Смотреть что такое "SACD" в других словарях. SACD - идеальный формат звука - Теория и Практика Psp качество воспроизведения cd дисков

CD-Audio

Если говорить о первом стандарте цифрового звука, который в буквальном смысле совершил прорыв в сознании людей, то несомненно это будет стандарт CD-Audio, с которого по большому счету и началась эра всепоглощающего проникновения цифрового звука в нашу повседневную жизнь.
Музыкальный компакт-диск, он же CD-Audio, был изобретен, стандартизирован и введен в обращение в начале 80-х фирмами Sony и Philips. Основными характеристиками цифрового звука, заложенными в этот стандарт, стали частота дискретизации 44.1 кГц и 16-битное представление амплитуды сигнала. Выбор подобной частоты дискретизации был обусловлен необходимостью обеспечить совместимость с разработанными ранее аудиосистемами, работавшими с видеокассетами.
Первым и несомненным плюсом разработанного компакт-диска стала беспрецедентная долговечность. Ни один более ранний носитель, например магнитофонные ленты или пластинки, не мог сравниться с ним по этому показателю. Отсутствие механического контакта между диском и считывающим устройством позволяло эксплуатировать компакт-диски по несколько раз в день и делать это годами. Даже появление небольших царапин никогда больше не досаждало пользователю растущим уровнем шумов и дефектов.
Вторым плюсом стали более компактные размеры диска, что значительно упрощало эксплуатацию нового носителя. Появилась возможность привнести новый стандарт в салон автомобиля, так как все попытки конструкторов использовать в серийных масштабах в салоне автомобиля звуковую аппаратуру высокого класса (большие катушечные магнитофоны и виниловые проигрыватели) окончились неудачей.
Еще одним пунктом превосходства Audio CD над винилом стало качество звучания. В 1980 году «прогрессивность» нового формата был заявлена величинами динамического диапазона сигнала и отношения сигнал/шум — более 90 дБ, что вместе с искажениями менее 0,01 % означало крах виниловой пластинки.
Однако, у компакт-диска был и один недостаток, замеченный чуть позже. Верхняя частота диапазона воспроизведения компакт-диска была равна половине его частоты дискретизации, то есть 22.05 кГц, в то время как у аналоговых носителей этот показатель был гораздо выше. И хотя частоты выше 19-20 кГц уже относятся к ультразвуку и относятся к «неслышимым», обертональные составляющие большинства акустических инструментов лежат именно в этой так называемой «неслышимой» области и оказывают влияние на впечатление от прослушивания. Если их нет, запись кажется "неживой".

SHM-CD

SHM-CD (Super High Material CD) — является улучшенной версией обычного звукового компакт-диска и имеет расширенные возможности по улучшению качества звука за счет использования специального поликарбонатного пластика. При изготовлении дисков использован процесс, разработанный компаниями JVC и Universal Music (Япония), который был выявлен в ходе исследований в области производства ЖК-дисплеев. SHM-CD использует повышенную прозрачность пластика, что позволяет более точно считывать данные с компакт диска. Диски SHM-CD полностью совместимы со стандартными CD-приводами. Формат представлен на рынок в 2008 году.

Gold CD

Gold CD (Gold Compact Disc) - золотой компакт-диск, отличается использованием золота в качестве материала для отражающего покрытия вместо алюминия и серебра, как на обычных CD и CD-R. Благодаря своим физическим и химическим свойствам золотой слой более равномерен и долговечен, обеспечивает тем самым более высокую точность воспроизведения из-за меньшего количества ошибок. Диски Gold CD полностью совместимы со стандартными CD-приводами.
Еще одна отличительная черта Gold CD - упаковка. Почти все золотые диски в том числе от Mobile Fidelity, упаковываются в кейс lift-lock, в котором при открытии диск поднимается на лифте и разблокируется в держателе. Преимуществом такой конструкции является то, что только края диска задействованы при извлечении его из корпуса, и диск никогда не подвергается деформации.

XRCD

eXtended Resolution Compact Disc (XRCD) (В японской модификации Digital K2, K2HD) - технология производства и мастеринга аудио компакт-дисков запатентованная JVC в 1995 году. XRCD производятся только на одном заводе в Йокогаме, в Японии. От обычных адудио CD отличается более высокой точностью воспризведения, улучшенным качеством и так высокоценимой аудиофилами аналоговой теплотой звука! Компакт диски XRCD полностью совместимы со стандартными CD приводами.
JVC использует передовые алгоритмы дизеринга в своей К2 технологии мастеринга для передачи аналогового или цифрового источника физического диска. Компания утверждает, что изучив как обычные методы CD-ремастеринга ухудшают звук мастер ленты, стремится свести к минимуму эти потери. Аналоговый сигнал берется непосредственно с консоли мастеринга и оцифровывается с использованием K2 кодирования (20-бит, 128-кратная передискретизация, динамический диапазон 108 дБ, коэффициент гармонических искажений -96дБ, нелинейность характеристики +/- .05дБ). 20-битовый сигнал записывается на магнито-оптический диск и передается на тиражирующий завод JVC в Йокогаме, где пересчитывается в стандартные для CD 16-бит и дополнительно обрабатывается для сокращения временного джиттера в цифровом потоке. Все процессы мастеринга и прозводства тщательно контролируются и выверяются. Жесточайшему контролю на соответсвие стандарту качества подвераются материалы идущие на производство дисков. Благодаря всему этому JVC утверждает что XRCD позволяет слышать то, что производитель и артист предназначали слушателю… звук оригинальной мастер ленты!

K2HD CD

K2HD (High Difinition) формат произведенный JVC и Lasting Impression Music (LIM). В нем используется новый метод кодирования.
Диск имеет более высокое разрешение, более низкие искажения, более богатую звуковую область (100 кгц и 24 бит), записанный с главной мастер ленты. Очень много макро и микро деталей, которые, никогда не слышали прежде ни в каком формате! Это - очень высокое качество K2HD альбомов с гарантированной средней частотой, появлением 10 ошибочных блоков (стандарт промышленности 220)! Другими словами, это технически в 22 раза лучше, чем регулярный компакт-диск!
В Японском издании, диск упакован в картонный конверт размером 135мм х 135мм. Это точная миниатюрная копия оригинального LP винила. Кроме того, диск копируется с оригинальной LP точностью и включает в себя буклеты с фотографиями, черно-белый аккуратно сложенный лист с аннотацией и текстами песен на японском и английском языке. Конверт вложен в фирменный закрывающийся и открывающийся полиэтиленовый пакет. Некоторые диски представленены в deluxe Digibook.

HQCD

QCD (Высококачественный Компакт-диск) формат достигает высококачественного аудио с помощью пластмассы поликарбоната с улучшенной прозрачностью, позволяющая более точное чтение данных компакт-диска. Кроме того, специальный сплав серебряного покрытия используется, как материал рефлексивного слоя вместо стандартного алюминия. Диск совершенно новый и запечатанный, полный OBI, роскошная упаковка включает защитный пластмассовый внешний корпус и дополнительный буклет.

DXD CD

Цифровой Digital eXtreme Definition (DXD) представляет собой новый цифровой аудио формат наивысшего звукового качества, с помощью которого на дисках DXD CD получается более теплый звук, чем суровый звук на обычном компакт-диске. В DXD СD - звук соответствует звуку аналоговых LP. Это способствовало высокой резолюции аудио-сигнала от 32 бит 352800 Гц.
Обычный CD имеет резолюцию 44,1 кГц, а DXD CD имеет резолюцию в 8 раз больше 352.8 кГц.
Фирма Digital Audio Denmark представила новый формат цифрового кодирования DXD (Digital eXtreme Definition). Технический директор Питер Шилке так описывает практическое его применение:
«Изначальная необходимость в формате DSD возникла, когда компании SONY Music понадобилось произвести архивирование большого количества аналоговых фонограмм. Возможность редактирования в принципе не предусматривалась. Информация с выхода однобитного дельта-сигма преобразователя просто записывалась на цифровой носитель для хранения. Сегодня при обработке сигнала DSD приходится сначала переводить его в мультибитный PCM, а затем при подготовке мастер-диска обратно в DSD. С каждым таким преобразованием к сигналу неизбежно добавляется цифровой шум, который в сумме может доходить до немыслимых -24 дБ, хотя бы и на частотах выше 20 кГц. Чтобы этого избежать, мы изобрели DXD, новый многоразрядный формат сверхвысокого разрешения (32 бит/352.8 кГц), оптимизированный для работы с аудиоматериалом, выпускаемым на SACD и признанный корпорациями SONY и Philips. Цифруя в DXD и избегая лишнего преобразования, мы сразу имеем дело с многоразрядным сигналом, и, отредактировав его, можем подготовить мастер-SACD с минимальным уровнем конверсионного шума».
В First Impression Music пошли далее. Вместо того, чтобы делать два или больше типовых преобразования нормы, они делают запись источника в DXD! Скорость передачи данных для моно сигнала DXD составляет 8467.2 МГц, больше чем три раза скорости передачи данных типичного SACD!

BLU-SPEC CD

НОВЫЙ НОСИТЕЛЬ ОТ SONY (ultra high quality sound)
Новые диски получили название Blu-spec CD и пришли на смену обычным музыкальным компакт дискам. Отличие новой спецификации заключается только в том, что для изготовления используется не красный лазер с большой длиной волны, а синий. Это позволяет получать более качественный прожиг питов, что повысит аккуратность считывания информации и улучшит звучание. В остальном диски окажутся точно такими же и смогут проигрываться на том же оборудовании.
Для Sony подобные новшества нужны, чтобы убрать с производственных линий устаревшие красные лазеры и выпускать Blu-spec CD на том же оборудовании, что и Blu-ray диски. Экономия для компании очевидна. А вот пользователям рассчитывать на низкие цены на новый формат не приходится.
Планируется, что Sony Music Entertainment будет выпускать такие альбомы с названием новых носителей Blu-spec CD
* все перечисленные выше форматы поддерживаются CD приводами.

SACD

Super Audio CD (SACD) — неперезаписываемый оптический аудиодиск, позволяющий хранить аудиоданные со значительно более высоким качеством, по сравнению с обычным CDDA-диском. Разработан компаниями Sony и Philips в 1999 году.
Особенности SACD-дисков
Запись на SACD-диске может содержать от 1 до 6 звуковых каналов.
Для воспроизведения SACD требуется специальный проигрыватель, совместимый с этим форматом. Однако на SACD-диске может содержаться дополнительный CD-слой (только стерео) для совместимости с обычными проигрывателями, такие диски называются гибридными (англ. Hybrid SACD) и их можно слушать на любых обычных проигрывателях компакт-дисков. Примерно половина выпущенных SACD-дисков являются гибридными.
Продолжительность звучания Super Audio CD может достигать 109 минут при условии, что он содержит две SACD-зоны с разными параметрами записи (например, 2.0 и 5.1). При использовании только одной SACD-зоны продолжительность звучания превышает 2 часа.
Ёмкость диска SACD увеличилась в 6 раз за счёт уменьшения длины волны излучения лазера и увеличения апертуры объектива. Благодаря этому диаметр считывающего пятна света уменьшился до 1 мкм. Это, в свою очередь, позволило уменьшить размеры питов, интервалов между ними и шаг дорожки.
Для дисков SACD в качестве материала отражающих слоёв используется золото (в отличие от CD-DA, где используется алюминий; хотя встречаются и «золотые» CD, чаще всего для подарочных и коллекционных изданий — из-за своего «богатого» внешнего вида).
Описание формата:
Гибридный SACD содержит слой данных высокой плотности с потоком DSD и стандартный слой CD
Особенности кодирования:
При записи SACD-дисков используется однобитный цифровой формат записи Direct Stream Digital (DSD), обеспечивающий более высокое качество звучания, по сравнению с обычным CD, благодаря более высокой частоте семплирования (до 2,8224 МГц).
Действительно, хотя повышение разрядности и частоты дискретизации PCM-систем реально улучшали качество звука, эти улучшения становились все менее значительными. Очевидна и причина этого — фильтрация. В PCM-системе на входе необходимы фильтры с очень крутой характеристикой, чтобы подавить частоты, равные половине частоты выборки или превышающие ее. При частоте выборки 44,1 кГц фильтры типа «кирпичная стена» должны пропускать частоту 20 кГц и при этом отсекать частоту 22,05 кГц — задача не самая легкая. Кроме того, при записи и воспроизведении неизменно добавляются шумы квантования.
Каждое увеличение частоты выборки облегчает работу для фильтра, но простым увеличением частоты не решить проблемы появления шумов квантования при многоступенчатых процессах аналого-цифровых и цифро-аналоговых преобразований.
Однобитный формат записи — это прямая запись однобитного выходного сигнала с АЦП типа дельта-сигма, причем этот сигнал имеет замечательные характеристики: динамический диапазон более 120 дБ, частотная характеристика от 0 до 100 кГц. При таком сочетании частотной характеристики и динамического диапазона формат DSD не имеет соперников среди других записывающих систем, цифровых или аналоговых.
Запись напрямую такого однобитного сигнала является альтернативой существующим форматам мастер-записи. Подобная запись устраняет необходимость процессов децимации и интерполяции для аналогового ввода/вывода. При этом упрощается структура (блок-схема) записывающей системы, поскольку исчезают параллельные информационные связи многоразрядных цифровых слов и необходимость их синхронизации.
Как и в обычных PCM-системах, аналоговый сигнал сначала конвертируется в цифровой с помощью дельта-сигма модуляции при частоте дискретизации в 64 раза большей, чем номинальная частота дискретизации. Но DSD записывает одноразрядные импульсы напрямую, тогда как обычные системы затем преобразуют одноразрядный сигнал в многоразрядный PCM-код. В результате DSD дает цифровое одноразрядное представление аудиосигнала. 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 Pulse Density Modulation (PDM).
Полученный таким образом поток импульсов имеет примечательные свойства. Как и PCM, DSD по своей природе устойчив к искажениям, шуму и детонации записывающей аппаратуры и передающих каналов. Но, в отличие от PCM, DSD, как принцип преобразования, гораздо ближе к аналоговой передаче сигнала. Цифро-аналоговое преобразование может быть легко получено с помощью аналогового низкочастотного фильтра.
Поток дельта-сигма импульсов является достаточно «шумным». Сверхвысокое отношение сигнал/шум, которого требует DSD в звуковом диапазоне, достигается с помощью шумоподавляющих фильтров пятого порядка, что эффективно сдвигает шумы вверх по частоте за пределы звукового диапазона. Шумоустойчивость:
Действительно, хотя повышение разрядности и частоты дискретизации PCM-систем реально улучшали качество звука, эти улучшения становились все менее значительными. Очевидна и причина этого — фильтрация. В PCM-системе на входе необходимы фильтры с очень крутой характеристикой, чтобы подавить частоты, равные половине частоты выборки или превышающие ее. При частоте выборки 44,1 кГц фильтры типа «кирпичная стена» должны пропускать частоту 20 кГц и при этом отсекать частоту 22,05 кГц — задача не самая легкая. Кроме того, при записи и воспроизведении неизменно добавляются шумы квантования. К тому же семплирование на частоте Найквиста приводит к значительному сдвигу между фазовой и частотной характеристиками фильтров в верхней четверти частотного диапазона. В однобитной системе, напротив, фазовая характеристика в верхней части звукового спектра не подвержена воздействию фильтра типа «кирпичная стена». Этот аспект особенно важен, когда система цифровой обработки является частью петли обратной связи, потому что в этом случае сдвиг фазы меньше, а стабильность системы и достоверность звучания выше.
Другой особенностью этого формата является его поведение в условиях возможной перегрузки. Одноразрядные кодеры высокого порядка должны иметь возможность управления перегрузкой, чтобы не пострадала стабильность. Это обеспечивается с помощью выбора соответствующей передаточной характеристики. Одноразрядный формат не дает, в отличие от многоразрядного, эффектов aliasing и clipping при перегрузках.
Устойчивость к ошибкам:
Поскольку любой бит одноразрядного формата несет одно и то же количество информации, эффект каждой ошибки не зависит от того, какой бит является ошибочным. В этом одноразрядный формат выгодно отличается от многоразрядного кодирования, в котором ошибка в старшем значащем бите (MSB) сказывается в (L — длина слова) больше, чем ошибка в младшем значащем бите (LSB). Для 20-битной системы записи это означает, что ошибка в MSB скажется примерно в 1 млн раз больше, чем в LSB.
Системы опережающей коррекции ошибок (такие, как используются в формате CD) исходят из предположения, что все биты имеют одинаковый информационный вес, поэтому они одинаково защищают каждый бит. Для аудиосигнала это не подходит, поэтому страдает эффективность таких систем — младшие значащие биты получают избыточную защиту, а старшие значащие биты не получают достаточной защиты. Более того, эффект от ошибок не является пропорциональным, так как зависит от того, в каком бите произошла ошибка. Это приводит к быстрой деградации сигнала при превышении определенного уровня плотности ошибок.
Фактически, максимальный эффект от каждой отдельной ошибки — это функция частоты избыточной дискретизации. эффект от ошибки обратно пропорционален коэффициенту избыточной дискретизации. Например, если коэффициент 64, ошибка, вносимая одним битом, будет примерно 1/64 максимального уровня, то есть ее уровень на 36 дБ меньше максимального уровня сигнала на выходе.

Сравнение SACD и PCM

Одному вполне хватает кассетного магнитофона, другой недоволен качеством звучания стереосистемы за $60 тыс. Но все согласятся с тем, что звук должен быть как можно ближе к реальности. К сожалению, даже самые совершенные акустические системы все равно будут играть музыку немного не так, как она звучит на концерте или в студии. По крайней мере, так было до недавнего времени…

Крестики-нолики

Эпоха цифрового звука началась с появления музыкальных компакт-дисков. Идея записывать звук в виде нолей и единиц вызвала восторг у многих меломанов; впрочем, у части из них он быстро сменился разочарованием. Начали говорить о том, что звук на CD «металлический», «бездушный», «плоский» и т. д. Причина этого в том, что формат CD воспроизводит звук неточно. Информация на компакт-диск записывается при помощи углублений (питов) на слое пластмассы, покрытом отражающим веществом (алюминий, серебро, золото). Минимальной единицей информации является один бит — число в двоичной системе исчисления. Его значение может равняться 0 или 1. Считывание информации производится лучом лазера, разный характер отражения которого и определяет значение одного бита записи. Если лазер натыкается на углубление — система засчитывает единицу, если поверхность остается ровной — ноль. Для того, чтобы перевести музыку в цифровой формат, ее разбивают на огромное количество очень коротких отрезков, которые называются сэмплами. Для каждого из этих отрезков вычисляется значение, определяющее уровень звукового сигнала. Этот показатель также разбит на много «ступенек».

Таким образом, когда мы слушаем музыку с обычного компакт-диска, на самом деле ее график будет выглядеть как лестница. На протяжении определенных отрезков уровень сигнала вообще не меняется, причем сам уровень звука также отражается приблизительно (см. графики на следующей странице).

Возможности формата CD не позволяют воспроизводить музыку с такой точностью, чтобы обман не был заметен для человеческого уха. Примерно это выглядит как в кино: если увеличить интервал между кадрами, мы сможем различить, что все на экране двигается рывками. В формате CD значение уровня звукового сигнала определяется 44 100 раз за 1 секунду и кривая, отражающая значение звука, имеет около 60 тыс. «ступенек». На определение параметров звука на одном отрезке времени отводится 16 бит информации. Это неплохой показатель, позволяющий воспроизводить музыку достаточно близко к действительности. Однако многим этого не хватает.

Лучше меньше, да лучше

Новым словом в технологии цифрового звука стало появление формата DVD. По технологии записи и воспроизведения звука DVD принципиально ничем не отличается от CD, но на DVDдиске меньший размер углублений, за счет чего на поверхности такой же площади удается разместить в несколько раз больше информации. На односторонний DVD записывается около 4 ГБ данных, что в 8 раз больше, чем на обычном CD. Изготовители аудиотехники не использовали оказавшееся в их распоряжении дополнительное пространство для того, чтобы сделать запись длиннее по времени. Зато им удалось повысить ее качество. На DVD-диске может храниться около 70 минут музыки, которая по качеству значительно превосходит звук в формате

CD Audio. Значение звукового сигнала определяется для формата DVD уже 96 тыс. раз в секунду, а на определение параметров звука выделено уже 24 бита информации, поэтому «лестница» для DVD может иметь уже 16 млн «ступенек». При воспроизведении фрагмента музыки, записанного в формате DVD, даже простой человек, без каких-то исключительных музыкальных способностей, может заметить, что качество звука стало существенно ближе к реальному звучанию по сравнению

с обычным компакт-диском.

Далее повышать качество звука можно за счет создания дисков еще большего объема и прибавления дополнительных «ступенек» к звуковой «лестнице», но производители оборудования решили обратить внимание на сам способ записи сигнала. По мнению многих, этот способ был несовершенен. В 1997 году фирмы Philips и Sony совместно разработали принципиально новую технологию кодирования звукового сигнала Bitstream (буквально — «поток битов»), или Direct-Stream-Digital («прямой цифровой поток»). Диски, использующие для хранения информации стандарт Bitstream, получили название Super Audio CD. SACD-диски аналогичны DVD по плотности записи, размеру питов и емкости. Но для записи звука используется другой принцип: теперь нет необходимости на каждом отрезке времени определять амплитуду звукового сигнала. Вместо этого вычисляется разница параметров звука по сравнению с предыдущим значением. Если амплитуда сигнала увеличилась — записывается 1, если уменьшилась — 0. Это позволило уменьшить объемы информации, используемой для записи звука,

и повысить частоту «замеров» до действительно потрясающих показателей. На SACD-диск музыка записывается с частотой до 2 822 00 сэмплов в секунду, это в 64 раза больше, чем на компакт-диске. Здесь очень логично задаться вопросом: получим ли мы на самом деле звук в 64 раза лучше? Очень многие люди, слушавшие музыку на DVD и Super Audio CD, утверждают, что отличить друг от друга эти два формата практически невозможно. У них нет проблем со слухом: как утверждает ряд экспертов, реально заметить разницу между двумя форматами можно только в специальной лаборатории…

За пределами восприятия

Предел восприятия человеческого уха, после которого разница в качестве уже не чувствуется, находится на уровне 64 тыс. сэмплов в секунду. DVD превосходит этот предел на 32 тыс. сэмплов в секунду. SACD — на 2,7 млн сэмплов в секунду. Но при этом для человеческого уха нет разницы, насколько именно превышен предел восприятия. Поэтому споры о возможном преимуществе одного формата над другим ведутся до сих пор.

Динамический диапазон (отрезок между самым тихим и самым громким звучанием) также исчерпал свои возможности по улучшению качества записи.

В DVD-Audio при 24битном кодировании обеспечивается динамический диапазон до 144 Дб.

В настоящий момент не существует аудиоаппаратуры, способной воспроизвести такой сигнал. Кроме того, вряд ли кому-то это вообще придет в голову: примерно на уровне 120 Дб находится звук двигателя реактивного самолета с расстояния 5 м.

Как всегда, когда в качестве козыря нельзя использовать какие-то реальные преимущества, в дело вступают рекламщики и маркетологи. Именно им предстоит объяснить покупателям, почему «кристально-чистое» звучание DVD лучше, чем «абсолютно идеальный» звук, записанный в формате Super Audio CD.

Пока компании, продвигающие на рынке два конкурирующих формата, только готовятся к главной битве за симпатии меломанов во всем мире, но эксперты считают, что лидер среди форматов определится в ближайший год или полгода.

Общие сведения о формате

Супер Аудио Компакт Диск (Super Audio CD или SACD) появился в сентябре 1999 года, как идеальный цифровой звукоовой формат для сохранения уникального звукового наследия человека. Из профессионального стандарта он постепенно превращается в общедоступный формат, открывающий нам все тонкости звука в его многоканальном выражении. В магазинах появляются диски и аппаратура для прослушивания SACD. Форма и размер SACD совпадает с обычным компакт диском (CD), цвет рабочей поверхности стал золотистым. Изобретателями SACD, как и CD стали фирмы SONY и PHILIPS , которые стремяться сделать из этого формата новый звуковой стандарт.

SACD обеспечивает:

Естественность завучания и высочайшее качество записи;
Совместимость с предыдущим форматом СD;
Полная защита авторских прав, цифровое копирование дисков невозможно;
Cохранность архивных записей от старения магнитрых материалов;
Многоканальное воспроизведение записи;
Поддержку ведущих производителей техники и фирм звукозаписи.

Коллекция SACD дисков постоянно расширяется, уже выпущено свыше 1000 наименований. Емкость SACD стала в 6 раз больше обычного CD, кроме звука на них можно записывать текст и изображения. Частота воспроизведения звука достигла 100 кГц, а четкость сигнала увеличилась в 64 раза. Преемственность сохраняется благодаря, так называемым, двуслойным или гибридным дискам, которые можно слушать и на старых CD проигрывателях. Все SACD проигрыватели воспроизводят обычные CD в стерео режиме. Сравнение форматов смотрите в таблице.

Технология кодирования SACD

Супер аудио система записи включает в себя несколько технических открытий, ключевая роль в разработке и внедрении которых принадлежит фирмам SONY и PHILIPS.

Для записи дисков используется новейшая технология прямого цифрового потока DSD (Direct Stream Digital), которая позволяет воспроизвести натуральный и естественный звук, отражающий музыкальную атмосферу с превосходным реализмом.

DSD позволяет увеличить разрешение звука за счет более точного отражения иссходной звуковой волны. Это достигнуто благодаря переводу звукового потока с оригинала в 1 разрядный вид (1 bit ) с использованием сверх высокой частоты в 2 822.4 KГц (в 64 раза больше, чем у CD). Чем выше частота, тем искажений. Прямая передача 1 разрядного сигнала в DSD также приводит к уменьшению искажений.

Устройство, которое переводит аналоговый сигнал в DSD называется Сигма Дельта Модулятор (SDM ). Для кодирования уровня аналогового сигнала требуется передавать несколько битов, но если уровень сигнала изменяется плавно, как в звуке то получается избыточность
передаваемой информации. Поэтому можно кодировать и передавать только единичное изменение уровня сигнала: 0 - уменьшение, 1 - увеличение уровня сигнала. А если дискретизировать с очень большой частотой, как в SACD, то качество модуляции будет очень высоким, так как при этом можно улавливать "тончайшие" изменения уровня сигнала.

SDM отличается от формата Пульс Кодовой Модуляции (PCM ), который применяется для записи CD и DVD-Audio.

Технология SACD приводит к записи звуковой копии с качеством не достижимым пока никакими другими цифровыми и аналоговым носителям.

Сравнение аудио форматов можно посмотреть в таблице .

В SACD проигрывателях нового поколения введена система ACP , которая улучшает форму цифровых импульсов и эффективно борется с помехой (иногда цифро-аналоговый преобразователь путает 0 и 1 сигнал Zero crossing) в однобитовых преобразователях.

Для уменьшения информационного потока при DSM-модуляции применяют сжатие повторяющихся последовательностей битов. Специальная технология кодирования DST (Direct Stream Transfer) позволяет это делать практически в 2 раза и без потерь (по принципу компьютерного ZIP). Эта схема компрессии позволяет разместить многоканальный и стерео DSD данные на SACD диске объемом 4,7GB.

Защита записи от копирования

Пиратские копии SACD технологически невозможны. Для SACD была придумана оригинальная тройная защита (схема 3). В т.н. "водяном знаке", т.е. потайном секторе, спрятаны некоторые данные, которые должны быть считаны проигрывателем перед началом воспроизведения. При перезаписи SACD они не копируются, и такой неполноценный диск впоследствии проигрывателем не опознается. Кроме того, на любом диске есть метки PSP-PDM, которые могут быть скопированы только на лицензионном SACD-рекордере. И наконец, расшифровать содержание диска можно только с помощью ключа, спрятанного в PSP-PDM.

Тройная система защиты записи от копирования привела к тому, что для того для того чтобы начать воспроизведение SACD-проигрыватель сначала считывает SACD метку в потайном секторе (содержащую данные о диске и его производителе). При перезаписи потайной сектор не копируется, поэтому "пиратский" диск становится неполноценным и не воспроизводится. Затем определяет физическую маркировку "водяной знак" (его рисунок может быть видим на поверхности диска). DSD - содержание зашифровано, а ключ к нему содержится в "водяном знаке" (PSP - Pit Signal Processing). PSP метки могут быть скопированы только на лицензионном записывающем устройстве SACD.

Дополнительная защита от цифрового копирования (DTCP) устанавливается на цифровом SACD выходе (IEEE 1394 до 50 MB/c) в версии 1.2 SACD. Это единственный вариант цифрового выхода с некоторых SACD плееров (например Sony SCD-XA9000ES), цифровой COAXIAL не работает.

Многоканальность звучания

Многоканальные диски (Multi Channel или Surround) можно слушать уже только на многоканальных SACD проигрывателях. На SACD может быть записано 1, 2, 2.1, 3, 4 (3.1, 4.0), 5 или 6 (5.1) каналов (.1 - это низкочастотный динамик или субвуфер). Квадро, стерео и даже моно SACD выпускают только в виде переизданий старых исполнителей, новые записи стараются сделать многоканальными.

Объемное звучание воссоздает пространственную акустику и воспроизводит тонкие звуковые эффекты каждого инструмента. Слушатель помещается в центр происходящего. Не случайно Peter Gabriel говорил о своем первом многоканальном диске (UP): "Добро пожаловать в мою музыку!". Человек, который слушает многоканальную музыкыку с закрытыми глазами теряет опору и ориентацию в пространстве.

Многоканальное звучание создает дополнительный эффект реверберации, которая сопровождает любой звук, возникший в естественной акустической среде. Возникает она при отражении звуковой волны от каких-либо препятствий и ее возврата в точку прослушивания.

Многоканальные диски обозначают словами MULTICHANNEL или Multi-ch (от английского прилагательного многоканальный) или SURROUND (от английского глагола окружать; обступать).

Принцип размещения колонок не отличается от стандартной схемы 5.1. для DVD-Video. SACD 6+1 не существует. Да это и не нужно - для создания ревербераций, эффекта присутствия и звуковых эффектов на некоторых дисках вполне достаточно 2-х (а не 3, как в некоторых DVD-Video) тыловых колонок, ведь сцена всегда перед слушателем, в отличие от кино, где тыловой звук не менее важен, чем фронтальный.

Рекомендуется использовать специальные усилители и колонки с улучшенными частотными характеристиками, которые способен воспроизводить SACD проигрыватель. Многие ведущие производители аппаратуры выпускают проигрыватели SACD. Проигрыватели бывают стерео и многоканальные. Последнее время производится много комбинированных DVDVideo+SACD или DVDVideo+ DVDAudio+SACD.

Разметка поверхности диска

На звуковом CD в центре размещено оглавление или TOC (Table of Contents), а за ним от центра к внешним краям расположены дорожки с записями.

В SACD разметка усложняется. По внешнему краю добавлено поле для записи текстовой и графической информации, а рабочая поверхность, как правило, разбита на две зоны идентичные по содержанию, но записанные в стерео и многоканальном варианте. Это сделано для того, чтобы владельцы стерео SACD проигрывателей могли прослушать диск. Каждая зона содержит не менее 74 минут записи. Диск обозначается так:

Реже существуют диски для воспроизведения только на многоканальных проигрывателях, в этом случае продолжительность звучания диска превышает 2 часа. Такие диски обычно выпускают с образцами записи SACD и тестовыми сигналами (Reference SACD).

Гибридные SACD

Большинство SACD являются гибридными (HYBRID ) или двуслойными дисками, которые можно слушать, как на CD проигрывателях (стерео), так и на SACD проигрывателях. На SACD проигрывателях по умолчанию включается многоканальный режим (Multi, Multi Channel или Surround), если на диске его нет, то двухканальный режим (Stereo). Принудительно диск можно переключить на CD формат, но при этом произойдет потеря в качестве звука. Однако, CD слой на гибридных SACD компакт дисках выполнен с лучшим качеством, чем обычный CD потому, что студийный источник был записан с применением DSD. Прямой перевод данных осуществляется по SBM технологии (Super Bit Mapping) в стандартный для CD 16 разрядный вид c частотой 44.1 KГц.

Гибридный диск состоит из двух слоев толщиной по 0,6 mm. Нижний SACD слой прозрачен для CD проигрывателей, кроме того их лазерный луч сфокусирован дальше и имеет большую длинну волны (780 nm). Луч для считывания SACD отражается уже от нижнего слоя, его размер и длинна волны (650 nm ) меньше, что позволяет плотнее размещать информацию.

Сейчас в мире насчитывается около 500 миллионов CD проигрывателей, поэтому выпуск гибридных SACD является залогом успешного распростанения этого формата.

CD слой на гибридных SACD компакт дисках выполнен с лучшим качеством, чем обычный CD потому, что студийный источник был записан с применением DSD. Прямой перевод данных осуществляется по SBM технологии (Super Bit Mapping Direct - Direct SBM ) в стандартный для CD 16 разрядный вид c частотой 44.1 KГц. SACD запись - это идеальный материал для перехода на любой из других видов цифровых стандартов: например, для перехода от стандарта DSD к частоте CD (44,1кГц) нужно просто произвести деление Bitstream-потока на 64.

Гибридные диски обычно обозначают соответствующими наклейками и надписями:

Особенности кодирования

При записи SACD-дисков используется однобитный цифровой формат записи Direct Stream Digital (CD, благодаря более высокой частоте сэмплирования (до 2,8224 kHz).

Однобитный формат записи - это прямая запись однобитного выходного сигнала с АЦП типа дельта-сигма, причем этот сигнал имеет замечательные характеристики: динамический диапазон более 120 дБ, частотная характеристика от 0 до 100 кГц. При таком сочетании частотной характеристики и динамического диапазона формат DSD не имеет соперников среди других записывающих систем, цифровых или аналоговых.

Запись напрямую такого однобитного сигнала является альтернативой существующим форматам мастер-записи. Подобная запись устраняет необходимость процессов децимации и интерполяции для аналогового ввода/вывода. При этом упрощается структура (блок-схема) записывающей системы, поскольку исчезают параллельные информационные связи многоразрядных цифровых слов и необходимость их синхронизации.

Как и в обычных PCM-системах, аналоговый сигнал сначала конвертируется в цифровой с помощью дельта-сигма модуляции при частоте дискретизации в 64 раза большей, чем номинальная частота дискретизации. Но DSD записывает одноразрядные импульсы напрямую, тогда как обычные системы затем преобразуют одноразрядный сигнал в многоразрядный PCM-код. В результате DSD дает цифровое одноразрядное представление аудиосигнала.

Сам по себе поток дельта-сигма импульсов является довольно "шумным". Сверхвысокое отношение сигнал/шум, которого требует DSD в звуковом диапазоне, достигается с помощью шумоподавляющих фильтров пятого порядка, что эффективно сдвигает шумы вверх по частоте за пределы звукового диапазона.

DSD производит дискретизацию аналогового звука на частоте в 64 раза большей, чем, например, CD (44,1 кГц). Получается 2 822 400 Гц. CD использует 16 бит для каждого семпла, так что поток информации здесь составит 16х44100 Гц на канал или 705600 бит/с на канал. DSD использует 1 бит на отсчет, так что поток информации составит 2822400 бит/с на канал. Это в 4 раза больше, чем у CD.

Шумоустойчивость

Действительно, хотя повышение разрядности и частоты дискретизации PCM-систем реально улучшали качество звука, эти улучшения становились все менее значительными. Очевидна и причина этого - фильтрация. В PCM-системе на входе необходимы фильтры с очень крутой характеристикой, чтобы подавить частоты, равные половине частоты выборки или превышающие ее. При частоте выборки 44,1 кГц фильтры типа "кирпичная стена" должны пропускать частоту 20 кГц и при этом отсекать частоту 22,05 кГц - задача не самая легкая. Кроме того, при записи и воспроизведении неизменно добавляются шумы квантования. К тому же семплирование на частоте Найквиста приводит к значительному сдвигу между фазовой и частотной характеристиками фильтров в верхней четверти частотного диапазона. В однобитной системе, напротив, фазовая характеристика в верхней части звукового спектра не подвержена воздействию фильтра типа "кирпичная стена". Этот аспект особенно важен, когда система цифровой обработки является частью петли обратной связи, потому что в этом случае сдвиг фазы меньше, а стабильность системы и достоверность звучания выше.

Другой особенностью этого формата является его поведение в условиях возможной перегрузки. Одноразрядные кодеры высокого порядка должны иметь возможность управления перегрузкой, чтобы не пострадала стабильность. Это обеспечивается с помощью выбора соответствующей передаточной характеристики. Одноразрядный формат не дает, в отличие от многоразрядного, эффектов aliasing и dipping при перегрузках.

Устойчивость к ошибкам

Поскольку любой бит одноразрядного формата несет одно и то же количество информации, эффект каждой ошибки не зависит от того, какой бит является ошибочным. В этом одноразрядный формат выгодно отличается от многоразрядного кодирования, в котором ошибка в старшем значащем бите (MSB) сказывается в 2L (L- длина слова) больше, чем ошибка в младшем значащем бите (LSB). Для 20-битной системы записи это означает, что ошибка в MSB скажется примерно в 1 млн. раз больше, чем в LSB.

Системы опережающей коррекции ошибок (такие, как используются в формате CD) исходят из предположения, что все биты имеют одинаковый информационный вес, поэтому они одинаково защищают каждый бит. Для аудиосигнала, очевидно, это не подходит, и вследствие этого страдает эффективность таких систем - младшие значащие биты получают избыточную защиту, а старшие значащие биты не получают достаточной защиты. Более того, эффект от ошибок не является пропорциональным, так как зависит от того, в каком бите произошла ошибка. Это приводит к быстрой деградации сигнала при превышении определенного уровня плотности ошибок.

Фактически, максимальный эффект от каждой отдельной ошибки - это функция частоты избыточной дискретизации. эффект от ошибки обратно пропорционален коэффициенту избыточной дискретизации. Например, если коэффициент 64, ошибка, вносимая одним битом, будет примерно 1/64 максимального уровня. То есть, ее уровень на 36 дБ меньше максимального уровня сигнала на выходе.

Беспрецедентная широта частотного и динамического диапазонов означает, что DSD может сохранить малейший нюанс оригинала вплоть до уровня шума и ниже. DSD можно рассматривать как кульминацию в разработках систем цифровой записи. Рекомендуется в качестве формата для мастеринга.

Еще более важно то, что такая система способна обеспечить стабильный, но расширяемый и совершенствуемый формат и в будущем.

Особенности SACD-дисков

Запись на SACD-диске может содержать от 1 до 6 звуковых каналов. Для воспроизведения SACD требуется специальный проигрыватель, совместимый с этим форматом. На диске может содержаться дополнительный CD-слой (только стерео) для совместимости с обычными проигрывателями. Такие диски называются гибридными (англ. Hybrid SACD ), их можно слушать на любых обычных проигрывателя CD-дисков. Примерно половина выпущенных SACD-дисков являются гибридными.

Продолжительность звучания Super Audio CD может достигать 109 минут при условии, что он содержит две SACD-зоны с разными параметрами записи (например, 2.0 и 5.1). При использовании только одной SACD-зоны продолжительность звучания превышает 2 часа.

Сравнение с другими форматами

Ссылки

Direct Stream Digital: однобитный цифровой формат записи // Журнал "Звукорежиссер", 1999, №2

Аудионосители и аудиоформаты

Аналоговые

Валик фонографа (1877) Грампластинка (1895) Проволока телеграфона (1898) Магнитофонная катушка (1940-е) SoundScriber (1945) Gray Audograph (1945) Dictabelt (1947) Долгоиграющая пластинка (1948) RCA картридж (1958) Fidelipac (1959) Stereo-Pak (1962) Компакт-кассета (1963) и cassette single (1982) Stereo 8 (1964) PlayTape (1966) Миникассета (1967) Микрокассета (1969)

Цифровые

Soundstream (1976) X80/ProDigi (1980) DASH (1982) Audio CD (1982) Digital Audio Tape (1987) ADAT (1991) (1992) Extended Resolution Compact Disc (1995) High Definition Compatible Digital (1995) 5.1 Music Disc (1997) Super Audio CD (1999)

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое "SACD" в других словарях:

SACD - son las siglas de SUPER AUDIO CD, o sea, SUPER AUDIO COMPACT DISC El SACD es un tipo de disco óptico. El SACD fue desarrollado conjuntamente por Philips y Sony y … Enciclopedia Universal

SACD - may stand for:*Super Audio CD, a form of digital audio storage*SACD (Société des Auteurs et Compositeurs Dramatiques), a French Society representing authors and their work* Storage Array Control Device, an HP term … Wikipedia

SACD - noun super audio compact disk; a very high quality CD … Financial and business terms

SACD - steht für: Super Audio Compact Disc, ein 1999 eingeführtes hochauflösendes Tonträger Format mit Mehrkanal Fähigkeit Subacute combined degeneration of the spinal cord, eine Erkrankung des Rückenmarks, siehe Funikuläre Myelose den französischen… … Deutsch Wikipedia

SACD - SACD, Super Audio CD … Universal-Lexikon

SACD - Cette page d’homonymie répertorie les différents sujets et articles partageant un même nom. Sigles d’une seule lettre Sigles de deux lettres Sigles de trois lettres > Sigles de quatre lettres … Wikipédia en Français

SACD - ● en sg. m. CD Super Audio Compact Disc. Sorte de CD qui n en est pas un, surtout poussé sur le marché par Sony. D après les multinationales, c est génial. Vos oreilles n y verront que du feu. Votre porte monnaie, par contre... Les SACD… … Dictionnaire d"informatique francophone

SACD - Société des Auteurs et Compositeurs Dramatiques. Origine symbolique: dîner offert, par Beaumarchais à dix sept de ses confrères auteurs dramatiques, en 1777. Constitution légale en 1837, dans le but de préserver les droits des auteurs et… … Sigles et Acronymes francais

SACD - noun An optical disc, similar to a DVD, typically one holding a commercially recorded music album. See Also: CD … Wiktionary

SACD - Super Audio Compact Disc (Community » Media) Super Audio Compact Disc (Computing » Hardware) * Super Audio Compact Disk (Community » Media) … Abbreviations dictionary

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,