EAC 抓音軌徹底解析，光碟讀取5步驟、3大問題、校正介紹
說真的筆者自己平常會上網試聽音樂，覺得不錯才會去唱片行購買。不過網路上這麼多檔案，無法用文字去了解別人轉的音樂是否具有一定品質（尤其是那種突然來個爆音的比比皆是）。但是網路上越來越多人強調是由EAC所轉出來的，究竟是如何做到公認的好品質，接下來就看我們的逐步分析。
音樂CD的規範—紅皮書
比較資深的玩家們，應該都還記得當初從錄音帶時期躍進到光儲存媒體的震撼吧！CD想聽那一首就聽那一首，不像錄音帶聽過一遍還要倒帶，放久了會消磁，聽太多遍磁帶還會被拉長，從電音舞曲變成悲傷情歌。體積方面也縮小許多，從兩塊七七新貴派的大小縮成一片薄薄的法蘭酥。
音樂CD最初是由Sony和Philips於1980年共同推出，其中定義了光碟片的物理規格（8或12公分）、光碟厚度、雷射光的頻率及碟片反射率、將資料打散的CIRC糾錯，還有將8bits資料換成14bits資料的調變系統，使得光碟片有一些刮傷時還可以讀得出資料。在資料內容方面則是規定了音訊的規格，雙聲道，資料量化區間為16bit（-32,768～32,767），取樣頻率44100Hz，這表示可收錄真實世界中22050Hz以下的聲音。
74分鐘怎麼來
相傳當時CD規格制訂有相當多的爭議，光是要放入幾分鐘的音樂就足以爭吵不休。飛利浦方面希望訂為60分鐘，當時的Sony社長大賀典雄則發表了另一種意見，「74分鐘長度的CD就可以完整收錄貝多芬第九號交響曲，為什麼不加長一下？」，於是CD變成為了現在74分鐘這一種規格。
讀取光碟時會發生的情況
音樂怎麼變光碟？
- 第一步：一個取樣＝16bits×2聲道＝32bits。
- 第二步：一個frame包含6個取樣＝32bits×6＝192bits＝24Bytes。
- 第三步：經CIRC（Cross-Interleaved Reed-Solomon Coding）處理後會多出8Bytes校正用資料，再加上子通道1Byte，所以資料量變為24＋8＋1＝33Bytes。
- 第四步：這33Bytes資料再分別以8bits為單位，經過8至14調變和加入同化（merging）位元3bit，之後變成33×17＝561bits資料。
- 第五步：接著再加入27bit的同步位元，最終出來的資料為588bits，這長度就是一個frame，而98個frame組成一個7203Bytes扇區（sector），但其中音訊資料只佔24Bytes×98＝2352Bytes，之後就實際儲存在光碟片上。
驗算：CD播放機每秒讀取75個扇區，也就是每秒讀出2352Bytes×75＝176,400Bytes，將這一個數字除以雙聲道和2Bytes（一個取樣16位元），176,400÷2÷2＝44,100，剛好就是CD取樣頻率44,100Hz。
問題一：C1、C2錯誤
由於日常生活環境不是無塵室，難免都會沾黏到一點灰塵，而一粒灰塵小則幾十微米，大則幾百微米，遠遠超過CD軌距的1.6微米，勢必在讀取中造成一些錯誤。不過在紀錄時就先經過CIRC將資料打散了，如果只是單一個bit出錯，很容易將資料修正過來，此時的錯誤稱為C1錯誤。但若是連續的資料錯誤，則需要更多的資料及冗餘檢查碼來修正資料，此時就是C2錯誤。那如果連C2都修不好呢？資料CD就會直接回報錯誤，音樂CD可能就會直接在錯誤的資料區段上填入靜音，或是使用前後資料的內插值去補，就會聽起來怪怪的。
問題二：偏移值（offset）
如果讀者電腦裡有多台光碟機的話可以測試看看，不同品牌、型號的光碟機讀出來的音軌檔案，在資料開頭和結尾的部分會有稍稍的不同，感覺上像是資料被「位移」過。
這種情形幾乎都會發生在每一台光碟機上，在讀取或是燒錄時都會發生超前讀取幾個取樣，或延後讀取的事情發生。雖然音樂聽起來都一樣，但是在開頭或是結尾處的音樂其實並不正確﹙影響比較大的會是演唱會CD，因為音軌與音軌中間並沒有2秒鐘靜音的間隔，所以當擷取出某一段音軌時，會包含上一段或是下一段音軌的些許資料﹚。
▲如果說上方的資料為CD音軌的開頭，而下方為某A牌光碟機所讀出的開頭。兩相比較之下發現A光碟機讀出的資料向後偏移了三個單位，此時就會判定A牌光碟機的讀取位移值為＋3。
問題三：時基誤差（jitter）
CD的讀取方式是恆定線速度（CLV）方式讀取，在內圈時轉得比較快，讀外圈時轉得比較慢，如何精準控制馬達的轉速變成了一大課題，就算是常用的石英震盪器也會存在著誤差。所以有些hi-end級的CD播放機，便宣稱調校過這個部分的精確度。至於效果如何？等筆者哪天樂透中獎再告訴你。另一種jitter則是由於製作時的不精確，光碟片上的pit和land長度不一致所造成。
延伸閱讀：
（後面還有：EAC如何校正）
EAC如何校正
Secure Mode重複讀取音軌
在EAC中有著不同的讀取選項，其中Secure Mode（安全模式）至少會讀取同一音軌兩次，將資料前後比對。如果兩次所讀出的資料不相符時，則會再次讀取同一音軌，直到16次的讀取中有8次的資料是相同的為止。而這份作業依使用者設定的不同，最多會反覆進行5次，也就是同一音軌最多會被讀到82次（2+16×5），這也是為什麼EAC讀取音軌速度比較慢的原因之一。
另外由於電腦光碟機裡都有緩衝記憶體，要求讀取同一音軌時，會直接從光碟機的快取輸出之前的資料，而不是實際再去讀取一次。EAC在此處的解決方法相當簡單，叫光碟機先去讀取其他的音軌，等快取內容被清掉之後，再回過頭來讀取原本的音軌，所以使用EAC抓音軌時，光學讀取頭常常來回移動，發出嘰乖機乖的聲音。
▲這台在CD-RW燒錄機末期所出的一代名機，使用了獨家技術Audio Master功能，可以降低jitter的影響。大家都知道在CD上所實際紀錄的方式為pit和land，也就是藉由在光碟片上的凹和凸來儲存資料。這台燒錄機可以將pit的長度稍微拉長一點，讓CD播放器比較容易讀取，進而提升品質。但是每張CD所能容納的資料空間將減少，80分鐘∕700MB的光碟只能容納68分鐘的音樂；74分鐘∕650MB的光碟只能容納63分鐘的音樂。
▲從當時的宣傳文宣上截下來的圖，左邊是沒有使用Audio Master的示波圖，右邊則有，可以清楚看見右邊的訊號較為凝聚，jitter較小。
Tips：凹凸不等於0、1
在這裡小小釐清大家一個觀念，當光學讀取頭讀取到pit和land的交界就是為1，其他不變的地方皆為0，而不是凸起來為1，凹下去為0這種方式。
偏移值補償
EAC受到大家的推崇，便是有著偏移值補償的功能。前文提到每一台光碟機在讀取或燒錄時，或多或少都會有著資料位移的現象，可是這麼多光碟機，又要如何去測量每一台光碟機的偏移值呢？網路上有個專門收集光碟機偏移值的AccurateRip網站，資料庫裡有著各種光碟機的資料，從CD到藍光光碟機都有，讀者可以依自己的光碟機型號去搜尋。
▲放入CD時，AccurateRip的外掛會先檢測這張CD是否在資料庫裡註冊過，出現這畫面表示這張CD可以用來校正光碟機偏移值。
那麼這些數據資料是怎麼來的呢？首先在資料庫裡會有所謂的「標準測試光碟」，大多都是古典音樂或是發行量較龐大的CD，把這些光碟放入不同的光碟機裡去讀取，將讀取出來的資料和資料庫的音軌資料做比對，便可以知道這台光碟機的偏移資料量是多少，再交由EAC去做校正。
▲與資料庫連線比對後，會出現這台光碟機的偏移值，像是這台光碟機為+6 Sample，按下確定即可套用。
不過要上網去找自己的光碟機偏移值實在是累了點，在最近這幾版的EAC中已經內建AccurateRip外掛。當放進去的音樂光碟有在資料庫裡登記過音軌資料，EAC便可以為光碟機自動校正，不用再去網路上找資料手動填入。筆者實際測試幾片CD，國外的音樂都可以抓到，成功校正，國語音樂CD則是無法進行校正程序。
▲之後再放入CD時，若是在EAC右下角有出現AccurateRip的圖示，表示這張CD可以用來測校正光碟機偏移值，反之則不行。
結論：永遠的Beta版──EAC
了解EAC在抓取音軌正確性所做的努力，便不難理解為何大家都推崇這套軟體的原因，尤其近幾版紛紛加入了實用的功能，可以替你在網路上搜尋音樂資訊，歌詞，唱片封面等，減少過去須手動輸入的時間。
從EAC的網站上也得知，這套軟體發展已經十多年了，去年9月22日發出了1.0 beta 3版，在更新日誌裡提到，或許這版會是真正穩定1.0版本。筆者試用的結果，比起以往版本會莫名其妙的當機，此版算是穩定許多，想玩的讀者可以下載看看。
不過在此還是要呼籲大家一下，有好音樂還是要多多支持，懶得去唱片行就在網路商店點一點就送到你家啦。否則之後不出唱片的話，再強大的擷取音軌軟體也不再有用武之地。
後記：LAME、noath
有了抓取音軌軟體，當然也要有一個壓縮軟體來配合，否則從一片上百MB的CD擷取出來的音樂實在太大了，不適合隨身帶著走。常與EAC並行的MP3編碼器LAME就是扮演這種角色，強大的選項調整功能和音質一直受到玩家們的愛戴。但是由於沒有圖形化介面，所有設定參數都必須使用命令列。還好某些圖形化介面軟體支援LAME的編碼，如EAC和foobar等，讓LAME使用起來輕鬆許多。
最近大家也特別強調，在使用LAME編碼時加上-noath這個參數。-noath就是不使用LAME內建的ATH（absolute threshold of hearing；絕對聽覺極限）濾波器，一般LAME在壓縮時會經過這個濾波器，把人耳聽不到的微小聲音給濾除，以便將檔案體積縮小。可是每個人的聽覺極限不同，LAME只能依大多數人的聽覺極限下去濾波，所以某些人會宣稱使用這個參數後，聽起來音質會有所提升，聲音細節也變多。
Tips：44100Hz怎麼來
通常人類的耳朵可以聽到20Hz～20,000Hz的聲音，根據奈奎斯特定理（Nyquist Theorem：取樣頻率＞兩倍最高頻率），使用40,000Hz的取樣頻率就可以重建原始的類比波型。44,100Hz相傳是從錄影帶上繼承來的規格，當時錄影帶上記錄方式為每秒30個畫面，每個畫面有490條掃描線，每一條掃描線可以記錄3個音訊取樣，所以就變成30×490×3＝44,100。
