 Появление музыкального
формата DVD-Audio являются самым крупным событием для меломанов со времен
появления компакт-диска.
Ранее, формат CD-DA был
практически пределом мечтаний для бытовой аппаратуры того времени. Кроме того,
его живучесть объясняется достаточно высоким потенциалом самого формата
хранения данных и непрерывным совершенствованием звуковой техники класса Hi-fi.В
настоящее время массовое распространение получают DVD-диски с фильмами и
аппаратура для домашнего кинотеатра (5.1-канальные наборы акустики и
многоканальные усилители с интегрированным декодером и эффект-процессором).
Теперь
появилась возможность сменить любимый и, на данный момент, уже компромиссный
формат "16 бит 44.1 кГц PCM стерео" на более перспективный.
Существующие диски с фильмами на базе стандарта DVD-Video хотя и получили
сейчас массовое распространение, но стандартный предельный битрейт заставляет
делать выбор между качеством звука и качеством изображения. Естественно, что
изображение здесь главнее, поэтому звук хранится или в многоканальном формате
со сжатием AC3, или в
PCM. В последнем случае доступны две фиксированные частоты дискретизации - 48
кГц и 96 кГц. В 48 кГц можно писать многоканальный звук, в 96 - только стерео.
Разрядность данных может составлять 16, 20 или 24 бита. Выше стандарта, увы, не
прыгнешь. Впрочем, именно стандарт DVD-Video спровоцировал массовый выпуск
ЦАП-ов с поддержкой 24/96.
"DVD-Audio - это
будущее форматов сжатого звука" — считают в Dolby Laboratories. Продвижением DVD-Audio занимаются как звукозаписывающие
компании Warner Bros.,
EMI, BMG, American Gramophone, так и фирмы, выпускающие звуковоспроизводящее
оборудование — Panasonic, JVC, Toshiba, Pioneer, Creative Labs, Onkyo, Kenwood,
Denon, и Yamaha. Тем не менее, на сегодняшний день
существует одна проблема - это нехватка самих DVD-Audio дисков.
Немного истории…
С форматом DVD-Video
знакомы многие. В этом формате, многоканальный звук хранится в формате AC3, занимая совсем небольшой объем. Помимо DVD-Video
возникала необходимость и в DVD с упором на аудио. В 1995 году для разработки
DVD-Audio была создана специальная группа. Большинство
DVD-Audio дисков включают также треки в формате DolbyDigital 5.1 для
совместимости с существующими DVD-Video плеерами. Для совместимости с
CD-DA-плеерами в ближайшем будущем планируется выход двухслойных DVD-Audio
дисков, первый слой которого будет представлять собой поверхность обычного
компакт-диска, что ещё больше расширяет совместимость новых дисков.
Стандарт уже был
утвержён, а подтверждение о запуске этой инициативы в производство пришло из
Лас-Вегаса с CES 2003. Из кулуарных разговоров стало известно, что в Warner
Bros. идёт работа в этом направлении. Единственный минус, который заставляет
музыкальные компании действовать осторожно — это полная незащищённость формата
CD-DA от копирования.
Формат DVD-Audio использует
кодово-импульсную модуляцию (PCM). Увеличение разрядности квантования или длины
слова и частоты дискретизации дает теоретически огромную разницу в качестве
звука.Максимально возможные параметры хранения
аудиоданных в формате без сжатия (PCM) для стерео составляют 24 бит 192 кГц
(конечно, 192 кГц – это уже паранойя – прим. ред.). Для
многоканальной дорожки: 3 главных канала (левый и правый фронтальные, плюс
центр) - 24 бит 96 кГц, 2 тыловых - 24 бит 48 кГц. При этом длительность
проигрывания на однослойном диске без дополнительных ухищрений составляет 64
минуты. Для экономии места в DVD-Audio используется алгоритм сжатия без потерь,
позволяющий сжимать информацию в среднем в два раза и тем самым продлить время
звучания диска.Для сравнения, CD-DA имеет характеристику 16 бит / 44,1 кГц. Одним из факторов,
отвечающих за объем диска является многослойность. Объем однослойного диска
составляет 4,7 GB, а это в семь с лишним раз больше объема компакт-диска. Двухслойный
диск вмещает уже 8,5 Gb. Со
временем должны появиться и двухсторонние двухслойные DVD-Audio диски, объем
которых будет еще больше.
Деструктивные алгоритмы
сжатия – такие, как AC3, MP3 или DTS, не дают необходимого качества. Они изменяют
спектр сигнала, часто приводя к изменению тембра инструментов. На данном этапе
оказывается полезным алгоритм MLP (Meridian Lossless Packing), обеспечивающий
сжатие без потерь. MLP внедрен английской компанией
Meridian – разработчика Hi-Fi аппаратуры. Звукорежиссеры могут использовать
алгоритм MLP для сжатия аудиоданных без потерь,
декодируя их затем с помощью специального программного обеспечения.
Выбор алгоритма зависит от
типа материала: будь то стереозвук, многоканальное аудио,
видеосигнал или текст, от объема диска и скорости считывания данных. Для
достижения максимально высокого качество без помощи MLP не обойтись.
Следует заметить, что
максимальное время воспроизведения диска зависит от разрядности и частоты
дискретизации сигнала, количества используемых слоев и алгоритма сжатия.
Например, максимальное время воспроизведения однослойного DVD-Audio диска
составляет 125 минут для стереозвука в формате 24 бита / 192 кГц и
MLP-алгоритмом, и 74 минуты для многоканального аудио в формате 5.1, 24 бита /
96 кГц и двухканального "микса" в формате PCM.
К сожалению, пока еще
DVD-Audio диски дороже, нежели компакт-диски. Однако,
многие выпущенные ранее CD альбомы будут вскоре переизданы и в формате
DVD-Audio. Именно многоканальные возможности данного формата так привлекают
звукозаписывающие компании.
Super Audio CD (SACD)
Следует отметить, что
DVD-Audio диски не являются на сегодняшний день единственным форматом,
претендующим на звание супердиска. Альтернативный
стандарт – Super Audio CD (SACD), разработанный фирмами Sony и Philips – также
может рассчитывать на получение почетного титула. Эти диски тоже обеспечивают
высокое качество звука (т.е. полоса частот до 100 кГц при динамическом
диапазоне сигнала свыше 120дБ).
Одно из отличий DVD-Audio и
CD от SACD
заключается в способе записи цифровых сигналов на диск. SACD использует
технологию DSD (Direct Stream Digital). В отличие от PCM (ИКМ) в обычных
музыкальных компактах CD-DA, дисках DVD-Video и DVD-Audio, формат SACD основан
на PDM (ШИМ). Таким образом, полученный сигнал с импульсно-полосной модуляцией
поступает на вход рекордера, а потом записывается на SACD диск. Считанный с
диска сигнал на приемном конце в проигрывателе SACD преобразуется в аналоговую
форму путем фильтрации низкочастотным аналоговым фильтром. Как и в случае с
DVD-Audio, формат предполагает сжатие информации без потерь в 2 раза, путём
предсказания информации и последующей её коррекции. Главные плюсы формата -
более экономное расходование места (следствие в несколько раз меньшего
битрейта), а также некоторые преимущества при преобразовании с современными
схемами работы АЦП/ЦАП. Минусы такие: формат вообще несовместим ни с каким из
существующих стандартов и требует перевода на новое оборудование
как звукозаписывающих студий, так и потребителей. Кроме того, в отличие от PCM,
PDM-формат (в реализации SACD) не является избыточным и жутко неудобен при цифровой обработке информации стандартными
средствами. Поэтому простой перевод музыкального материала из сегодняшнего
стандарта для студий - PCM 24/96 в SACD не даст никакого улучшения в плане
качества. Добавятся только лишние преобразования. При использовании же на всём
протяжении DSD-кодирования с минимумом вмешательств (к примеру, при чисто
акустических записях), преимущества формата могут успешно проявиться.
В отличие от DVD-Audio,
формат не позволяет записывать совместимые с DVD-Video диски или какие-либо
видеоизображения, но может хранить текст и статические картинки.
Другая особенность
заключается в том, что форматом SACD предусмотрено три варианта дисков. Первым из которых является простой односторонний однослойный
диск, содержащий только данные в формате высокого разрешения (HD). На такой
диск можно записать звуковой сигнал продолжительностью до 109 минут. Второй тип
диска - двухслойный диск с двумя HD-слоями.
Информационная емкость данного носителя достигает 198 минут. Третий тип -
двухслойный гибридный диск со слоями CD и HD. Информация с CD-слоя считывается
лазерными головками с длиной волны 780 мм, а с полупрозрачного HD-слоя лазером
с длиной волны 650 мм., но видимо, из-за технических
проблем, эта идея не будет реализована. Кроме того, SACD имеет встроенную
защиту от перезаписи.
Ilya A. Zimnovich
|
