Аудіо формати на DVD.
Індивідуальне завдання на тему виконав олощенко А.
П., гр. Е-25
Таганрозький Державний Радіотехнічний
Університет
Таганрог 2006 р
Введення
За
останні роки сильно розвинулися різні формати аудіо і відео. Аудіо світ
захоплений CD завдяки їх високої практичності і низькою ціною, а відео переходить
від VHS касет на DVD. Але музична індустрія і DVD Forum воліють
універсальний формат, вони бажають продавати наші улюблені альбоми на DVD, так і
з'явився формат DVD аудіо. З технічної точки зору DVD має більший об'єм,
ніж CD. CD може вмістити 80 хвилин музики в звичайному форматі, тоді як DVD
може вмістити в 10 разів більше, та й підтримує він практично всі звукові формати.
Якщо говорити про обсяг, то звичайний DVD має об'єм 4,7 Гбайт, а двосторонній
DVD 8,5 Гбайт! А CD вміщає не більше 700 Мб. Розробникам DVD довелося вирішувати
проблему, куди використати такий величезний обсяг: для збільшення кількості
музики або для поліпшення її якості. Відповіддю стала комбінація обох
напрямків, оскільки DVD аудіо відрізняється і підвищеним якістю, і великим
об'ємом.
На
CD музика зберігається в цифровому вигляді в форматі PCM, і цей формат незмінний. Звук
кодується в 16 біт з частотою дискретизації 44,1 кГц. Для DVD аудіо
використовується технологія MLP (Meridian Lossless Packing) дозволяє змінювати
рівень якості при необхідності. З високою розрядністю і частотою
дискретизації якість звуку стає значно краще. Сьогодні на DVD аудіо
розрядність може бути зменшена до 12 біт або збільшена до 24 біт. Те ж саме
можна сказати і про частоту дискретизації, яка може становити 192 кГц у
стерео або 96 кГц в багатоканальному режимі. DVD аудіо, на відміну від CD, може
містити музику у форматі Dolby Digital і DTS. Більшість DVD аудіо дисків
кодуються в Dolby Digital, або в DTS, що є головною особливістю DVD
аудіо, не кажучи вже про виграш в якості звуку.
Sony
та Philips також розробили формат, який можна описати як проміжний
між CD і DVD аудіо. Він називається SACD, або Super Audio CD. На відміну від
стандартних CD, закодованих у форматі PCM (Pulse Code Modulation), SACD
використовує нову систему кодування Direct Stream Digital (DSD). Дана
система використовує спеціальний фільтр, не настільки згубно позначається на
якість звуку, як PCM. Більш того, частота дискретизації може бути
значно більше, аж до 2.822.400 вимірювань в секунду. Сьогодні на ринку
існує вже досить велика кількість таких дисків, однак для SACD вам
необхідно використовувати відповідний плеєр, що не кращим чином
позначається на вартості. І останнє, що варто відзначити - SACD, як і DVD
аудіо, може кодуватися на 6 каналів для програвання звуку на 5.1 системі.
Загальні відомості
Формат SACD
SACD
- Super Audio Compact Disk - цифровий формат запису звуку, розроблений
компаніями Sony й Philips, офіційно з'явився в 1999 році. Диск розміром як і
звичайний CD, тільки робочий шар іншого відтінку (золотистий). Інформаційна
ємність набагато більше, ніж на CD, однак, у чинність високої якості кодування
звуку, тривалість запису складає 74 хвилини (іноді 109 хвилин). На одному з
шарів двошарового (або гібридного) диска зазвичай записана музика у форматі SACD
на іншому - у форматі CD. Ці диски можна слухати і на звичайних стерео CD
програвачах. На SACD програвачах використовується багатоканальний режим (Multi
Channel або Surround), рідше двоканальний режим (стерео) або навіть моно - при
перевидання старих записів.
Переваги стандарту
SACD
Природність
звучання і висока якість запису
Захист
від цифрового копіювання
Багатоканальний
(до 6-ти каналів) звук
Технічні відомості про стандарт SACD
Більше
час запису в SACD досягнута за рахунок нової технології кодування та стиснення
звуку, а також зменшення фізичних розмірів ямок (пітів) на поверхні
робочого шару. Для оцифрування аудіосигналу використовується технологія прямого
цифрового потоку DSD (Direct Stream Digital). Звуковий потік з оригіналу
переводиться в цифровий вигляд з використанням понад високої частоти дискретизації
2822 KГц. Зменшення рівня сигналу кодується як 0, збільшення, як 1.
Оскільки частота зчитування даних дуже велика, то якість перетворення
дуже велика і набагато ближче до аналогового оригіналу, ніж у традиційного CD.
Для
подальшого стиснення використовується алгоритм компресії без втрат - Direct Stream
Transfer (DST). Вихідний цифровий потік зменшується в об'ємі приблизно в два
рази.
SACD
дає звуковий сигнал з смугою частот до 100 кГц (на звичайному CD - до 20 кГц), а
його динамічний діапазон досягає 144 дБ (на звичайному CD - 96 дБ). Частота
дискретизації - 2822,4 кГц. Об'єм диска - 4.7 Gb.
Захист запису від
копіювання
Для
дисків стандарту SACD була придумана спеціальна захист від копіювання. У
потайних секторах заховані інформація про диск, виготовлювачі а також кодовий
ключ, які повинні бути прочитані програвачем перед початком відтворення.
При перезапису SACD ці дані не копіюються, і такий диск будь-яким SACD
програвачем не читається. Саме вміст диску зашифровано за допомогою ключа.
Захисні дані (PSP мітки) можуть бути скопійовані лише на ліцензійному
записуючий пристрій SACD. Додатково на всіх пристроях відтворення
застосовується спеціальна "заглушка" на цифровий вихід (DTCP)
додатковий захист від цифрового копіювання.
Формат DVD-audio
DVD-Audio
- Стандарт зберігання аудіо інформації на DVD дисках. Принцип кодування
вихідного аналогового сигналу схожий зі звичайними CD аудіо дисками, однак за рахунок
збільшення частоти дискретизації і розрядності цифрових даних оцифрований
звук істотно ближче до оригіналу. Для збільшення часу запису також
відбувається стиснення інформації без втрат якості. Час запису на DVD-A дисках
зазвичай складає 74 хвилини, кількість каналів - від 2 до 6. Для сумісності
з програвачами звичайних DVD (відео) дисків, іноді може бути присутнім аудіосигнал
об'ємного звуку у форматах Dolby Digital і DTS.
Технічні відомості про DVD audio
Аудіо
сигнал записується у форматі PCM (ІКМ - імпульсно-кодова модуляція). Частота
дискретизації може бути від 44 до 96 кГц (для стерео - до 192 кГц), розрядність
даних від 16 до 24 біт. Відтворений частотний діапазон - від 5 до 48000 Гц
(до 96000 Гц для стерео), динамічний діапазон - до 144 dB. Обсяг
даних - 4.7 Гб для одношарового диска. Використанням алгоритм стиснення звуку
без втрат MLP (5) (Meridian Lossless Packing), що забезпечує приблизно
дворазове стиснення аудіо даних.
Переваги стандарту DVD-audio:
Висока
якість звуку, великий динамічний діапазон.
Запис
багатоканального звуку.
Можливість
відтворення на комп'ютері.
Поширений
на студіях звукозапису формат кодування PCM.
SACD vs. DVD-Audio
міжстандартного війни DVD-A і SACD
Стандарт
DVD, як відео стандарт, був розроблений і запропонований ще в середині 90-х років,
але справжньої популярності він поки так і не придбав. З перезаписуваними
дисками DVD епопея тяглася особливо довго, - тільки зараз DVD почав
приживатися в якості більш-менш звичного типу носіїв інформації. У
середині 90-х, паралельно розробці DVD для відео, розроблявся і стандарт
DVD Audio (DVD-A). Процес становлення DVD - A був довгим, перша версія
стандарту була затверджена лише у березні 1999.
DVD-A
- Це стандарт зберігання аудіо даних на дисках формату DVD. DVD-A призначений
для зберігання аудіо даних в шести каналах у форматах ІКМ та MLP (Meridian
Lossless Packing). Дані в форматі ІКМ зберігаються з параметрами 16-24 біт
(розрядність квантування) і 96 - 192 кГц (частота дискретизації). DVD-A диск,
як будь-який односторонній одношаровий диск DVD, має об'єм 4.7 Гб. Це
означає, що DVD-A може вмістити, наприклад, до 6 годин аудіо у форматі CD-DA
(44.1 кГц/16 біт/стерео). Швидкість читання даних з дисків DVD-A становить
9.6 Мбіт/сек. У разі зберігання даних у форматі 24 біт/96 кГц/6 каналів
потік аудіо має становити 13.8 Мбіт/сек, що є недосяжною
швидкістю читання для DVD-A. Щоб обійти це обмеження в стандарті DVD-A
передбачено використання спеціальної техніки lossless-стиснення аудіо - MLP (5)
(Meridian Lossless Packing). MLP забезпечує в середньому приблизно
дворазове стиснення аудіо даних. Таким чином, дані в форматі 24 біт/96 кГц
/ 6 каналів, які потребують у стислому вигляді швидкість потоку 13.8 Мбіт/сек, будучи
стислими за допомогою MLP, можуть цілком «вміститися» в дозволені 9.6 Мбіт/сек.
Треба зауважити, що не кожен програвач DVD «розуміє» диски DVD-A --
програвачі, знайомі з DVD-A, мають спеціальний логотип «DVD-Audio». Тим не
менше, для забезпечення сумісності, багато диски DVD-A спеціально оснащені
треками у форматі Dolby Digital і DTS, які легко розпізнаються
програвачами DVD-Video.
Тривалість
процесу становлення стандарту DVD - A пов'язана, як, втім, і завжди, з
«Війною стандартів». На ринку присутні безліч китів бізнесу, кожен з
яких щоб урвати шматочок пожирніше, намагається затвердити на ринку своє
нововведення першими. У той час як одні працювали над DVD - A, Sony і Phillips
(до речі, вони ж і розробили CD - DA) працювали над так званим Super Audio
CD (SACD) (6). SACD є, в деякому розумінні, братом DVD - A. Майже
єдиною відмінністю SACD від DVD - A є формат зберігання даних - не ИКМ,
а однобітних сигма-дельта модуляція (7) з частотою 2.8224 МГц. Не дивлячись на
теоретично більш високу якість кодування звуку, ніж у випадку ИКМ,
практичну вигоду від використання сигма-дельта модуляції на слух розрізнити,
імовірніше за все, неможливо. Правда, ще однією дійсно корисною
SACD особливістю є можливість випуску гібридних носіїв (Hybrid
SACD) - дисків, здатних працювати як в старих CD-приводах, так і в нових
SACD (така можливість досягається завдяки наявності на дисках SACD двох шарів
з даними). Найближчим часом планується анонс нової версії стандарту
SACD - SACD II. У ній планується ввести деякі удосконалення (до вже
існуючим можливостям) із захисту даних, а також розширення можливостей
зберігання відео та фото інформації.
Переваги за гранню сприйняття
Обидва
носія SACD і DVD-Audio забезпечують настільки висока якість звуку, що
зареєструвати будь-які переваги одного формату перед іншим можна
тільки в лабораторних умовах. І то перевага буде відносним, а не
абсолютним. Можливості людського вуха обмежені. А кордону якості запису
і відтворення у нових носіїв досягли такого рівня, де вашій вуха
різниці не відчути.
Переваги
SACD і DVD-Audio можна пояснити в порівнянні з CD. Під час запису фонограми на
звичайний компакт-диск (за технологією імпульсно-кодової модуляції)
аналогово-цифровий конвертер перетворить фрагменти музики (семпли) в бінарні
числа. На компакт-диск можна записати до 44 100 оцифрованих семплів в секунду
(частота семплювання 44,1 кГц). А на DVD-Audio можна записувати до 96 000
семплів в секунду (на окремі канали до 192 000). Тим часом межа сприйняття
людського вуха, за яким різниці вже не відчувається, знаходиться на рівні
64 000 семплів в секунду (64 кГц). У SACD (при технології запису Direct Stream
Digital) максимальна частота семплювання - 2,8 МГц в секунду. З одного
боку, явну перевагу в порівнянні з DVD-Audio, з іншого - нам все одно,
до якої міри перевершений стеля сприйняття. Втім, фахівці Philips
запевняють, що висока частота семплювання все одно позначиться на звуковій
картині. "Людське вухо аналогово, тому цифри в даному випадку мають
опосередковане значення, - говорить менеджер з маркетингу московського офісу
Philips Сергій Крутій .-- Технологія Direct Stream Digital дозволяє передати
без змін музику з усіма дрібними деталями і відтінками ".
Динамічний діапазон, тобто той проміжок між самим тихим і найгучнішим
звучанням, в якому звук передається без найменших спотворень, новими носіями
також вичерпано. Наприклад, на DVD-Audio кожен семпл може записуватися числом
довжиною 24 біта, що забезпечує динамічний діапазон до 144 децибел. Це
також за межами сприймається людським вухом. І за межами
відтворює можливостей сучасної апаратури. Передачу натурального
звуку (точніше, максимально наближеного до натурального в рамках технології
цифрової обробки) виробники збираються використовувати як головний козир
при позиціонуванні нових аудіоформатів. "Коли з'явилися CD-диски,
багато людей сказали, що все це здорово, але цифровий запис не передає того
тепла, тієї атмосфери, яка передавалася на вінілових пластинках, - говорить
Джені Келсі, віце-президент і генеральний менеджер аудіоподразделенія Panasonic
в США .-- DVD-Audio може повернути відчуття вінілу в цифровому форматі. Причому це
відчуття 'живий' запису може бути навіть повніше, ніж при прослуховуванні вінілу --
завдяки тій кількості даних, які можна записувати і зчитувати з
DVD-Audio "." Оцінювати переваги тієї чи іншої технології - доля
експертів, а результат боротьби між DVD-Audio и SACD буде вирішено
маркетологами ", - вважає Андрій Риковскій.
Незалежні
експерти поки не беруться передбачити, який з аудіоформатів переможе. Не можуть
цього передбачити і в самих компаніях, що виробляють обладнання. Тому
деякі з них воюють на два фронти. Наприклад, Denon, Kenwood і Pioneer
випускають програють пристрою і для SACD, і для DVD-Audio. Обсяги продажів
плеєрів для кожного з перспективних аудіоформатів поки незначні, і ніхто
не береться, виходячи з динаміки продажів, робити висновок про те, який формат
перспективніше. Нерішучість виробників цілком зрозуміла: перспективи
формату залежать не тільки від них, а й від звукозаписних фірм. Якщо говорити
про те, наскільки широкий вибір аудіозаписів, представлених в нових форматах, то
в середині цього року кількісна перевага була на боці SACD. До серпня
було випущено 450 альбомів на SACD, тоді як перелік платівок на DVD-Audio
ледь дотягував до сотні. "Мультиканальный звук - найкращу та
креативна ідея за останні роки, - заявляв продюсер EMI Джон Кефрі .-- В
випадку з Super Audio CD, коли програєш запис будинку, чуєш в точності те,
що лунало в студії під час запису. Вперше за мою двадцятирічну кар'єру я
можу констатувати, що відтворений звук є дзеркальне відображення того,
що було на пульті запису ...
Стадія
розвитку мультиканальной технології SACD набагато вище, ніж у інших форматів, з
якими мені доводилося мати справу ". Про випуск альбомів на SACD влітку
заявили Universal, Virgin, EMI та Sony Music. Здавалося б, з'явилися всі
підстави говорити про істотне перевазі SACD у війні форматів або навіть про
перемозі в ній. Але самі останні новини підбадьорили прихильників DVD-Audio.
Universal оголосила, що планує перевидати у форматі DVD-Audio записи Боба
Марлі. А в понеділок про своє рішення випускати музику на DVD-Audio оголосила
EMI. На цю заяву відреагував офіційний представник Matsushita Сакон
Нагасакі: "Приємно, що EMI, глобальний інноватор у світі музики, вирішила
випускати музику на DVD-Audio. Це дасть імпульс до створення нової
-Audio DVD-індустрії ". Альбоми на DVD-Audio продовжує випускати і Warner
Bros. Війна перспективних аудіоформатів триває - з очевидними успіхами як
SACD, так і DVD-Audio.
Той
і інший формат визнані як основними виробниками hardware, так і
найбільшими звукозаписними компаніями. Поки ніхто не наважується давати
конкретні прогнози - коли ця війна закінчиться і кого можна буде вважати
переможцем? Занадто багато варіантів продовження сюжету. Один з них --
інтеграція на рівні програвача. Влітку цього року відразу кілька
виробників анонсували випуск універсального чіпа, який читає
(конвертує цифровий сигнал в аналоговий) і SACD, і DVD-Audio. Далі за всіх
тут пішла ESS Technology, яка пообіцяла до кінця нинішнього року розпочати серійний
випуск чіпа, який читає чи не будь-яку інформацію, записану на дисках у 5,25
дюйма. Мультимедійний процесор ES 4438 зможе прочитати DVD-Video, DVD-Audio,
SACD, CD, Video CD, MP3-файли, що містяться на CD, і так далі. Залишилося тільки
дочекатися, поки хто-небудь з виробників випустить універсальний плеєр із
таким чіпом. На думку віце-президента ESS Technology Вільяма Вонга, розробка
його компанії послужить гарним стимулятором попиту на ринку цифрових аудіо-та
відеотехнологій. Якщо універсальні програвачі зможуть завоювати ринок,
зросте популярність як SACD, так і DVD-Audio. Вибір диску того чи іншого
стандарту стане справою індивідуального смаку.
DSD - PCM
Схема
сигма/дельта DSD-перетворювача дуже проста: аналоговий сигнал надходить на
мікшер, куди подається також сигнал ООС, потім на інтегратор (це і є
"сигма", тобто сума). Після цього в тракт підмішується шум (dither),
як у звичайному АЦП, і вся ця суміш дробиться на окремі імпульси (виходить
"дельта", тобто різниць??).
1-бітові
дельта сигма перетворювачі, які використовуються в SACD, мають більш широкий спектр
шумів квантування і тому вимагають спеціальних фільтрів НЧ - аж 7-го порядку,
в той час як для однобітових ЦАПов Philips Bitstream, широко використовуваних у
CD-програвачі, достатньо 3-го порядку. З спрощенням цифрової частини
ускладнюється аналогова. А чим нижче порядокфільтра, тим менший вплив він
надає на музичність звучання.
PDM
- Менш ефективний спосіб кодування, ніж PCM, тобто при тих самих звукових
параметрах (наприклад, сигнал/шум 120 дБ в діапазоні частот до 20 кГц) йому
потрібно більший обсяг даних. А це означає, що на SACD або міститься менше
музики, ніж на DVD-Audio, або вона виявляється записана гірше. Але з
специфікацій випливає, що все якраз навпаки, і це не може викликати
питань.
Таблиця основних характеристик
В
таблиці представлені основні характеристики трьох форматів.
Порівняння звукових форматів
DVD-Audio
SACD
CD
Діаметр/товщина диска, мм
120/1,2-1,4
120/1,2
120/1,2
Робоча поверхня
1 (рідко 2)
1
1
Обсяг одного шару диска, GB
4,7
4,7
0,7
Динамічний діапазон, db
> 120
144
96
Робочі шари
1 або 2
1 або 2
1
Частота дискретизації для стерео диска, кГц
44,1 - 192
2 822,4
44,1
Частота дискретизації для багатоканального диска, кГц
44,1 - 96
2 822,4
немає
Запис відео та фото на диск
є
є
немає
Розрядність, біт
16/20/24
1
16
Длинна ямок (Pit), нм
650
650
780
Основний аудіосигнал
PCM
DSD
PCM
Кількість каналів
2 - 6
1 - 6
2
відтворений діапазон для стерео диска, Гц
5 - 96 000
2 - 100 000
5 - 20 000
відтворений діапазон для багатоканального диска, Гц
5 - 48 000
2 - 100 000
немає
Запис тексту на диск
так
так
CD-text
Максимальний потік даних, Mb/c
9,6
аналоговий вихід
1,4
Додаткові запису
текст, фото, відео
текст, фото, відео
текст
Поділ на 6 каналів з стерео
так
немає
немає
Відтворення на комп'ютері
так
немає
так
Захист даних
так
багатоступенева
немає
Зміст (TOC), доріжок
?
до 255
до 99
Тривалість запису, хв.
74
до 109
74
Регіональне кодування
немає
немає
немає
Кількість найменувань дисків
?
> 1 500
1 млрд.
Кількість програвачів (млн.)
?
> 2
> 500
Практичне
дослідження форматів високого дозволу
SACD проти DVD-аудіо: оцінка форматів високого дозволу
Майже
неможливо побачити денне світло через хмари воєн, між форматами між SACD і
DVD-Audio. Існує дуже багато думок, щоб ясно побачити рішення, які
форматуються в порівнянні CD-DA і LP.
Сьогодні
статистичні дані не сприятливі до нових форматів високого дозволу. Згідно
RIAA (Recording Industry Association of America) в 2003 тільки 0.4 мільйона
DVD-Audio дисків було продано, 1.3 мільйонів - SACD, 1.5 мільйонів - LP, і
745.9 мільйонів - компакт-диск. Продажі компакт-диска досягли пікового рівня
в 2000 і тепер відчувають сильне зниження. Можливо громадський інтерес в
CD-диск знижується з-за феноменального стійкого зростання DVD-Video формату --
369.6 мільйонів, включаючи музику DVD в 2003.
Ясно,
що формати високого дозволу мають більше можливості підтримати
високоякісні сигнали. Питання в тому - наскільки великою є ця
можливість і звідки може ми отримувати цей чудовий якісний сигнал.
Чи присутній це завжди на дисках з привабливим ярликами SACD або DVD-A?
Створення форматів
Продуценти
були в такому поспіху, щоб запропонувати нові формати клієнтам, що вони зробили
багато помилок на початковій стадії, і таким чином створили деякий
негативне ставлення до нового середовища. А саме:
Деякі
SACD були розроблені в програмі ProTools, самий широко поширений пакет
розробок використовує формат PCM. Щоб відредагувати DSD на професійному
рівні, потрібно конвертувати його в PCM, зробити необхідні зміни і потім
перетворювати тому в DSD. Навіть якщо якість запису сильно не страждає в
процесі перетворення від DSD до PCM, то принаймні всі рекламовані
теоретичні переваги Direct Stream Digital губляться і псуються. Крім
того, у ті роки пакет ProTools головним чином грунтувався на обробці
апаратних засобів ЕОМ з алгоритмами, розробленими для продукції формату
CD-DA. Але якщо 16bit 44100 кГц PCM джерело використовувався як головний трек,
кінцеву якість звуку SACD диск могло бути гірше, ніж у подібної CD запису.
Перші
DVD-A диски також не демонстрували чудову якість. Незважаючи на те, що
більшість з них було створено в 24bit, 48 кГц, а деякі з них у 20bit 48
кГц. Але формат розвинувся, спочатку з'явилися 24bit стерео запису на 96 кГц на
DVD-A, і потім багатоканальні 24bit треки на 96 кГц. Сучасне
удосконалене DVD-A має багатоканальну запис 24bit 96 кГц та/або стерео
24bit кГц на 192 кГц/96. Крім того, вони зазвичай створюються від 24bit 96 кГц,
професійні записи на 192 кГц, вся обробка, виконується на сучасному
устаткуванні з високою роздільною здатністю (підтримує 64bit 384 кГц), яке
значно впливає на кінцеву якість.
Відмінності форматів
CD-DA
формат (PCM 16bit 44100Hz стерео) давно застарів, його обмеження не дозволяють
досягати рівня, необхідного сьогоднішніми любителями музики. Ми не можемо
повністю ігнорувати неймовірно великий ринок CD-дисків, до якого SACD і
DVD-A диски не можуть навіть наблизитися. Однак лише кілька років тому те ж
саме можна було сказати про ринок відео касет і DVD-ВІДЕО дисків. Популярність
CD-DA формату, і простота у використанні, не дозволяють передбачити, що цей
формат застаріє подібно VHS. Однак, його істотні обмеження такі як обмеження
сигналу, через бажання звукового інженера досягти максимального
динамічного діапазону, обмеження спектру, і нові інтерфейси,
підтримують формати високого дозволу в незмінній цифровій формі
переданої серед пристроїв (i-зв'язок, HDMI, Denon-зв'язок, М-зв'язок, і т.д.)
змушує нас припустити, що в найближчому майбутньому CD-DA переміститься до
область масового використання, наприклад, в область mp3, залишаючи місце в
сфері любителів музики для форматів DVD-A, SACD і WMA9 pro, які підтримують 24
біта 96kHz багатоканальне аудіо, висунута Microsoft.
В
випадку коректного відтворення компакт-диска (оскільки це здійснено в
пристроях від деяких високоякісних виробників) і неправильного
відтворення SACD і/або DVD-A, перший може мати більш високий якісний
звук, визначений у «double blind» тестах (ABX усуває ефект плацебо, або
вплив самонавіювання слухача на кінцеві результати), який у свою чергу
служив полем битви для суперечок про якість форматів високого дозволу. «Double
blind »тести не ідеальні, хоча вони дозволяють досягати досить прийнятних
умов, щоб отримати статистично правильні результати. Настійно
рекомендується використовувати безкоштовну програму PC ABX або безкоштовну ABX
додану до відомій програмі Foobar 2000, щоб упевнитися, чуємо чи
ми дійсно відмінність (а не змушуємо вірити себе, що це розходження
існує) і тільки тоді, шукати причину.
Пробуйте
зробити запис декількох фрагментів з компакт-диску (краще розірвати треки) і
зробити запис цього від ідентичного DVD-A. Тоді, використовуючи ABX, з високим
рівнем вірогідності ви з'ясуєте відмінність.
Цікаве
порівняння на якості DSD SACD і PCM DVD-A провів Крейг Андерсон. Хоча він
прийшов до висновку про перевагу PCM 24/192 в точності подання сигналу,
діаграма квадратної хвилі осцилографа на 10 кГц демонструє деяку
ідентичність для результатів в PCM 24/192 і DSD. Розмитість форми DSD сигналу
можна пояснити надзвуковими шумами, картина була згладжена через час
очікування пікселя на екрані осцилографа.
Труднощі обробки
Ви
повинні взяти до уваги, що формат DSD значно більш важкий для
обробки щодо управління басом і управління регулювання часу для
звукового зрівняння з точки зору слухача, так само як і для акустичної
калібрування системи (акустичне луна). Кожен чекав DSP, щоб внести зміни
в початкову форму DSD потоків в обладнанні споживача, SONY анонсував
кілька нових чіпів (CXD9776Q і CXD9722Q), що використовують DSD алгоритми
обробки, в брошурі ES Series Receivers Technical Background стосуються
STR-DA9000ES, але ... в результаті відповідно до інструкції по експлуатації всі ці
налаштування оброблені в PCM домені (в 9000 моделях). Як ми знаємо, ця
популярна модель не має функції калібрування акустичного відлуння, хоча вона могла
б їх мати, з огляду на обробку в PCM та наявність подібних функцій у найбільш
вірогідних конкурентів від Pioneer, Yamaha і Denon (подібна калібрування
здійснена в 3805 моделі, і ми вже відомої нам нової моделі 5805 з тією ж
самої особливістю).
Таким
чином, в даний час формат DSD з точки зору доступності та
необхідності сучасних рішень менш цікавий виготівникам звукового
обладнання, тому що навіть Sony не готовий запропонувати повний комплекс DSD
обробки сигналу в його оригінальній формі на рівні побутової електроніки.
Аналоговий формат в
порівняно з цифровим
LP,
як якісний носій медіа інформації, був свідомо дискредитований ще
на початковій стадії. Експерти з маркетингу, компаній, зацікавлених у
просуванні CD-DA, провели масове промивання мізків. Навіть сьогодні в разі
правильного відтворення, формат LP не може конкурувати з CD-DA по
якістю звуку - відповідно до думок більшості любителів музики, цей формат
часто поступається CD-DA. У чому причина?
Деякі
вимірювання, проведені ентузіастами-аудіофіли і професіоналами, дали нам
підставу припустити, що причина знаходиться в широкому спектрі і, незважаючи на
переважання думки про 60 ДБ обмеження, достатньому динамічному діапазоні. Погляньте
на LP динамічні вимірювання діапазону, зроблені Крісом Джонсоном. Ви
можете також побачити вимірювання обмеження спектру LP проведені австралійським
аматором музики й автором оглядів на обладнанні Крісом Тамом. Як ви можете
бачити, LP динамічний діапазон близький до CD-DA, і його смуга частот
значно перевершує останнього.
Інший
важливий момент - ми не можемо забути, що під час випуску формату CD-DA, запис
LP аналогових оригіналів головним чином вироблялося на аналоговому
обладнанні, яке фактично досягла піку свого розвитку. Цифрове
обладнання для CD-DA не було зовсім - низька DSP дозвіл для обробки
(часто тільки 24bit для 16bit сигналу CD-DA, який закінчувався округленням
до виходять при збільшенні 32bit чисел, і таким чином, в цифрових
експонати в випускається сигналі), низький частота сеймплов, недоліки
розмивання та формування шуму, які були додані до комплекту інструментів
CD-DA пізніше, високий рівень коливань у реєстраторів цифрового звукозапису. Деякі
аматорські студії навіть вирішили повернутися до аналогових систем.
Всі
ці проблеми залишилися на компакт-диску, саме тому їх якість відрізняється
від екземпляра до екземпляра, незважаючи на те, що "цифра є завжди
цифрою ". Однак, як ми знаємо, ті ж самі або подібні недоліки є типовими
для першого DVD-A і SACD.
Частотний спектр більше
20 кГц
Ми
підійшли до важливої частини. Один і той же питання було поставлене на різних форумах про
форматах і їх якості, - якщо людина не може чути частоти більш ніж 20 кГц
(у окремих випадках 21 кГц) тоді обмеження на 22 кГц в CD-DA (згідно Nyquist
теоремі це - половина частоти семплів, для 44100 це буде 22050Hz), не повинен
створювати ніяких проблем, чи не так? Чому ми маємо потребу в 50 кГц, 70 кГц, і
навіть 96 кГц, якщо ми все одно не чуємо їх? І друге питання - якщо наші
мембрани мають частоту пропускання 20Hz-20 кГц на рівні-3dB, те, чому ми
потребуємо DVD-A або SACD? Наші динаміки не будуть здатні відтворити
потрібний спектр, і крім того, вироби межмодуляціі надзвукових частот можуть
увійти до чутний область і спотворити оригінальний сигнал. Чи не краще не мати
ці надзвукові зображення?
Ось,
що сказав Нельсон Пасс, відомий любитель музики фахівець в галузі аудіо
і відео техніки:
"Хоча
людський слух в основному дуже незначний на частотах вище ніж 20 000 Гц,
надзвукові частоти створюють амплітудні ефекти в чутної області. Ефекти
можуть бути ледь помітні, але їх поява небажано в чутливому
обладнанні. "Таким чином, усвідомивши нашу чутливість слуху до
фазових спотворень, ми можемо значно зменшити рівень цих спотворень, з
допомогою систем з більш широким спектром сигналу (включаючи якість
відтворення LP).
Акустичний спектр
Другий
момент - якщо ми обмежуємо оригінальний сигнал аналоговим фільтром
згладжування для діапазону сигналу компакт-диска, при порівнянні з тим же самим
фільтром для DVD-A 24bit сигнал на 96 кГц, коли ми намагаємося записати діапазон
таких інструментів як труба, буде значна різниця, між оригіналом і
кінцевої записом, навіть раніше, ніж це передасться на динамік. Якісні
динаміки мають типовий спад сигналу на високих частотах, який головним
чином залежить від моделі репродуктора для передачі високого тону, і таким
чином створює менше спотворень, ніж фільтр з крутим амплітудно-частотним
спадом, який фактично є форматом CD-DA для спектру широкосмугових
сигналів.
Науковий аналіз форматів
А
що наука говорить про звуковому відмінності у DVD-A і SACD в порівнянні з CD-DA,
причини та недоліки таких відмінностей? Давайте розглянемо думку доктора Девіда
Грізінджера. Разом з Джимом Фосгейтом, він один з найбільш відомих учених у
з теорії об'ємного звуку, людина, який створював і розвивав Logic7
(Словник, що характеризує алгоритм обробки навколишнього звуку).
Цей
шановний професор провів серйозне дослідження і дізнався, що дуже часто
DVD-A і SACD диски не містять рекламований надзвуці. Він припускав, що
розходження, що ми чуємо, це результат межмодуляціі в високочастотних
динаміках, що входять до чутний область. Професор посилається на роботу Karou and Shogo "Detection of Threshold
for tones above 22 kHz ". Так, ми не можемо чути надзвукові
частоти більш ніж 20 кГц. Але вищезгадана робота була виконана для сигналів
з однорідний гармонікою, і чутної неоднорідною гармонікою створеної з-за
нелінійності передачі у пристрої. Усунувши нелінійність і таким чином
неоднорідну гармоніку (фактично неоднорідна гармоніка тільки
свідчила про появу межмодуляціі через нелінійності в чутної
області), ультразвук став нечутним (тому-то зник не тільки нелінійна
гармоніка межмодуляція також). Це відбувається, тому що ми не можемо чути
надзвукові синусоїдальні сигнали.
Доктор
Griesinger розповідає невеликих складнощі щодо пошуку прийнятною
звукової карти дляекспериментів. З якісною звуковою картою результати
могли бути іншими.
Сигнали-3dB
і 20 кГц та 25 кГц, передавалися динаміків. У побутових пристроях, ми повинні
очікувати межмодуляцію та обрізання (у більшості випадків) на цих рівнях і
частотах, тому ми повинні використовувати професійні пристрою, щоб
уникнути їх (здатне передати CCIF вимірювання на таких рівнях, наприклад мій
старий Audigy виробляє обрізання на рівня-6dB використовує 19kHz і 20kHz).
Будь ласка, зверніть увагу на рівень шуму, який ви можете бачити на
спектрограми в високочастотної області. При використанні комбінації (гравець +
звукова карта) шум досягає рівня-90dB. Таким чином: чутні спотворень
межмодуляціі відбуваються через підсилювача (не через динаміків).
Коли
відбувалося тестування кілька примірників SACD і DVD-A, вимірювання
демонстрували, що ці диски не містять ультразвуку більш ніж 23 кГц.
Цікаво, що нижній рівень шуму на графіку DVD-A досягає-72 децибел
(дивний вигляд DVD-A - шуми перевищують обмеження CD-DA на декілька множин
децибелу), а у SACD нижній рівень шуму трохи краще, але все одно
досягає-78 децибел! Але ми все одно ЧУЄМО чудовий звуковий якість
записів на цих дисках.
Для
тестування було вирішено використати доступні примірники Steely Dan "Two
Against Nature "DVD-A і SACD Diana Krall.
Повторні вимірювання
При
тестах у даній статті використовувалися високоякісна звукова карта Lynx
L22 (двоканальна версія звукової карти Lynx Two), який є ймовірно
найкращим інструментом для подібних вимірювань на обладнання аматорського
рівня, таке як AP. Отримані результати різнилися з отриманими раніше.
В
тестах ми імовірно досягли недолік ультразвуку в діапазоні від 25
кГц до 35 кГц на рівнях до-50dB для того ж самого DVD-A і SACD:
Спектрограма
фрагмента DVD-A Steely Dan "two Against Nature", Синій колір --
багатоканальний режим, жовтий - стерео
Статистика
для DVD-A Steely Dan "two Against Nature", ліворуч - багатоканальний
режим, праворуч - стерео
Спектрограма
з фрагмент від SACD Diana Krall, синій-багато-канал режим, жовтий-стерео
На
спектрограмі ми можемо бачити, що низька шумова межа на рівні - 132 ДБ
для багатоканального запису. Істотні відмінності результатів залежать не тільки
від якості звукової карти. Можлива причина полягає в тому, що пристрій
(DVD/SACD-player) фільтрувала випускається сигнал і що багатоканальні і стерео
записи містили різні сигнали.
Непряме
доказ до цього припущенням, - виміри, зроблені в лабораторії
журналу Stereophile, які показали відносне подобу сигналу гібридного
треку компакт-диски з SACD стерео сигналом відомого багатоканального SACD
"The Dark Side of The Moon". Ви можете бачити, що вони майже
ідентичні, але багатоканальний трек значно відрізняється від стерео:
Спектрограма
фрагмента від SACD "The Dark Side of The Moon": червоний --
багатоканальний режим,
