Загальні відомості про цифрове аудіо — посібник від А до Я
Не завжди розумієте терміни, що використовуються для опису аудіообладнання? Ми створили короткий посібник, який допоможе вам краще зрозуміти, про що йдеться.
Загальні відомості: принцип записування цифрового аудіо
Оскільки в реальному світі звук постійно змінюється, цифрове записування — це завжди наближення повного діапазону звуку в світі. Проте досягнення в галузі технологій записування постійно розширює спектр і точність того, що можна записати з цифровою обробкою.
Коли цифрове записування здійснюється з джерела аналогового сигналу, наприклад, під час концерту чи у звукозаписувальній студії, звук відбирається з регулярними інтервалами. Амплітуда звуку записується як число, чим створюється цифровий запис джерела аналогового сигналу у вигляді серії дискретних чисел.
Об’єм початкового аналогового звуку, що записується під час оцифровування, залежить головним чином від швидкості дискретизації та бітової глибини (кількість зразків, записаних за секунду, та обсяг інформації, який містить кожний зразок).
Збереження та зберігання цифрового аудіо
Одразу після виконання цифрового запису його можна зберігати в низці різних форматів. Кожний формат передбачає різний спосіб збалансування якості звуку та розміру цифрового файлу, що створюється: традиційно записи з надзвичайно високою якістю є непрактичними для малих музичних програвачів.
Проте через легшу доступність цифрового сховища з портативних пристроїв, місткість якого вимірюється багатьма гігабайтами, високоякісний цифровий звук стає практичною реальністю для мільйонів людей.
Посібник від А до Я функцій аудіо
5.1-канальний формат
Якщо коротко описати звук у 5.1-канальному форматі, то — це спосіб забезпечення об’ємного звуку, який створює ефект присутності в кінотеатрі. П’ять гучномовців, а також сабвуфер розміщуються навколо слухача, при цьому кожний гучномовець отримує різний канал за такою схемою:
- два передніх канали;
- один передній центральний канал;
- два "об’ємних" канали;
- один канал низькочастотних ефектів (LFE).
Сабвуфер, який отримує канал LFE, можна поставити в будь-якій точці приміщення. Це дає змогу зекономити місце, на відміну від системи об’ємного звуку без сабвуфера: оскільки всі низькі частоти надсилаються на сабвуфер, інші гучномовці можуть бути меншими, так як їм не потрібно створювати низькі частоти. Див. також розділ, присвячений 7.1-канальному формату
7.1-канальний формат
У системі об’ємного звуку 7.1-канального формату використовуються 7 гучномовців із сабвуфером. Така система є подібною до системи з 5.1-канальним форматом, але в ній наявні два додаткових задніх канали об’ємного звуку.
Аналоговий
Під час аналогового записування зберігається оригінальний звук. При цьому зміни вносяться на фізичний носій, зокрема, магнітну плівку чи вінілову платівку. Саме в цьому і полягає відмінність від цифрового записування.
Бітова глибина
Бітова глибина цифрового запису вказує на кількість цифр, яка використовується для збереження кожного зразка аналогового сигналу. Стандартна бітова глибина для компакт-диска — 16 цифр зі швидкістю дискретизації 44,1 кГц. Це означає, що за секунду відбираються 44 100 зразків, і в кожному зразку зберігається 16 бітів інформації. Загалом, більша бітова глибина означає вищу якість звуку, але й більший розмір файлу
Формат Hi-Res Audio має бітову глибину щонайменше 24 біта зі швидкістю дискретизації 96 кГц або вище.
Кодек
Коли звук є цифровим, він проходить через кодувальник або декодер, який скорочено називають кодеком. Це елемент програмного чи апаратного забезпечення, що приймає аналоговий звуковий сигнал і кодує його в цифровий формат, який можна зберегти в цифровому вигляді. Під час відтворення аудіо кодек розкодовує цифровий файл для створення звуку.
Кожний аудіокодек використовує різний метод для кодування аналогового сигналу. Таким чином, різні кодеки мають свої переваги та недоліки, коли справа доходить до збереження та відтворення звуку.
Стиснення
Під час записування цифрового аудіо файли можуть досягати дуже великих розмірів. Це обмежує практичне використання технології, наприклад кількість композицій, які можуть уміститися на цифровому музичному програвачу. Із цієї причини для більшості форматів аудіофайлів використовується певна форма стиснення, під час якого вилучається певна інформація про звук для зменшення розміру збереженого файлу.
Спосіб стиснення та розпаковування звуку під час відтворення впливає на його остаточне звучання. Формати файлів, коли втрачається інформація, називаються форматами з втратами. Формати файлів, у яких зберігається вся інформація про звук, або які дають змогу відновити її під час відтворення, називаються форматами без втрат.
Цифровий
На відміну від аналогового, під час цифрового записування звук змінюється на рядок чисел, які можна зберегти в електронному вигляді (наприклад на компакт- або жорсткому диску), а потім конвертувати назад у звук під час відтворення. Найбільш популярним цифровим форматом файлів є MP3.
Dolby Digital
Стандартний формат аудіо з втратами, що використовується для DVD-дисків і як базовий формат для Blu-ray. Хоча це формат із втратами, він є достатньо прийнятним для використання в кінотеатрах. Порівняно з форматом DTS Digital Surround якість звуку є нижчою, але вищий ступінь стиснення забезпечує менший розмір файлів, тому Dolby Digital є більш поширеним форматом.
Dolby True HD
Формат стиснення аудіо без втрат , подібний до формату DTS Master Audio. Обидва формати використовуються як додаткові формати звуку для Blu-ray Disc.
DSD (Direct Stream Digital)
Direct Stream Digital (DSD) — це метод цифрового записування з надзвичайно високою швидкістю дискретизації, навіть вищою, ніж Hi-Res Audio ,та в 64–128 разів вищою ніж аудіо на компакт-диску. Для деяких звукоінженерів — це максимальне наближення цифрового файлу до оригінального джерела аналогового сигналу. Деякі моделі Sony Hi-Res Audio також здатні відтворювати аудіо формату DSD.
DSEE HX
DSEE (Digital Sound Enhancement Engine — покращення якості звуку) HX — це унікальна технологія покращення від Sony. Коли цифрове аудіо відтворюється в стиснутому форматі, технологія DSEE HX заміняє втрачені високі частоти в режимі реального часу, забезпечуючи якість звуку, яка майже відповідає звуку високої чіткості. Усе аудіо, що відтворюється на обладнанні з технологією DSEE HX, покращується. Це створює відчуття, близьке до перебування у звукозаписувальній студії чи на концерті.
DTS Digital Surround
Стандартний формат аудіо з втратами, що використовується для DVD-дисків і як базовий формат для Blu-ray. Порівняно з Dolby Digital, формат DTS Digital Surround має кращу якість звуку, але є менш поширеним через більший розмір файлів.
DTS Master Audio
Формат стиснення аудіо без втрат, подібний до Dolby True HD. Обидва формати використовуються як додаткові формати звуку для Blu-ray Disc.
Hi-Res Audio
Аудіо високої чіткості зазвичай використовується для позначення цифрових записів зі швидкістю дискретизації 96 кГц/24 біт або вище. Це забезпечує значно вищу якість звуку, ніж записи формату компакт-диска чи MP3. Стандартний формат компакт-диска має швидкість дискретизації 44,1 кГц/16 біт.
Якщо на виробі марки Sony наявний логотип Hi-Res Audio, це значить, що виріб призначено для максимізації звучання аудіо високої чіткості. Ви можете створити цілу систему Hi-Res Audio від Sony
— від портативних музичних програвачів до навушників, гучномовців і повних систем домашнього кінотеатру.
Додаткові відомості про аудіо високої чіткості
LDAC
LDAC — це аудіокодек від Sony, який дає змогу насолоджуватися високоякісним звуком, що передається безпроводовим способом через з’єднання Bluetooth.
Коли звук передається через Bluetooth, він зазвичай використовує стандартний кодек Bluetooth SBC. Це може призвести до зниження якості звучання. LDAC передає втричі більше даних, ніж кодек SBC , підтримуючи високу якість звуку через Bluetooth та забезпечуючи покращене звучання всієї музики через безпроводове підключення.
LFE
Канал низькочастотних ефектів (LFE) — це окрема звукова доріжка для низькочастотних звуків у діапазоні 3–120 Гц, наприклад для відтворення звукових ефектів низької частоти звукових доріжок для фільмів. У системі об’ємного звучання цей канал зазвичай надсилається на сабвуфер.
Без втрат
Формат аудіо без втрат зберігає цифрове аудіо таким способом, що зберігається вся початкова цифрова інформація або її можна відновити під час відтворення. Нижче наведено формати аудіо без втрат.
- DSD (DFF)
- DSD (DSF)
- WAV
- AIFF
- FLAC
- ALAC
Із втратами
Формат аудіо з втратами видаляє деяку інформацію з початкового цифрового запису для економії місця, одночасно намагаючись зберегти максимально оригінальну якість звуку під час відтворення. У кожному форматі витримується баланс між стисненнямдля економії місця та збереженням інформації для збереження якості звуку.
Нижче наведено формати аудіо з втратами.
LPCM
Імпульсно-кодова модуляція (LPCM) — це основа цифрового записування звуку. Аналоговий сигнал відбирається з регулярними інтервалами, і його амплітуда записується як точка на цифровій шкалі. Оскільки немає обробки чи стиснення даних, якість звуку може бути максимально високою, як після професійної звукозаписувальної студії, проте створюються дуже великі файли. Тому LPCM є непрактичним форматом для повсякденного використання.
Швидкість дискретизації визначає точність початкового цифрового потоку
S-Master HX
Технологія цифрового підсилювача, розроблена компанією Sony та призначена винятково для аудіо високої чіткості, зменшує викривлення та шум у ширших діапазонах частоти. Оскільки технологія S-Master підсилює цифрові сигнали напряму, а не через їх конвертування в аналогові сигнали, це дає змогу підтримувати чистоту початкового сигналу для більш точного відтворення.
SA-CD
Super Audio CD — це формат записування, розроблений компанією Sony, для записування звуку у форматі DSD , що перевищує динамічний діапазон, можливий на компакт-диску. Враховуючи те, що динамічний діапазон стандартного аудіо на компакт-диску становить 96 дБ, у форматі SA-CD він становить 120 дБ. Швидкість дискретизації формату SA-CD становить 2,8 МГц, що в 64 рази перевищує стандартний формат компакт-диска.
На відміну від звичайного аудіо формату компакт-диска, формат SA-CD підтримує 5.1-канальне об’ємне звучання, а також 2-канальний (стерео) звук. Аудіоформат SA-CD шифрується для захисту від копіювання. Це означає, що його можна відтворити через аналоговий вихідний кабель, а також вихідні кабелі HDMI та i-Link, але відтворення неможливе за допомогою оптичних або коаксіальних кабелів.
Швидкість дискретизації
Коли цифрове записування здійснюється з джерела аналогового сигналу, швидкість дискретизації — це часовий інтервал між зразками. Що більшим він є, то меншими є втрати. Наприклад, аудіо формату компакт-диска має стандартну швидкість дискретизації 44,1 кГц, що означає 44 100 зразків відбираються щосекунди.
Загалом вища швидкість дискретизації означає вищу якість записування. Формат Hi-Res Audio має швидкість дискретизації 96 кГц або вище та бітову глибину щонайменше 24 біта.
SBC
Стандартний аудіокодек для передавання цифрового аудіо через з’єднання Bluetooth. Оскільки кодек SBC призначений для пріоритизації ефективного використання смуги передавання за рахунок якості звуку, він не є ідеальним для передавання високоякісного аудіо. Кодек LDAC, розроблений компанією Sony, передає втричі більше даних, ніж кодек SBC, даючи змогу передавати високоякісний звук через з’єднання Bluetooth.
Сабвуфер
У системі об’ємного звучання формату 5.1 або 7.1 сабвуфер — це гучномовець, який відтворює лише низькочастотні звуки чи виділений канал LFE. Оскільки слуховий апарат людини не може з легкістю визначити, з якого напрямку надходять низькі частоти, сабвуфер можна помістити в будь-якій точці приміщення.
Оскільки всі низькі частоти надсилаються на сабвуфер, інші гучномовці можуть бути меншими. Таким чином, уся система займає менше місця.
Об'ємний звук
Об’ємний звук 5.1-канального та 7.1-канального формату — це системи для надсилання окремих аудіоканалів на гучномовці, розташовані навколо слухача, для створення багатшого звучання. Цифра .1 вказує на використання сабвуфера як додаткового низькочастотного гучномовця.
Покращення
Під час відтворення цифрового аудіо у форматі з втратами , інколи можна заповнити деякі "шпарини" в початковому звуці, математично визначивши, де могла бути початкова інформація. Це називається покращенням, оскільки в такий спосіб можна покращити звук записів нижчої якості для його наближення до високоякісного аудіо.
Унікальний алгоритм DSEE HX , розроблений компанією Sony, покращує наявні джерела звуку та забезпечує якість звучання, близьку до аудіо високої чіткості.
