DSD (Direct Stream Digital ) - это формат аудио записей высокого разрешения. Читайте о сравнении качества звука DSD и PCM, ЦАП/DAC проигрывателях конвертерах форматах файлов редактировании и других вопросах...
1. Параметры DSD
Direct Stream Digital является обним из аудиофильских форматов высокого разрешения (high resolution audio). Он был создан для улучшения динамического диапазона CD-аудио в слышимой частотной области звука.
2. 1-бит и шум
Как правило, этот формат имеет битовую глубину 1 бит. Поэтому уровнень шума значителен из-за ошибок квантования.
Для снижения уровня шума в низкочастотной слышимой области используется нойз-шейпинг. Нойз-шейпинг (noice shaping, управление формой спектра шума) - это перенос энергии шума из слышимой частотной области в область ультразвука.
Нойз-шейпинг (НШ) спектра 1-битного сигнала.
Сигма-дельта модуляция
В левой части изображения спектр шума имеет уровень соизмеримый с уровнем 1-битного музыкального сигнала. Устройство (или цифровая обработка), называемое сигма-дельта модулятор, "выдавливает" энергию шума из слышимой частотной области 0 ... 20 кГц в область ультразвука.
Когда такая 1-битная запись проигрывается, низко-частотный фильтр вырезает "усиленный" высокочастотный шум.
Таким образом, уровень шума 1-битного сигнала после нойз-шейпинга (сигма-дельта модуляции) становится сравнимым с уровнем шума мультибитного сигнала PCM (импульсно-кодовая модуляция).
То есть 1-битная сигма-дельта модуляция может иметь разрешение аудио одинаковое с мультибитным сигналом. Читайте подробности и смотрите видео
3. Частоты дискретизации
5. DSD в цифрах
Профессиональные аудио модуляторы имеют уровень шума в слышимом звуковом диапазоне для частот дискретизации:
- DSD64 около -125 ... -145 дБ (сравнимо с PCM 24 бит)
- DSD128 около -165 дБ (лучше, чем PCM 24 бит)
- DSD256 и выше около -170 ... -200 дБ (сравнимо с PCM 32 бит)
Уровень шума в слышимом диапазоне почти не зависит от демодулятора. Но уровень шума должен быть максимально подавлен вне этой полосы. Так как ультразвуковой шум может привести к интермодуляционным искажениям.
6. DSD vs PCM
Direct Stream Digital (сигма-дельта модуляция) очень похожа на импульсно-кодовую модуляцию (PCM), но форма спектра уровня шумов квантования изменена для уменьшения уровня шума в звуковом диапазоне.
1-битные аудио файлы (DSF, DFF, SACD ISO) и диски могут быть сжаты по размеру с помощью метода DST (Direct Stream Transfer).
DoP - это открытый протокол, который позволяет запаковывать 1-битное аудио в мультибитный формат для совместимости с программами и аппаратурой . DoP не может быть воспроизведен как обычный PCM.
Также 1-битное аудио может вещаться через сеть.
Несжатое DSD64 требует пропускную способность 2.7 Мбит/с = 44100 Гц * 64 / 1024 / 1024.
Также связка индексного файла CUE и DSF/DFF аудио файла может содержать 1-битный альбом.
8. DSD проигрыватели
Для вопроизведения DSD на компьютере используются программные аудио плееры. Они могут проигрывать один или несколько 1-битных форматов файлов. Аппаратные DSD проигрыватели могут проигрывать как оптические SACD диски, так и файлы DSF, DFF .
1-битные файлы могут быть воспроизведены непосредственно через DSD ЦАП/проигрыватель или конвертированы в PCM "на лету" для проигрывания с помощью PCM ЦАП. О конвертировании SACD читайте
1-битное проигрывание может быть реализовано через специальный ASIO-драйвер (программные) под Windows, включая DoP (DSD over PCM) формат упаковки аудио (пример).
Оптический SACD диск может быть проигран на аппаратном плеере. Автор не располагает информацией о доступных SACD-приводах для обычных компьютеров, чтобы воспроизводить SACD оптические диски.
Стерео проигрыватель может на лету конвертировать (downmix) многоканальный звук в стерео. Как альтернатива, многоканальные файлы могут быть предварительно конвертированы в стерео . Это позволяет сэкономить ограниченное место на жестком диска портативного проигрывателя аудио (DAP). Даунмикс является обработкой с потерями. Его качество зависит от конкретной реализации.
9. DSD конвертеры
DSD конвертеры предназначены для:
- преобразования DSD в PCM,
- преобразования PCM в DSD,
- конвертации SACD ISO в DSD,
- преобразования SACD ISO в PCM,
- ресемплинг 1-битного аудио,
- изменение уровня громкости,
Что такое аудио формат DSD
DSD (Direct Stream Digital ) - однобитный аудиоформат, разработанный компаниями Sony и Philips , в котором используется кодирование плотностно-импульсной модуляции , разновидность сигма-дельта-модуляции и применяется для хранения звукозаписей на оптическом носителе SACD (Super Audio CD) .
Изначально SACD предполагался как архивный формат звукозаписывающей компании Sony Music для перевода музыкального архива в цифровой формат.
Аналоговый звуковой сигнал конвертируется в цифровой с помощью дельта-сигма модуляции при частоте дискретизации 2 822,4 кГц (в 64 раза больше, чем у CD Audio при частоте 44,1 кГц ), но с разрешением 1/16 от разрешения в 16 бит . Для снижения уровня шумов в пределах частного диапазона полезного сигнала используется технология «Формирование шума» (перемещение частотного спектра шума дискретизации в верхнюю или нижнюю октавы за пределы слышимого диапазона) реализуется посредствам использования супердискретизации сигнала 64х для уменьшения шума и искажений, вызванных погрешностью квантования аудиосигнала до одного бита.
Избыточное семплирование имеет большое значение при устранении шумов квантования, вносимых квантователем. Поскольку сигнал передискретизирован, соседние отсчеты коррелируют друг с другом. В итоге так называемого «сетевого эффекта» мощность шума в частотном диапазоне, занимаемом полезным сигналом, уменьшается пропорционально повышению частоты дискретизации. Таким образом, отношение сигнал/ шум увеличивается, когда частота дискретизации становится больше. Передискретизация позволяет избежать необходимости предварительного фильтрования и сохраняет гармоники в их первоначальном состоянии. Фазовая характеристика становится более схожей с высокочастотной характеристикой аналоговых систем.
Положительное изменение амплитуды будет представлено всеми «1». Отрицательное - всеми «0». Нулевая точка будет представлена сменой двоичного числа. Поскольку значение амплитуды аналогового сигнала в каждый момент представлено в виде плотности импульсов, этот метод иногда называют плотностно-импульсной модуляцией Pulse Density Modulation (PDM) .
Преимущества формата DSD
- превосходные частотные и фазовые характеристики
- помехоустойчивость
- более простая обработка и коммутация
- снижение влияния ошибок
- возможность усовершенствования без ущерба для совместимости носителей
- oднобитный формат DSD не нуждается в кадровой структуре и не требует многоразрядных шин, что дает несколько важных технических преимуществ:
- соединение осуществляется одной парой проводников (как в аналоговой технике)
- нет необходимости создания буфера для хранения многоразрядного слова. Поскольку система одноразрядная, нет также необходимости усложнять её синхронизацией
- эффекты задержек отсчетов (джиттер) незначительны, поскольку задержка нескольких отсчетов при передискретизации оказывает на аудиосигнал минимальное влияние, так как даже при самой высокой частоте сигнала составляет малую часть периода; в многоразрядных системах задержка на один отсчет будет равняться уже половине периода высокочастотных компонентов сигнала.
- блоки обработки и микросхемы имеют меньше соединений и могут использовать последовательный интерфейс.
- DSD способен обеспечить динамический диапазон 120 дБ от 20 Гц до 20 кГц . Значительное повышение уровня шума происходит за границей слышимого диапазона свыше 20 кГц
Применение технологии DSD
Используется в носителях SACD
DSD-диск - оптический диск (DVD-R, DVD+R, DVD-RW или DVD+RW) , содержащий файлы DSD с расширением *.DSF , который может проигрываться на компьютере или другом оборудовании, поддерживающем воспроизведение этих файлов. Содержит аудиофайлы высокого разрешения 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. Фирма Mytek Digital выпускает отличные ЦАП способные напрямую обрабатывать DSD поток, очень популярен их продукт .
С 2010 года в Интернете стали распространяться аудиофайлы DSD , имеющие расширение DSDIFF или DSF . С помощью специального ПО и ЦАПа они могут воспроизводиться на компьютере, либо могут быть преобразованы в ИКМ-файлы для последующего прослушивания.
Сравнение DSD с PCM
Звук SACD сохраняется в формате, называемом Direct Stream Digital (DSD) , который отличается от обычного PCM (Импульсно-кодовая модуляция - ИКМ ) используемого в компакт-дисках или в обычных компьютерных аудио системах.
Рекордер Direct Stream Digital (DSD) использует модуляцию сигма-дельта. Разрешение DSD составляет 1 бит с частотой сэмплирования 2,8224 МГц . Выходной сигнал рекордера DSD чередуется между уровнями положений "включено" и "выключено" и представляет собой двоичный сигнал - bitstream . Долгосрочный средний коэффициент этого сигнала пропорционален исходному сигналу. В DSD используются методы формирования шума для того, чтобы вывести шумы за пределы слышимого диапазона. В принципе, сохранение потока bitstream в DSD позволяет проигрывателю SACD использовать базовую (однобитную) схему ЦАП, которая включает в себя аналоговый фильтр низкого порядка. Формат SACD способен передавать динамический диапазон 120 дБ от 20 Гц до 20 кГц и расширенный частотный диапазон до 100 кГц , хотя большинство имеющихся в настоящее время плееров заявляют верхний предел 80-90 кГц, а 20 кГц является верхним пределом восприятия человеческого слуха.
Процесс создания сигнала DSD концептуально походит на использование 1-битного аналогово- цифрового (A/D) преобразователя дельта-сигма и исключения decimator (прореживателя), который преобразует 1-битный поток bitstream в многобитный PCM . Вместо того, чтобы записывать напрямую 1-битный сигнал, теоретически требуется только низкочастотный фильтр для восстановления исходного аналогового сигнала. На самом деле это сложнее, и аналогия является неполной при таком 1-битном преобразовании сигма-дельта, и в наши дни имеет довольно редкое применение, одна из причин заключается в том, что 1-битный сигнал не может быть должным образом дитерингован: большинство современных преобразователей сигма-дельта являются многобитными.
Из-за характера преобразователей сигма-дельта, прямое сравнение между DSD и PCM не представляется возможным. Однако возможно некоторое приближение, если преобразовать DSD в некоторых аспектах сопоставимый с форматом PCM , который имеет разрядность 20 бит и частотную дискретизацию 96 кГц . Дискретизация PCM - 24 бит обеспечивает (теоретически) дополнительный динамический диапазон 24 дБ .
Ввиду того, что было чрезвычайно трудно осуществить DSP операции (например работу с эквализацией, балансом, панорамированием и другими изменениями в цифровом виде) в 1- битной среде, а также распространенности студийного оборудования, такого как Pro Tools, которое исключительно работает на основе PCM , подавляющее большинство дисков SACD – в особенности рок и современная музыка, которая опирается на многоканальную технику – фактически микшировались в PCM (или микшировалась в аналоге, а записывались на PCM рекордеры), а затем преобразовывалась в DSD для мастеринга в SACD .
Для решения некоторых подобных проблем, был разработан новый студийный формат, как правило, его называют «DSD -wide », который сохраняет высокую частоту дискретизации стандартного DSD , но использует 8-бит , а не однобитовый digital word length, при этом в значительной мере опирается на принцип «формирования шума ». Он становится почти таким же, как PCM (его иногда пренебрежительно называют "PCM - narrow "), но имеет дополнительные преимущества и более практичен при DSP операциях в студии. Главное отличие в том, что "DSD-Wide " по-прежнему сохраняет частоту дискретизации 2,8224 МГц (64Fs) в то время как самая высокая частота РСМ - 352,8 кГц (8FS) . Затем сигнал "DSD-Wide " преобразуется с понижением в обычный DSD для мастеринга SACD . В результате этой технологии и других улучшений, в настоящее время существует несколько цифровых аудио рабочих станций (DAWs), которые работают или могут работать в области DSD , в частности Pyramix и некоторые системы SADiE .
Другой формат для редактирования DSD это DXD (Digital eXtreme Definition) , формат PCM с 24- битным разрешением дискретизации 352,8 кГц (или как вариант 384 кГц ).
Обратите внимание, что PCM высокого разрешения (DVD-Audio, HD DVD и Blu-ray Disc ) и DSD (SACD) все еще могут технически отличаться на высоких частотах. Фильтры восстановления обычно используются в системах декодирования PCM , таким же образом как и раньше, поэтому обычно используются ограничивающие фильтры пропускной способности в системах кодирования PCM . Любые ошибки или нежелательные объекты привносимые такими фильтрами, как правило, влияют на конечный результат. Явное преимущество DSD , заключается в том, что подобная фильтрация не используется. Динамический диапазон DSD быстро спадает при частотах свыше 20 кГц благодаря использованию системы подавления шумов, а также во всех плеерах SACD используется дополнительный фильтр низких частот 50 кГц для обеспечения безопасности, в ситуациях, когда усилители или колонки не будут выдавать искаженный выходной сигнал, если в сигнале присутствует шум свыше 50 кГц .
Схематичное объяснение DSD
Схема PCM (Pulse Code Modulation) Импульсно-кодовая модуляция - ИКМ
Схема DSD (Direct Stream Digital)
Модуляция Дельта-Сигма
Спектральный DSD vs. PCM
DSD как формат кодирования
DSD как формат кодирования
DSD как формат кодирования
Результат кодирования PCM 1FS
Результат кодирования PCM 2FS
Результат кодирования DSD
Записи DSD
- Существует много записей, которые были преобразованы из оригинальных записей PCM
- Лейблы Audiophile имеют большие библиотеки записей DSD, которые используется для SACD
- Записи DSD все более доступны для скачивания через Интеренет
Показатели скорости загрузки
- Размеры файлов для 3 минутной песни и время загрузки (при условии скорости подключения к Интернет 5 мб/сек)
| Redbook (16/44.1kHz) | 32 мб | 1 мин. |
| 24/88.2kHz | 95 мб. | 2.6 мин. |
| 24/96kHz | 103 мб. | 2.8 мин. |
| 24/176.4kHz | 190 мб. | 5 мин. |
| DXD (24/352.8kHz) | 380 мб. | 10 мин. |
| DSD | 127 мб. | 3.4 мин. |
Оборудование для проигрывания DSD
- Cуществует много ЦАПов, в которых используются стандартные готовые чипы, которые либо не понимают DSD , либо конвертируют поток DSD через PCM для преобразования в аналоговый звук
- Есть производители, которые создают ЦАПы, способные конвертировать DSD в аналог напрямую без обходных путей
- Уже имеется много программ способных проигрывать как DSD так и PCM файцлы на Mac и PC
Открытый стандарт DSD-over-PCM (DoP)
- Обеспечивает отправку данных DSD по стандартным интерфейсам PCM (например AES/ EBU, SPDIF, USB и т.д.)
- Без преобразования в PCM !
- Поддерживается наибольшим количеством производителей ЦАП и программного обеспечения для воспроизведения
Ссылки на внешние ЦАП
Благодаря DoP (DSD через PCM ) любой стандартный интерфейс PCM может использоваться для DSD , а именно:
AES / EBU
- Плюсы : длинный кабель, синхронизация
- Минусы : ограниченная частота дискретизации, требуется второй канал для мастер клока
S / PDIF
- Плюсы : синхронизация
- Минусы : короткие кабеля, ограниченная частота дискретизации, требуется второй канал для мастер клока
HDMI
- Плюсы : синхронизация, DSD
- Минусы : ограниченная частота дискретизации, ограниченная длина кабеля, дороговизна, нет настройки мастер клока
USB
- Плюсы : стандартный на всех компьютерах, поддержка стандартных операционных систем, открытость (может поддерживать DSD или любые будущие форматы), нет ограничения по частоте дискретизации, не требуется второй канал для мастер клока
- Минусы : ограниченная длина кабеля, асинхронность
Firewire
- очень похож на USB , но все менее и менее популярен среди производителей компьютеров
Мы надеемся, что помогли Вам решить проблему с файлом PCM. Если Вы не знаете, где можно скачать приложение из нашего списка, нажмите на ссылку (это название программы) - Вы найдете более подробную информацию относительно места, откуда загрузить безопасную установочную версию необходимого приложения.
Что еще может вызвать проблемы?
Поводов того, что Вы не можете открыть файл PCM может быть больше (не только отсутствие соответствующего приложения).
Во-первых
- файл PCM может быть неправильно связан (несовместим) с установленным приложением для его обслуживания. В таком случае Вам необходимо самостоятельно изменить эту связь. С этой целью нажмите правую кнопку мышки на файле PCM, который Вы хотите редактировать, нажмите опцию "Открыть с помощью"
а затем выберите из списка программу, которую Вы установили. После такого действия, проблемы с открытием файла PCM должны полностью исчезнуть.
Во вторых
- файл, который Вы хотите открыть может быть просто поврежден. В таком случае лучше всего будет найти новую его версию, или скачать его повторно с того же источника (возможно по какому-то поводу в предыдущей сессии скачивание файла PCM не закончилось и он не может быть правильно открыт).
Вы хотите помочь?
Если у Вас есть дополнительная информация о расширение файла PCM мы будем признательны, если Вы поделитесь ею с пользователями нашего сайта. Воспользуйтесь формуляром, находящимся и отправьте нам свою информацию о файле PCM.
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. Рассмотри 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 – ни 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!Вы можете помочь и перевести немного средств на развитие сайта
Посмотрело: 5468
2
Таблица форматов многоканального и ВР-звука (дня начинающих)
rutracker.org
Начав разбираться с многоканальным звуком меня поразило количество разнообразных форматов. Форматов звука (кодеков), типов дисков и медиаконтейнеров, в которых МК-звук и спрятан. Но максимум неразберихи внес тот факт, что во многих раздачах материал, рипнутый с одного формата, перекодирован и выложен в другом. А в описании - только общие слова, иногда ещё с перепутанной терминологией. Поди догадайся!
Если с разновидностями Dolby и DTS я разобрался за пару дней, то на всё остальное ушло недели 2, не меньше. Читал разные FAQ, статьи, качал раздачи и сверял, что заявлено в описании и что на самом деле в образах *.ISO и *.nrg. Опробовал разные медиаплееры, настройки (надо отдельную статью писать) и DVD-плееры.
С этим сталкивается каждый, решивший окунуть голову в мир окружающего звука. Чтобы помочь быстрее освоиться среди кучи форматов я и решил написать этот топик, по возможности объединив наиболее распространённые форматы в таблицу, по типу диск-медиаконтейнер-кодек.
Картина примерно следующая: есть несколько форматов звука, закодированных с помощью соответствующих кодеров и хранящихся в файлах определённого формата и расширения.
*.wav - PCM-звук (изначально) (1 канал и больше, обычно 2 или 6) (CD, DVD-audio, DVD-Video и много др.)
*.flac - сжатый lossless PCM-звук (1 канал и больше)
*.mlp - сжатый lossless PCM-звук (1 канал и больше, обычно 6
) (DVD-audio, Dolby TrueHD)
*.dts - сжатый DTS-кодером (2 - 7 каналов, обычно 5.1) (может быть *.wav)
*.dtshd - lossless DTS-HD Master Audio File
*.ac3 - сжатый Dolby Digital-кодером (2 - 6 каналов, обычно 5.1)
*.dff (???) DSDIFF - PDM-звук (DSD-формат) (SACD)
*.dsf - PDM-звук (DSD-формат) (DSD-disc)
*.(???) - DST, сжатый lossless DSD-звук (SACD)
др.
Но на дисках вместо этих файлов применяются другие, называемые медиаконтейнерами.
В 1 медиаконтейнере могут находиться разные форматы звука, зачастую одновременно.
звук 1-го формата можно поместить в разные типы медиаконтейнеров.
*.aob (DVD-audio)
*.vob (DVD-Video, DVD-audio)
*.wav (PCM-звук или DTS)
*.2CH, *.MCH (SACD)
*.m2ts (Blu-ray BDAV Video File)
*.avi, *.mkv
др.
Формат файла*.wav изначально предназначен для PCM-звука
(например с компакт-диска). После появления DTS CD дисков для озвучки кинофильмов, в *.wav начали писать DTS-звук. И *.wav стал контейнером для 2-х форматов звука: несжатого PCM и сжатого DTS.
А уже файлы медиаконтейнеров записаны на соответствующих дисках.
DVD-audio
Звук хранится в папке AUDIO_TS в файлах *.aob в формате PCM или MLP (сжатый PCM)
.
Также на диске может присутствовать папка VIDEO_TS с файлами *.vob, запись в которых соответствует DVD-Video.
DVD-Video (audio-DVD)
Звук хранится в папке VIDEO_TS в файлах *.vob вместе с видео. Он может быть одновременно в нескольких форматах: PCM, Dolby Digital, DTS, MPEG-audio (родственник mp3) и др. (например PCM 2.0, DD 5.1, DTS-ES 6.1). Выбор желаемой "аудиодорожки" - через меню плеера.
DVD-audio плееры сначала читают содержимое аудио-части (AUDIO_TS), при желании можно переключиться в просмотр видео-части (если она есть, VIDEO_TS). Обычные бюджетные DVD-плееры не понимают DVD-audio, зато понимают кучу всего другого.
На некоторых звуковых DVD дисках хранятся непосредственно файлы *.wav или некоторые другие.
Прочие варианты дисков, в основном, представляют комбинации этих типов DVD и CD-DA. Они подробно рассмотрены в http://rutracker.org/forum/viewtopic.php?t=382402
DTS-CD (DTS Music Disc или 5.1 Music Disc)
Внутрь обычной аудиодорожки (*.cda) CD-DA диска записан закодированный 5.1 (от 2.0 до 6.1) звук. Такой диск читают обычные CD-плееры, но воспроизводят вместо музыки шум. Для прослушивания нужен DTS-декодер. Для кинотеатров DTS-звук тоже на CD-дисках (но не аудио CD-DA), закодирован и записан в другом формате.
Приставка к CD-плееру (например AV-ресивер с поддержкой DTS)
CD\DVD-плеер со встроенным декодером
программа-медиаплеер с поддержкой DTS
плагин для программы-аудиоплеера
Кроме дорожек *.cda и файлов *.wav для DTS существует расширение *.dts . Для некоторых плееров нужно переименовывать *.wav в *.dts, иначе не включат декодер. Современным DVD-плеерам безразлично CD диск или файлы *.wav\*.dts на прочих носителях.
Таблица PCM.
Сверху - высокого разрешения (ВР, HiRes) и CD, претендующих на достоверное звучание.
Ниже - многоканальный (МК, Multichannel).
http://md.dozor-auto.ru/ex/mch/HR_1600.JPG
XRCD
http://rutracker.org/forum/viewtopic.php?t=848721
HDCD High Definition Compatible Digital
http://rutracker.org/forum/viewtopic.php?t=1119317
SHM CD, Gold CD, SHM SACD
Отличие от обычных - диск сделан из более качественного материала.
Превосходным примером CD-Extra может служить диск JMlab Focal Teach 2008
http://rutracker.org/forum/viewtopic.php?t=1208227
Чтобы аудиоманы (т.е. мы) не скучали и не расслаблялись, а покупали новые диски и проигрыватели, гиганты аудиоиндустрии придумали писать звук в другом, не совместимым с привычным PCM формате. Формат PDM (DSD) стал основой SACD.
Звук проще (дешевле) оцифровать в DSD, нежели в PCM, но пока существуют трудности в его обработке. ЦАПы с передискретизацией также более технологичны, поэтому имеют минимальную себестоимость.
Для редактирования и прослушивания на привычной аппаратуре существуют программы-корверторы (в т.ч. плагины)
Таблица DSD.
http://md.dozor-auto.ru/ex/mch/DSD_1200.JPG
Некоторое отношение к DSD, как пишут в Сети, имеют форматы DXD и DSD-CD (оба PCM).
Из DXD конвертируют DSD, а из него конвертируют DSD-CD (стандартный CD-DA, но с "понтовой" приставкой)
Для lossless сжатия DSD есть формат DST (MPEG-4 audio)
DSD64 и DST64 обозначают формат 1bit 2,8224MHz (передискретизация 44,1кГц в 64 раза)
DSD128 и DST128 обозначают формат 1bit 5,6MHz (в 128 раз)
На SACD и DVD дисках встречается защита от копирования, создающая трудности при воспроизведении лицензионных дисков.
МК и ВР звук встречаеся и на других носителях, например HD-DVD и Blu-ray (BD-disc).
Предполагается, что диск будут непосредственно смотреть или слушать, а не копировать на жёсткий диск. Скорость считывания не бесконечна, ограничена конкретныви значениями для каждого типа диска, что накладывает ограничения на количество каналов и их качество (в смысле формат звука). Например, для DVD-audio до 6 независимых каналов 24бит\96кГц используя сжатие MLP.
http://md.dozor-auto.ru/ex/mch/ddd_1600.JPG
Нельзя также не упомянуть, что ВР записи могут предлагать на USB-носителях, например "USB Audio Card" (не "звуковуха") и "MasterFlash" (записи *.wav или *.flac).
Большой популярностью в студийной среде пользовался формат PCM 16бит\48кГц (цифровые магнитофоны).
Остались неосвещёнными такие вещи, как
скрытый текст
XRCD2 CD, XRCD24 CD
K2 HD CD
XtractHD CD
DD-ACD (Dolby Digital Audio CD)
Preowned (CD, XRCD, DVD, SACD)
SuperDisc Video
MD (MiniDisc), Hi-MD
DASH
SlotMusic (mp3) и прочее
[свернуть]
Ещё пару слов можно сказать про воспроизведение.
скрытый текст
Если весь процесс воспроизведения происходит на одном устройстве, проблем возникает меньше.
Если на разных, и компоненты приходится стыковать "по цифре" (S\PDIF или HDMI\DVI), нужно обратить внимание на...
S\PDIF сгодится, если передаются данные до ~ 1,5 Мбит\с (от конкретного девайса зависит)
Стерео 16бит\44,1кГц в PCM (2 х 16 х 44,1х10^3 = 1,411Мбит\с)
ядро Dolby Digital (~448\640 кбит\с)
ядро DTS (~768\1509(???) кбит\с)
Некоторые звуковухи могут обеспечить и 2 канала
24бит\96кГц (по оптике)
24бит\192кГц (по коаксиалу), а это уже почти 10 Мбит\с
В среде передачи данных принято измерять скорость в мегабит\с, 1,4Мбит\с означает скорость 1,4х10^6 бит\с.
Объёмы накопителей (дисков, лент) принято измерять в "эМбайтах", 1,4Мбайт означает объём 1,4х2^20 байт.
10^3=1000 и 2^10=1024, в глазах "юзера" разница небольшая, но она имеет значение. И этим пользуются производители жёстких дисков и флешек. Например хард объёмом 2 Тб (имея объём 1,96 терабайта) определяется в ОС всего как 1,78 "Тэ байта". Жёстких стандартов нет, поэтому и скорости передачи иногда указывают в эМбайтах\с или эМбитах\с. И получается, что у некоторых 1,41Мбит\с = 1,35 Мбит\с. А сколько на самом деле?
Ещё один неприятный момент может возникнуть при проигрывании DTS-CD (16\44) через S\PDIF с компа на ресивер (внешний декодер), если звуковуха не поддерживает 44,1 кГц.
Например звуковухи
Встроенная AD1988 внутри 48 кГц, выдаёт S\PDIF только 48 кГц, а
Креатив Аудиджи (sb0570) может выдавать S\PDIF 44,1 кГц, но внутри она, как и предыдущие 48 кГц.
и таких звуковух море!
Нужна звуковуха с аппаратной поддержкой 44,1 кГц, например ESI Juli@ или любая другая на том же контроллере VIA Envy24, даже самой урезанной его версии.
При проигрывании DTS-CD как CD-DA\WAV цифровой поток должен без изменений пройти из файла на цифровой выход и далее поступить в декодер (в ресивере). Если хоть где-то поток изменят - он будет разрушен и негоден для декодирования. Это и происходит, когда внутри звуковухи он "ресемплится" до "удобной" железу частоты. Тот же эффект даёт программная регулировка громкости, микширование и всё остальное непостижимое простым умам, что Винда любит делать.
Например Foobar2000 с драйвером WASAPI (и монопольным доступом к аудио, в обход микшера, на Вин7) - работает
А со стандартным DirectSound - уже не аллё, ни Фубар, ни другие.
Я проверял в конфигурации Вин7х64 Foobar2000 (+WASAPI) -> Juli@ -> S\PDIF коаксиал -> 20 метров экранированного кабеля -> ресивер Ямаха.
Получается, прогнать цифровой аудиотракт DTS "ом - простой и доступный способ узнать, не "ковыряется ли" какая нибудь программа в звуке!!!
Что интересно, пишут S\PDIF коаксиал расчитан на 10 метров, а у меня спокойно шло на 45 м до 48кГц и 20 м на 96кГц. Причём использовал 1 жилу и экран 110-омного балансного кабеля, все соединения "по ГОСТ "у - на скрутках. А какого расстояния можно добиться, использовав, как полагается, 75-омный коаксиал с низким затуханием???
К счастью аудиодорожки в фильмах и DD и DTS обычно 48кГц и проблем не возникает. В меню плеера при поигрывании видео обычно есть пункт прямого вывода звука по цифре.
Если нужно передать больше каналов в высоком разрешении - не обойтись без HDMI.
HDMI первых версий позволяет передать 8-канальный 24бит\192кГц звук в PCM. Если звук в другом формате, его придётся сначала раскодировать на источнике (компе или плеере).
HDMI и DVI последних версий позволяют передавать звук в том формате, в котором он записан на диске, в т.ч. зашифрованный. Раскодировку тогда придётся делать устройству назначения (AV-ресивер, усилитель).
Есть ещё несколько многоканальных интерфейсов (ADAT, TDIF, R-BUS, SDIF, MADI, а также видео SDI), но от бытовой аппаратуры они пока далековаты... зато близки USB и FireWire (iLink).
Сразу вспоминаем про внешние "звуковухи" и блочные ЦАП.
[свернуть]
Простой способ проверки ПЛЕЕР->ДРАЙВЕРЫ->ЗВУКОВУХА описан выше под спойлером.
Изложенный материал не лишён субъективности, не претендует на полноту и точность, ибо собирался из разных, зачастую противоречивых, источников.
