您是一家大型公司的工程师团队的负责人。 三年来，您一直在从头开始开发一种新型的设备：具有录制功能的个人音频播放器。 任务并不简单：这项技术是新技术；仅在一年前，就已经在与办公桌一样大的模型上调试了读取和录制声音的功能。 从那时起，取得了很大的进步，一个真正的原型可以像书一样大小，重约一公斤，您可以随身携带并模拟旅途中的聆听。 这带来了很多新问题：您和您的同事正在尝试借助相当复杂的弹簧和钢框架来确保读取稳定性。 没错，然后有人在旅途中尝试录制声音，一切重新开始。
但是，一切都或多或少地安定下来，就可以表现出领导才能。 您带着一种成就感去那里：原型作品。 而且尺寸太大-这很正常，发射前有足够的时间。 当局听报告，打开设备，按下按钮，赞许地说：好！ 您已经想知道将奖金花在哪里，如果您最终可以休假三天，那突然听起来很可怕：六个月后，我们开始生产！ 但是等等，怎么办？ 我们还没有准备好！ 不能以这种形式出售！ 他们告诉你：什么也做不到，我们可以相信，我们的决定是最根本的。
我不能说在索尼，正在开发迷你光盘-可擦写的磁光数字音频载体-就是这样。 但是我有间接证据表明这种对话仍可能在现实中发生。 我决定研究第一种，从许多方面来看都是独特的设备，该设备于28年前于1992年底发布。 同时，他将索尼的有损压缩格式与早期版本的MP3进行了比较。
在本文中，我将不重复说明格式的历史。 您可以在我的前两篇文章中了解到它：
自然栖息地中的迷你碟iPod Minidisc我在电报中记着一本旧铁器收藏者的日记。理论
1991年8月《大众科学》（第65页）上的
这篇早期文章对微型磁盘作为一种格式的基本原理进行了很好的描述。 在用于方形汽车和厚手机的广告之间，讨论了一种新的声音介质：带有la软盘窗口的保护盒中的2.5英寸磁盘，激光读取与CD相同。 用磁头进行记录，而激光将光盘表面加热到大约200度，只有在此温度下才能覆盖数据。 像CD一样，光盘上可以播放74分钟的音乐，但是容量较小，因此需要进行有损压缩。 据一位不愿具名的索尼专家称，压缩声音对绝大多数人都是透明的，只有“百分之二的音乐家和发烧友”才能听到区别。 最重要的是：日本商人提供了本文的原型照片。
1991年，索尼向记者展示了一个破碎的布局。 它相对于小型磁盘的尺寸确实可以保证紧凑。 在上面的照片中-播放器的布局。 便携式录音机显示在右侧，他们承诺将其制成得更厚，与普通的盒式磁带播放器一样大。 该格式的发行计划在一年后的1992年底发布。 并且遵守诺言，只有实体模型仍然是实体模型，并且尺寸完全不同的设备到达商店。 这是：
与媒体相比，请注意设备的大小。 在为真正的索尼MZ-1进行广告宣传时，还没有人手持该设备：太大。 该设备带有一个袋子，可以将设备放在他的肩膀上，这是1992年底在旅途中收听小型光盘的唯一方法。 口袋大小的700克记录仪厚度超过四厘米，根本无法容纳。 但是至少可以使播放器更紧凑吗？ 在那里，您可以排除刻录光盘的整个复杂方案。 不行
索尼MZ-2P（第一台播放器）采用MZ-1外壳制成：他们删除了播放过程中不需要的一半按钮，并稍微降低了价格。 上面的照片来自Sony日本目录。 1992年底的79800和59800日元汇率为640和480美元，并根据通货膨胀进行了调整-1170美元和880美元。 那时，在我的家人中，甚至没有这么多钱，但如果您将自己想象成一个相当有钱的人，那么即使在这种情况下，也有很多替代原始形式的迷你光盘的方法。
例如，一款超酷的Sony WM-DD9便携式盒式磁带播放器售价为49,000日元。 只需59,000，就可以购买专业的便携式记录仪Sony WM-D6C。
自1990年以来，已经生产出了如今传奇的Sony D-Z555便携式CD播放器。 即使没有防震功能，也具有许多功能，出色的声音和更长的电池寿命。 按照现代标准，这仍然是一个箱子，但是仍然比MZ-1轻100克，并且几乎薄了三倍！ 是的，他不是作家，但是可以在任何商店购买带有音乐的CD。
如果您需要在便携式设备中进行数字记录，则可以购买Sony TCD-D3便携式DAT记录器。 不能随机访问光学介质中固有的已记录轨道，但是可以以完整的CD质量在磁带上进行长达两个小时的记录而不会造成任何损失。 是的，它的成本要高一些-98,000日元，但是即使是这样一个带有旋转头和用于处理磁带的复杂机构的怪物，其重量也比“消费者” MZ-1轻200克。 换句话说，索尼的第一台迷你光盘刻录机变成了一款业余设备，其价格和功能（重量，尺寸，电池寿命）都是专业设备。 当您将新技术推向市场时，就可以了，但是对于MZ-1，他们承诺将创建一种易于使用，方便且最重要的紧凑型音乐媒体，其录音功能可以代替“过时的”录音带。 在1992年，诺言没有兑现。
你可以等吗？ 几乎没有 飞利浦（Philips）和索尼（Sony）先前已经开发出了超成功的CD，正准备与之竞争的数字格式来在家中录制音乐。 飞利浦DCC（我
在这里写了更多关于这种数字录像带的
信息 ）也于1992年底推出，当时荷兰制造商甚至无法完成便携式产品的生产（吱吱作响的飞利浦DCC170仅在1994年发布）。 没有这样的威胁，而是让自己成为Sony的经理：竞争者正准备抓住一个新的有前途的利基市场，该利基市场应该可以盈利数十年（大约在90年代后期，Internet，Napster，MP3和便携式闪存将出现，而且CD-R光盘的成本将降至1美元以下（没人会想到）。 紧急生产！ 工程师不听。 你什么意思还没准备好？ 它行得通吗？ 有效！ 发射！
很难说在现实（技术）和幻想（业务）的这种典型冲突中谁是对的。 一方面，在市场上推出半成品是不行的，即使是最忠实的粉丝也会生气。 另一方面，您可以将产品完成数年甚至数十年的理想状态。 精通技术的内部人员将始终知道哪些缺陷（可能是致命的）已投入生产。 在开发人员的意愿和赚钱的需求之间取得平衡是远远不可能的。 它在1992年失败了，但正是由于如此艰难的时刻，多年之后，才导致我的收藏中出现了新的艺术品。 让我们来看看2020年的Sony MZ-1。
练习
索尼MZ-1是独特的设备。 唯一的带有光学数字输出的便携式迷你磁盘记录器（所有其他记录器只有一个输入）。 设备上带有背光（不可断开连接）的少数几个型号之一。 唯一带有电动磁盘装卸机构的便携式设备，如固定设备中一样。 在照片中，他看上去很尴尬，但实际上，他的全金属质身引起了人们的尊重。 这很方便：由于几乎每个功能的尺寸很大，因此分配了自己的按钮或开关。 调整音量和录音电平-使用模拟旋转。 然后它们将变为数字，同时会暂时失去动态调整记录信号电平的能力。
结果，我有两个设备：两者都是在没有可操作性保证的情况下购买的，第一个设备证明是无法使用的，第二个设备却完全可用。 它们经常出现在销售中，从中可以得出这样的结论：（a）寿命短短几年内，在货架上售出的并不多；（b）它们是可靠的设备。 我给人的印象是，如果玩家没有被撞到墙上并且根本没有残酷地嘲笑它，那将是可行的：安全边际是不可思议的。 这可以在非工作设备的照片中看到。 注意覆盖所有力学的巨大板块。 内部，它也悬挂在四个阻尼器上，以提高读取和写入时的稳定性。
我认为，这种尺寸和复杂性的机械部分不是因为阅读而是因为写作而完成的。 读取时，常规的防震功能会有所帮助：存储10秒音频数据的存储芯片。 但是，在录制时，即使磁头稍有移动也会导致故障，您只有在稍后聆听时才能发现有关故障。 无法控制小型磁盘中记录数据的正确性。 在此过程中，可以直接在具有独立记录和读取头的盒式磁带设备上监视记录，之后再使用DAT技术进行监视，但是在小型磁盘上则无法实现，因为激光也通过加热磁盘来参与记录。
在研究设备的过程中，我听了几张专辑，并录制了两张光盘。 这是在家里发生的，在“床头柜上的晚间聆听设备”模式下，此播放器非常方便。 但是微型磁盘应该代替便携式磁带：为在旅途中听音乐的年轻人提供更好的音质。 但是随着MZ-1的便携式使用，一切都变得很糟糕。 电池（iPod大小）可持续录制一个小时或播放75分钟。 然后需要收费。 想象一下带一名玩家去您的夏日小屋或商务旅行。 您必须随身携带一个很大的电源。 实际用户通过购买一打电池解决了这个问题，这可能会花费另一播放器的价格。
好吧，让我们想象一下，现在是1993年1月的第二天，我们收到了最新的用于新年的迷你光盘刻录机，我们需要对此做些事情。 什么啊 您可以尝试在商店中购买带音乐的迷你碟片并聆听。 但是在整个格式的历史中，微型磁盘上几乎没有发行版本：Discogs.com
知道大约有2000多种标题。 相比之下，CD发行了近400万，黑胶发行了650万。 在格式开始之初，几乎没有选择。 您可以录制自己的迷你光盘。 为此，请使用黑胶唱片机或录音机，然后将其连接到线路输入。 此后，如果不是很懒惰，您可以将录制内容分为多个轨道，并为每个轨道指定一个名称，该名称将在播放期间显示在屏幕上。
在小型磁盘上进行记录的最高质量的方法是使用光学输入进行数字记录。 因此，Sony MZ-1可以连接到固定甲板或具有光输出的便携式播放器，例如，相同的Sony D-Z555。 在播放过程中，CD播放器将传输曲目开始的标记，录音将自动自动分为歌曲：方便。 销售开始时最大的迷你磁盘容量是不方便的：尽管承诺了74分钟，但最初只获得了60分钟。
顺便说一下，与后来的微型磁盘相比，要注意一个老微型磁盘上文本的方向。 在60分钟的早期媒体上，这些字母是颠倒的。 在原型的照片中，值得注意的是，磁盘已插入另一侧-从而保护帘向左看。 由于未知的原因，该机制被重做，并且在最后一刻和早期的载体上，题字被颠倒了。 另一个提示表明该设备在开始生产之前就已经进行了认真的翻新。
哦，是的，每张迷你光盘的价格约为15美元。 同样的钱，您可以购买带音乐的CD，然后在完全轻巧的便携式播放器上听音乐，该播放器可以使用电池供电8小时，并且不超过一个小时。 事实证明，实际上MZ-1仅对那些与录音有某种联系的人有用。 在Minidisc.org网站上，有
证据显示所有者使用MZ-1在音乐会上录制音乐。 您可以将麦克风连接到录音机，在录音机上录制语音或在家中弹吉他。 在这种情况下，您可以获得比磁带上更好的记录质量，但这不仅是重点。 录音的编辑功能非常强大：您可以删除部分音轨，交换音轨，粘贴连续音轨。 一键录音的过程中，您可以放入新曲目的标记。 通常，第一个微型磁盘设备在相当小巧且相对便宜的设备中实现了许多专业设备（DAT或专业模拟磁带录音机）的功能。
索尼MZ-1可能真正感兴趣的是那些有钱的人，他们很容易在便携式设备上花费几百美元，一套电池和几十个磁盘来获得“几乎像CD上一样的”音质，但具有独立录制和录制音乐的能力。随后的编辑。 1992年，我将所有这些工作都放在盒式磁带上：我从收音机写曲目，从唱片和卷轴重新录制，有时从熟人的CD翻录，我为自己和朋友收藏。 在90年代初，当计算机不允许带声音的全面工作时，这是相当普遍的职业。 如果您有钱，并且非常关心质量，那么您就可以准备牺牲设备的尺寸-选择MZ-1！ 那呢 不完全是 在所有其他缺点中，第一微型磁盘设备在有损压缩之后存在伪像问题。
ATRAC与 MP3
索尼的迷你碟已经开发了自己的压缩算法：自适应变换声编码或ATRAC。 如果您不了解技术细节（在
此处 ），请使用我们的听力功能，其方法与MP3格式相同。 传入的CD质量的未压缩数字声音分为三个频段：0到5.5 kHz，5.5到11 kHz和11到22 kHz。 分析每个频带，并且根据内容，将某个频率范围内的声音完全丢弃或编码。 结果是产生了每秒292比特比特率的压缩数据流。
实际上，声音压缩被简化为一组传入数据的顺序转换，并且按照90年代初期的计算能力标准，这是相当可观的。 在生产开始时就出现了问题：首先需要事实，MZ-1使用两个微电路负责处理数字数据流，每个通道一个，两个都不工作。 如果在盒式录音机中仅需要确保模拟信号的放大和磁带机的操作，则小型磁盘设备将同时旋转磁盘，数字化声音，处理数据，将数字转换回模拟信号并放大产生的信号。 因此，电池寿命短，设备尺寸小：工业界仍无法提供足够的紧凑性和这种复杂电路的低功耗。
最主要的是，MZ-1在压缩声音时会引入自己的伪像。 德国杂志《立体声》将它们称为“ Spratzeln”-这种声音是由一罐啤酒或一杯香槟中的气泡发出的。 但是，让我们比较一下“第一” ATRAC在客观测量中的功能。
我将使用最先进的ATRAC算法（称为Type-S）版本的Sony MZ-1与Sony
MDS-JB980迷你唱盘进行了比较。 两种情况下的测试信号都记录在设备上，并以数字形式随后捕获时进行再现，也就是说，我们在此处看到的所有失真都是由有损声音压缩引起的，而没有其他原因。 第三列是对通过Sony MZ-1模拟输入记录的信号的测试。 在右侧，为了进行定向，以CD质量测量原始信号。
首先，我们在这里看到第一台微型磁盘记录器只能处理16位44 kHz格式的音频数据。 更现代的设备可以理解24位信号，因此在噪声水平和动态范围方面都有一定的提高。 让我们看一下这些设备的幅频特性：
MZ-1的模拟输入不是最好的，但是数字信号没有问题。 由于在此测试中的每个时间点都会复制一个特定频率的简单正弦信号，因此ATRAC编码器会将所有力导向该位置，几乎不会丢失任何东西。
RMAA程序中更复杂的测试是同时播放多个信号时。 在这里，旧设备和较现代的设备都需要确定优先级，从而导致图中的特征折线：
同时，可以看到高频截止频率：Sony MZ-1中的第一代算法可以将15 kHz以上的所有内容都切掉，后来的MDS-JB980可以存储高达18 kHz的信号。 但这是在测试设置的条件下：在真实音乐上，最新版本的ATRAC在认为必要时可以保存高达20KHz的信号。 我们在测试结果中看不到的是一些严重的失真。 在实际聆听中，会出现这些特征性的“ cra啪声”，只是相对简单的测试信号无法将其固定。
在这里，这对我来说变得很有趣，但是早期的MP3编码器的伪像呢？ 这种有损音频压缩格式的规范于1992年完成，并于1993年作为ISO / IEC 11172-3标准的一部分发布。 我在1996年了解了在计算机上存储压缩声音的可能性-我尝试了早期的VQF格式。
1997年，发布了WinAMP计算机MP3播放器的第一个版本，并且在98年，我已经使用调制解调器从Internet上缓慢而可悲地下载了音乐（并将其记录在磁带上）。为了或多或少地正常播放MP3，至少需要处理器频率为100兆赫的第486台计算机。在与WinAMP并行运行的Pentium 166 MMX上，您甚至可以打开纸牌，并且它们可以同时工作-多任务！即使在如此强大的机器上，MP3编码也花费了大量的时间。之前发生什么事了？在网上搜索时，我发现了两种古老的MP3编码器：1994年Fraunhofer研究所的原始l3enc和当时我所知的1997年Xing编码器。这两个实用程序都是控制台。 Xing在Windows 10下“本机”运行，没有问题，因为l3enc使用了DosBox，但在其中运行非常缓慢。 Xing以CD品质“吞噬” WAV文件，对于l3enc，您需要提前将声音转换为RAW PCM格式。我的实验想法是：让我们走一条轨道，将其写入小型磁盘，使用两个软MP3编码器分别挤压它，然后看看发生了什么。是的，只需选择哪个比特率？老实说，您需要以类似于ATRAC的比特率压缩MP3。每秒有292 kb，因此对于MP3，您需要占用320 kb，或至少256 kb。但实际上，在千分之二开始之前，没有人使用过这种比特率：最受欢迎的是每秒128 kb。在这种情况下，一分钟的压缩音频大约需要兆字节，并且即使通过慢速的调制解调器连接也可以相对较快地下载标准的三分钟音轨-在10-20分钟内。就是这样 与320千位MP3相比，很明显，第一代ATRAC“弹出”了更多音频信息，尤其是在高频范围内。仅当与使用Xing编码的128千位MP3进行比较时，图片是相似的。除了ATRAC信号中一些模糊的“痕迹”：这些恰好是伪像，实际上是使编码器过载而产生咔嗒声和裂纹的影响。听起来怎么样？我从五个来源收集了一个曲目：CD质量的源文件，MZ-1的ATRAC，根据Xing和l3enc的MP3 320 kb，以及使用Xing编码的128 kb比特率的更逼真的MP3。对于我来说，很难将来源与任何有损压缩选项区分开来。试试看，你。而且，如果您觉得在YouTube上比较压缩伪影是不正确的，在加载视频时，压缩伪影仍然很容易丢失，那么请点击此处有一个源文件（lossycomparison.wav）。来源每10秒更改一次，您可以使用视频中的提示作为参考，以供参考。大声音乐上的伪像很难听到，您需要更安静的东西。在下面的视频记录中，清晰可见ATRAC1压缩伪像。最初的设备严重损害了迷你盘在音乐爱好者中的声誉，这可能是最有偿力的听众。 1995年底，这家日本公司发布了JA3ES唱机，专门针对对音质有高要求的人们。索尼代表在接受《音频技术杂志》采访时，评论了ATRAC第一版的功能：该算法是正常的，但是这种实现使我们失望，尤其是从线路输入进行录制时。他解释了原因：在九十年代初期，即使对于PC中功能最强大的处理器，有损压缩也是一项不可能的任务。在紧凑的设备中实现硬件编码器更加困难。为了同时考虑设备和算法，索尼又花了三年时间。 1993年底，MZ-R2录音机问世。可以将重量减少两倍以上，达到300克，但是由于功能有限：您无法编辑曲目（只能在录制时删除和标记）并输入名称。直到1995年，随着MZ-R3型号的发布，产品才恢复了功能：360克，在播放模式下4到8个小时，其尺寸与盒式磁带播放器没有差异。仅在1998年才有可能真正实现所有承诺。直到那时，才出现了具有尺寸的播放器，例如1991年的原型，只比小型磁盘本身多一点。第四版或第五版中的ATRAC算法（取决于您的计算方式）所提供的质量很难与CD区别。可以“马上”完成吗？我对此表示怀疑，但不幸的是，对于索尼来说，改进的终结恰逢一般计算机声音时代的开始，尤其是带有文件共享网络的MP3。相比于具有每秒128 kbps比特率的典型MP3，微型磁盘可以提供更好的质量，但是对于普通消费者而言，差异并不那么明显。是的，那里有什么直到90年代末，大多数人对盒式录音带的声音非常满意。以新格式出售“可记录号码”无效。以上所有因素并没有阻止我在2019年成为minidisc的忠实粉丝。设备的数量可以匹配到两打，但我主要选择2000年开始时功能最强大的设备，例如这款Sony MZ-N10，这是一款能够与计算机连接的便携式录音机，是十年格式的周年纪念机型。它的大小和功能更接近于现代播放器，与之相比，MZ-1似乎具有悠久的历史。但是，必须给索尼应有的责任：尽管困难重重，但最终-与MP3播放器竞争似乎显然是不可能的，但她长期以来一直在努力做到“正确”。值得付出努力吗？这不是事实，但是结果是大量的设备，我很高兴地收集了这些设备，并计划继续分享我对它们的印象。