Аудио pcm. Цифровой звук: DSD vs PCM

СТАНДАРТЫ ЗВУКА

Технология DVD позволяет записывать многоканальный звук, как в сжатом виде (Dolby Digital, DTS, MPEG), так и несжатый, в виде линейного и пакетного PCM. Чем больше сжатие звука, тем хуже его качество. Многоканальность звука обозначается как 2.0, 5.1 и т.п. - первая цифра - количество отдельных звуковых каналов, вторая - обозначает наличие низкочастотной (сабвуферной) дорожки. Пятиканальная реализация звука предполагает 2 фронтальных динамика, 2 тыловых, центральный динамик и сабвуфер. При 6 и 7 канальном звуке добавляется центральный тыловой или второй центральный фронтальный или два боковых динамика. Многие неопытные пользователи предпочитают звук Dolby Digital, но они не знают всех его недостатков.

Основные форматы записи звука на DVD-дисках следующие:

Advanced Resolution (linear PCM и packed PCM) = применяется только для записи МУЗЫКИ и только на дисках DVD-AUDIO. Этот формат предоставляет наивысшее качество звука. Максимальные значения разрешения = 24bit/192khz, правда, аппаратура, поддерживающая столь высокое разрешение, встречается редко. Более распространённый формат - 24bit/96khz. Advanced Resolution бывает в следующих форматах: 2.0; 4.0; 5.1
PCM (LPCM) (Pulse Code Modulation uncompressed) = звук с линейной импульсно-кодовой модуляцией, как и на обычном компакт-диске. На DVD программах обычно записывается в стандарте, чуть лучшем, чем на компакт-диске = 16bit/48khz, однако часто встречается 20-битная запись. В очень редких случаях можно встретить 24bit/96khz - буквально на единичных изданиях. Этот стандарт применяется для записи музыкальных программ, т.е. видеоклипов и концертов, и для этих программ он является наилучшим. Нам приходится сталкиваться с непониманием покупателей, которые хотят слушать музыкальные программы в Dolby Digital, но достаточно послушать на хорошей аппаратуре PCM и Dolby, и все преимущества PCM становятся очевидными даже самому тугому на ухо человеку. PCM бывает только в 2.0, или STEREO, но если Вы хотите услышать окружающее звучание, любой ресивер без труда декодирует этот формат в Dolby Surround Pro-Logic, правда, вся живая суть музыки умрёт. Музыку должно и нужно слушать в несжатом стереоформате - вот мнение меломанов. PCM Stereo - правильный выбор для этого.
DTS (Digital Theater System) - система записи окружающего звучания, разработанная специально для систем кинопроката, позднее внедрена в системы домашнего видео. Качество звука, предлагаемого данным методом отличает большая динамика и чистота. Сжатие звука невелико - приблизительно 1:3, разрядность - 20bit, поэтому по качеству DTS может конкурировать с PCM и часто используется при издании концертных записей на DVD. Некоторые кинофильмы также издаются с DTS дорожкой, правда, в основном на языке оригинала. В системе DTS предусмотрено следующее количество каналов 2.0, 4.0, 5.0, 5.1, 6.1 и даже 7.1. Последние два стандарта называются DTS ES и DTS EX и требуют специальных декодеров и дополнительных каналов усиления, хотя эти два стандарта совместимы и с обычными ресиверами с реализацие звука в 5.1.
Dolby Digital - наиболее распространённый и наименее хорошо (или скорее, наиболее отвратительно) звучащий формат звука в DVD-технологии. И это неудивительно, поскольку сжатие в максимальных значениях доходит до 1:11. Правда, величина этого сжатия переменая, зависит от насыщенности звукового потока, и при грамотной кодировке недостатки сжатия могут быть несколько нивелированы. Тем не менее для кинофильмов эти недостатки практически незаметны, а вот в музыкальных программах часто весьма и весьма очевидны,к сожалению. Способ и качество кодировки Dolby Digital можно сравнить с записью в MP-3 формате. И производители музыкальных программ часто идут на поводу у рынка, записывая музыку в популярном народном формате Dolby Digital, и не предлагая никакой альтернативной дорожки в PCM или DTS. Стандарт Dolby Digital предлагает следующие виды многоканального звука: 1.0; 2.0; 2.1; 4.0; 4.1; 5.0; 5.1; 6.1. THX сертификация Dolby Digital предполагает внесение особых изменений во временных задержках сигнала и в его АЧХ. Естественно, используется при записи кинозвука, но не музыки. Пожалуй, единственный музыкальный THX сертифицированый релиз - это концерт Rolling Stones "Live At The Max", да и тот, по сути, является кинофильмом, поскольку был снят для демонстрации в широкоплёночных кинотеатрах IMAX.
Dolby Surround - устаревшая система окружающего звучания, позволяет получить из обычного аналогового (не цифрового) стереосигнала четыре составляющие - правый, левый, центральный и тыловой каналы, а так же возможно подключение сабвуфера. Дополнительные каналы выделяются матричным декодированием противофазного сигнала из двух стереоканалов. Обозначается этот формат как 2.1, 3.1, 4.0 или 4.1
MPEG Multichannel - устаревшая (скорее мертворождённая) система окружающего звучания, предлагавшаяся европейскими производителями дисков. От Dolby Digital практически ничем не отличается, разработана с целью не платить авторских отчислений Dolby Labs. В настоящее время практически не встречается, кроме редких французских изданий.

СТАНДАРТЫ ВИДЕО

Стандарт DVD подразумевает запись изображения с соотношением сторон, принятым в телевещании, т.е. 3:4, или, по другому, 1,33. Однако подавляющее большинство кинофильмов снимается с другим соотношением сторон, а именно 1,77; 1,85; 2,35 и т.п. То есть фильмы снимаются как правило в широкоэкранном виде. Каким образом можно уместить широкий кадр в обычный формат 1,33, предусмотренный стандартом?
То, что происходит с изображением в этом случае, представляет наибольшую трудность в понимании для новичков. Ниже на простых схемах мы вам обьясним, как изменяется изображение и что нужно знать об этом пользователю.
ИЛЛЮСТРАЦИИ ГОТОВЯТСЯ:)))
АНАМОРФНОЕ изображение считается наиболее КАЧЕСТВЕННЫМ, поскольку сохраняет высокое разрешение и позволяет, в зависимости от настройки плейера, смотреть кинофильм как в леттербоксированном виде, так и в анаморфированном. Если у Вас обычный, не широкоэкранный телевизор, то указав в настройках плейера тип телевизора как 3:4 (normal), вы увидите широкий фильм как на картинке 2, а выбрав тип телевизора как 16
:9 (wide), вы увидите изображение как на картинке 3. Если же у Вас широкоэкранный телевизор, то Вы наглядно сможете увидеть все недостатки letterbox, как на нижеприведённой иллюстрации:
ИЛЛЮСТРАЦИИ ГОТОВЯТСЯ:)))
СТЕПЕНЬ АНАМОРФИРОВАННОСТИ киноизображения зависит от исходного кинокадра и бывает от 1,77 до 3,1; Наиболее соответствующим широкоэкранному ТВ-формату является анаморфирование в соотношении 1,85. В более высоких соотношениях сверху и снизу экрана появляются узкие чёрные полоски, но качество изображения всё равно остаётся неизменно высоким. Коллекционеры DVD во всём мире предпочитают анаморфные издания. Наивысшее качество DVD-картинки получается на плейерах с возможностью прогрессивной развёртки, соответствующей стандартам HDTV, т.е. телевидения высокой чёткости.

Дата: 15.07.08 | Адрес:
Автор: Редакция THG
По материалам: www.thg.ru/video/hd_audio_i/print.html

Когда речь идёт об аудио высокой чёткости (high definition ), проигрываемого с плеера Blu-ray на компьютере, многие склонны думать, что наличие интерфейса HDMI на материнской плате или видеокарте автоматически позволяет воспроизводить на телевизоре и домашнем кинотеатре такие форматы аудио высокой чёткости, как Dolby Digital Plus, DTS-HD High Resolution, Dolby TrueHD и DTS-HD Master Audio. Однако за исключением нескольких интересных возможностей, в большинстве случаев это совершенно не так. Даже относительно новые, оснащённые интерфейсом HDMI high-end материнские платы, видеокарты и звуковые карты могут не справиться с такими немалыми потоками звуковых данных самостоятельно. Всё, в конце концов, сводится к тому, какого типа входящий сигнал они могут принять и какой сигнал выдать.

В данном обзоре мы рассмотрим все форматы HD-аудио, их битрейт (поток) и требования по доставке на средство воспроизведения. Во второй части мы продолжим исследовать, как цифровые аудиопотоки могут (или не могут) обрабатываться в типичных компонентах ПК. После прочтения обеих статей, вы должны будете придти к глубокому пониманию того, почему так много пользователей систем домашних кинотеатров используют множество аналоговых кабелей (три для 5.1-канального звука и четыре для 7.1-канального звука) вместо HDMI для передачи многоканального звука туда, куда нужно. Мы расскажем также о некоторых альтернативных решениях, связанных с преобразованием цифрового сигнала в аналоговый в компьютере, а не в ресивере или предусилителе, часто такая опция является наиболее доступной для получения HD-звука оптимального качества. И, наконец, возможно, вы поймёте, почему стоит ещё немного подождать с покупкой плеера Blu-ray для системы домашнего кинотеатра; это позволит вам воспользоваться некоторыми новыми преимуществами, которые должны появиться до конца 2008 года, но пока ещё не совсем готовы (по крайней мере, не были готовы на момент написания данной статьи).

В первой части мы рассмотрим следующие пункты:

• Аудио форматы Blu-ray: Pulse Code Modulation (называемый также PCM , или иногда LPCM от Linear PCM, поддерживаемый большинством аудиоустройств), три типа Dolby (Dolby Digital, Dolby Digital Plus и Dolby TrueHD ) и DTS (DTS, DTS-HD High Resolution и DTS-HD Master Audio ).
• Битрейт (или поток), связанный с каждым форматом, а также количество каналов, частоты дискретизации (сэмплирования), битовые глубины, используемые для кодирования форматов.
• Может ли разъём SPDIF обеспечить нужный поток для каждого формата, и с какими типами HDMI-интерфейсов работает каждый формат.

Во второй части мы рассмотрим программные кодеки ПК, чтобы узнать, с какими форматами они работают, а также типы интерфейсов, которые могут поддерживать оснащённые HDMI материнские платы, видеокарты и звуковые карты. А поскольку недавно стали доступны новые чипсеты и интерфейсы (или будут доступны относительно скоро), мы также объясним, как новое и грядущее аппаратное обеспечение может предоставить более простые решения для аудио высокой чёткости для ПК, которое на данный момент находится в плачевном состоянии.

Форматы аудио высокой чёткости (HD-аудио)

На диски Blu-ray могут быть записаны звуковые дорожки к фильмам в одном из следующих форматов:

• PCM (Linear PCM, или LPCM);
• DTS;

Прежде чем мы перейдём к детальному рассмотрению вышеперечисленных форматов, заметим, что технологии Dolby возникли в компании Dolby Laboratories известного поставщика профессиональных, полупрофессиональных и потребительских технологий шумоподавления и многоканального пространственного звучания. Формат DTS (называемый также Digital Theater Systems) в свою очередь произошёл от DTS, Inc. - тоже хорошо известного поставщика технологий цифрового звука, конкурирующего с технологиями Dolby Labs.

PCM (Linear PCM или LPCM)

PCM расшифровывается как импульсно-кодовая модуляция (pulse code modulation) и обеспечивает цифровое представление аналогового сигнала, который дискретизируется (оцифровывается) через равные промежутки времени (с заданной в герцах частотой) и представляется в двоичном виде (с заданной точностью - разрядностью в битах). Помимо использования PCM для цифрового звука в компьютере и на аудио компакт-дисках, данный формат применяется также в некоторых цифровых телефонных системах и в ряде форматов цифрового видео. В формате PCM значения амплитуды звука представлены с помощью разного числа битов (разрядности); звуковая дорожка, как правило, оцифровывается с разрядностью от 12 до 24 бит, но чаще всего при студийном кодировании PCM-аудио для записи на диски Blu-ray используются 16 бит.

Звуковая дорожка в формате PCM может быть точной копией студийного оригинала, закодированного на диск без сжатия, если её битовая глубина такая же, как у оригинала. Если битовая глубина уменьшена (как часто случается в целях экономии пространства, выделенного под хранение звукового сопровождения на диске), то это может привести к понижающей дискретизации: например, использовании 16 бит вместо 24 бит. С технической точки зрения, понижающая дискретизация (downsampling) - это не то же самое, что сжатие, хотя точность полученного при этом звука снижается.

Все плееры Blu-ray должны поддерживать формат PCM Audio, чтобы соответствовать спецификации Blu-ray, однако не все диски Blu-ray включают в себя этот формат. Многие сайты с базами данных фильмов предоставляют подробную информацию о дисках Blu-ray, в особенности на сайте Cinema Squid можно найти таблицу ("The Audiophile ") характеристик звука различных дисков Blu-ray, где им даётся оценка по шкале от 0 до 100.

Типичные характеристики включают в себя используемый аудио-кодек (например, Audio Codec: LPCM 5.1 - единственный представленный PCM-формат), количество каналов, которые обеспечивает на диске данный кодек (для LPCM вы найдёте значения 2.0 для стерео, 5.1, а также редко встречающиеся время от времени 6.1 и 7.1), точность звуковоспроизведения (Audio Fidelity: обычно 48 кГц/24 бит или 48 кГц/16 бит), а также поток (самое высокое значение, которое нам удалось найти, составило 13 824 кбит/с для необычного 96-кГц/24-битного звука; но самый типичный поток 6 912 и 4 608 кбит/с для 48-кГц/24-битного и 48-кГц/16-битного значений, соответственно).

В таблице в конце нашей статьи представлена информация по аудио-форматам Blu-ray: звуковые схемы (количество каналов), поддержка SPDIF и HDMI для формата PCM.

Хорошая новость по поводу формата PCM заключается в том, что если ваш компьютер может вывести эти данные через HDMI на ваш ресивер, а последний поддерживает потоки данных в формате PCM, то, вероятно, вы сможете декодировать звук HD-аудио 5.1 или 7.1 на компьютере и вывести его на домашний кинотеатр в PCM без потери качества. Для PCM или LPCM подойдёт любой тип HDMI-интерфейса: от HDMI 1.0 вплоть до HDMI 1.3a.

Dolby Digital - это уважаемый и всем хорошо известный формат аудио, называемый ещё AC-3 и используемый в обычных DVD; он также является базовым стандартом для дисков Blu-ray. Здесь формат Dolby Digital работает так же, как на DVD-дисках в звуковых схемах от 1.0 до 5.1, но обеспечивает более высокий максимальный поток 640 кбит/с для Blu-ray и звучит, как формат Dolby Digital Plus, закодированный при таком же битрейте. (Однако как вы увидите из описания Dolby Digital Plus, его максимальный битрейт значительно выше, хотя и редко используется.)

Все плееры Blu-ray должны поддерживать передачу Dolby Digital на внешний декодер (bitstream). Когда плееры не могут выдать звуковую дорожку Dolby с высоким потоком, они всегда скатываются к звуку, который называется Dolby Digital core. Дело в том, что в данной версии 5.1 Dolby Digital более высокий поток представлен в виде так называемых расширений, которые ресивер может как правильно декодировать, так и нет. Если расширения будут декодированы некорректно, вы всё ещё получите сжатое аудио (bitstream) в формате Dolby Digital 5.1 с максимальным потоком 640 кбит/с.

Характеристика дорожки Dolby Digital для фильмов Blu-ray выглядит следующим образом:

• Аудиокодек - Dolby Digital.
• Каналы (звуковая схема) могут быть 1.0 (редко, только для старых фильмов), 2.0 (тоже редко, хотя и не для таких старых фильмов) или 5.1 (самый типичный вариант).
• Данные о чёткости звука не приводятся, хотя в спецификации Dolby Digital указано, что всегда используются 16 бит и 32 КГц, 44,1 КГц (типичная частота для audio CD) или 48 КГц (типично для DVD и Blu-ray дисков).
• Значение потока, как правило, 640 кбит/с (большинство дисков 5.1), но может быть от 192 кбит/с (1.0) до 448 кбит/с (2.0 и некоторые 5.1). 448 кбит/с - это максимальный поток для обычных DVD.

В таблице в конце статьи представлена информация по звуковым схемам, SPDIF и поддержке HDMI для формата Dolby Digital.

DTS - это ещё один уважаемый и хорошо известный аудио-формат, изначально созданный для обычных DVD. Как и Dolby Digital, это формат сжатого звука, поддерживающий каналы от 1.0 до 5.1, где 5.1 наиболее часто применяется для Blu-ray. DTS поддерживает максимальный поток 1,5 Мбит/с, а плееры Blu-ray более чем подходят для работы с такой скоростью передачи. Все плееры Blu-ray должны поддерживать передачу bitstream (закодированного потока) DTS по цифровому интерфейсу и уметь внутренне декодировать, по крайней мере, два канала; огромное число плееров Blu-ray могут декодировать 5.1.

В изначальной спецификации DVD 1997 года не было упоминаний о DTS, поэтому старые DVD-плееры не распознают звуковые дорожки в формате DTS. Все современные DVD-плееры могут внутренне декодировать поток DTS или выводить его на внешний декодер по какому-либо цифровому каналу, однако поток при этом часто снижается до 768 кбит/с. Как и в случае с Dolby Digital, варианты DTS с более высоким потоком построены на DTS core с максимальным потоком 1,5 Мбит/с, так что если расширения декодировать не получится, то базовый звук в формате DTS всё равно будет доступным для обработки или передачи. Если на диске Blu-ray присутствует любая звуковая дорожка DTS, вы можете рассчитывать на базовый уровень звука DTS от плеера Blu-ray.

Характеристика дорожки DTS для фильмов Blu-ray выглядит следующим образом:

• Аудиокодек - DTS.
• Каналы (звуковая схема) могут быть 2.0 (редко, только для старых фильмов), 3.0 (тоже редко, хотя и не для таких старых фильмов) или 5.1 (самый типичный вариант).
• Данные о чёткости звука не приводятся, хотя в спецификации DTS указано, что может использоваться 16 бит и 24 бит при частоте 48 кГц (типичная частота для DVD и Blu-ray) или 96 кГц.
• Значение потока обычно 1,5 Мбит/с (для большинства 5.1 Blu-ray дисков), но может быть и 768 кбит/с (типичное значение для большинства обычных DVD, которые содержат аудио сопровождение в формате DTS).

В таблице в конце статьи представлена информация по звуковым схемам, SPDIF и поддержке HDMI для формата DTS.

Dolby Digital Plus (DD+) - это формат сжатого звука, но он поддерживает более высокий поток и более эффективное сжатие для обеспечения лучшего качества звучания. Помимо 5.1-канального звука, DD+ может поддерживать также схему 7.1, но она встречается редко, большинство студий используют 5.1 каналов для коммерческих записей, которые затем попадают в руки потребителей. Как и в случае других дорожек Dolby, стандарт DD+ кодируется в виде расширения к звуковым данным Dolby Digital 5.1. Кроме того, формат DD+ опционален для плееров Blu-ray и не является обязательным требованием, поэтому некоторые плееры могут поддерживать DD+, а другие нет, хотя в любом случае и те, и другие могут выдавать Dolby Digital core на внешний декодер.

Только на очень немногих фильмах Blu-ray указано наличие звуковой дорожки DD+, и PowerSquid не даёт такого списка. На самом деле, среди фильмов с заявленной поддержкой DD+ нам удалось найти только несколько, записанных на HD-DVD: A View From Space With Heavenly Music, "Сорвавшийся с цепи/Unleashed" и т.д. Характеристика дорожки DD+ для фильмов Blu-ray выглядит следующим образом:

• Аудиокодек - Dolby Digital Plus.
• Каналы (звуковая схема) могут быть 5.1 (наиболее типично) или 7.1 (редко); в спецификации сказано, что могут поддерживаться схемы до 13.1, но пока в коммерческих дисках Blu-ray применяется не более 7.1-каналов.
• Данные о чёткости звука: по спецификации DD+ глубина битов может быть либо 16, либо 24 бит при частоте 44,1 кГц, 48 кГц (типично для DVD и Blu-ray дисков) или 96 кГц.
• Значение потока может доходить до 6,144 Мбит/с для закодированных данных (что переводится в 13,5 Мбит/с для несжатых данных), но может быть либо 1,5, 4,5, либо 6,144 Мбит/с, в зависимости от того, какой поток студия решит применить к данному типу звуковой дорожки. Диски HD-DVD, поддерживающие DD+, всегда используют поток 1,5 Мбит/с.

В таблице в конце статьи представлена информация по звуковым схемам, SPDIF и поддержке HDMI для формата DD+.

Являясь альтернативой DD+, формат DTS-HD High Resolution (часто называемый просто DTS-HD HR) представляет собой модернизацию простого DTS (как DD+ по отношению к Dolby Digital), обладая более высоким потоком и улучшенными характеристиками сжатия. Как и в случае с Dolby Digital и DD+, DTS-HD HR кодируется в виде расширений к данным DTS core. Точно так же формат DTS-HD HR опционален для плееров Blu-ray, поэтому многие плееры извлекают только поток DTS на 1,5 Мбит/с и игнорируют расширения. Как и в случае с DD+, изучение HD-треков на коммерческих дисках Blu-ray показало, что студии отказались от обоих этих форматов в пользу оригинального core-формата плюс несжатых версий с высоким потоком: Dolby TrueHD и DTS-HD Master Audio. Очевидно, что они руководствуются поддержкой максимально возможной чёткости на встроенной дорожке 5.1, чтобы оборудование, которое поддерживает несжатый звук, принимало эти потоки, а для другого оборудования предлагать сжатые core-форматы (Dolby Digital и DTS).

Опять же, нам не удалось найти диски Blu-ray с кодированием DTS-HD HR. Хотя некоторые иностранные фильмы HD-DVD от Warner Brothers указывают поддержку данного формата, в обзорах этих дисков говорится, что версии Blu-ray, поддерживающие Dolby TrueHD или DTS-HD Master Audio, обеспечивают гораздо более превосходное качество звука по сравнению с аналогами HD-DVD (например, Ghost Rider). Характеристика дорожки DTS-HD HR в фильмах выглядит следующим образом.

Аудиокодек - DTS-HD High Resolution:

• Каналы (звуковая схема) могут быть 5.1 (наиболее типично) или 7.1 (редко).
• Данные о чёткости звука: по спецификации DTS-HD разрядность может быть 24 бит при частоте 48 кГц (типично для HD DVD) или 96 кГц (могла бы использоваться для Blu-ray, но таких нет).
• Значение потока может доходить до 6,144 Мбит/с для закодированных данных (что переводится в 13,5 Мбит/с для несжатых данных), но может быть либо 1,5, 4,5, либо 6,144 Мбит/с, в зависимости от того, какой поток студия решит применить к данному типу звуковой дорожки. Диски HD-DVD, поддерживающие DTS-HD, всегда используют поток 1,5 Мбит/с.

В таблице в конце статьи представлена информация по звуковым схемам, SPDIF и поддержке HDMI для формата DTS-HD High Resolution. Интересно, что несмотря на полное отсутствие фильмов в формате DTS-HD на дисках Blu-ray, многие плееры (включая модели от Panasonic, Onkyo и Samsung) поддерживают DTS-HD, хотя мы не нашли упоминаний о поддержке этого формата Sony, кроме как через обновление прошивки для PS3.

Dolby TrueHD является одним из первых двух форматов несжатого звука (сжатого без потерь), доступных только для оптических HD-плееров. Несмотря на то, что кодек Dolby TrueHD является опциональным, данный формат широко поддерживается плеерами и дисками Blu-ray (гораздо больше, чем DD+, который часто отсутствует на дисках Blu-ray).

Dolby TrueHD использует алгоритм сжатия без потерь Meridian Lossless Packing (MLP). Цифровой поток Dolby TrueHD может вмещать до 14 отдельных звуковых каналов, но на практике работает с 6 (5.1) или 8 (7.1) каналами. Стандарт Dolby TrueHD поддерживает разрядность до 24 бит и частоту дискретизации до 192 кГц (для максимального несжатого потока 63 Мбит/с!), но для Blu-ray на текущий момент доступно максимум 8 каналов с 24 бит и 96 кГц (или, в качестве альтернативы, 6 каналов с 24 бит и 192 кГц) для максимального сжатого потока 18 Мбит/с. Поиск доступных фильмов в формате Dolby TrueHD на дисках Blu-ray показал, что на сегодняшний день можно получить только половину: 6 каналов с частотой дискретизации 96 кГц и глубиной 24 бит (что соответствует несжатому потоку 13,5 Мбит/с и сжатому 9 Мбит/с, например, на дисках с концертами группы Dave Matthews and Tim Reynolds, получивших отличные баллы за качество на сайте Cinema Squid).

Характеристика дорожки Dolby TrueHD для фильмов Blu-ray выглядит следующим образом:

• Аудиокодек - Dolby TrueHD.
• Каналы (звуковая схема) почти всегда 5.1, очень редко встречаются 6.1 и 7.1.
• Данные о чёткости звука часто отсутствуют, но обычно значения следующие: 16 бит при частоте 48 кГц или 24 бит при частоте 48 кГц; для некоторых концертных дисков эти значения составляют 24 бит при частоте 96 кГц.
• Значение потока, как правило, отсутствует, но обычно составляет 4 608 кбит/с (4,5 Мбит/с, что соответствует шести каналам при частоте 48 кГц и 16 бит). Самое высокое значение, которое мы видели на коммерческих концертных дисках Blu-ray, составило 9,0 Мбит/с, что соответствует шести каналам при частоте 96 кГц и 24 бит. Максимальное значение для Blu-ray составляет 18 Мбит/с.

В таблице в конце статьи представлена информация по звуковым схемам, SPDIF и поддержке HDMI для формата Dolby TrueHD.

DTS-HD Master Audio (иногда сокращается как DTS-HD MA) представляет собой второй из двух форматов несжатого звука (сжатого без потери качества), доступных только для оптических HD-плееров. Как и в случае с Dolby TrueHD, DTS-HD Master Audio является опциональным кодеком для плееров Blu-ray, но так же, как Dolby TrueHD и DD+, данный формат гораздо более распространён и поддерживается лучше, чем DTS-HD High Resolution. На самом деле, сравнение числа фильмов в форматах Dolby TrueHD и DTS-HD Master Audio на сайте Cinema Squid показало, что число последних (648) превышает число первых (480) в соотношении 4:3. Возможно, причина в том, что DTS-HD поддерживает переменные потоки на диске Blu-ray - до 24,5 Мбит/с с максимальной частотой дискретизации 192 кГц и разрядностью 24 бит в двухканальном стереорежиме и до 8 каналов с 24 бит и частотой дискретизации 96 КГц.

В соответствии с самой спецификацией DTS-HD, данный формат может включать произвольное количество каналов. Хотя если посмотреть на информацию примерно 700 доступных на данный момент дисков Blu-ray с сопровождением в формате DTS-HD MA, то вы увидите, что большинство обладает 6 (5.1) каналами с частотой дискретизации 48 кГц и разрядностью 24 бит. Вы также найдёте достаточное количество 7.1-канальных дорожек и несколько дисков Blu-ray с 6.1 (и даже 5.0) каналами, где максимальная частота дискретизации составляет 96 кГц для многоканального звука. Максимальный поток для доступных дисков Blu-ray составляет 13,5 Мбит/с (например, фильм "Я легенда/I Am Legend", получивший отличные баллы за качество звука от Blu-ray.com, DVDTown.com и Hi-Def Digest).

Характеристика дорожки DTS-HT Master Audio для фильмов Blu-ray выглядит следующим образом:

• Аудиокодек - DTS-HD Master.
• Каналы (звуковая схема) почти всегда 5.1, редко встречаются 2.0, 4.0, 5.0 и 6.1, и более высокий процент каналов 7.1 (около 10%), чем у Dolby TrueHD (около 7%).
• Значения потока отсутствуют, но обычно составляют 48 кГц и 24 бит для шести каналов, что соответствует 6,75 Мбит/с. Для 8-канальных звуковых дорожек значение удваивается - 96 КГц.

В таблице в конце статьи представлена информация по звуковым схемам, SPDIF и поддержке HDMI для формата DTS-HD Master Audio.

Сводная таблица звуковых схем для Blu-ray

Таблица, приведённая ниже, является сводной по форматам PCM/LPCM, Dolby Digital, DTS, Dolby Digital Plus, DTS-HD High Resolution, Dolby TrueHD и DTS-HD Master Audio. В ней также представлена информация о том, может ли SPDIF-кабель обеспечить тот поток, который требуется после декодирования (при максимальных и обычных значениях), а также версии HDMI, которые необходимы передачи для того или иного формата без декодирования (bitstream).

Хорошая новость заключается в том, что если вам удастся каким-то образом сконфигурировать свой ПК так, чтобы вы могли делать следующее, то вы сможете слушать многоканальный объёмный звук высокого разрешения со своего развлекательного центра, даже если ваш ПК (и другие компоненты) не поддерживают HDMI 1.3a.

• Настроить компьютер на декодирование многоканального аудио из формата Dolby или DTS (возможно, Dolby TrueHD или DTS-HD Master Audio, если список дорожек, который мы видели на доступных дисках Blu-ray, соответствует действительности) в LPCM.
• Направить данные в формате LPCM из компьютера на ресивер или усилитель через HDMI (подойдёт любой тип от 1.0 и выше).

Чтобы это сделать, нужно поработать с программным обеспечением плеера/декодера Blu-ray и его опциями вывода. Одним словом, как только вы сможете создать поток данных в формате LPCM из Dolby TrueHD или DTS-HD Master Audio и вывести его на ресивер или усилитель, вы сможете декодировать и слушать звук с максимальным качеством, на которое способен ресивер, без потерь чёткости воспроизведения и детализации звука. Как видно из таблицы, это намного больше, чем может обеспечить кабель SPDIF.

Некоторые примечания.

• В строчке "SPDIF (макс.)" значения "Да/Нет" означают, может или нет SPDIF-разъём обеспечить необходимую полосу пропускания. Единственное значение "Возможно" для формата DTS указывает на то, что старые аудиозаписи DTS, поток которых редко превышает 768 кбит/с (как раз максимальный поток, с которым может справиться SPDIF), могут спокойно использовать разъём SPDIF, но новые фильмы в формате DTS на дисках Blu-ray могут работать некорректно через такое соединение из-за максимального потока 1,5 Мбит/с. Значение "Нет" указывает на то, что SPDIF-разъём не может передавать расширения помимо core-вариантов Dolby или DTS на внешний декодер (bitstream).
• Значение "Н/Д" в строчке обычного потока для Dolby Digital Plus и DTS-HD High Resolution означает, что мы не смогли найти никаких коммерческих дисков Blu-ray, которые бы содержали звуковые дорожки в данных форматах.
• В строчке "HDMI" указана версия HDMI, которая требуется для поддержки каждого аудиоформата. Главное здесь в том, что "родная" поддержка любого HD-формата звука, подразумевающая передачу расширений DTS или Dolby Digital core для внешнего декодирования (bitstream), подразумевает наличие HDMI 1.3a. Поскольку HDMI 1.3a пока не получил широкой поддержки в компонентах ПК, это важное наблюдение.

Передача многоканального звука на аудио-ресивер

Если у компьютера есть соответствующий программный кодек, он может преобразовывать любой (почти все) из упомянутых форматов Dolby и DTS в сигнал PCM и передавать его в этом формате. Это означает, что ресивер (или предусилитель/препроцессор, который более серьёзные аудиофилы подключают к усилителям) должен выполнить цифро-аналоговое преобразование, а затем усилить сигналы для вывода на колонки. Для этого могут понадобиться от двух колонок для обычного стерео до восьми и более колонок для 7.1-канальных систем. Типичная 7.1-канальная система состоит из центральной колонки, LFE-колонки (канал низкочастотных эффектов, который обеспечивает один или более сабвуферов и добавляет ".1" к обозначениям 5.1 и 7.1), плюс из правой и левой передних и тыловых колонок (5.1), а также правой и левой боковых колонок объёмного звучания (7.1).

Если для вывода аудио с ПК на ресивер используются аналоговые разъёмы, ПК должен сначала декодировать данные в формате Dolby или DTS, а затем преобразовать их из цифрового в аналоговый сигнал, который затем передаётся по трём (5.1) или четырём (7.1) кабелям на ресивер для усиления и вывода на колонки. Эти кабели, как правило, организованы как центральный плюс LFE (два канала), правый и левый передний, правый и левый тыловой, а также правый и левый для объёмного звучания (только для 7.1).

Заключение: если LPCM не будет работать, то мы останемся с Dolby Digital и DTS

Во второй части статьи мы рассмотрим аппаратные и программные компоненты ПК, которые вовлечены в работу со звуковыми потоками высокой чёткости на дисках Blu-ray. Если только у вас нет в распоряжении самого новейшего "железа", то вы, вероятно, не сможете воспользоваться HDMI 1.3a для передачи этих форматов напрямую (bitstream) для внешнего декодирования. Но если ваш ПК может преобразовать один из этих форматов в LPCM, или на диске Blu-ray есть звуковая дорожка в формате LPCM, и вы сможете вывести этот LPCM-поток через HDMI на свой ресивер или предусилитель/препроцессор, то всё у вас будет в порядке. В противном случае, единственным способом вывести многоканальный HD-звук (5.1 и выше) с компьютера на ресивер будет декодирование цифрового аудио в его аналоговый эквивалент в самом компьютере, а затем потребуется использовать три (5.1) или четыре (7.1) аналоговых кабеля, чтобы направить этот звуковой сигнал на ресивер или предусилитель/препроцессор. Подробности читайте в следующей части нашей статьи!

Введение (Часть 2)

Для воспроизведения диска Blu-ray на компьютере требуется несколько компонентов. Кроме того, когда дело доходит до передачи потока звуковых данных с компьютера на другое устройство воспроизведения, такое как high-end ресивер или предусилитель, могут возникнуть интересные проблемы. В этой части нашей статьи мы сначала рассмотрим компоненты, вовлечённые в процесс воспроизведения диска Blu-ray на ПК, а затем обратим внимание на то, как звуковой поток может выйти из компьютера, и какие при этом могут проявиться потенциальные проблемы.

Воспроизведение дисков в формате Blu-ray

Прежде всего, компьютер должен быть оснащён внутренним приводом Blu-ray. Мы не берём в расчёт различные методы подключения игровой приставки Sony PlayStation 3 с плеером Blu-ray в основном потому, что она может обеспечить более надёжную передачу аудио высокой чёткости прямо на ресивер без соединения с компьютером. Обратите внимание, что плееры Blu-ray, подключаемые через USB 2.0, тоже допустимы, поскольку пропускная способность этого интерфейса составляет 480 Мбит/с и может справиться с типичной пропускной способностью дисков Blu-ray, доступной на сегодняшний день (это максимум 45 Мбайт/с или 360 Мбит/с, хотя на сайте Blu-ray.com в пункте 1.7 раздела часто задаваемых вопросов указана максимально возможная для данной технологии скорость передачи в 400 Мбит/с).

Сейчас всё больше и больше производителей готовы предоставить покупателям свои приводы Blu-ray, включая множество моделей от таких компаний, как Asus, LITE-ON, LG, NEC, Sony и т.д., в ценовом диапазоне от $130 до $350.

Подробную информацию о доступных приводах Blu-ray для ПК можно найти на сайте Blu-ray.com, где приведено много моделей, а также ссылки на приводы производителей.

Следующий этап в цепи обработки звука включает и обработку видео - а именно программный плеер (декодер), который используется для воспроизведения цифрового содержимого, выдаваемого приводом Blu-ray, на ПК. (В автономных плеерах эту задачу выполняет комбинация микросхем и программного обеспечения.)

На момент написания данной статьи нам удалось найти три основных коммерческих продукта, способных работать с дисками Blu-ray, декодируя их аудио- и видеоконтент (см. таблицу). У нас не было возможности подробно сравнить эти программные плееры, поэтому сосредоточимся только на том, что любой из них позволяет воспроизводить диски Blu-ray и декодировать любой содержащийся на них формат аудио высокого разрешения, хотя конечный результат будет также зависеть от дальнейшего пути следования звукового потока.

Производители программных плееров отличаются своими возможностями в этом плане, и несколько игроков не вошли в наш список из-за того, что их продукты вышли позднее или загадочным образом оказались недоступны (особенно это касается Nero и Roxio). Из всех указанных в нашем списке программных плееров наилучший результат мы получили с относительно новым ArcSoft Total Media Theatre, который лучше всех выполнил свою работу по предоставлению нужных форматов на выходе.

Коммерческие плееры/декодеры дисков Blu-Ray и версии HDMI

В первой части нашей статьи мы говорили о том, что единственным способом передачи закодированного HD-потока Dolby и DTS напрямую (bitstream) с компьютера на ресивер или предусилитель/препроцессор является соединение HDMI 1.3. Чтобы эта схема работала, ваш компьютер должен уметь передавать звуковой поток через интерфейс HDMI 1.3, и устройство (то есть ресивер или предусилитель/препроцессор), на которое поступает этот сигнал, должно поддерживать такую же версию HDMI.

Если сейчас можно найти ресиверы с поддержкой HDMI 1.3 (по цене порядка $1000), то с ПК всё не так просто: как выяснилось, в настоящее время нет доступных аппаратных компонентов, поддерживающих интерфейс HDMI 1.3. Прежде чем приступить к исследованию материнских плат, видеокарт и звуковых карт, которые могут быть вовлечены в цепь обработки звука, давайте поговорим о том, как влияет подключение плеера или ПК к дисплею на защищённый путь прохождения аудио. После этого мы ещё раз вернёмся к основной информации о мультимедийном интерфейсе высокой чёткости (High-Definition Multimedia Interface, HDMI) и о важной сопутствующей ей технологии защиты медиаконтента (High-bandwidth Digital Copy Protection, HDCP).

Защищённые пути прохождения аудио и видео с плеера на дисплей

При прохождении зашифрованного аудио и видео высокого разрешения от плеера до дисплея, все участки на пути прохождения сигнала между источником (плеер Blu-ray) и пунктом назначения (по всей видимости, какой-то телевизор 1080p HDTV или его эквивалент, например, HD-проектор) должны быть защищены. Чтобы в какой-то степени помочь этому процессу со стороны аудио-данных, компания Microsoft разработала спецификацию для драйверов Protected Audio Path (PAP) вовлечённых в эту цепочку компонентов: плееров, материнских плат, видеокарт, звуковых карт и т.д.

Во время процесса установки зашифрованного соединения на протяжении всей цепочки передачи и декодирования HD-контента между задействованными компонентами передаётся лицензионный ключ AACS (Advanced Access Content System - улучшенная система доступа к содержимому). Любая ошибка в обработке или передаче этого ключа по цепочке приводит к скрытому или явному снижению качества аудио- или видеоконтента. В отношении видео искусственное снижение качества пока не действует, а вот что касается аудио, если ключ не проходит по цепочке, то вы можете рассчитывать только на традиционный формат DTS или Dolby Digital. Короче говоря, если компоненты цепочки обработки звука в вашем компьютере не поддерживают HDCP, то вы теряете возможность получить на выходе форматы Dolby и DTS высокой чёткости (HD).

Представляем вам схему этого процесса, взятую из опубликованного 16 февраля 2007 года блога Мэтта Райта (Matt Wright) с сайта MissingRemote.com. Идём по пунктам, отвечая на вопрос: "Как плеер Blu-ray подключен к дисплею?".

• Плеер Blu-ray подключен с помощью цифрового соединения (DVI или HDMI)?
  1) Если соединение цифровое, то поддерживается ли шифрование сигнала по стандарту HDCP, и правильно ли оно используется?
  - Если нет, то немедленно прекратить и предупредить пользователя.
  - Если да, то продолжить при полном разрешении.
• Плеер Blu-ray подключен с помощью аналогового соединения, поддерживающего высокое разрешение (компонентный выход или VGA)?
  1) Если да, то выставлен ли флаг DOT? Если нет, то продолжить выполнение. (Флаг DOT расшифровывается как "Digital Only Token" и является частью спецификации HDCP, однако в настоящее время не применяется; по всей видимости, флаг DOT предназначен для того, чтобы в 2013 году полностью избавиться от аналоговых интерфейсов).
  2) Выставлен ли флаг ICT? Если да, то снизить разрешение до 960 x 540 пикселей (половина полного разрешения 1080p; флаг ICT расшифровывается как "Image Constraint Token" и может быть установлен, чтобы ухудшить разрешение изображения; в настоящее время киностудии не выставляют этот флаг, и ходят слухи, что ICT не будет использоваться раньше 2010 года).
• Плеер Blu-ray подключен с помощью традиционного аналогового соединения, поддерживающего стандартное разрешение (глупо использовать такое соединение для оптических дисков HD, однако нужно рассмотреть и такой вариант).
  1) Если да, то выставлен ли флаг DOT. Если выставлен, то предупредить пользователя и отменить воспроизведение.
  2) Если нет, то задействована ли защита Macrovision? Если да, то активировать Macrovision и разрешить воспроизведение.

Вспомним, что такое HDMI

HDMI расшифровывается как High-Definition Multimedia Interface (мультимедийный интерфейс высокой чёткости) - полностью цифровой интерфейс для передачи несжатых потоков аудио и видео. HDMI даёт значительные преимущества, поскольку он работает практически со всеми возможными типами видео- и аудиоданных, передавая сигнал по одному кабелю с компактным штекером (он похож на вытянутый USB-разъём типа B) или через интерфейс DVI-I. HDMI передаёт все видеоданные вплоть до разрешения 1080p, которые могут выдать самые последние плееры Blu-ray и HD-DVD, а также все самые современные форматы многоканального объёмного звука, такие как Dolby TrueHD и DTS-HD Master Audio. Конечно же, это предполагает, что вы можете найти ресивер или предусилитель/препроцессор, способный правильно обрабатывать эти форматы.

Ниже приведена краткая информация о версиях HDMI

• HDMI 1.0 (декабрь 2002 года): поддерживает максимальную пропускную способность 4,9 Гбит/с, поток видео до 165 мегапикселей в секунду и 8-канальный / 192кГц / 24-битный звук.
• HDMI 1.1 (май 2004 года): добавлена поддержка защиты контента DVD Audio.
• HDMI 1.2 (август 2005 года): добавлена поддержка Super Audio CD (SACD) до 8 каналов, разъём HDMI Type A для подключения ПК в качестве источника и другие возможности.
• HDMI 1.3 (июнь 2006 года): пропускная способность соединения увеличена до 10,2 Гбит/с; улучшена поддержка цветов, включая глубину 30, 36 и 48 бит, с 24 бит RGB или YCbCr предыдущих версий. Добавлена поддержка потоков Dolby TrueHD и DTS-HD Master Audio (форматы, используемые в дисках HD-DVD и Blu-ray) для декодирования внешними аудио/видео-ресиверами.
  

Есть также версии HDMI 1.2a и 1.3a, однако они не добавили ничего существенного, поэтому мы их здесь не рассматриваем. Запланированная на будущее двухканальная версия HDMI (ещё не разработана) должна будет увеличить общую пропускную способность более чем до 20 Гбайт. Это объясняет, почему в спецификациях есть поддержка более высокого разрешения (больше текущего максимума 1920 x 1080), а также до 16 каналов звука на 192 кГц каждый.

High-Bandwidth Digital Copy Protection (HDCP)

HDCP расшифровывается как High-bandwidth Digital Content Protection и представляет собой технологию защиты цифрового медиаконтента от несанкционированного копирования. Защита HDCP была разработана компанией Intel, а лицензированием занимается её дочернее подразделение Digital Content Protection LLC. Данная технология специально разработана для защиты зашифрованных данных при их прохождении от плеера до дисплея. Форматы Blu-ray и HD DVD требуют наличия защищённого соединения при использовании интерфейсов DVI и HDMI, которые должны поддерживать защиту HDCP на протяжении всей цепочки передачи сигнала.

Основной целью HDCP является предотвращение несанкционированного доступа к цифровому медиаконтенту во время его прохождения от плеера до дисплея. Эту технологию поддерживает большинство крупных киностудий и другие создатели видеоматериалов высокого разрешения. Если какой-либо компонент в цепочке обработки сигнала не поддерживает HDCP, то связи по HDCP между конечными устройствами не произойдёт, и вы не сможете воспроизвести защищённое содержимое, в том числе и диски Blu-ray, которые вы, возможно, хотели посмотреть.

В настоящее время большинство производителей, чьё оборудование может работать с контентом высокого разрешения (телевизионные приставки для кабельного и спутникового телевидения, DVD-плееры, HD-телевизоры (HDTV) и т.д.), предпочитают пользоваться лицензированием HDCP и, как правило, выбирают передачу сигнала через интерфейс HDMI. По этой причине сейчас на рынке можно наблюдать растущее число видеокарт и материнских плат с поддержкой HDMI и HDCP. Кроме того, это объясняет, почему у вас должна быть "правильная" версия HDMI, чтобы вывести HD-звук через ПК: только она обеспечивает нужную комбинацию защиты от копирования и пропускной способности, которая может удовлетворить требованиям HDMI/HDCP.

Производители контента (кино- и ТВ-студии, а также другие организации, которые производят контент высокого разрешения, охраняемый авторским правом) пока ещё не перешли на использование метки Image Constraint Token (ICT) из арсенала спецификации AACS. ICT - это своего рода флаг, который "заставляет" воспроизводящее устройство снизить разрешение, в случае если не обнаружится полностью правильная цепочка передачи и декодирования контента высокого разрешения (1080i и 1080p). На данный момент на поступающих в продажу дисках высокого разрешения Blu-ray и HD-DVD флаг ICT не применяется, чтобы "не обидеть" огромное количество владельцев HDTV, чья техника "не знает", что такое AACS. Поэтому для соединения плеера с дисплеем/телевизором (а также для других соединений) можно использовать разъёмы компонентного видео, старые версии HDMI (1.1 или 1.2), VGA или даже DVI-I, и по-прежнему получать на выходе сигнал в формате 1080, несмотря на спецификации AACS и защиту от копирования.

Сейчас киностудии могут выбирать, использовать флаг ICT или нет, и пока они решили отложить его применение исключительно из практических соображений. Проблема форматов звука высокой чёткости, таких как Dolby Digital Plus, Dolby True HD, DTS-HD High Resolution и DTS-HD Master Audio заключается в том, что только HDMI 1.3 способен распознавать и передавать эти форматы с плеера на следующее звено в цепочке обработки звука без изменений (bitstream). Более старые версии HDMI будут отлично работать с LPCM даже при высоком битрейте, поэтому можно использовать этот вариант в качестве альтернативы: все вышеназванные аудиоформаты декодируются в несжатый звук формата LPCM (по существу, это "чистый" цифровой звук), а затем этот поток выходит из компьютера через HDMI или DVI-I.

После того как сигнал покинул привод Blu-ray, в процесс обработки аудио и видео вступает программный плеер (декодер) Blu-ray от таких компаний, как Arcsoft, Cyberlink или Core (см. Таблицу 2). Если вы решили вывести из компьютера многоканальный звук в аналоговой форме, то ваша звуковая карта станет частью цифро-аналогового преобразования (или D2A), вовлечённого в процесс преобразования одного из HD-форматов Dolby или DTS (Dolby Digital Plus, Dolby TrueHD, DTS-HD High Resolution, DTS-HD Master Audio) или несжатого потока LPCM в аналоговый сигнал.

В противном случае, придётся передавать цифровой поток от материнской платы, из компьютера, на цифровой ресивер или предусилитель/препроцессор. Существует два интерфейса, по которым цифровой звук может выходить прямо из ПК: HDMI и Sony/Philips Digital Interconnect Format (сокращённо S/PDIF или SPDIF).

Проблемы с интерфейсом SPDIF

В первой части статьи мы касались этой проблемы, однако стоит повторить, что ни один из форматов аудио высокой чёткости Dolby или DTS, как и формат LPCM с высоким закодированным потоком, нельзя благополучно передать по соединению SPDIF (будь то коаксиальная или оптическая реализация). И дело здесь не в самом кабеле, а в том, что максимальный поток SPDIF составляет чуть больше 1,5 Мбит/с, необходимые для передачи звука в простом формате DTS 5.1. И даже технологии, которые могут самостоятельно определять пропускную способность, будут передавать форматы высокого разрешения, если они не превышают пороговое значение, но снизятся до обычного Dolby Digital или DTS, если потребовалась большая пропускная способность. Вот чем объясняется странный феномен, когда звуковое оборудование периодически сообщает о рабочем соединении Dolby TrueHD или DTS-HD Master Audio через интерфейс SPDIF, но в другой раз показывает только Dolby Digital или DTS через тот же самый интерфейс.

Когда дело касается надёжной, постоянной передачи большого звукового потока высокой чёткости с ПК на ресивер (или предусилитель/препроцессор), то на первый взгляд может показаться, что HDMI - это то, что нужно. Но поскольку на сегодняшний день компьютеры, оснащённые интерфейсом HDMI, пока не поддерживают версию HDMI 1.3 (или 1.3a) и не обеспечивают возможность прямой цифровой передачи закодированного потока форматов Dolby и DTS с высоким битрейтом (bitstream), только HD-потоки формата LPCM могут передаваться через текущие HDMI-выходы с компьютера на ресивер или предусилитель/препроцессор.

Где же компьютеры с интерфейсом HDMI?

Если вы начнёте искать компоненты ПК с интерфейсом HDMI (или его цифровым эквивалентом, таким как DVI-I с поддержкой HDCP, который можно подключить к кабелю HDMI через HDMI-адаптер), то вы найдёте только два типа компонентов: материнские платы и видеокарты.

Для материнских плат, не оснащённых интерфейсом HDMI, как правило, есть два варианта звуковых выходов: аналоговый выход или оптический/коаксиальный SPDIF-разъём. Аналоговый выход может обеспечить 3 двухканальных разъёма mini-RCA для 6-канальных звуковых схем (5.1) или 4 двухканальных разъёма mini-RCA для 8-канальных звуковых схем (7.1).

Сейчас вы понимаете, что аналоговое преобразование на компьютере означает, что вы должны принять то качество звука, которое получилось после обработки декодером; аналоговый сигнал будет просто передан на ресивер или предусилитель/препроцессор для усиления и вывода на колонки. Кроме того, вы должны осознать, что при использовании соединения SPDIF между ПК и ресивером (предусилителем/препроцессором), вы будете ограничены, в лучшем случае, форматом Dolby Digital или традиционным DTS при передаче "родных" цифровых аудиопотоков через этот интерфейс, то есть вы будете лишены возможности передавать с компьютера большие потоки Dolby Digital, DTS или LPCM.

Нынешнее поколение материнских плат, оснащённых интерфейсом HDMI, большей частью поддерживает версию HDMI 1.1, а это значит, что они будут работать с форматами Dolby Digital и DTS приблизительно так же, как и SPDIF. Получается, что формат LPCM - это единственный способ передачи цифрового звука с компьютера на ресивер (предусилитель/препроцессор). Если вы сможете настроить свой программный плеер/декодер так, чтобы он смог направлять данные в формате LPCM из компьютера через HDMI, то ресивер или усилитель должны суметь интерпретировать звуковой поток данных LPCM, поступающий по HDMI-соединению.

Это внушает надежду, что владельцы компьютеров с соответствующим аппаратным и программным обеспечением и ресиверов (предусилителей/препроцессоров) с необходимым набором функций, смогут наслаждаться звуком высокой чёткости на своих 5.1- или 7.1-канальных системах. Как правило, добиться нужного результата можно только путём экспериментирования, поскольку когда звуковая карта, которая работает с программными кодеками, не может преобразовать многоканальную звуковую дорожку высокой чёткости в её LPCM-эквивалент, то обычно происходит понижающая дискретизация (downsampling) до LPCM 2.0. При попытке воспроизвести HD-аудио вы должны следить за индикаторами на ресивере (предусилителе/препроцессоре) и внимательно слушать исходящий звук.

HDMI через видеокарты и звуковые карты

Иногда порты HDMI (и DVI-I с поддержкой HDCP) можно найти на high-end видеокартах, выпущенных с 2005 года: nVidia 8500, 8600 и более новые чипсеты 8800, а также AMD/ATI 24xx и новее. Если эти видеокарты и позволяют принимать на себя звук для "настоящего" выхода HDMI (то есть видео плюс аудио), то звуковой вход представлен в виде 4-контактного гнезда SPDIF или какого-то другого разъёма SPDIF: RCA для коаксиального, TOSLINK для оптического. Опять же, это ставит современные видеокарты в то же самое невыгодное положение в отношении обработки звука высокого разрешения (чёткости), в котором находятся другие технологии, использующие SPDIF: его пропускной способности просто недостаточно для передачи таких форматов звука, как Dolby Digital Plus, Dolby TrueHD, DTS-HD High Resolution, DTS-HD Master Audio и LPCM с большим потоком данных.

Каково же место звуковых карт?

Сегодня многие производители говорят о выводе аудиопотока через интерфейс HDMI и о поддержке звука высокой чёткости, однако никто из них не продаёт звуковых карт, способных выводить звук в той форме, которая смогла бы подаваться на HDMI-выход. Компания Asus объявила о выпуске летом 2008 года звуковой карты Xonar HDAV1.3 (модель была продемонстрирована 4 июня на выставке Computex на Тайване; пресс-релиз с интересной информацией о продукте смотрите здесь), а компания Auzentech обещает выпустить звуковую карту с поддержкой HDMI с конца 2006 года. Однако эти компании и другие крупные игроки на рынке звука, такие как Creative, M-Audio и HT Omega, борются с отсутствием стандартного интерфейса для передачи HD-аудио внутри компьютера. Им также приходится как-то сочетать большие звуковые потоки и видео высокого разрешения в едином окружении, отвечающем требованиям защиты HDCP на всех звеньях цепочки обработки сигнала, как того чётко требует спецификация.

Таким образом, звуковая карта Asus Xonar HDAV1.3 обнадёживает поклонников HD-аудио на ПК, желающих выводить звук в формате Dolby TrueHD или DTS Master Audio с плеера Blu-ray компьютера на соответствующим образом оснащённый ресивер, чтобы извлечь максимум преимуществ от 6-8-канального объёмного звука. Звуковая карта Xonar HDAV будет фактически принимать видео через HDMI-вход (предположительно, с видеокарты, оснащённой интерфейсом HDMI), а затем добавлять к потоку HDMI звук высокой чёткости, прежде чем вывести этот поток, объединяющий HD-аудио и видео, через свой HDMI-выход на другое устройство цепи. Интересно, что Asus собирается включить в комплект поставки плеер ArcSoft Total Media Theatre (это стало известно с выставки Computex, и та же самая информация содержится в вышеупомянутом пресс-релизе).

На момент написания данной статьи Asus не смогла назвать ни точную дату выпуска звуковой карты Xonar HDAV 1.3, ни её стоимость (мы предполагаем, что она будет стоить свыше $300, с учётом её возможностей и оснащения). Ещё интереснее то, что помимо самой звуковой карты HDAV 1.3, будет доступна отдельная плата расширения, которая, кроме мощных возможностей обработки цифрового звука, способна обеспечить высококачественное аналоговое аудио, а также поддерживает сменные операционные усилители, чтобы меломаны могли использовать другие дополнительные модули вместо установленных по умолчанию Burr-Frown PCM1796 (123 дБ SNR).

Даже самые высокоточные компьютерные звуковые карты, доступные на сегодняшний день, предоставляют два набора звуковых выходов: 6 или 8 аналоговых каналов или оптический и/или коаксиальный SPDIF. В том и другом случае исключена прямая цифровая передача (bitstream) форматов Dolby и DTS с высоким потоком, так же как и больших потоков LPCM.

В чём истинная проблема?

Мы обсудили все проблемы с разработчиками кодеков (особая благодарность Майклу Даунсу (Michael Downs) из компании Arcsoft за помощь в обсуждении), с производителями чипсетов (мы разговаривали с представителями компаний nVidia, AMD и FreeScale, а также пытались связаться с сотрудниками Realtek и Intel) и с производителями материнских плат и звуковых карт.

В процессе обсуждения мы начали понимать, что существует три потенциальных решения проблем, связанных с объединением аудио и видео. Однако, несмотря на то, что эти подходы могут удовлетворить требования защиты от копирования, ни один из них не был полностью стандартизирован и не предлагался в качестве законченной технологии, пригодной для коммерческого внедрения на рынок. Разумеется, это относится и к технологии для драйверов Protected Audio Path (PAP) ("защищённый путь прохождения аудио") от компании Microsoft, включая процессы сертификации драйверов и программ, которые пока не отработаны.

Ниже мы приведём три упомянутых возможных решения проблем:

Интегрированное решение аудио/видео
Данный подход подразумевает интегрирование цифровых сигнальных процессоров (DSP), звуковых чипсетов и GPU на единую адаптерную карту, которая в одном аппаратном модуле обрабатывает как видео высокого разрешения, так и высокопотоковое аудио. Мы слышали, что такие компании, как nVidia, ATI/AMD и Intel, а также ещё некоторые производители материнских плат, ведут экспериментальные разработки этой архитектуры. У этого решения есть преимущество: не требуется интерфейс для объединения аудио и видео данных, однако оно может стать самым дорогим решением. Для вывода аудио и видео высокого разрешения из компьютера может использоваться один выход с поддержкой HDMI 1.3.
Некоторые из наших читателей могут возразить, что такие продукты, как чипсеты GeForce 8200 и 780G (которые содержат интегрированную звуковую карту помимо графического процессора и должны выводить 7.1-канальный звук формата LPCM и видео с материнской платы через тот же самый HDMI-порт) и видеокарты серий nVidia 84xx, 86xx и 96xx или Radeon HD 2x00 и 3x00, представляют собой первый шаг в этом направлении, и они будут правы. Однако на данный момент, они работают только с двухканальным LPCM и не могут напрямую передавать кодированный большой поток Dolby и DTS (bitstream). О возможностях недавно вышедшей линейки Radeon 4x00 мы поговорим чуть позже.

Интерфейс шины PCIe
Аудио лишь незначительно увеличивает поток, необходимый для передачи HD-видео; даже 30 Мбит/с несжатого 8-канального звука 192 кГц / 24 бит ненамного увеличит битрейт видео и не сильно напряжёт шину PCIe. Поэтому если бы существовал стандартный мультимедийный (аудио/видео) интерфейс, позволяющий передавать и объединять потоки аудио и видео (bitstream), то он бы уже использовался. Учитывая широкую распространённость DSP для аудио и высокую мощность графических процессоров для видео, можно было бы надеяться, что одного обновления прошивки может быть достаточно, чтобы это осуществить. Аудио и видео вместе выводились бы по шине через один разъём с поддержкой HDMI 1.3.

Передача звука высокого разрешения внутри компьютера.
Посмотрите на это как на метод, позволяющий достичь того же самого, что и предыдущий метод, при условии, если бы стандартные интерфейсы SPDIF, которые присутствуют внутри компьютера и передают звук от звуковой карты на видеокарты, смогли бы передавать звук высокого разрешения (пусть даже за счёт увеличения контактов). Если масштабирование линейное, то, если 4 контакта дают нам 1,5 Мбит/с для SPDIF, мы можем получить разъём с 16-32 контактами для HD-аудио, который смог бы обеспечить поддержку даже DTS-HD Master Audio с самым высоким потоком. Это дало бы пользователям возможность выводить аудио и видео по одному кабелю через единственный разъём с поддержкой HDMI 1.3.

Майкл Даунс, вице-президент по маркетингу и развитию бизнеса компании ArcSoft (разработчик Total Media Theatre, одного из трёх программных плееров/декодеров для дисков Blu-ray) также поделился своим мнением о Microsoft API под названием "Protected Audio Path", или сокращённо PAP (подробнее см. Output Content Protection and Windows Vista). "Защита звукового потока в аппаратной/программной системе обеспечивается с помощью спецификации для драйверов MS Protected Audio Path (PAP). Без стандартных программных интерфейсов Microsoft всем компаниям-производителям аппаратного и программного обеспечения пришлось бы работать со многими разными, собственными интерфейсами драйверов. Например, что касается видео в XP, то нам пришлось работать с API третьих сторон для AACP и HDCP. Для Windows XP вообще непонятно, как можно реализовать поддержку звука высокой чёткости. Для WinVista в будущем планируется использовать MS PAP. Но пока с сертификацией драйверов MS ничего не понятно."

На вышеупомянутом сайте Microsoft сказано, что "Protected Audio Path (PAP) представляет собой будущую инициативу по предоставлению возможности шифрования звукового потока через шины, доступные пользователям". Таким образом, по словам Даунса, "спецификации PAP на данной стадии разработки драйверов и ПО можно интерпретировать по-разному". Другими словами, даже точка зрения компании Microsoft по поводу того, как обращаться с HD-звуком, остаётся до конца не ясной.

Таким образом, истинная проблема (по крайней мере, как нам кажется) заключается в отсутствии единого мнения о том, в каком направлении дальше двигаться, и как следствие - в отсутствии определения стандарта, позволяющего реализовать подобное решение на ПК (будем надеяться, что оно будет доступным). Можем только надеяться, что усилия различных компаний, заинтересованных в успешном использовании на компьютере аудио и видео высокого разрешения (особенно в воспроизведении дисков Blu-ray), приведут к появлению на рынке работоспособных технологических решений.

Спасительная соломинка

Несмотря на все надежды на возможные решения, в ближайшем будущем никаких подвижек не предвидится. Учитывая сроки для обсуждаемых и для уже обещанных к выпуску продуктов, таких как Asus Xonar AV или плата расширения Auzentech HDMI 1.3, по всей видимости, никакие решения по прямой передаче высокопотокового HD-звука с компьютера мы не увидим до осени 2008 года (если не позднее).

Видеокарты Radeon 4x000 обещают более полное слияние 7.1-канального звука LPCM и видео высокого разрешения внутри себя и вывод этого сигнала через один HDMI-выход. Но на момент тестов у нас не было их под рукой, поэтому мы дополним данную статью в конце лето, когда новая линейка видеокарт AMD появится на рынке. Пока множество производителей соберутся и договорятся об интерфейсах и стандартах, время может быстро пройти - а потребители по-прежнему ждут решений, которые обеспечат простое решение с одним кабелем.

Тем временем, для тех, кто пытается заставить работать технологии HDMI и HDCP, ситуация остаётся сложной, запутанной и неопределённой. К сожалению, экспериментирование с имеющимся оборудованием является единственным способом проверить, может ли на самом деле формат LPCM придти на помощь и передать большой поток аудио высокой чёткости с какого-то конкретного ПК на какой-то определённый ресивер или предусилитель/препроцессор. Что касается ситуации в ближайшем будущем, всё будет в большой степени зависеть от компонентов внутри компьютера, результаты будут меняться соответствующим образом, разброс будет тоже высок.

Мы будем тщательно следить за этим интересным, но чаще всего запутанным положением дел и за тем, как будет формироваться какое-то технологическое решение. Если вы заметили, что мы что-то упустили из виду в анализе текущей ситуации, пишите в наш Клуб экспертов по ссылке ниже. Ведь если и есть что-то, требующее доработки, то это плачевное и запутанное состояние звука высокого разрешения в современных компьютерах!

Цифровой звук. Как же много мифов крутится вокруг этой фразы. Сколько споров возникало между любителями удобства и качества цифры и приверженцами «живого воздушного» винилового звука помноженного на «тёплое ламповое» звучание. Кроме того, есть немало споров и между любителями «цифры»: достаточно ли 16х44.1 или нужно 24х192? Что лучше: мультибит или дельта-сигма? CDDA или SACD? PCM или DSD? В этой статье я попробую простым языком изложить азы цифрового звука, а так же более подробно остановлюсь на сравнении двух типов кодирования аналогового сигнала в цифровой: DSD и PCM .

Для начала ответим на вопрос, что есть цифровой звук? Чем он отличаются от аналогового? Если говорить кратко, математическим языком, аналоговый звуковой сигнал - непрерывная функция , цифровой звуковой сигнал - дискретная функция . Что это значит?

Аналоговый сигнал

Если нарисовать в воображении график синусоиды (именно так в чаще всего изображают звуковую волну): то, как бы мы его не увеличивали, стараясь рассмотреть все детали, - всегда будем видеть плавную гладкую линию: это аналоговый звуковой сигнал (рис. 1).

Рис. 1. Аналоговый сигнал

Аналоговый звук (запись) имеет множество параметров, с помощью которых можно оценить его качество. Рассмотрим три самых важных: частотный диапазон, динамический диапазон, искажения.

Частотный диапазон - набор частот, содержащихся в звуке. Принято считать, что частотный диапазон человеческого слуха 20… 20.000 Гц (иногда указывается 16 - 22.000 Гц). Сам по себе частотный диапазон музыки никакого интереса в плане оценки качества не представляет (к примеру, частотный диапазон все того же взлетающего самолета будет очень широк, а вокальной партии тенора - намного уже). Качественным параметром, скажем, наушников является потенциальный частотный диапазон, а оценивается он с помощью амплитудно-частотной характеристики (АЧХ). Идеальная АЧХ - прямая линия на всем диапазоне частот слуха – означает, что источник звука не усиливает и не ослабляет какие-то отдельные частоты, а значит извлекаемый звук совпадает с оригиналом.

Рис. 2. АЧХ MP3 файла 256 kbps

Динамический диапазон (ДД) - разность между самым тихим и самым громким звуком. Измеряется громкость в децибелах (дБ). Принято считать, что максимальная громкость, не наносящая травм человеку - это 130 дБ - звук взлетающего самолета, а минимальная слышимая громкость - 5… 10 дБ - на уровне шелеста листьев в маловетреную погоду. Естественно, что шелест листьев на фоне взлетающего самолета разобрать будет невозможно, да и слушать музыку с уровнем 130 дБ крайне неприятно. Поэтому принято считать, что комфортный ДД для прослушивания музыки - 80… 100 дБ.

Искажения – не что иное, как отклонение сигнала от оригинала.

Принципы представления звука в цифровом виде

Что же происходит при оцифровке аналогового звука? Не будем углубляться в технические аспекты, разберем все, как говорится, на бумаге: для этого нарисуем нашу воображаемую «идеальную» синусоиду и будем измерять величину сигнала через равные промежутки времени (этот процесс называется дискретизацией или квантованием): мы получим некий последовательный набор значений - это и будет наш цифровой сигнал, полученный методом импульсно-кодовой модуляции (PCM) (рис. 3).

Рис. 3. Преобразование аналогового сигнала в PCM

Два основных параметра качества PCM сигнала - это частота и разрядность. Частота - это количество измерений за одну секунду, чем их больше - тем с большей точностью передаётся сигнал. Частота измеряется в герцах: 44100 Hz, 192000 Hz и др. Разрядность - количество возможных значений величины сигнала (точность передачи величины). Чем больше вариантов - тем больше точность сигнала. Разрядность измеряется в битах: 16 bit (65.536 возможных значений, ДД 96 дБ), 24 bit (16.777.216 значений, ДД 144 дБ) и др.

Но это не единственный вариант представления звуковой волны в цифровом виде. Есть способ избавиться от такого параметра, как разрядность, оставить только два уровня амплитуды: -100% и +100% (0 или 1). Чтобы добиться этого, не потеряв в качестве, - нужно многократно увеличить частоту считывания величины сигнала (рис. 4).

Рис. 4. Преобразование аналогового сигнала в DSD

Такой вид представления цифрового звука называется импульсно-плотностной модуляцией, чаще всего для него используется аббревиатура DSD. Фактически, единственный качественный параметр такого сигнала - частота. Но так как частоты используются очень высокие (от 2.822.400 Hz), такие цифры сложно запомнить, принято делить частоту DSD сигнала на 44.100 Hz. Полученное число и является показателем качества: DSD64 (ДД 120 дБ), DSD128, DSD256 и т.д.

Восстановление аналогового сигнала из «цифры»

Но оцифровка аналогового сигнала – это полдела. Для прослушивания цифровой музыки нужно выполнить обратное преобразование. Для начала рассмотрим, каким образом превратить в звук цифровой DSD поток. Как мы уже знаем, этот поток представляет из себя высокочастотный (2,8 МГц и более) двухуровневый сигнал, средняя величина этого сигнала меняется со звуковой частотой. То есть, если подходить к решению задачи максимально просто, - нужно отфильтровать все высокочастотные составляющие DSD потока, оставив только полезный звуковой сигнал (частоты до 20...22 кГц). Делается это с помощью аналогового фильтра низкой частоты (ФНЧ). Простейший ФНЧ – это RC цепочка . Сигнал полученный, после прохождения этой цепочки, показан на рис. 5.

Рис. 5. Восстановление аналогового сигнала из DSD

Как видим, полученный график лишь отдаленно напоминает исходную синусоиду. Но не забываем, что мы «применили» простейший фильтр, улучшая схему фильтра можно добиться практически полного отсутствия высокочастотного шума и получить аналоговый звук с хорошими качественными показателями.

Для восстановления аналогового сигнала из цифрового PCM недостаточно только лишь аналогового ФНЧ, нужно предварительно расшифровать цифровые данные, для этого используются цифро-аналоговые преобразователи (ЦАПы). Бывают они разных типов, но описывать их все в задачи данной статьи не входит. Остановимся на 2-х самых распространённых типах в звуковой технике. Во-первых, это так называемый ЦАП лестничного типа (его ещё называют мультибитным). Как вы, наверное, догадались, такой ЦАП преобразует PCM поток цифровых данных в поток величин звукового сигнала, которые на графике выглядят как лестница (рис. 6). Как и в случае DSD, обязательно использование аналогового фильтра для сглаживания «ступенек».

Рис. 6. Восстановление аналогового сигнала из PCM

Зачастую, в таких преобразователях используется промежуточная передискретизация цифрового PCM сигнала в более высокие значения частоты (например, 192 кГц): это уменьшает «ступеньки», что позволяет упростить схему аналогового фильтра.

Второй тип ЦАП – дельта-сигма – использует передискретизацию в ещё большие значения частоты с одновременным уменьшением разрядности до одного бита. Ничего не напоминает? Это же знакомый нам DSD сигнал! Как далее обработать такой сигнал и превратить его в аналоговый, мы уже рассматривали выше.

Применение PCM и DSD, достоинства/недостатки

Где же мы можем встретить каждый из способов кодирования? PCM формат очень распространён: CDDA диски, DVD Audio, файлы MP3, FLAC, ALAC, AAC, звук в фильмах, и далее, и далее, проще сказать, когда не-PCM. Super Audio CD диски, DSD диски, файлы DSF, DFF - это DSD формат. Что же всё-таки лучше? При воспроизведении какого формата мы получим более качественный звук?

В статьях, посвященных DSD формату, описано множество преимуществ перед PCM, но все ли описываемые преимущества верны или это мифы, придуманные для обывателей, не разбирающихся в технической составляющей, чтобы отвоевывать рынок, плотно занятый PCM форматом? Давайте кратенько пройдемся по списку.

Выводы

Итак, что выбрать DSD или PCM? Однозначного ответа нет и быть не может: PCM 24 бит 92 кГц и DSD128, например, очень схожи по качественным характеристикам, причем эти характеристики лучше, чем у аппаратуры, на которой эти форматы будут проигрываться, а значит дальнейшее увеличение качества цифровых форматов для воспроизведения на данном этапе нецелесообразно. При оценке качества звука разных форматов высокой чёткости на первый план выходят субъективные ощущения, ведь не качеством единым питается человеческий мозг: дизайн аппаратуры, ее стоимость, и, главное, самочувствие и настроение слушателя дают гораздо больший эффект на ощущения от прослушивания музыки. А значит выбирайте то, что нравится лично вам, и не навязывайте другим свое мнение. Всем приятного прослушивания!

Цифровой звук. Как же много мифов крутится вокруг этой фразы. Сколько споров возникало между любителями удобства и качества цифры и приверженцами «живого воздушного» винилового звука помноженного на «тёплое ламповое» звучание. Кроме того, есть немало споров и между любителями «цифры»: достаточно ли 16х44.1 или нужно 24х192? Что лучше: мультибит или дельта-сигма? CDDA или SACD? PCM или DSD? В этой статье я попробую простым языком изложить азы цифрового звука, а так же более подробно остановлюсь на сравнении двух типов кодирования аналогового сигнала в цифровой: DSD и PCM .

Для начала ответим на вопрос, что есть цифровой звук? Чем он отличаются от аналогового? Если говорить кратко, математическим языком, аналоговый звуковой сигнал - непрерывная функция , цифровой звуковой сигнал - дискретная функция . Что это значит?

Аналоговый сигнал

Если нарисовать в воображении график синусоиды (именно так в чаще всего изображают звуковую волну): то, как бы мы его не увеличивали, стараясь рассмотреть все детали, - всегда будем видеть плавную гладкую линию: это аналоговый звуковой сигнал (рис. 1).

Рис. 1. Аналоговый сигнал

Аналоговый звук (запись) имеет множество параметров, с помощью которых можно оценить его качество. Рассмотрим три самых важных: частотный диапазон, динамический диапазон, искажения.

Частотный диапазон - набор частот, содержащихся в звуке. Принято считать, что частотный диапазон человеческого слуха 20… 20.000 Гц (иногда указывается 16 - 22.000 Гц). Сам по себе частотный диапазон музыки никакого интереса в плане оценки качества не представляет (к примеру, частотный диапазон все того же взлетающего самолета будет очень широк, а вокальной партии тенора - намного уже). Качественным параметром, скажем, наушников является потенциальный частотный диапазон, а оценивается он с помощью амплитудно-частотной характеристики (АЧХ). Идеальная АЧХ - прямая линия на всем диапазоне частот слуха – означает, что источник звука не усиливает и не ослабляет какие-то отдельные частоты, а значит извлекаемый звук совпадает с оригиналом.

Рис. 2. АЧХ MP3 файла 256 kbps

Динамический диапазон (ДД) - разность между самым тихим и самым громким звуком. Измеряется громкость в децибелах (дБ). Принято считать, что максимальная громкость, не наносящая травм человеку - это 130 дБ - звук взлетающего самолета, а минимальная слышимая громкость - 5… 10 дБ - на уровне шелеста листьев в маловетреную погоду. Естественно, что шелест листьев на фоне взлетающего самолета разобрать будет невозможно, да и слушать музыку с уровнем 130 дБ крайне неприятно. Поэтому принято считать, что комфортный ДД для прослушивания музыки - 80… 100 дБ.

Искажения – не что иное, как отклонение сигнала от оригинала.

Принципы представления звука в цифровом виде

Что же происходит при оцифровке аналогового звука? Не будем углубляться в технические аспекты, разберем все, как говорится, на бумаге: для этого нарисуем нашу воображаемую «идеальную» синусоиду и будем измерять величину сигнала через равные промежутки времени (этот процесс называется дискретизацией или квантованием): мы получим некий последовательный набор значений - это и будет наш цифровой сигнал, полученный методом импульсно-кодовой модуляции (PCM) (рис. 3).

Рис. 3. Преобразование аналогового сигнала в PCM

Два основных параметра качества PCM сигнала - это частота и разрядность. Частота - это количество измерений за одну секунду, чем их больше - тем с большей точностью передаётся сигнал. Частота измеряется в герцах: 44100 Hz, 192000 Hz и др. Разрядность - количество возможных значений величины сигнала (точность передачи величины). Чем больше вариантов - тем больше точность сигнала. Разрядность измеряется в битах: 16 bit (65.536 возможных значений, ДД 96 дБ), 24 bit (16.777.216 значений, ДД 144 дБ) и др.

Но это не единственный вариант представления звуковой волны в цифровом виде. Есть способ избавиться от такого параметра, как разрядность, оставить только два уровня амплитуды: -100% и +100% (0 или 1). Чтобы добиться этого, не потеряв в качестве, - нужно многократно увеличить частоту считывания величины сигнала (рис. 4).

Рис. 4. Преобразование аналогового сигнала в DSD

Такой вид представления цифрового звука называется импульсно-плотностной модуляцией, чаще всего для него используется аббревиатура DSD. Фактически, единственный качественный параметр такого сигнала - частота. Но так как частоты используются очень высокие (от 2.822.400 Hz), такие цифры сложно запомнить, принято делить частоту DSD сигнала на 44.100 Hz. Полученное число и является показателем качества: DSD64 (ДД 120 дБ), DSD128, DSD256 и т.д.

Восстановление аналогового сигнала из «цифры»

Но оцифровка аналогового сигнала – это полдела. Для прослушивания цифровой музыки нужно выполнить обратное преобразование. Для начала рассмотрим, каким образом превратить в звук цифровой DSD поток. Как мы уже знаем, этот поток представляет из себя высокочастотный (2,8 МГц и более) двухуровневый сигнал, средняя величина этого сигнала меняется со звуковой частотой. То есть, если подходить к решению задачи максимально просто, - нужно отфильтровать все высокочастотные составляющие DSD потока, оставив только полезный звуковой сигнал (частоты до 20...22 кГц). Делается это с помощью аналогового фильтра низкой частоты (ФНЧ). Простейший ФНЧ – это RC цепочка . Сигнал полученный, после прохождения этой цепочки, показан на рис. 5.

Рис. 5. Восстановление аналогового сигнала из DSD

Как видим, полученный график лишь отдаленно напоминает исходную синусоиду. Но не забываем, что мы «применили» простейший фильтр, улучшая схему фильтра можно добиться практически полного отсутствия высокочастотного шума и получить аналоговый звук с хорошими качественными показателями.

Для восстановления аналогового сигнала из цифрового PCM недостаточно только лишь аналогового ФНЧ, нужно предварительно расшифровать цифровые данные, для этого используются цифро-аналоговые преобразователи (ЦАПы). Бывают они разных типов, но описывать их все в задачи данной статьи не входит. Остановимся на 2-х самых распространённых типах в звуковой технике. Во-первых, это так называемый ЦАП лестничного типа (его ещё называют мультибитным). Как вы, наверное, догадались, такой ЦАП преобразует PCM поток цифровых данных в поток величин звукового сигнала, которые на графике выглядят как лестница (рис. 6). Как и в случае DSD, обязательно использование аналогового фильтра для сглаживания «ступенек».

Рис. 6. Восстановление аналогового сигнала из PCM

Зачастую, в таких преобразователях используется промежуточная передискретизация цифрового PCM сигнала в более высокие значения частоты (например, 192 кГц): это уменьшает «ступеньки», что позволяет упростить схему аналогового фильтра.

Второй тип ЦАП – дельта-сигма – использует передискретизацию в ещё большие значения частоты с одновременным уменьшением разрядности до одного бита. Ничего не напоминает? Это же знакомый нам DSD сигнал! Как далее обработать такой сигнал и превратить его в аналоговый, мы уже рассматривали выше.

Применение PCM и DSD, достоинства/недостатки

Где же мы можем встретить каждый из способов кодирования? PCM формат очень распространён: CDDA диски, DVD Audio, файлы MP3, FLAC, ALAC, AAC, звук в фильмах, и далее, и далее, проще сказать, когда не-PCM. Super Audio CD диски, DSD диски, файлы DSF, DFF - это DSD формат. Что же всё-таки лучше? При воспроизведении какого формата мы получим более качественный звук?

В статьях, посвященных DSD формату, описано множество преимуществ перед PCM, но все ли описываемые преимущества верны или это мифы, придуманные для обывателей, не разбирающихся в технической составляющей, чтобы отвоевывать рынок, плотно занятый PCM форматом? Давайте кратенько пройдемся по списку.

Выводы

Итак, что выбрать DSD или PCM? Однозначного ответа нет и быть не может: PCM 24 бит 92 кГц и DSD128, например, очень схожи по качественным характеристикам, причем эти характеристики лучше, чем у аппаратуры, на которой эти форматы будут проигрываться, а значит дальнейшее увеличение качества цифровых форматов для воспроизведения на данном этапе нецелесообразно. При оценке качества звука разных форматов высокой чёткости на первый план выходят субъективные ощущения, ведь не качеством единым питается человеческий мозг: дизайн аппаратуры, ее стоимость, и, главное, самочувствие и настроение слушателя дают гораздо больший эффект на ощущения от прослушивания музыки. А значит выбирайте то, что нравится лично вам, и не навязывайте другим свое мнение. Всем приятного прослушивания!

Резюме файла PCM

Согласно нашим записям, существуют один тип(ы) файлов, связанных с расширением PCM, самый популярный из которых отформатирован в качестве Pulse Code Modulation . Самое распространенное связанное приложение - MPlayer , выпущенное The MPlayer Team . Кроме того, один различные программы позволяют вам просматривать эти файлы. Большинство файлов PCM относится к Audio Files .

Расширение файла PCM поддерживается Windows, Mac и Linux. Данные типы файлов можно найти в основном на настольных компьютерах и некоторых мобильных устройствах. Рейтинг популярности файлов PCM составляет «Низкий», что означает, что данные файлы встречаются редко.

Однако следует учитывать, что существует намного больше информации, которую следует знать о файлах PCM; далее представлены лишь савые важные детали в отношении этих типов файлов. Если у вас возникли проблемы с открытием этих файлов, или вы хотите получить более подробную информацию, ознакомьтесь с подробной информацией, представленной ниже.

Популярность типов файлов

Ранг Файла

Активность

Этот тип файлов по-прежнему сохранил актуальность и активно используется разработчиками и прикладными программными средствами. Хотя оригинальное программное обеспечение этого типа файлов может отодвигаться на второй план более новой версией (например. Excel 97 против Office 365), этот тип файлов по-прежнему активно поддерживается текущей версией программного обеспечения. Этот процесс взаимодействия со старой операционной системой или устаревшей версией программного обеспечения также известен как «обратная совместимость ».

Статус файла

Страница Последнее обновление

Типы файлов PCM

Ассоциация основного файла PCM

Сырые или несжатого аудио файлов. Он непосредственно представляет цифровые 1s и 0s записанного аудио и сохраняет аудио в типе, который может быть использован в.AIF и.WAV файлы.

Программные обеспечения, открывающие Pulse Code Modulation:

Совместимый с:

Windows

Mac

Linux

Совместимый с:

Windows

Mac

Совместимый с:

Windows

Mac

Совместимый с:

Windows

Mac

Linux

Попробуйте универсальное средство для просмотра файлов

В дополнение к продуктам, перечисленным выше, мы предлагаем вам попробовать универсальное средство для просмотра файлов типа FileViewPro. Данное средство может открывать более 200 различных типов файлов, предоставляя функции редактирования для большинства из них.

Лицензия | | Условия |

Устранение неполадок при открытии файлов PCM

Общие проблемы с открытием файлов PCM

MPlayer не установлен

Дважды щелкнув по файлу PCM вы можете увидеть системное диалоговое окно, в котором сообщается «Не удается открыть этот тип файла» . В этом случае обычно это связано с тем, что на вашем компьютере не установлено MPlayer для %%os%% . Так как ваша операционная система не знает, что делать с этим файлом, вы не сможете открыть его дважды щелкнув на него.

Совет: Если вам извстна другая программа, которая может открыть файл PCM, вы можете попробовать открыть данный файл, выбрав это приложение из списка возможных программ.

Установлена неправильная версия MPlayer

В некоторых случаях у вас может быть более новая (или более старая) версия файла Pulse Code Modulation, не поддерживаемая установленной версией приложения . При отсутствии правильной версии ПО MPlayer (или любой из других программ, перечисленных выше), может потребоваться загрузить другую версию ПО или одного из других прикладных программных средств, перечисленных выше. Такая проблема чаще всего возникает при работе в более старой версии прикладного программного средства с файлом, созданным в более новой версии , который старая версия не может распознать.

Совет: Иногда вы можете получить общее представление о версии файла PCM, щелкнув правой кнопкой мыши на файл, а затем выбрав «Свойства» (Windows) или «Получить информацию» (Mac OSX).

Резюме: В любом случае, большинство проблем, возникающих во время открытия файлов PCM, связаны с отсутствием на вашем компьютере установленного правильного прикладного программного средства.

Установить необязательные продукты - FileViewPro (Solvusoft) | Лицензия | Политика защиты личных сведений | Условия |

Другие причины проблем с открытием файлов PCM

Даже если на вашем компьютере уже установлено MPlayer или другое программное обеспечение, связанное с PCM, вы все равно можете столкнуться с проблемами во время открытия файлов Pulse Code Modulation. Если проблемы открытия файлов PCM до сих пор не устранены, возможно, причина кроется в других проблемах, не позволяющих открыть эти файлы . Такие проблемы включают (представлены в порядке от наиболее до наименее распространенных):

• Неверные ссылки на файлы PCM в реестре Windows («телефонная книга» операционной системы Windows)
• Случайное удаление описания файла PCM в реестре Windows
• Неполная или неправильная установка прикладного программного средства, связанного с форматом PCM
• Повреждение файла PCM (проблемы с самим файлом Pulse Code Modulation)
• Заражение PCM вредоносным ПО
• Повреждены или устарели драйверы устройств оборудования, связанного с файлом PCM
• Отсутствие на компьютере достаточных системных ресурсов для открытия формата Pulse Code Modulation

Опрос: Какой тип вычислительного устройства, наиболее часто используют для открытия файлов?

Разбивка устройства расширения файла (настольный компьютер / мобильный телефон / планшет)

Событие дня

До ZIP файлы стали обычным явлением в 1989 году, ARC-файлы используются для сжатия файлов и каталогов в отдельные контейнеры файлов. Формат ARC, созданный Enhancement Associates System, была одной из первых реальных примеров программного обеспечения сжатия файлов.

Как исправить проблемы с открытием файлов PCM

При наличии на компьютере установленной антивирусной программы можносканировать все файлы на компьютере, а также каждый файл в отдельности . Можно выполнить сканирование любого файла, щелкнув правой кнопкой мыши на файл и выбрав соответствующую опцию для выполнения проверки файла на наличие вирусов.

Например, на данном рисунке выделен файл my-file.pcm , далее необходимо щелкнуть правой кнопкой мыши по этому файлу, и в меню файла выбрать опцию «сканировать с помощью AVG» . При выборе данного параметра откроется AVG Antivirus, который выполнит проверку данного файла на наличие вирусов.

Иногда ошибка может возникнуть в результате неверной установки программного обеспечения , что может быть связано с проблемой, возникшей в процессе установки. Это может помешать вашей операционной системе связать ваш файл PCM с правильным прикладным программным средством , оказывая влияние на так называемые «ассоциации расширений файлов» .

Иногда простая переустановка MPlayer может решить вашу проблему, правильно связав PCM с MPlayer. В других случаях проблемы с файловыми ассоциациями могут возникнуть в результате плохого программирования программного обеспечения разработчиком, и вам может потребоваться связаться с разработчиком для получения дополнительной помощи.

Совет: Попробуйте обновить MPlayer до последней версии, чтобы убедиться, что установлены последние исправления и обновления.

Это может показаться слишком очевидным, но зачастую непосредственно сам файл PCM может являться причиной проблемы . Если вы получили файл через вложение электронной почты или загрузили его с веб-сайта, и процесс загрузки был прерван (например, отключение питания или по другой причине), файл может повредиться . Если возможно, попробуйте получить новую копию файла PCM и попытайтесь открыть его снова.

Осторожно: Поврежденный файл может повлечь за собой возникновение сопутствующего ущерба предыдущей или уже существующей вредоносной программы на вашем ПК, поэтому очень важно, чтобы на вашем компьютере постоянно работал обновленный антивирус.

Если ваш файл PCM связан с аппаратным обеспечением на вашем компьютере , чтобы открыть файл вам может потребоваться обновить драйверы устройств , связанных с этим оборудованием.

Эта проблема обычно связана с типами мультимедийных файлов , которые зависят от успешного открытия аппаратного обеспечения внутри компьютера, например, звуковой карты или видеокарты . Например, если вы пытаетесь открыть аудиофайл, но не можете его открыть, вам может потребоваться обновить драйверы звуковой карты .

Совет: Если при попытке открыть файл PCM вы получаете сообщение об ошибке, связанной с.SYS file , проблема, вероятно, может быть связана с поврежденными или устаревшими драйверами устройств , которые необходимо обновить. Данный процесс можно облегчить посредством использования программного обеспечения для обновления драйверов, такого как DriverDoc .

Если шаги не решили проблему , и у вас все еще возникают проблемы с открытием файлов PCM, это может быть связано с отсутствием доступных системных ресурсов . Для некоторых версий файлов PCM могут потребоваться значительный объем ресурсов (например, память/ОЗУ, вычислительная мощность) для надлежащего открытия на вашем компьютере. Такая проблема встречается достаточно часто, если вы используете достаточно старое компьютерное аппаратное обеспечение и одновременно гораздо более новую операционную систему.

Такая проблема может возникнуть, когда компьютеру трудно справиться с заданием, так как операционная система (и другие службы, работающие в фоновом режиме) могут потреблять слишком много ресурсов для открытия файла PCM . Попробуйте закрыть все приложения на вашем ПК, прежде чем открывать Pulse Code Modulation. Освободив все доступные ресурсы на вашем компьютере вы обеспечите налучшие условия для попытки открыть файл PCM.

Если вы выполнили все описанные выше шаги , а ваш файл PCM по-прежнему не открывается, может потребоваться выполнить обновление оборудования . В большинстве случаев, даже при использовании старых версий оборудования, вычислительная мощность может по-прежнему быть более чем достаточной для большинства пользовательских приложений (если вы не выполняете много ресурсоемкой работы процессора, такой как 3D-рендеринг, финансовое/научное моделирование или интенсивная мультимедийная работа). Таким образом, вполне вероятно, что вашему компьютеру не хватает необходимого объема памяти (чаще называемой «ОЗУ», или оперативной памятью) для выполнения задачи открытия файла.

Попробуйте обновить память , чтобы узнать, поможет ли это открыть файл PCM. На сегодняшний день обновления памяти являются вполне доступными и очень простыми для установки даже для обычного пользователя компьютера. В качестве бонуса вы, вероятно, увидите хороший прирост производительности при выполнении вашим компьютером других задач.

Установить необязательные продукты - FileViewPro (Solvusoft) | Лицензия | Политика защиты личных сведений | Условия |