Звук в конце туннеля
АрхивВыход в свет нового многофункционального оптического носителя Digital Versatile Disc (DVD), пришедшего на смену морально стареющему Compact Disc, продолжает вызывать споры. Один из них, и, судя по всему, не последний, так и не утих вокруг применения DVD в звукозаписывающей индустрии.
Выход в свет нового многофункционального оптического носителя Digital Versatile Disc (DVD), пришедшего на смену морально стареющему Compact Disc, продолжает вызывать споры. Один из них, и, судя по всему, не последний, так и не утих вокруг применения DVD в звукозаписывающей индустрии.
В начале восьмидесятых два крупнейших производителя - Sony и Philips - наглядно продемонстрировали всем, как можно заработать миллиарды, сменив для народа пластинку. И вот вновь началось нечто подобное: диски меняют. Разница лишь в том, как.
Проигрыватель SACD компании Sony. Это и другие устройства, приведенные в статье, являются прототипами, представленными в январе этого года на выставке "CES".Фотографии предоставлены журналом"Салон AV".
Компакт-диск дебютировал в одном-единственном качестве - музыкальном. Он радикально изменил представления потребителей об удобстве пользования музыкальными носителями, чем обеспечил успех себе и забвение виниловым "блинам". И только после он проник в иные сферы, расплодившись в виде CD-ROM, CD-R, CD-RW, VideoCD, PhotoCD и пр. Новый же носитель как внешне, так и в плане удобств легко принять за тот же CD. А весь радикализм инновации состоит в том, что DVD, как носитель с куда большей информационной емкостью, будет теснить CD сразу во всех возможных позиций. Если не сразу, то поэтапно.
Этап первый, а вместе с ним и первые дебаты между разработчиками, начался четыре года назад - с принятия стандарта самого диска DVD. Альянс Sony-Philips предложил высокоплотный односторонний двухслойный диск, в основе которого лежали "компакт-дисковые" технологические разработки. Toshiba, имея за спиной таких китов, как Time Warner и Matsushita, выдвинула двухсторонний вариант высокоплотного диска. За первый, как более унифицированный и доступный, заступился даже Билл Гейтс. За второй, как более емкий и передовой, стала горой вся видеоиндустрия. Однако "войне стандартов" не дали разгореться. Стандартизационная комиссия мудро послала всех дорабатывать DVD, дав установку сделать любые, но согласованные между собой варианты. Так и появилось вскоре четыре разных, но совместимых между собой спецификации носителя: однослойный односторонний DVD-5 (емкость 4,7 Гбайт), двухслойный односторонний DVD-9 (8,54 Гбайт), однослойный двухсторонний DVD-10 (9,4 Гбайт) и двухслойный двухсторонний DVD-18 (17,08 Гбайт). К стандарту также были представлены непререзаписываемый мультимедиа-диск DVD-ROM, однократно записываемый DVD-R (3,95 и 7,9 Гбайт) и многократно перезаписываемый DVD-RAM (2,6 и 5,2 Гбайт). Все доработанные "болванки" универсального носителя были единодушно приняты.
КомпанияYamahaпредставила устройство, воспроизводящее как SACD, так иDVD-Audio.
Но тут возопили киношники, которым выпала честь проложить дорогу DVD в народные массы. Хороший носитель нуждается в хорошей защите от незаконного копирования, иначе ни одного фильма зрителю не видать, - так сказали люди в Голливуде. Защита по-голливудски выглядела так: мир надо поделить на сферы влияния. Как это может помешать пиратам, до сих пор не понятно, тем не менее, производителям пришлось пойти на уступку. Мировой рынок был разделен на шесть регионов - для каждого надлежало выпускать закодированные проигрыватели и диски. Пока трудно сказать, выиграл от этого потребитель или остался с носом. Пройдя череду согласований, новый видеоформат наконец-то обрел свои законченные "геополитические" и технические спецификации и получил официальный статус DVD-Video.
Так выглядит диск SACD внутри проигрывателя. Sony.
Но тут вновь начали ломать копья. Третий этап продвижения нового носителя в качестве музыкального DVD-Audio оказался еще более витиеватым, чем первые два. И тут лучше по порядку.
Компакт-диск, восторженно встреченный рядовым потребителем, оставил след глубокой печали у специалистов. Используемая в CD линейная импульсно-кодовая модуляция (Pulse-Code Modulation, PCM - так нам ее удобнее будет называть далее по тексту) с частотой дискретизации 44,1 кГц и 16-битовым квантованием оказалась далеко не идеальным представлением звука в цифровой форме. С компакт-диском даже связано появление такого дикого для технарей термина, как "музыкальность" - ничем не измеряемая ценность аналогового оригинала, которая, несмотря на все великолепие технических звуковых характеристик цифровой аудиотехники, хоть убей, а не сохраняется в потоке PCM 16/44,1! А ведь в некоторых студиях сгоряча вообще уничтожили требующие специального хранения аналоговые "мастера" [1] после перевода их в "цифру"...
SACD-проигрыватель известнейшего японского производителя hi-fi-оборудования Marantz.
Конечно, с одной стороны, приобретенный от PCM 16/44,1 "консервный" характер звучания CD ничтожен, раз его "не заметили" 99 процентов потребителей, - в наше время надо быть особо отпетым меломаном, чтобы хранить верность "винилу". С другой - сам факт "бездуховности" CD перевел его из разряда музыкальных носителей в разряд суррогатов. Чему даже есть и техническое обоснование.
"Сетка" в 65536 уровней на 44100 отсчетов, накладываемая на секундный отрезок аналогового звука, достаточно полно описывает его. Но, во-первых, в PCM 16/44,1 нарастает ошибка квантования с уменьшением уровня звуковых сигналов (а ведь именно в них, нюансах, живет тонкая музыкальная информация!): ниже -50-55 дБ искажения негармонического свойства просто разрушают звук. Во-вторых, достаточная лишь по теореме Котельникова [2] частота дискретизации в 44,1 кГц на самом деле слишком груба для описания сложного спектра и в результате "скрещивания" с оригинальным музыкальным спектром образует в нем новые составляющие - эдакий псевдомузыкальный фантом. Психоакустика насчет последнего говорит следующее: если наши уши слышат даже ничтожное нечто, которого в живой природе не бывает, мозги просто перестают адекватно понимать звук, потому как не находят в нашей звуковой памяти образца для сравнения. Отсюда эффект "мертвятины" и головная боль после длительного прослушивания CD на естественной музыкальной громкости.
ПроигрывательDVD-Audioкомпании Pioneer. Прототип, как явствует из надписи на карточке рядомс аппаратом.
Все попытки привести компакт-диск "в чувство" не оправдали себя. Сперва появились так называемые Audiophile CD - записи, которые до переноса на диск записывались с заведомо лучшим качеством. Попыталась исправить положение дел сама Sony, подвергая PCM 16/44,1 специальной обработке Super Bit Mapping. Затем вышла в свет HDCD (High Definition Compatible Digital). Создавшая ее компания Pacific Microsonic пыталась доказать, что на компакт-диске можно записать 20-27-битовую информацию в... 16-битовой форме, для чего в неиспользуемые служебные сектора CD достаточно вписывать директивы управления последующей цифровой обработкой специальным HDCD-фильтром в проигрывателе. Еще одну разновидность - XRCD (Extended Resolution CD) - предложила JVC. Однако это просто очередная малоэффективная попытка с максимально возможной точностью "поставить" 20-битовый звук на 16-битовые костыли. К слову, лучше всего удалось справиться с CD звукооператорам!
Заметив, что перегрузка в цифровой системе не так страшна, как до того считалось, они стали записывать звук не на рекомендованных -12 дБ, а "под ноль", "мягко" срезая пики динамических всплесков, что позволило использовать от всей души кусок динамического диапазона от -12 до 0 дБ, который отличается самыми малыми искажениями. Теперь это хорошая манера так записывать компакт-диски - пусть неправильно, не по теории, пусть с динамической "лысиной", зато на 12 дБ "живее". [3]
Структура однослойного одностороннего диска DVD.
Резон менять CD на что-то более совершенное уже назрел. На что? Вот тут и начинается самое интересное. Аудиоиндустрия пошла на принцип: утром - стулья, вечером - деньги. То есть сперва вы, разработчики, сделайте все - и студийную аппаратуру, и технологическую, и на носитель звук запишите, и проигрыватели разные дайте послушать, а мы оценим ваш труд и, может быть, примем его в качестве индустриального стандарта. Это требование грозно дополняло перечень других: наличие сложной защиты от копирования, многоканальность, совместимость, возможность записи на диск параллельно со звуком дисковых меню, текстов, клипов и прочего.
В результате вариантов оказалось аж три. Первый не оригинален. В стандарте носителя DVD заложена возможность записи звука в линейной некомпрессированной форме PCM 24/88,2 или 24/96 (в этом формате работает большинство современных профессиональных цифровых магнитофонов и студийных консолей). Идея принять для DVD-Audio именно PCM 24/96 поступила от компании Pioneer, поддерживалась поначалу Toshiba и Matsushita и даже была рекомендована британской организацией Acoustic Renaissance for Audio (ARA), представляющей интересы звукозаписывающих фирм. Производители начали серийно выпускать проигрыватели, совместимые с Super Audio Disc - такое коммерческое название получила данная разновидность DVD.
Структура диска SACD.
Однако альянсу Sony-Philips эта идея пришлась не по душе. Начав еще в начале девяностых разработку принципиально иной однобитовой цифровой технологии DSD (см. врезку) архивирования аналоговых "мастеров" с эталонным качеством, в 1996 году они предложили ее в качестве стандарта для перспективного DVD-Audio. А в прошлом, так и не дождавшись ее признания, заявили о выходе на рынок со своей технологией, дав ей название SACD (Super Audio CD). В чем они не одиноки: Yamaha и Marantz выпустили SACD-проигрыватели, некоторые звукозаписывающие авторитеты, включая Columbia Music, принялись готовить софт.
SACD, стоит признать, вызвала очень большой интерес. Помимо своих выдающихся музыкальных качеств, эта технология оказалась совместимой с CD! Дело в том, что SACD-носитель на самом деле не является DVD - он гибридный, хотя и двухслойный. В первом слое высокой плотности записывается двух- или многоканальная дорожка DSD - ее "видит" лазер DVD- или SACD-проигрывателя. Второй слой стандартной плотности представляет собой запись в обычном стандарте CD - только его и "видит" обычный лазер.
Sony-Philips понять можно. Фактически проиграв в битве за DVD (в существующем стандарте носителя большей частью приняты патенты Toshiba и ее сподвижников, зарабатывающих теперь на этом деньги), они своим SACD решили взять реванш и вернуть себе часть DVD-пирога. Но тут-то и появилась на свет третья версия аудионосителя, которая нынче и получила название DVD-Audio. Это напрочь несовместимый стандарт, в котором предполагается использовать все ту же PCM, но в самых разных вариантах: стереофоническом или многоканальном, с 16-, 20-, 24-битовым квантованием, с дискретизацией в 88,2, 96, 176,4 и 192 кГц. А самое интересное, что в нем будет применен алгоритм компрессии без потерь MLP (см. врезку), которую разработала небольшая, но весьма авторитетная в цифровой звукотехнике британская компания Meridian. Такой формат поддержало звукотехническое общество AES (у Meridian там свои люди), а также, как ни странно, и многие звукозаписывающие компании. В чем, кстати, видится сильная рука Matsushita - этакого серого кардинала в мире DVD и прямого конкурента Sony.
Конечно, и у SACD, и у DVD-Audio есть преимущества и недостатки. Оба они способны обеспечить высочайший уровень воспроизведения музыки - примерно одинаковый, по оценкам экспертов, если DSD противопоставить PCM уровня не ниже 24/176,4 (меньшая частота дискретизации не раскроет в полной мере возможности PCM, это признают даже в Meridian). Однако отличия между форматами принципиальны. DSD ставит очень высокую планку качества перед звукозаписывающими фирмами и производителями проигрывателей, зато совместим даже с "бумбоксами". Формат, называемый теперь DVD-Audio, требует перехода на парк специально оборудованных проигрывателей, однако чрезвычайно гибок в своих вариантах реализации (включая, к сожалению, и заманчивую для музыкальных издателей возможность увеличения времени воспроизведения за счет снижения качества звучания).
Сейчас все идет к тому, что приняты будут оба формата. Выходит, за нами, потребителями, и остается выбор.
|
1 (обратно к тексту) - "Мастер" - оригинальный носитель, на который записывается звук в студии или на концерте. - А.У.
2 (обратно к тексту) - Теорема Котельникова гласит, что любой непрерывный сигнал x(t) со спектром, ограниченным значением F, может быть точно представлен в виде последовательности равноотстоящих отсчетов x(TЧn), где T больше или равно 1/(2F). То есть, например, частота дискретизации 44,1 кГц позволяет оцифровывать спектр от 0 до 22,05 кГц. - А.У.
3 (обратно к тексту) - В цифровой системе за уровень "0 дБ" принят максимальный. Если до АЦП аналоговый сигнал превысит этот уровень, то на выходе ЦАП он все равно будет передан со значением 0 дБ, то есть исказится - такое явление называется перегрузкой. Раньше считалось, что такие искажения очень неприятны на слух - "верхушка" сигнала срезается плоско, с резкими краями. Потому и вводился "рекомендованный уровень": -12 дБ (соответствующий нулю в традиционной аналоговой технике). Диапазон от -12 до 0 дБ оставлялся для передачи музыкальных "пиков", что не рационально. Если при оцифровке музыкального сигнала завысить его средневзвешенный уровень на 12 дБ, а "вылетающие" за 0 дБ пики подвергнуть обработке, которая сделает резкие границы среза плавными, то субъективно от перегрузки системы, качество сигнала изменится не сильно (просто возникнет легкая подкраска звучания), зато существенно, на эти самые 12 дБ, снизятся искажения в самом информативном музыкальном диапазоне, что по уровню залегает существенно ниже максимального и среднего. - Прим. автора.
