Geum.ru

Вистории бытовой развлекательной электроники имеется несколько вех, знаменующих радикальные, поистине революционные ее изменения

Вид материалаДокументы

Содержание


DVD-Audio и Super AudioCD
Подобный материал:
1   2   3   4   5   6

DVD-Audio и Super AudioCD


Новые носители видео- и аудиоинформации на основе технологии DVD (Digital Versatile Disk), т.е. цифровые многоцелевые диски, изначально предназначались для записи видеофильмов. Однако, DVD могут быть применены и в новом для них качестве - специально для записи только звука. Причем с помощью технологии DVD достигается значительное увеличение емкости памяти диска, появляется возможность разместить на нем большее количество каналов, да еще и с лучшим по сравнению с CD качеством звучания. А если принять во внимание, что удается обеспечить совместимость новой сиситемы с существующими стандартами CD, то вполне понятен интерес, проявленый к DVD некоторыми производителями звукозаписей.

Тем не менее, сегодня говорить о широком распространении DVD в области чисто звуковых технологий несколько преждевременно. Дело в том, что до сих пор ведутся споры вокруг выбора оптимального формата цифровой записи звука на диск, не определен окончательный и единый в мире стандарт для этого вида продукции. В статье делается попытка дать краткий обзор цифровых форматов, предлагаемых различными фирмами для записи звуковых DVD.


Основные сведения о DVD.

Требование к звуковому DVD.

Основы аналого-цифрового преобразования.

Direct-Stream-Digital (прямой цифровой поток).

Чувствительность нашего слуха.

Заключение.


Основные сведения о DVD

Прежде всего напомним, что представляет собой DVD-Video. Это натуральный мультимедиа-диск, с которого цифровая информация считывается методом аналогичным CD-ROM. Управляющая электроника здесь также подобна CD-сиситемам. Диаметр DVD такой же, как у CD-ROM, т.е 12см, но толщина диска вдвое меньше. Для сохранения механической прочности два диска соединяются обратными сторонами вместе (спина к спине), благодаря этому общая толщина увеличивается еще на 0,6мм и становится равной толщине обычных CD-ROM. Однако, при этом вдвое увеличивается емкость памяти такого гибридного диска, т.к. носителями информации могут служите оба его слоя.

Таким образом, при тех же габаритах благодаря значительно большей по сравнению с CD плотности записи (за счет уменьшения длины волны лазера и расстояния между дорожками), рациональному расположению цифровой информации на слоях диска, а также эффективной цифровой компрессии данных, на диск DVD вмещается 135мин широкоформатного видеофильма с качеством, соотвествующим общеизвестным в мире нормам MPEG-2, а кроме того, несколько аудиоканалов и дополнительных каналов субтитров. Записанный материал может быть представлен на выходе в различных телевизионных системах (NTSC, PAL, SECAM). Кстати, нормы MPEG-2 соответствуют европейскому видеостандарту для цифрового TV-вещания. Это также способствует широкому распространинию DVD-Video на рынке видеопродукции. А вот со звуковым рядом DVD-Video дело обстоит не так однозначно.

Звуковой ряд фильмов до сих пор записываетсы в различных форматах:
  • три звуковые дорожки по нормам Dolby Digital AC-3 с еще двума каналами (5.1). с помощью этого формата получают три фронтальных и два задних канала, плюс еще один канал 0.1, для самых низших частот (Subwoofer Channel) или, как его еще называют, канал LFE (Low Frequency Extension), т.е. канал низкочастотных эффектов;
  • три звуковые дорожки по нормам MPEG-Audio либо с двумя боковыми каналами (MPEG-1 Audio), т.е. по схеме 5.1 или по схеме 7.1 (MPEG-2 Audio);
  • восемь каналов, закодированных по методу линейной импульсно-кодовой модуляции (PCM-Audio), соответствующей современной технике CD.

На DVD, предназначенных для так называемых 50-Гц (европейских) стран, звук записывается либо в формате MPEG, либо PCM, в то время как для 60-Гц стран (США) - непременно в формате AC-3 или PCM. Соответственно должны использоваться и DVD-плейеры, поддерживающие эти стандарты.

Аппаратура воспроизведения должна такжде создавать из многоканального (5.1) звука двухканальный смикшированный, а с помощью декодера Dolby-ProLogic превращать при необходимости двухканальный вновь в Surround-каналы.

Итак, к цифровым видеодискам предъявляется целый ряд следующих специфических "Голливудских требований":
  • запись полного художественного фильма на одном диске;
  • соответствие предусмотренному и употребляемому в настоящее время стандарту качества изображения;
  • аудиосовместимость с сущетсвующим матричным форматом Surround-Sound;
  • аудиосовместимость с сущетсвующим цифровым форматом Surround-Sound;
  • три (до пяти) синхронных языка на одном диске;
  • титры на четырех (до шести) языках на одном диске;
  • различные форматы изображения;
  • остановка кадра в необходимых местах при воспроизведении в учебных (демонстрационных) целях;
  • защита от копирования.

Обеспечить все эти требования стало возможным благодаря способам кодирования, позволяющим достичь максимальной емкости памяти диска. А для этого пришлось использовать самую эффективную технику компрессии (цифрового сжатия) аудио и видеоинформации и повысить, насколько это возможно, плотность записи цифрового потока. Для реализации последнего требования необходимо иметь очень короткие дляны волн лазера. К сожалению, существенного сокращения длины волны с помощью дешевого плупроводникового лазерного диода еще не достигнуто. Остается только ждать реального появления настоящего голубого лазера. А сегодня приходится расчитывать на достаточно высокую линзовую апертуру (диафрагму), что уменьшает производственные допуски на сами диски и дисководы и увеличивает стабильность воспроизведения.

Увеличить емкость диска еще почти в два раза можно за счет распределения информации на двух слоях. При такой двухслойной технике один из двух слоев - частично отражающий, а частично прозрачный, а второй слой - полностью отражающий. Емкость такого диска возрастает до 8,5Гб вместо 4,7Гб у однослойного. Однако и цена такого изделия повышается.

Так или иначе, предпосылки для использования технологии DVD специально для записи чисто звукового материала налицо. Надо лишь разобраться в причинах бесконечных споров и непрекращающейся борьбы прризводителей за принятие единого стандарта на аудиопродукцию завтрашнего дня.


Требование к звуковому DVD.

Какие же форматы записи рассматриваются как наиболее перспективные в связи с созданием нового поколения аудиооборудования? Что могло бы стать единым в мире стандартом, признаваемым и фирмами-изготовителями аппаратуры и производителями музыкальной продукции? Вопрос пока в мировом масштабе однозначно не решен.

Различные группы экспертов в области аудиоиндустрии регулярно вносят свои, не всегда совпадающие, предложения по аудиоформату. Наиболее известно частное объединение, в котором в Англии играет ARA (Acoustic Renaissance Audio). А Японскую ассоциацию представляет в этом споре ADA (Advanced Digital Audio). ADA является сторонником большой частотной полосы, примерно до 100кГц, равную или даже более широкую, чем обеспечивают аналоговые устройства. Но основное требование всех групп - доведение динамического диапазона до 120дб для аналоговой части аппаратуры и до 144дб - для цифровой ее части. И если западный мир отстаивает многоканальный звук, то японская сторона здесь придерживается мнения, что в домашних условиях вполне достаточна двухканальная стереосистема. Время проигрывания также является темой дискуссий специалистов, ясно лишь одно - новая звуковая продукция должна по качеству воспроизведения звукового музыкального материала превосходить своего предшественника - обычный CD. Ниже сформулирован ряд общих требований к новому звуковому диску, который придет на смену CD и к новому поколению аудиоаппаратуры:

обратная совместимость, т.е. возможность воспроизводить новые диски на старом проигрывателе. Информация CD, расположенная на глубинном слое, считывается через 1,2мм субстрата. А первый слой при этом является носителем супераудиоинформации. Как следствие такого компромисса - уменьшение общей емкости диска в два раза;

прямая совместимость, т.е. возможность воспроизводить старые диски на новом проигрывателе. Для этого, например, используют в проигрывателе два лазера с длинами волн 635нм и 780нм.

В основном сформулированны и требования к техническим параметрам новых дисков:
  • ширина полосы - около 100кГц (что обеспечивается при частоте дискретизации не менее 4x44.1кГц);
  • динамический диапазон, превышающий возможности человеческого восприятия - более 120дб (20-ти или 24-х разрядное квантование);
  • шесть независимых каналов + два стереоканала (23мин до 19мин, прямые; 43мин до 38мин, при кодировании с сокращением потока данных без потерь);
  • время воспроизведения - 74мин (эквивалентное CD).

Чтобы оценить различные требования, выдвигаемые к звуковым DVD и взвесить реальность их практического воплощения, мы должны освежить в памяти основные сведения о технике и средствах создания цифровых аудиопрограмм, сравнить их с возможностями человеческого слуха и уже тогда рассмотреть границы технически достижимых результатов разработок и возможность выбора необходимых компромиссных решений.