цифровые технологии и качественный звук

1. Аудиофайлы высокого разрешения

Аудиофайлы 192 кГц/24 бит, 176/24, 96/24, 9624, 24 бит/96 кГц, 24/96, FLAC96, 192WAV и т.п. – несжатые или сжатые без потерь цифровые файлы для хранения и точного воспроизведения звука, оцифрованного с использованием импульсно-кодовой модуляции (ИКМ). Обычно аудиофайлы считаются файлами высокого разрешения (ВР), если они имеют частоту дискретизации 88,2 или 176,4 кГц (кратную 44,1 кГц), 96 или 192 кГц (кратную 48 кГц) и выше, с разрядностью 24 бит и выше.

Для целей точного звуковоспроизведения файлы должны быть представлены в форматах без потерь. Чаще всего используются форматы (кодеки) WAV, FLAC, WMA, AIFF и ALAC.  WAV (Waveform Audio Format) – формат, который обычно применяется в качестве оболочки для несжатого звука, оцифрованного с использованием ИКМ. FLAC (Free Lossless Audio Codec — открытый аудиокодек без потерь) – популярный формат для сжатия аудио, который не удаляет никакой информации из аудиопотока и подходит как для прослушивания музыки на высококачественной аудиоаппаратуре, так и для хранения аудиоколлекции на жёстком диске. WMA (Windows Media Audio) – формат со сжатием, разработанный компанией Майкрософт (США). Для точного воспроизведения звука предпочтительнее использовать его версию Lossless (без потерь). AIFF (Audio Interchange File Format) был разработан компанией Apple Computer (США) в двух версиях: с сжатием и без сжатия, и чаще всего используется в компьютерах Apple. ALAC (Apple Lossless Audio Codec) - открытый аудиокодек для сжатия без потерь, тоже разработанный компанией Apple. Существуют также другие форматы для хранения и воспроизведения аудиофайлов.

Аудиофайлы могут представлять собой точные («бит-в-бит») копии студийных мастер-файлов, их варианты с передискретизацией или цифровые файлы, полученные путём оцифровки аналоговых звукозаписей.

Чтобы разместить аудиофайлы на жёстком диске компьютера или музыкального сервера, их можно скачать из интернета, перенести с другого ПК, флэш-накопителя  или оптического диска. Примером последнего являются диски HRx (см. ниже).

 

DXD (Digital eXtreme Definition, рус. цифровое предельное разрешение) — формат BP, который сначала применялся только в профессиональной звукозаписи. В DXD-формате для цифрового кодирования звуковых данных используется ИКМ с частотой дискретизации 352,8 кГц и разрядностью 24 или 32 бита. Формат DXD был разработан в 2004 году компанией Digital Audio Denmark (Дания) и первоначально применялся для записи и обработки звука при производстве супераудиодисков. Однако позже он стал использоваться, как самостоятельный формат цифровой звукозаписи. С 2012 года в интернете распространяться музыкальные файлы DXD. Расширяется выпуск ЦАПов бытового назначения, поддерживающих этот формат.

Подробнее: www.merging.com/uploads/assets//Merging_pdfs/dxd_Resolution_v3.5.pdf

 

Кроме названных выше форматов, в которых сигнал оцифрован с помощью ИКМ, с 2010 года в интернете стали распространяться аудиофайлы DSD, в которых для кодирования применена иная технология – Direct Stream Digital (прямой цифровой поток), основанная на сигма-дельта-модуляции. Эта же технология используется в дисках SACD (см. ниже). Аудиофайлы DSD имеют расширение DFF или DSF.

С помощью соответствующего ПО и ЦАПа аудиофайлы DSD могут воспроизводиться с компьютера в исходном формате или могут быть преобразованы в файлы ИКМ для воспроизведения с использованием обычных цифроаналоговых преобразователей.

Подробнее: dsd-guide.com/technical-documents

 

MQA – технология сжатия без снижения качества звука, предложенная в декабре 2014 года британской компанией Meridian Audio, которая ранее разработала метод MLP для DVD-аудиодиска (см. ниже). Технология MQA (Master Quality Authenticated, рус. подтверждённое студийное качество) основана на использовании специального кодека, который позволяет значительно (на порядок) уменьшить размер звукового цифрового файла для упрощения его передачи и хранения, а затем провести декодирование без ухудшения качества звука. Особенно это целесообразно для аудиофайлов высокого разрешения, имеющих значительно больший размер по сравнению с файлами стандартного разрешения. Так, величина битрейта, соответствующая аудиофайлу 192 кГц/24 бит (9,2 Мбит/с) с помощью технологии кодирования MQA может быть снижена до 922 кбит/с, что даже ниже, чем у компакт-диска. Передача и хранение аудиофайлов, сжатых подобным методом, может производиться с помощью различных «контейнеров»: FLAC, WAV, ALAC и т.п.

Одновременно с предложением технологии MQA компания Meridian Audio стала выпускать аудиооборудование, поддерживающее новый формат (ЦАПы, цифровые акустические системы). Если же воспроизводящее аудиоустройство не оснащено декодером MQA, то музыка будет проигрываться с качеством компакт-диска.

Подробнее:  www.mqa.co.uk

 

USB-аудиокарта – название флэш-накопителя, помещенного в пластиковую карточку размером с кредитку и используемого в качестве средства для записи и хранения аудиофайлов ВР. В 2010 году выпуск USB Audio Card начала компания Cardas, известный производитель кабелей из США, а затем, под названием MasterFlash, – компания звукозаписи Fidelio (Канада). При нажатии на край пластиковой карточки разъём USB переводится в рабочее положение, и аудиокарта может быть подсоединена к порту USB музыкального сервера или обычного компьютера. Аудиофайлы с USB-аудиокарты переносятся на жёсткий диск или могут воспроизводиться непосредственно с неё. Они представляют собой музыкальные файлы ВР, чаще всего формата WAV 96/24 или 176/24. Карта может содержать также файлы обложек дисков и другую информацию. Компания звукозаписи EMI для размещения всего каталога дисков Битлз в формате FLAC 44/24 также использовала USB флэш-накопитель (объёмом 16 ГБ).

Подробнее: www.cardas.com/music_usb.php

 

2. Аудиоформаты ВР на оптических дисках

HRx – выпускаемые с 2008 года компанией Reference Recordings (США) диски DVD-R, содержащие аудиофайлы ВР. Аудиофайлы 176/24 записаны в несжатом формате WAV и предназначены для переноса на жёсткий диск музыкального сервера или обычного ПК, хотя могут также воспроизводиться непосредственно с оптического диска с помощью компьютера или универсального цифрового проигрывателя.

С точки зрения качества звука компания Reference Recordings  достигла максимально возможного уровня, поскольку аудиофайлы на дисках HRx являются точными «бит-в-бит» копиями студийных цифровых мастер-файлов. Необходимо отметить, что подобные диски под названием SMRD (Studio Master Reference Disc – референсный диск студийной записи) с аудиофайлами ВР 96/24, 192/24 и даже 192/32 выпускает компания Unipheye Music (США), а Acousence (ФРГ) предлагает комплект из двух DVD-дисков: DVD+FLAC192. Один из дисков диск может воспроизводиться на DVD-проигрывателе и, кроме этого, содержит файлы 96/24, а на втором записаны файлы 192/24. Диски DVD-R с аудиофайлами ВР выпускают и другие звукозаписывающие компании.

Подробнее: www.referencerecordings.com; www.unipheyemusic.com; www.acousence.de; www.marecordings.com

 

DSD-диск – это оптический диск, содержащий файлы DSD с расширением DSF, и который может проигрываться на компьютере или другом оборудовании, поддерживающим воспроизведение этих файлов.

DSD-диск записывается на DVD-R, DVD+R, DVD-RW или DVD+RW и содержит аудиофайлы ВР с частотой дискретизации 2822,4 кГц. Качество аудиозаписи на DSD-диске такое же, как на SACD, с тем отличием, что на первом не может быть записан многоканальный сигнал. Фирмой Sony разработана спецификация под названием DSD Disc Format, которой пользуются некоторые звукозаписывающие фирмы для выпуска DSD-дисков.

Этот формат является открытым, и при наличии специального ПО такой диск может быть подготовлен в бытовых условиях и содержать файлы DSD, полученные, например, через интернет.

Подробнее: www.dsd-format.sony.net/en/index.php

 

DVD-аудио (DVD-Audio, DVD-A) – цифровой формат, предназначенный для хранения аудиоинформации на DVD-диске, специально разработанный для высококачественного воспроизведения звука в 1998 г.

Формат поддерживает частоты дискретизации кратные 44,1 кГц (88,2 и 176,4 кГц) и 48 кГц (96 и 192 кГц) с разрядностью 16, 20 или 24 бит. Для  кодирования аудиоданных в несжатом виде применяется ИКМ, а для увеличения количества данных на диске используется метод компрессии без потерь, разработанный британской компанией Meridian Audio, - MLP (Meridian Lossless Packing).

Этот метод компрессии обеспечивает эффективность кодирования, достаточную для размещения на DVD-аудио диске шести каналов ВР. Как и в системе кодирования для супер-аудио-диска, метод MLP обеспечивает высокую, с точностью до бита, верность воспроизведения исходных данных и не приводит к снижению качества звука. Суть этого метода заключается в том, что распакованный в реальном масштабе времени сжатый поток данных MLP абсолютно идентичен потоку данных до компрессии. Объём данных на диске при ИКМ-модуляции может составлять до 4,7 Гб. Использование метода компрессии MLP обеспечивает примерно двукратное сжатие аудиоданных.

Диск DVD-A обеспечивает частотный диапазон от 5 до 96000 Гц (до 48000 Гц для многоканальной записи), динамический диапазон до 144 дБ и время звучания до 74 мин. Максимальный битрейт – 9,6 Мб/с. Среди преимуществ этого формата можно отметить такие, как высокая точность звуковоспроизведения, большой динамический диапазон, возможность хранения многоканального звука и воспроизведения диска на компьютере, а также тот факт, что на студиях звукозаписи в основном используется формат кодирования ИКМ, что позволяет переносить студийные аудиофайлы на DVD-аудиодиск без дополнительной перекодировки.

DVD-аудиодиск может содержать как аудио- (каталог AUDIO_TS), так и видеоданные (каталог VIDEO_TS), расположенные в группах (максимум 9 групп), в каждой из которых может быть до 99 треков. Видеоинформация обычно представляет собой меню, информацию о музыкальных произведениях и исполнителях, а также фото и видеофрагменты. Для совместимости с проигрывателями обычных DVD-видеодисков иногда может присутствовать аудиосигнал объёмного звука в форматах Dolby Digital и DTS.

 

DualDisс является двухсторонним диском и содержит на одной стороне запись в формате DVD-аудио, а на другой – в формате СD. Его толщина (1,6 мм) немного больше, чем у любого из обычных дисков (1,2 мм), и он может не проигрываться на некоторых плеерах. Несмотря на многообещающее начало в 2004 г. и достаточно большое количество вышедших дисков, выпуск новых дисков этого формата в настоящее время практически прекращён.

Подробнее: www.dualdisc.com

 

DAD (Digital Audio Disc) и HDAD (Hybrid Digital Audio Disc) – разновидности DVD-дисков, в которых для записи звука используется формат DVD-видео, что позволяет прослушивать их на любых DVD-проигрывателях.

   

 

 

 

При этом DAD – это односторонний диск, а HDAD – двухсторонний диск, на одной стороне которого звук записан по спецификации DVD-видео, а на другой – по спецификации DVD-аудио.  Обе стороны содержат ИКМ-кодированные звуковые файлы ВР, однако на одной стороне – это файлы 96/24 (DVD-видео), а на другой – файлы 192/24 (DVD-аудио). DAD- и HDAD-диски содержат также различную видеоинформацию.  Примечательно, что на этих дисках, в отличие от супер-аудио- и DVD-аудиодисков, не используется защита от копирования. Форматы введены фирмой Classic Records (США) и не получили широкого распространения, хотя на их логотипах прямо указано: «звук мастер-ленты».

Подробнее: www.classicrecords.com

 

SuperDisc Music – представляет собой DVD-диск, содержащий несколько вариантов многоканальной звукозаписи, соответствующих различным акустическим условиям микширования, причём слушатель может выбирать любой вариант, исходя из своих предпочтений, начиная с «первого ряда зала» или «в своей комнате» и заканчивая «на сцене» или «в студии».

 

 

 

На диске размещается несколько вариантов многоканальной записи в форматах Dolby Digital, DTS, стереозапись ВР в формате ИКМ 96/24, а также сопутствующая видеоинформация. Кроме этого, в комплекте с таким супер-диском идёт обычный компакт-диск.

SuperDisc введён в 2005 г. компанией Monster Cable Products, Inc. (США), известным производителем высококачественных кабелей для аудио- и видеосистем. По словам представителей компании звуковые стереофайлы являются точными копиями  студийных мастер-файлов, а многоканальный звук был смикширован с этих же источников с особой тщательностью. Супер-диски содержат специально подготовленные для скачивания цифровые музыкальные файлы (к сожалению, не в форматах ВР), которые могут быть перенесены на жёсткий диск ПК. Для тех, кто хочет использовать музыку в мобильных устройствах, супер-диск содержит также готовые к употреблению файлы, закодированные в AAC, WMA, Apple Lossless, а также в формате Dolby Headphone.

Подробнее: www.monstermusic.com

 

MVI (Music Video Interactive) – ещё одна разновидность DVD-диска, который кроме хранения аудио- и видеоинформации даёт возможность с помощью ПК в интерактивном режиме создавать собственные мелодии для мобильных телефонов, иконки, обои для рабочего стола и пр.

Аудиозапись на диске MVI обычно представлена в виде ИКМ-кодированных стереофайлов 48/24, но может содержать также вариант с более высокой частотой дискретизации. Диски MVI не получили широкого распространения.

Подробнее: www.mvimusic.com

 

SACD (Super Audio Compact Disc), супераудио-компакт-диск (для краткости − супераудиодиск) – самый распространённый к настоящему времени цифровой аудиоформат ВР на оптическом носителе, разработанный компаниями Sony и Philips в 1999 г.

Супераудиодиск имеет такой же размер, как и обычный компакт-диск, но, в отличие от последнего, его рабочая поверхность золотистая, а не серебристая. Более высокое качество звука достигается за счёт использования более совершенной технологии кодирования и сжатия, и увеличения скорости передачи данных.

Для кодирования аудиосигнала применяется технология прямого цифрового потока DSD (Direct Stream Digital), причём звуковой поток с оригинала переводится в цифровой вид с использованием частоты дискретизации 2822,4 кГц, что в 64 раза превышает частоту дискретизации компакт-диска. Уменьшение уровня сигнала кодируется как 0, увеличение − как 1. Это позволяет, с одной стороны, цифровому сигналу на супераудиодиске максимально приблизиться к оригиналу, а с другой стороны – достичь таких параметров звучания (в том числе, динамического диапазона и частотной полосы), которые не были доступны при аналоговой звукозаписи. Динамический диапазон супераудиодиска превышает 120 дБ (у компакт-диска − 96 дБ). Для сжатия данных используется метод компрессии без потерь − Direct Stream Transfer (DST), уменьшающий  объём исходного цифрового потока примерно в два раза. Продолжительность звучания супераудиодиска достигает 109 минут.

Запись на супераудиодиске может быть одноканальной (моно), двухканальной (стерео) или многоканальной (до шести звуковых каналов). На гибридном супераудиодиске (Нybrid SACD) имеется два слоя: на одном из слоёв содержится запись в формате SACD, на другом − в формате CD. Такие диски можно слушать и на обычных CD-проигрывателях. Для прослушивания записи в формате SACD  требуется специальный SACD-проигрыватель. На супераудиодисках используется защита от цифрового копирования.

Подробнее: www.super-audiocd.com/aboutsacd/?l=en

 

Blu-ray Disc (BD) – формат оптических дисков последнего поколения, используемый для записи и хранения цифровых данных с повышенной плотностью, включая видео высокой чёткости и аудио ВР. В соответствии со спецификацией BD-формат поддерживает несжатые цифровые аудиосигналы ИКМ с частотой дискретизации 48, 96 и 192 кГц, и разрядностью до 24 бит. При многоканальной звукозаписи на диске Blu-ray может разместиться до 8 каналов с частотой 48 или 96 кГц, либо до 6 каналов с частотой 192 кГц. Формат BD был запущен в 2006 г.

Подробнее: www.blu-raydisc.com

 

 

 

 

В конце 2012 года появилась диски под названием High Fidelity Pure Audio, являющиеся разновидностью Blu-ray-диска и предназначенные исключительно для аудио. Запись на диске представлена одновременно в трёх форматах – ИКМ (с частотой дискретизации до 192 кГц), DTS-HD Master Audio и Dolby TrueHD. Диски High Fidelity Pure Audio могут содержать как стерео, так и многоканальные звукозаписи. Кроме этого, с помощью кода, имеющегося в коробке (размер коробки меньше, чем у диска Blu-ray, но больше, чем у компакт-диска) можно скачать в интернете (www.hifipureaudio.com) запись в формате FLAC 44/16 или МР3. Диски High Fidelity Pure Audio предложены компанией Universal Music Group при поддержке Warner Bros, B&O, Dolby, DTS, Bose и др.

Подробнее: www.facebook.com/HFPureAudio1

 

Другая группа компаний (MSM Studios, 2L, Gimell Records, Sono Luminus и др.) поддерживает иную разновидность диска BD под названием Pure Audio Blu-ray. Отличительной особенностью этого оптического диска является отсутствие какого-либо видеоконтента, а также возможность управлять BD-проигрывателем без использования экрана, как обычным CD-плеером. Диск Pure Audio Blu-ray может содержать как стереофайлы ИКМ с частотой дискретизации до 192 кГц, так и многоканальные цифровые звукозаписи.
Переход от многоканального звука к стерео и обратно производится нажатием на цветные кнопки (красную и жёлтую) на пульте управления. Название Pure Audio Blu-ray было введено компанией звукозаписи MSM Studios (ФРГ) в 2009 году.
 

Подробнее: www.pureaudio-bluray.com

 

 

© Кузьмин Ю., текст, 2010
 
© Кузьмин Ю., текст, 2013, 2014 с изменениями
Вверх