型用途 | 存档发行、发烧友再版 | 所有场景——从流媒体到录音室制作 |
绝大多数 DSD 聆听是在转换为 PCM 之后进行的。你的手机、电脑和大多数 DAC 在产生模拟信号之前都会在内部将 DSD 转换为 PCM。即使许多”支持 DSD”的 DAC 在其芯片组中也使用 DSD 到 PCM 的转换阶段。只有一小部分硬件——某些分立式 R-2R DAC 和 SACD 播放器——在模拟域直接处理一比特流。
这不是缺陷。这只是技术的工作方式。问题不在于是否发生转换，而在于转换做得好不好。
Android 上的 DSD 挑战
Android 的音频架构是围绕 PCM 设计的。它的核心是 AudioFlinger，这个系统音频混音器管理所有声音输出。AudioFlinger 只理解 PCM——它无法处理 DSD 比特流。
这给任何 Android 音乐播放器带来了双重挑战：
挑战一：解码。 DSD 比特流必须在 Android 能处理之前转换为 PCM 采样。大多数 Android 播放器要么完全不支持 DSD，要么依赖基本的转换程序，这些程序会引入可听的噪声。问题在于 DSD 使用了噪声整形，将量化噪声推到 100 kHz 以上的超声波频率。如果在转换过程中没有正确过滤这些噪声，它会折叠回（混叠）到可听范围内，产生细微但可测量的嘶嘶声。
挑战二：采样率。 即使转换为 PCM 后，中间采样率也极高。DSD64 转换为 352,800 Hz 的 PCM——是大多数 Android 设备内部使用的 48,000 Hz 速率的七倍多。这必须重采样到设备速率，如果做得不好，品质会受损。
对于拥有兼容 USB DAC 的用户，还有第三种选择：DoP（DSD over PCM）。这是一种传输方法，将 DSD 比特流打包到 PCM 帧的数据载荷中。DAC 识别特殊的标记模式并提取原始 DSD 数据进行原生处理。这完全避免了转换，但需要明确支持 DoP 的 DAC 和能够生成正确格式流的播放器。
Echobox 如何处理 DSD
我们构建了 Echobox 的 DSD 管道，因为大多数 Android 播放器要么完全跳过 DSD 支持，要么敷衍了事。（专业术语。）两个挑战——解码和重采样——都得到了同样精心的处理。
高品质 DSD 到 PCM 转换
我们 DSD 处理的核心是一个定制的 Dsd2Pcm 转换器，它使用 Kaiser 窗 FIR（有限脉冲响应）滤波器。这与专业母带处理工具中使用的滤波器设计是同一类。以下是它的表现：
- 在可听频带内的平坦频率响应——从 0 Hz 到 20 kHz 的变化小于 0.1 dB，在 24 kHz 奈奎斯特极限处仍有余量。你听到的音频与碟片上的几乎完全相同。
- 110 dB 以上的阻带抑制——DSD 固有的超声波噪声被衰减了超过 110 dB。这实际上就是静音。没有混叠，没有嘶嘶声。
- 一致的群延迟——无论 DSD 速率如何，大约 0.36 ms，意味着各频率之间没有相位失真。
转换产生一个高采样率的中间 PCM 流（DSD64 为 352,800 Hz，DSD128 为 705,600 Hz，DSD256 为 1,411,200 Hz）。然后，这个中间流使用高品质 sinc 插值重采样器重采样到设备输出速率，采用扩展滤波器长度（512 到 1024 抽头）来干净地处理大转换比率。
信号路径透明度
当你播放 DSD 文件时，Echobox 向你展示每个阶段的确切情况：原始 DSD 速率、转换后的中间 PCM 速率、最终输出速率，以及是否进行了重采样。没有隐藏的转换。如果有什么被重采样了，你会知道的。
我们认为这很重要。太多播放器是一个黑盒——你的文件进去了，声音出来了，你完全不知道中间发生了什么。
USB DAC 支持
对于拥有支持通过 DoP 原生 DSD 的 USB DAC 的用户，Echobox 可以无需转换地传递 DSD 流。启用逐位精确模式后，我们向 DAC 请求适当的采样率（DSD64 为 352.8 kHz）并绕过所有内部 DSP 处理。DAC 是否真正以该速率接收数据取决于 Android 的 USB 音频驱动程序对特定硬件的支持，但我们在力所能及的范围内竭尽全力使其工作。
在未启用逐位精确模式时，DSD 文件以设备最佳输出速率转换为高品质 PCM，这是最安全和最兼容的方式。
那么，DSD 值得你花时间吗？
这在发烧友圈子里引发最多争论，值得给出一个坦率的回答。
说实话？母带处理的重要性是 DSD 还是 PCM 的十倍。来自 Analogue Productions 等唱片公司精心母带处理的 DSD 发行版，听起来会远远好于一张 24/192 FLAC 的”响度战争”牺牲品。但这不是 DSD 编码让它听起来更好——而是因为工程师花了时间来创造一个出色的母带。许多”DSD 听起来更好”的体验实际上是”这个特定版本是由在意品质的人母带处理的”体验。
从信息论的角度来看，DSD64 和 24 位/88.2 kHz 的 PCM 文件在可听频率范围内具有大致相当的分辨能力。DSD128 和 DSD256 将噪底进一步推入超声波范围，但可听频段的性能与高分辨率 PCM 趋于一致。一旦设计良好的转换器完成工作，差异——在最好的情况下——处于人类感知的阈值。格式本身并不是魔法。
但是——这是一个真实的”但是”——DSD 目录非常出色。SACD 和 DSD 下载生态系统严重偏向精心母带处理的版本。如果你拥有 DSD 收藏，你可能拥有很棒的音乐。这并不是微不足道的。Echobox 确保这些收藏以你的硬件允许的最高品质播放。
还有一件事：关于升采样假货的话题。Echobox 包含音频分析功能，可以检测文件的频率内容是否真正匹配其声明的采样率。如果有人卖给你一个”DSD256”文件，但它实际上是一个升采样的 CD 翻录（是的，这种情况比 DSD 社区愿意承认的要多得多），我们的频谱分析可以标记它。高解析度置信度分类会将其标记为”可能已升采样”——这是保持你的收藏诚实的有用工具。
- DSD 是一种为 SACD 开发的一比特编码格式，有 DSD64、DSD128 和 DSD256 变体。
- Android 无法原生播放 DSD——它必须转换为 PCM，转换的品质至关重要。
- Echobox 使用专业级 Kaiser FIR 滤波器进行 DSD 到 PCM 的转换，具有 110 dB 以上的噪声抑制和跨可听频段的平坦频率响应。
- 支持 DoP 的 USB DAC 可以通过 Echobox 的逐位精确模式接收原生 DSD，完全绕过转换。
- 信号路径诊断让你验证音频在每个阶段的确切情况。
- 母带处理比格式更重要。就是这样。但 DSD 目录往往包含异常精心母带处理的音乐，所以即使因果关系不成立，相关性是真实的。
- Echobox 可以检测升采样假货——我们的音频分析会标记不包含真正高分辨率内容的文件。
无论你是通过手机内置输出播放 DSD 文件，还是通过专用 USB DAC 路由，Echobox 都确保转换被精心处理。有关相关话题的更多信息，请参阅我们关于Android 上的高解析度音频、逐位精确播放和 FLAC 播放的指南。