sacd диски что это такое

Сетевая музыка, часть 3. Издания высокого качества, статья. Онлайн-журнал «AVREPORT.RU»

Сохранить и прочитать потом —

В 2012 году цифровая музыка отмечает свое тридцатилетие и за этот немалый срок она успела весьма заметно эволюционировать. Сегодня существует целый ряд форматов цифрового звука, превосходящих по качеству компакт-диск, причем доступны они как на физических носителях, так и в сети интернет. Что же сейчас слушают продвинутые любители качественного звука? Давайте разбираться.

Возможности и качество формата CD-DA изначально были ограничены емкостью компакт-диска как носителя. По легенде, стандартная емкость компакт-диска 74 минуты была выбрана для того, чтобы была возможность записывать длинные классические произведения без разбивки на два диска. А если быть совсем точным, то эта цифра появилась благодаря 9 симфонии Бетховена – она длится именно 74 минуты. Еще одним заданным параметром была частота дискретизации 44.1 кГц. Эта цифра определяет верхнюю границу воспроизводимого частотного диапазона. Для CD, который должен был воспроизводить частоты вплоть до 20 кГц, это был минимально возможный уровень несущей частоты. В результате, единственным полем для маневра стала разрядность, уровень которой составил 16 бит. Применительно к звукозаписи, величина разрядности определяет ее динамический диапазон и разрешение.

Интерфейс программы EAC

Компакт-диск невозможно скопировать в память компьютера обычным способом, так как мы обычно копируем файлы. Для сохранения CD-DA понадобится специальная программа, так называемый CD-риппер (от англ. ripping, отрывать), программа, позволяющая преобразовывать данные, записанные на аудио-диске, в формат PCM (файл WAV). Правильно организованный процесс «рипования» CD-DA позволяет получить на жестком диске полностью идентичную цифровую копию. Звуковые компакт-диски обычно сохраняют на компьютере в виде одного большого аудиофайла FLAC (можно также WAV, WV или APE) с индексной картой CUE или в виде отдельных треков.

HDCD релизы

В роли лучшего цифрового аудиоформата компакт диск продержался не так уж долго — чуть больше десяти лет. В середине девяностых появился первый формат, позволяющий получить более высокое качество звучания. HDCD, представлял собой улучшенную версию CD-DA. Его отличие состояло в особом алгоритме записи, позволявшем сохранить в стандартном формате компакт-диска дополнительные данные о глубине дискретизации. При наличии декодера HDCD, выходной сигнал получал разрядность не 16, а 20 бит, что давало не стандартные 96, а целых 120 дБ динамического диапазона и весьма заметное на слух увеличение разрешения записи. При этом устройства без декодера HDCD воспроизводили такие диски, как обыкновенные CD-DA. Любопытно, что при сохранении такого диска на ПК тем же способом, каким «рипуются» обычные CD-DA и даже при использовании сжатия без потерь или перезаписи данных обратно на болванку в режиме CD-DA, свойства HDCD сохраняются.

Диски DVD-A и SACD как правило упаковывались в так называемый Super Jewel Box

Следующий скачок в плане качества звучания произошел в начале нового тысячелетия. На суд аудиофильской общественности было представлено сразу два HD аудиоформата, появившихся практически одновременно. DVD-Audio, ставший результатом дальнейшего развития традиционного способа записи и продвигаемый компаниями Panasonic и Toshiba. В стереорежиме он способен обеспечить характеристики записи 24бит/192кГц, а в многоканальном – 24бит/96кГц.

Конкуренцию ему составил формат SACD, который, кстати, куда меньше напоминал обычный компакт-диск, хоть и был назван «супер компакт-диском». Super Audio CD, разработанный компанией Sony, был основан на принципиально новом алгоритме кодирования DSD. Данный способ оцифровки предполагал однобитную выборку при сверхвысокой частоте 2,8224 МГц. Принципы кодирования и декодирования DSD потока гораздо проще, чем в высокоразрядных форматах и по своей сути ближе к принципам работы аналоговой техники. При этом, формат SACD сохраняет все преимущества передового цифрового формата и имеет выходные характеристики сравнимые с DVD-Audio как по качеству звучания, так и по количеству каналов.

Первый прототип SACD-проигрывателя Philips

И DVD-Audio, и SACD разрабатывались с высоким уровнем защиты от копирования, однако пытливые умы уже победили и тот, и другой формат, так что при желании, содержимое дисков обоих типов можно сохранить на ПК в виде образов ISO (без изменения структуры и кодека оригинала) или в виде треков формата FLAC в качестве 24бит/96кГц или 24бит/192кГц. Почти одновременно с форматами DVD-Audio и SACD, на свет появился еще один оригинальный формат издания музыки в высоком качестве: DAD 24/96. Аббревиатура DAD расшифровывалась как Digital Audio Disk (Цифровой Аудио Диск), но по сути это был DVD-Video со статичной картинкой и высококачественным звуком, который можно было воспроизводить на любом стандартном DVD-проигрывателе или ПК.

Музыкальные издания на Blu-ray

Очевидно, что при таком подходе вполне применимым для записи музыки в высоком качестве является и носитель Blu-ray, с его форматами HD звука, записываемого в высоком качестве без сжатия. Однако на данный момент изданий такого типа немного, а специальная версия формата BD-Audio имеет все шансы не увидеть свет, поскольку продажа высококачественного аудиоматериала уже весьма активно ведется в сети интернет. Все те, кто не желает самостоятельно конвертировать DVD-Audio, DAD и SACD диски в формат FLAC, могут совершенно официально купить уже конвертированные альбомы в качестве 24бит/96кГц или 24бит/192кГц на сайте HDtracks.com. Красивые буклеты в формате PDF прилагаются.

www.hdtracks.com

Завершая обзор возможных источников музыки высокого качества, стоит вспомнить про такое своеобразное явление как «винил-рипы». Это оцифровки виниловых дисков, выполняемые, как правило, в высоком разрешении. Качество таких записей всецело зависит от технической оснащенности и добросовестности ее создателей, но результат оказывается порой весьма интересным для ознакомления. А если учитывать тот факт, что часть виниловых релизов либо никогда не переиздавалась в цифре, либо переиздавалась в другом мастеринге, то качественные винил-рипы таких изданий приобретают буквально культурную и историческую ценность.

Источник

Hi-Fi и High-End техника или энциклопедия звука и видео

ЗВУКОМАНИЯ

Hi-Fi и High-End техника или энциклопедия звука и видео

Как слушать SACD диски. DSD формат

Как слушать SACD диски. DSD формат

Super Audio Compact Disc —также как и Audio CD — это итог сотрудничества компаний-гигантов Sony и Philips.

Разрабатывать стандарт закончили в 1999 году.

SACD этот оптический диск с очень высокой (если же сравнивать просто CD диск) плотностью данных, как по физическим габаритам, так и и объемности данных соответствует диску DVD.

Как слушать SACD диски. DSD формат

Также у SACD и DVD совпадение длины волны самого считывающего лазера — 650 нм, против CDDA 780 (собственно увеличение частоты разрешило повысить плотность питов и, как результат, сам объем носителя).

Одной из интересных особенностей SACD является применение золота в качестве отражающего слоя (у CDDA алюминий). Это усиливает отражающую способность, а также долговечность таких дисков, но также влияет на их высокую стоимость.

Особенный интерес это содержимое диска — данные в особом формате называется Direct Stream Digital.

Проще говоря, DSD — это однобитный поток с частотой дискретизации достигающей 2822.4 кГц. По существу это тот самый поток, какой выходит на выходе АЦП сигма-дельта.

Особенностью АЦП сигма-дельта будет являться кодирование не полного значения уровня сигнала в конкретный момент времени, а его приращивания.

На выходе данного АЦП мы получим единицы и нули, с очень высокой частотой.

Коротко — это способ квантования дает получить широкий динамический диапазон (примерно около 120 дБ) и весьма низкий уровень шумов в чувствуемом диапазоне частот — за счет формовки шума.

Также, многократное превышению частоты Найквиста, поможет избежать фазовых задержек в верхней граничной частоты и даже уменьшить влияние самого джиттера.

SACD поддерживает каналы стерео и 5.1, причем на таком диске как SACD есть 2 дорожки — многоканальная и стерео.

Защита SACD от всевозможного копирования. Аудио в формате DSD

Все SACD диски обладают специальной защитой (на физическом уровне), которая позволяет считывать SACD слой только лицензированным производителем устройствам, которые оснащены специальным ключом. Тем не менее, в интернете можно найти раздачи SACD рипов. Снятие рипов выполняется с помощью PlayStation 3 и специальной программы SACD Ripper для ПК. Рип представляет собой так называемый образ SACD-R (как правило, в формате ISO). Этот образ можно записать (тем же ImgBurn, например) на DVD диск и далее слушать на стационарном SACD проигрывателе.

Таким образом, мы видим, что технология SACD не включает в себя ничего принципиально нового — по сути это поток данных с АЦП, записанный на носитель вроде DVD. Весомое различие между SACD и DVD диском (кроме защиты от копирования) заключается лишь в размере сектора — 2064 вместо 2048 байт. Похоже, что этот трюк был придуман в коммерческих целях, и во многом именно поэтому ни один оптический привод для ПК не читает SACD диски.

Также надо упомянуть о специальных форматах-контейнерах DSDIFF (DSD Interchange File Format) и DSF (DSD Storage Facility). Файловый формат DSDIFF был разработан в 2000 году и предназначен для записи, редактирования и мастеринга аудио непосредственно в DSD представлении. Формат DSF является частью разработанной Sony спецификации DSD Disc Format и используется для создания DSD-дисков. DSD-диск представляет собой DVD или Blue-ray носитель с файлами формата DSF. Данный формат является открытым, однако не обладает поддержкой многоканальности.

Как же воспроизвести и прослушать SACD?

Конечно, наиболее качественное воспроизведение такого DSD аудио достигается при применении оборудования, которое позволяет передать однобитный DSD поток прямо на ЦАП (хороши в этой части аппаратные SACD плееры). Что же касается компьютера — большинство современных аудиокарт не имеют поддержки передачи DSD на сам.

Обычно подобную поддержку DSD input имеют лишь дорогие внешние ЦАП. Значит, на компьютере мы вынуждены будем применять преобразование в PCM.

Но образы в SACD, или же DSD вы можете также прослушать.

Для воспроизведения такого образа (в формате ISO) нам потребуется плеер foobar2000 с плагином SACD Decoder.

Есть и настройка для предпочтения звуковой дорожки — стерео или многоканал. Выбирайте None, чтобы загружались все дорожки.

Удачи в прослушивании высокого качества звука!

Источник

SACD vs. DVD-Audio: практическое исследование форматов высокого разрешения

Невозможно пересчитать количество копий, сломанных в битвах между форматами SACD и DVD-Audio. Также нельзя перечислить количество мнений о качестве данных форматов по сравнению с CD-DA (компакт-диск) и LP (винил).

Статистика пока что не очень благоприятна для новых форматов высокого разрешения. По данным RIAA (Recording Industry Association of America) в 2003 году продано 0,4 млн. копий DVD-Audio, 1,3 млн. SACD, 1,5 млн. LP и 745,9 млн. CD. Продажи CD достигли пика в 2000 году и в настоящее время испытывают сильный спад. Возможно, интерес к CD ослабел благодаря феноменальному устойчивому росту формата DVD-Video — 369,6 млн., включая музыкальные DVD в 2003 году.

Даже в наши дни часто случаются курьезы: в 2004 году продавцы в специализированном магазине электроники спрашивают, а имеется ли у клиента в наличии специальный плеер для проигрывания только что купленного SACD диска (это при том, что на обложке диска написано Hybrid, то есть диск содержит и стандартную запись в формате CD-DA).

Каждому понятно, что возможностей для передачи качественного сигнала у форматов высокого разрешения больше. Вопрос лишь в том — насколько больше возможностей и где взять этот качественный сигнал? Всегда ли он присутствует на дисках с красивыми лейблами SACD или DVD-A? Немало споров о качестве форматов лежит именно в этой плоскости.

Рождение форматов

Современные DVD-A Advanced Resolution имеют мультиканальную дорожку 24 бит 96 кГц и/или стерео 24 бит 192 кГц/96kГц, причем, что важно, обычно они сделаны с использованием 24 бит 96 кГц /192 кГц мастер-лент, обработка ведется на современном оборудовании с повышенным разрешением (с поддержкой 64 бит 384 кГц), что ощутимо повлияло на конечное качество.

Так какой формат более качественный?

Формат CD-DA (PCM 16 бит 44100 Гц стерео) уже устарел, его ограничения не позволяют достичь уровня сегодняшних запросов аудиофилов и меломанов. Безусловно, нельзя сбрасывать со счетов невероятно большой рынок CD-DA, к которому SACD и DVD-A не могут даже приблизиться. Но совсем недавно то же самое было в сравнении рынка видео кассет и DVD-Video дисков. Массовость формата CD-DA, удобство его использования не позволяют предположить, что для него в скором времени возможен вариант будущего формата VHS. Но, тем не менее, его существенные ограничения, такие как частый клиппинг (ограничение сигнала) из-за желания звукорежиссера добиться максимального динамического диапазона и ограниченность спектра (немного позже будет сказано к чему это приводит), а также появление интерфейсов, поддерживающих форматы высокого разрешения в неизменном цифровом виде для передачи между устройствами (i-link, HDMI, Denon-link, M-link и так далее), позволяют предположить в скором будущем переход CD-DA в массовую область, туда, где прекрасно себя чувствует mp3, освобождая место в среде аудиофилов для форматов DVD-A, SACD и продвигаемого Microsoft формата HD-DVD (WMV9 Pro, поддерживающего многоканальное аудио 24 бит 96 кГц WMA9 Pro). Вопрос о сравнении мультиканального звука и стерео, об их преимуществах и недостатках — тема для отдельного разговора.

При корректном воспроизведении CD (как, например, сделано в устройствах некоторых High-End производителей) и некорректном — SACD и/или DVD-A, звучание первых может быть признано более качественным даже при двойном слепом тестировании (ABX — исключает placebo эффект, или влияние самовнушения слушателя на конечный результат). Это, опять-таки, служит источником для споров о качестве форматов высокого разрешения. Двойное слепое тестирование не идеально, однако, позволяет добиться достаточно четких условий для получения статистически достоверных результатов. Настоятельно рекомендуется использовать бесплатную программу PC ABX или опять-таки бесплатного ABX plugin к широко известной программе Foobar 2000, чтобы реально убедиться — а действительно ли мы слышим разницу (а не просто убедили себя в том, что она есть), и только потом искать причину. Попробуйте записать пару фрагментов с CD (лучше сграбить треки) и с аналогичного DVD-A и, используя ABX, вы практически наверняка угадаете разницу (подробные данные).

Интересное практическое исследование качества DSD SACD и PCM DVD-A провёл Craig Anderson. Несмотря на то, что он пришел к выводу о преимуществе PCM 24/192 по точности представления сигнала, на осциллограмме меандра 10 кГц можно видеть идентичность результатов для форматов PCM и DSD. Размытие формы сигнала DSD объясняется наличием ультразвуковых шумов, осреднение картинки по времени произошло благодаря латентности пикселей экрана осциллографа.

Трудности обработки

Нужно учесть, что формат DSD более сложен для обработок в отношении управления басом (bass management) и регулировки задержки по фазе для выравнивания звучания в точке расположения слушателя, а также для акустической калибровки системы акустика-помещение для прослушивания. Все ждали DSP процессора для DSD стрима в бытовой технике, SONY анонсировала некоторые новые чипы (CXD9776Q и CXD9722Q), использующие алгоритмы DSD процессинга в своей брошюре ES Series Receivers Technical Background в отношении STR-DA9000ES, но… в итоге согласно сервис мануалу все эти регулировки проводятся в PCM (в 9000 модели). Как известно, данная топовая модель не имеет калибровки акустической реакции помещения, хотя вполне могла бы, учитывая обработку в PCM и наличие подобных функций у ближайших конкурентов Pioneer, Yamaha и Denon (подобная регулировка присутствует в 3805 модели, и уже известна новая топовая модель 5805 с подобной регулировкой).

Таким образом, на данный момент формат DSD с точки зрения наличия необходимых современных решений для производителей аппаратуры менее интересен, и даже сама Сони пока не готова представить рынку полный комплекс обработки DSD сигнала в своей оригинальной форме на уровне потребительских товаров непрофессионального назначения.

Аналог vs. Цифра

Винил в качестве источника информации на этапе внедрения CD-DA был сознательно дискредитирован, как качественный источник информации, произошло массовое промывание мозгов за счет маркетинговых средств компаний, заинтересованных в продвижении формата CD-DA. Даже сегодня при правильном воспроизведении формат LP (винил) не просто готов конкурировать с точки зрения качества звука с CD-DA, а, по мнению многих, зачастую превосходит цифру. В чем же причина?

Некоторые измерения, проделанные энтузиастами-аудиофилами, позволяют предположить, что причина в более широком спектре и, несмотря на бытующее мнение об ограничении в 60 дБ, все-таки достаточном динамическом диапазоне. Взгляните на измерения Chris Johnson (гуру Sonic Frontiers) в отношении динамического диапазона на LP. Есть также измерения ограничения спектра на LP, сделанные австралийским аудиофилом и автором обзоров оборудования Chris Tham. Как видим, по динамическому диапазону винил близок к CD-DA, а по полосе частот значительно превосходит последний. Рекомендуется прочесть всю статью Spectral and Dynamics Comparisons of LPs vs digital formats.

Еще один важный момент — нельзя забывать, что аналоговые оригиналы для последующей записи на LP обрабатывались, как правило, на аналоговом оборудовании, практически достигшем пика своего развития. Цифровое оборудование для CD-DA было очень несовершенным — низкое разрешение DSP для обработки (часто только 24 бита для 16-битного сигнала CD-DA, что давало округление выходного 32-битного числа при операциях умножения, и, как следствие, цифровые артефакты в выходном сигнале), низкие частоты сэмплирования, отсутствие диттеринга и noise-shaping, лишь позднее добавленных в арсенал CD-DA, высокий уровень джиттера в цифровых аудио-магнитофонах. На некоторых аудиофильских студиях было даже принято решение вернуться к аналоговым системам мастеринга.

Все проблемы подобного типа остались записанными на CD, потому их качество от экземпляра к экземпляру так отличается, хотя вроде бы «цифра есть цифра». Впрочем, такие же или близкие по сути недостатки связаны и с ранними DVD-A и SACD, как известно.

Зачем нам частоты выше 20 кГц?

Мы подошли к важному этапу. На разных форумах в спорах о форматах и их качестве, задавался один и тот же вопрос: если человек не способен слышать частоты выше 20-21 кГц то, имея частоту дискретизации 44.1 кГц для CD-DA в соответствие с теорией проблем быть не должно. Зачем нам нужны 50 кГц, 70 кГц и даже 96 кГц, если мы все равно их не услышим? И второе. Если наши колонки по паспорту имеют полосу пропускания 20 Гц — 20 кГц на уровне –3 дБ, то зачем нам DVD-A или SACD? Динамики колонок не смогут воспроизвести необходимый спектр, и, мало того, интермодуляционные составляющие ультразвуковых частот могут попасть в звуковую область и исказить исходный сигнал. Не лучше ли просто не иметь этих ультразвуковых составляющих?

Взглянем на теорию более пристально. Теорема Котельникова-Шеннона о минимально-допустимой частоте дискретизации говорит о необходимости двухкратного превосходства частоты дискретизации над граничной частотой беконечной непрерывной периодической функции для корректного восстановления аналогового сигнала по полученным в результате математического разложения в ряд Фурье дискретным отсчётам. Важно понимать, что теорема не означает, что при оцифровке произвольного сигнала бесконечного спектра и конечной продолжительности можно точно восстановить тот сигнал спектра, который лежит ниже половины частоты дискретизации. В реальности неизбежно возникнут проблемы: алиазинг — проникновение в полезный сигнал паразитных компонентов выше частоты дискретизации, либо искажения от применения аналоговых фильтров при фильтрации полезного сигнала фильтрами высоких порядков.

Вот что говорит об ультразвуковых компонентах спектра уважаемый член сообщества аудиофилов, талантливый инженер Нельсон Пасс:

«Хотя возможности человеческого слуха крайне низки на частотах выше 20 килогерц, спад ультразвукового спектра создает фазовые и амплитудные эффекты в слышимом диапазоне, например, простой спад (6 децибел на октаву) на частоте 30 килогерц дает фазовый лаг порядка 9% и спад амплитуды сигнала на 0.5 дБ на частоте 10 кГц. Эффекты могут быть не такими значительными, но их заметность на слух нежелательна в оборудовании, качество работы которого оценивается по нейтральности звучания» (оригинал). Таким образом, зная о чувствительности нашего уха к фазовым искажениям, можно предположить значительное снижение уровня таких искажений в системах с более широким спектром воспроизводимого сигнала (в том числе и при качественном воспроизведении LP).

Второй момент — если, пытаясь записать спектр таких инструментов как труба (trumpet), в оригинальном сигнале ограничить анти-алиазинг фильтром для спектра CD сигнала в сравнении с таким же фильтром для DVD-A 24 бит 96 кГц сигнала, то разница в фазовых искажениях оригинала по сравнению с записью будет существенной еще до подачи его на колонки. Колонки (правильно спроектированные) имеют достаточно пологую характеристику спада сигнала на ВЧ, зависящую, в основном, от конструкции твитера, а потому вносят менее существенные фазовые искажения, чем фильтр с резким спадом АЧХ, каковым, в частности, является формат CD-DA для сигналов с широкополосным спектром.

Всё это ставит под сомнение обоснованность выбора частоты дискретизации 44.1 кГц для точной передачи сигнала в полосе 20 кГц. В то же время повышение частоты дискретизации до 96 или 192 кГц и сохранение бОльшей полосы спектра для последующей плавной аналоговой фильтрации является примером хорошего инженерного решения и, к счастью, не являются хоть сколько-нибудь сложной задачей, так как современные преобразователи в большинстве случаев работают в режиме оверсемплинга. Кстати, в том числе эта идея очень активно использовалась компанией SONY при раскрутке формата SACD.

Попытки анализа спектра DVD-A и SACD

А что же говорит наука о разнице в звучании DVD-A и SACD по сравнению с CD-DA и причинах наличия или отсутствия такой разницы? Обратимся к презентации доктора Гриесингера, наряду с Jim Fosgate одного из главных «моторов» в теории многоканального звука, человека, подарившего миру Лексиконовскую систему Logic7.

Уважаемый профессор провел серьезные исследования и обнаружил, что зачастую на дисках DVD-A и SACD не присутствуют те самые широко разрекламированные ультразвуковые образы. Он предположил, что мы слышим разницу за счет интермодуляционных составляющих в ВЧ динамиках, попадающих в звуковую область. Профессор ссылается на работу Karou and Shogo «Detection of Threshold for tones above 22kHz». Да, действительно, мы не слышим ультразвуки выше 20кГц. Но вышеупомянутая работа была проведена в отношении сигналов с четными гармониками, и произведенными за счет нелинейности передачи в устройстве слышимыми нечетными гармониками. При ликвидации нелинейности и, соответственно, нечетных гармоник (а в реальности нечетные гармоники говорили лишь о появлении продуктов интермодуляции за счет данной нелинейности в звуковой области) ультразвуковые образы переставали быть слышными (то есть пропадали не только нечетные гармоники, но и интермодуляционные составляющие). Так и должно было быть, поскольку мы не слышим ультразвуковые сигналы синусоидальной формы.

Профессор в презентации описывает свои мучения с аудиокартой для экспериментов, которая в итоге все равно оказалась не совсем пригодной, если взглянуть на уровень шумов в измерениях. Жаль, с хорошей специализированой картой результат по-видимому, был бы иным, позволив сделать и другие предположения.

Сигналы уровнем –3 дБ и частотой 20 кГц и 25 кГц были поданы на колонки. Не ожидать на таких уровнях интермодуляции и в некоторых случаях клиппинга — это просто чудо, нужно устройство профессионального уровня (даже моя старая Audigy на уровнях –6 дБ и таких частотах дает клиппинг). Обратите внимание на видимый на спектрограммах шумовой порог (noise floor) в ВЧ-области. У связки плеер+аудиокарта профессора он достигает на спектре –90 дБ! Итог: вывод о слышимых продуктах интермодуляционных искажений от усилителя (не от колонок).

Повторяем измерения

Автором данной статьи были проведены качественные измерения профессиональной звуковой картой высшей категории Lynx L22 (двухканальный вариант звуковой карты Lynx Two) как нельзя лучше подходящей для таких измерений (назначение «measurement» в частности указано в паспорте карты). Полученые результаты несколько отличаются от представленных в презентации доктора Гриесингера. Можно сделать некоторые предположения, в чем же причина отличий.

Спектрограмма фрагмента DVD-A Steely Dan «two Against Nature»,
голубым цветом — многоканальный режим, желтым — стерео

Статистика DVD-A Steely Dan «two Against Nature»,
слева — многоканальный режим, справа — стерео

Спектрограмма и спектрограмма фрагмента SACD Diana Krall,
На спектрограмме: синим — многоканальный режим, желтым — стерео
На сонограмме: справа — многоканальный режим, слева — стерео

Косвенным подтверждением данного утверждения являются измерения, проделанные в лаборатории журнала Stereophile и выявившие относительное сходство CD сигнала на гибридной дорожке и SACD стерео сигнала для известного мультиканального SACD «The Dark Side of The Moon». Видно, что они фактически идентичны, а вот мультиканальная дорожка уже ощутимо отличается от стерео (две картинки, иллюстрирующие сказанное):

Спектрограмма фрагмента SACD «Dark Side of the Moon»:
красным — многоканальный режим, желтым — стерео
справа — многоканальный режим, слева — стерео

На сонограмме: справа — многоканальный режим, слева — стерео
На спектрограмме: красным — многоканальный режим, желтым — стерео

Замеры были сделаны настолько возможно точно — сэмплы по соответственным пикам сигналов и уровням согласованы (то есть, усилен один из сигналов в Adobe Audition, с обработкой его с разрешением 32 bit floating point 96kHz) и затем сделано сравнение.

Аналогичная ситуация для другого мультиканального SACD James Taylor «Hourglass» 1997, песня «Line ‘Em Up» и для всех других. На картинке видно, насколько разные сигналы на дорожках — начало того же самого фрагмента в канале соответствующего уровня:

Поскольку трудно даже предположить, что THX-обработка добавляет какие-либо несуществующие ультразвуковые сигналы к реальным мультиканальным дорожкам, судя по всему, они все-таки присутствуют на дисках, протестированных дважды. Мы подходим к важному утверждению — проблема не в форматах, а в правильном их воспроизведении! Этот момент доказывают проведенные измерения.

Большое спасибо профессору Гриесингеру за его труд, без которого не было бы и данной статьи. На его сайте можно прочитать очень много полезного о теории мультиканального звука.

Зависимость качества от способа воспроизведения

И действительно, до сих пор бытовало мнение, усиленно поддерживаемое маркетинговыми людьми из лагеря SACD, что сигналы DSD наиболее корректно воспроизводятся через простой аналоговый фильтр (это позволяет избавиться от «ненужных» дополнительных преобразований из цифры в аналог), или с использованием дельта-сигма цифро-аналоговых преобразователей. Результат подобного качества воспроизведения, с использованием аналоговых фильтров в относительно высококачественных ЦАП PCM1738, виден на картинке:

Высокочастотные шумы дают интермодуляционные помехи в звуковом диапазоне, плюс фазовые искажения за счет резкого среза спектра на 22 кГц позволяют при двойном слепом тестировании угадать разницу 19/19, то есть со 100% вероятностью. Заметим, что сигналы были совмещены по уровню и на частотах до 18 кГц визуально практически идентичны (на картинке показан тот же самый сэмпл).

Таким образом, мы все-таки слышим ультразвуковые образы, и уровень шумов, который принято считать неслышимым для SACD-сигналов, играет свою роль, поскольку данные шумы высокого уровня, давая продукты от интермодуляции составляющих в звуковой диапазон (того же случайного порядка, как и сами шумы), могут влиять на прозрачность звучания и на восприятие сигналов отражения низкого уровня.

Как правильно воспроизводить SACD?

Как же правильно воспроизводить SACD? Можно согласиться с Дмитрием Андронниковым, высказавшим гипотезу о преобразовании DSD-сигнала в PCM и дальнейшем воспроизведении такого сигнала через мультибитные ЦАП. Именно такой подход реализован в ресивере AX10 (49TX) и в дальнейшем используется во всех топовых ресиверах Pioneer. В чем же дело, почему при, казалось бы, лишних «дополнительных преобразованиях» мы получаем лучшее качество? В снижении искажений (как ни парадоксально это звучит) за счет таких дополнительных преобразований. Реально суть в DSD->PCM конверторах (обычно для этой цели применяют SM5816 или в новых устройствах SM5819A), которые фактически представляют собой качественные цифровые фильтры и, работая на частотах 2Fs и 4Fs в известных нам устройствах, фильтруют все ВЧ-шумы SACD на уровне –130 дБ, не позволяя данным шумам создавать продукты интермодуляции в звуковом диапазоне а также «перегружать» ВЧ составляющими операционный усилитель в I/V цифро-аналогового преобразователя. Применяя до ЦАП цифровой фильтр, работающий в режиме оверсэмплинга, мы фильтруем остатки ВЧ помех от DSD потока, добиваясь для воспроизводимых SACD сигналов такого же качества, как и для DVD-A высокого разрешения. В качестве ЦАП в топовых Пионерах применяют мультибитные PCM1704, в топовом ресивере Yamaha Z9 новый мультибитный дельта-сигма ЦАП PCM1792, позволяющий сравнить режимы воспроизведения через DSD->PCM преобразование или через аналоговый фильтр, как это было сделано для PCM1738, но результат после проделанных измерений уже предсказуем.

Подтверждением гипотезы Дмитрия является тот факт, что в новом цифровом топ-ресивере Сони STR-DA9000ES вся обработка сигнала идет в формате PCM, цепи DSD после преобразования DSD->PCM просто не используются и соответствующие ножки микросхем запаяны на землю (преобразованием DSD в PCM занимается конвертор SM5819A, перемаркированный Сони в CXD9742).

Обратите внимание на разницу в уровнях шумов и спектрах при воспроизведении мультиканальных дорожек с тех же самых дисков и со стерео дорожек. Видно, что обычно стерео дорожки сделаны со стерео источников, зачастую с ограничением полосы пропускания на уровне 22 кГц и ощутимо более высоким уровнем шумов. Мультиканальные дорожки, обычно полностью ремастеренные или записанные заново с 24 бит 96 кГц оригинальных мастер лент, отличаются совершенно другим уровнем качества сигнала. В свое время для многих было открытием существенная разница в качестве воспроизведения SACD multi-channel Dark Side of The Moon с использованием мультиканальных и стерео дорожек (SACD в обоих случаях), но после проведения измерений мы уже знаем, в чем дело.

Таким образом, использование мультиканальных систем и конфигурации колонок по типу трифоника становится значительно более интересным мероприятием, чем считалось раньше, но об этом в другой раз.

Прослушивание

Сравнительное прослушивание широкого спектра записей DVD-A и SACD на комплексе оборудования достаточно высокого класса* не позволяют отдать предпочтение какому-либо из форматов, разница значительно зависит от качества мастеринга, и, фактически, не зависит от формата как такового. С учётом проведённого выше анализа и имеющегося у DVD-A теоретического запаса по динамическому диапазону, можно сделать предположение, что формат DVD-A еще не реализовал все свои возможности в современном оборудовании, в то время как SACD уже близок к максимуму своих способностей. И, тем не менее, на сегодняшний день эти возможности позволяют получить качество звука, вполне достаточное для удовлетвория запросов аудиофилов при корректном подходе.

* Передача сигналов DVD-A и SACD по i-Link в полном разрешении, дальнейшее подавление джиттера с использованием PQLS и далее (DSD сигнал преобразуется в PCM в SM5816 конверторах) через High-End цифровые фильтры DF1706 в режиме оверсэмплинга x8 (или х4 для 192 кГц сигнала) на мультибитные ЦАП PCM1704 с использованием высококачественных операционных усилителей OPA627 в преобразователе ток-напряжение и затем через усилитель мощности Pioneer AX10i (49TXi) на колонки M&K 150THX с сабвуфером M&K MX-350MkII.

Перспективы форматов

Итоги мы уже подвели, осталось сказать несколько слов о новых системах мастеринга, позволяющих добиться значительно более высокого качества как для SACD (DSD) так и для DVD-A. После выпуска системы SADiE, основанной на идее E-chip, весь мастеринг DSD стрима возможен без перевода в PCM, таким образом, исчезла проблема снижения качества дисков. Мы имеем крайне скудную информацию о данном чипе, но тем не менее общие принципы уже ясны. Для DVD-A авторинга используется, как правило, DiskWelder Chrome, поддерживающий максимальное разрешение 24 бит 192 кГц и MLP-компрессию при наличии соответствующей программы (пока известна Surcode MLP), начальные музыкальные файлы могут быть подготовлены в любом профессиональном мультиканальном звуковом редакторе, таком, как Pro Tools, Steinberg Nuendo и других.

С выходом относительно доступных DiskWelder Bronze и Steinberg Wavelab 5.0 формат DVD-A становится доступен значительно большему количеству пользователей, а, учитывая новые разработки в DSD (Sonic Studio DSD1.1), работающие пока только на Macintosh платформе, скоро и SACD будет более или менее доступным форматом.

Источник