Реферат: Аудио форматы на DVD
Стадия развития мультиканальной технологии SACD гораздо выше, чем у других форматов, с которыми мне доводилось иметь дело". О выпуске альбомов на SACD летом заявили Universal, Virgin, EMI и Sony Music. Казалось бы, появились все основания говорить о существенном перевесе SACD в войне форматов или даже о победе в ней. Но самые последние новости ободрили сторонников DVD-Audio. Universal объявила, что планирует переиздать в формате DVD-Audio записи Боба Марли. А в понедельник о своем решении выпускать музыку на DVD-Audio объявила EMI. На это заявление отреагировал официальный представитель Matsushita Сакон Нагасаки: "Приятно, что EMI, глобальный инноватор в мире музыки, решила выпускать музыку на DVD-Audio. Это даст импульс к созданию новой DVD-Audio-индустрии". Альбомы на DVD-Audio продолжает выпускать и Warner Bros. Война перспективных аудиоформатов продолжается -- с очевидными успехами как SACD, так и DVD-Audio.
Тот и другой формат признаны как основными производителями hardware, так и крупнейшими звукозаписывающими компаниями. Пока никто не решается давать конкретные прогнозы -- когда эта война закончится и кого можно будет считать победителем? Слишком много вариантов продолжения сюжета. Один из них -- интеграция на уровне проигрывателя. Летом этого года сразу несколько производителей анонсировали выпуск универсального чипа, читающего (конвертирующего цифровой сигнал в аналоговый) и SACD, и DVD-Audio. Дальше всех здесь пошла ESS Technology, пообещавшая к концу нынешнего года начать серийный выпуск чипа, читающего едва ли не любую информацию, записанную на дисках в 5,25 дюйма. Мультимедийный процессор ES 4438 сможет прочитать DVD-Video, DVD-Audio, SACD, CD, Video CD, MP3-файлы, содержащиеся на CD, и так далее. Осталось только дождаться, пока кто-нибудь из производителей выпустит универсальный плеер с таким чипом. По мнению вице-президента ESS Technology Уильяма Вонга, разработка его компании послужит хорошим стимулятором спроса на рынке цифровых аудио- и видеотехнологий. Если универсальные проигрыватели смогут завоевать рынок, возрастет популярность как SACD, так и DVD-Audio. Выбор диска того или иного стандарта станет делом индивидуального вкуса.
DSD - PCM
Схема сигма/дельта DSD-преобразователя очень проста: аналоговый сигнал поступает на микшер, куда подается также сигнал ООС, затем на интегратор (это и есть "сигма", т.е. сумма). После этого в тракт подмешивается шум (dither), как в обычном АЦП, и вся эта смесь дробится на отдельные импульсы (получается "дельта", т.е. разница).
1-битовые дельта сигма преобразователи, используемые в SACD, имеют более широкий спектр шумов квантования и поэтому требуют специальных фильтров НЧ - аж 7-го порядка, в то время как для однобитовых ЦАПов Philips Bitstream, широко используемых в CD-проигрывателях, достаточно 3-го порядка. С упрощением цифровой части усложняется аналоговая. А ведь чем ниже порядокфильтра, тем меньшее влияние он оказывает на музыкальность звучания.
PDM - менее эффективный способ кодирования, чем PCM, т.е. при тех же звуковых параметрах (например, сигнал/шум 120 дБ в диапазоне частот до 20 кГц) ему требуется больший объем данных. А это значит, что на SACD либо помещается меньше музыки, чем на DVD-Audio, либо она оказывается записана хуже. Но из спецификаций следует, что все как раз наоборот, и это не может вызвать вопросов.
Таблица основных характеристик
В таблице представлены основные характеристики трех форматов.
|
Сравнение звуковых форматов |
|
Практическое исследование форматов высокого разрешения
SACD против DVD-аудио: оценка форматов высокого разрешения
Почти невозможно увидеть дневной свет через облака войн, между форматами между SACD и DVD-Audio. Существует слишком много мнений, чтобы ясно увидеть решение, которые форматируются в сравнении CD-DA и LP.
Сегодня статистические данные не благоприятны к новым форматам высокого разрешения. Согласно RIAA (Recording Industry Association of America) в 2003 только 0.4 миллиона DVD-Audio дисков было продано, 1.3 миллионов - SACD, 1.5 миллионов - LP, и 745.9 миллионов - компакт-диск. Продажи компакт-диска достигли пикового уровня в 2000 и теперь испытывают сильное снижение. Возможно общественный интерес в CD-диске понижается из-за феноменального устойчивого роста DVD-Video формата - 369.6 миллионов, включая музыку DVD в 2003.
Ясно, что форматы высокого разрешения имеют больше возможности поддержать высококачественные сигналы. Вопрос в том - насколько большой является эта возможность и откуда может мы получать этот превосходный качественный сигнал. Присутствует ли это всегда на дисках с привлекательным ярлыками SACD или DVD-A?
Создание форматов
Изготовители были в такой спешке, чтобы предложить новые форматы клиентам, что они сделали много ошибок на начальной стадии, и таким образом создали некоторое отрицательное отношение к новой среде. А именно:
Некоторые SACD были разработаны в программе ProTools, самый широко распространенный пакет разработок использует формат PCM. Чтобы отредактировать DSD на профессиональном уровне, нужно конвертировать его в PCM, сделать необходимые изменения и затем преобразовывать назад в DSD. Даже если качество записи сильно не страдает в процессе преобразования от DSD до PCM, то по крайней мере все рекламируемые теоретические преимущества Direct Stream Digital теряются и портятся. Кроме того, в те годы пакет ProTools главным образом основывался на обработке аппаратных средств ЭВМ с алгоритмами, разработанными для продукции формата CD-DA. Но если 16bit 44100 кГц PCM источник использовался как главный трек, конечное качество звука SACD диск могло быть хуже, чем у подобной CD записи.
Первые DVD-A диски также не демонстрировали превосходное качество. Несмотря на то, что большинство из них было создано в 24bit, 48 кГц, а некоторые из них в 20bit 48 кГц. Но формат развился, сначала появились 24bit стерео записи на 96 кГц на DVD-A, и затем многоканальные 24bit треки на 96 кГц. Современное усовершенствованное DVD-A имеет многоканальную запись 24bit 96 кГц и/или стерео 24bit кГц на 192 кГц/96. Кроме того, они обычно создаются от 24bit 96 кГц, профессиональные записи на 192 кГц, вся обработка, выполняется на современном оборудовании с высоким разрешением (поддерживающем 64bit 384 кГц), которое значительно влияет на конечное качество.
Различия форматов
CD-DA формат (PCM 16bit 44100Hz стерео) давно устарел, его ограничения не позволяют достигать уровня, требуемого сегодняшними любителями музыки. Мы не можем полностью игнорировать невероятно большой рынок CD-дисков, к которому SACD и DVD-A диски не могут даже приблизиться. Однако только несколько лет назад то же самое можно было сказать о рынке видео кассет и DVD-ВИДЕО дисков. Популярность CD-DA формата, и простота в использовании, не позволяют предсказать, что этот формат устареет подобно VHS. Однако, его существенные ограничения такие как ограничение сигнала, из-за желания звукового инженера достигнуть максимального динамического диапазона, ограничение спектра, и новые интерфейсы, поддерживающие форматы высокого разрешения в неизменной цифровой форме передаваемой среди устройств (i-связь, HDMI, Denon-связь, М-связь, и т.д.) заставляет нас предположить, что в самом близком будущем CD-DA переместится к область массового использования, к примеру, в область mp3, оставляя место в сфере любителей музыки для форматов DVD-A, SACD и WMA9 pro, поддерживающие 24 бита 96kHz многоканальное аудио, выдвинутое Microsoft.
В случае корректного воспроизведения компакт-диска (поскольку это осуществлено в устройствах от некоторых Высококачественных изготовителей) и неправильного воспроизведения SACD и/или DVD-A, первый может иметь более высокий качественный звук, определенный в «double blind» тестах (ABX устраняет эффект плацебо, или влияние самовнушения слушателя на конечные результаты), который в свою очередь служил полем битвы для споров о качестве форматов высокого разрешения. «Double blind» тесты не идеальны, хотя они позволяют достигать довольно приемлемых условий, чтобы получить статистически правильные результаты. Настоятельно рекомендуется использовать бесплатную программу PC ABX или бесплатную ABX добавленную к известной программе Foobar 2000, чтобы удостовериться, слышим ли мы действительно различие (а не заставляем верить себя, что это различие существует) и только тогда, искать причину.
Пробуйте сделать запись нескольких фрагментов с компакт-диска (лучше разорвать треки) и сделать запись этого от идентичного DVD-A. Тогда, используя ABX, с высоким уровнем вероятности вы выясните различие.
Интересное сравнение на качества DSD SACD и PCM DVD-A провел Крэйг Андерсон. Хотя он пришел к выводу о преимуществе PCM 24/192 в точности представления сигнала, диаграмма квадратной волны осциллографа на 10 кГц демонстрирует некоторую идентичность для результатов в PCM 24/192 и DSD. Размытость формы DSD сигнала можно объяснить сверхзвуковыми шумами, картина была сглажена из-за времени ожидания пикселя на экране осциллографа.
Трудности обработки
Вы должны принять во внимание, что формат DSD значительно более труден для обработки относительно управления басом и управления регулировки времени для звукового уравнивания с точки зрения слушателя, так же как и для акустической калибровки системы (акустическое эхо). Каждый ждал DSP, чтобы внести изменения в начальную форму DSD потоков в оборудовании потребителя, SONY анонсировал несколько новых чипов (CXD9776Q и CXD9722Q), использующих DSD алгоритмы обработки, в брошюре ES Series Receivers Technical Background касающиеся STR-DA9000ES, но ... в результате согласно инструкции по эксплуатации все эти настройки обработаны в PCM домене (в 9000 моделях). Как мы знаем, эта популярная модель не имеет функции калибровки акустического эхо, хотя она могла бы их иметь, учитывая обработку в PCM и наличие подобных функций у наиболее вероятных конкурентов от Pioneer, Yamaha и Denon (подобная калибровка осуществлена в 3805 модели, и мы уже известной нам новой модели 5805 с той же самой особенностью).
Таким образом, в настоящее время формат DSD с точки зрения доступности и необходимости современных решений менее интересен изготовителям звукового оборудования, так как даже Sony не готов предложить полный комплекс DSD обработки сигнала в его оригинальной форме на уровне бытовой электроники.
Аналоговый формат в сравнении с цифровым
LP, как качественный носитель медиа информации, был сознательно дискредитирован еще на начальной стадии. Эксперты по маркетингу, компаний, заинтересованных в продвижении CD-DA, провели массовое промывание мозгов. Даже сегодня в случае правильного воспроизведения, формат LP не может конкурировать с CD-DA по качеству звука - согласно мнениям большинства любителей музыки, этот формат часто уступает CD-DA. В чем причина?
Некоторые измерения, проведенные энтузиастами-аудиофилами и профессионалами, дали нам основание предположить, что причина находится в широком спектре и, несмотря на преобладании мнения о 60 ДБ ограничении, достаточном динамическом диапазоне. Взгляните на LP динамические измерения диапазона, предпринятые Крисом Джонсоном. Вы можете также увидеть измерения ограничения спектра LP проведенные австралийским любителем музыки и автором обзоров на оборудовании Крисом Тамом. Как вы можете видеть, LP динамический диапазон близок к CD-DA, и его полоса частот значительно превосходит последнего.
Другой важный момент - мы не можем забыть, что во время выпуска формата CD-DA, запись LP аналоговых оригиналов главным образом производилось на аналоговом оборудовании, которое фактически достигло пика свого развития. Цифровое оборудование для CD-DA не было совершенно - низкое DSP разрешение для обработки (часто только 24bit для 16bit сигнала CD-DA, который заканчивался округлением до получавшихся при умножении 32bit чисел, и таким образом, в цифровых экспонатах в выпускаемом сигнале), низкий частота сеймплов, недостатки размывания и формирования шума, которые были добавлены к комплекту инструментов CD-DA позже, высокий уровень колебаний в регистраторах цифровой звукозаписи. Некоторые любительские студии даже решили вернуться к аналоговым системам.
Все эти проблемы остались на компакт-диске, именно поэтому их качество отличается от экземпляра до экземпляра, несмотря на то, что "цифра является всегда цифрой". Однако, как мы знаем, те же самые или подобные недостатки типичны для первых DVD-A и SACD.
Частотный спектр более 20 кГц
Мы подошли к важной части. Один и тот же вопрос был задан на различных форумах о форматах и их качестве - если человек не может слышать частоты более чем 20 кГц (в редких случаях 21 кГц) тогда ограничение на 22 кГц в CD-DA (согласно Nyquist теореме это - половина частоты семплов, для 44100 это будет 22050Hz), не должен создавать никаких проблем, не так ли? Почему мы нуждаемся в 50 кГц, 70 кГц, и даже 96 кГц, если мы все равно не слышим их? И второй вопрос - если наши мембраны имеют частоту пропускания 20Hz-20 кГц на уровне-3dB, то, почему мы нуждаемся в DVD-A или SACD? Наши динамики не будут способны воспроизвести требуемый спектр, и кроме того, изделия межмодуляции сверхзвуковых частот могут войти в слышимую область и исказить оригинальный сигнал. Не лучше ли не иметь эти сверхзвуковые изображения?
Вот, что сказал Нельсон Пасса, известный любитель музыки специалист в области аудио и видео техники:
"Хотя человеческий слух в основном очень незначителен на частотах выше чем 20 000 Гц, сверхзвуковые частоты создают амплитудные эффекты в слышимой области. Эффекты могут быть едва различимы, но их появление нежелательно в чувствительном оборудовании." Таким образом, осознав нашу чувствительность слуха к фазовым искажениям, мы можем значительно уменьшить уровень этих искажений, с помощью систем с более широким спектром сигнала (включая качество воспроизведение LP).
Акустический спектр