Войти

Войти в аккаунт

Логин *
Пароль *
Запомнить меня

TUTORIAL & EDUCATION

Владислав Гарькуша,

Юлиан Зарембовский

проекторные технологии

Потребность в этом тестировании назрела уже давно. Подобный просмотр проекторов описывался в нашем журнале четыре года назад. Тогда топовое разрешение картинки было Full HD, а сейчас магическое 4К давно уже у всех на слуху. Это самое Ultra HD, да еще и с HDR, интересует сразу, как только речь заходит о выборе не только домашнего кинотеатра с проектором или большим ТВ, но и просто 42-дюймовой панели в гостиную. Но мы сейчас говорим о проекторах. Понимая, что тема 4К-панелей, равно как и HDR, в свою очередь, от нас не уйдут в ближайшем будущем.

Въезд - Картинка UHD 4K.jpg

 

Тест, или баттл, или субъективный отсмотр домашнекинотеатральных 4К-проекторов состоялся в демозоне Cinema 432, открывшейся в этом году на Подоле. Здесь для такого мероприятия есть все условия – отдельный оборудованный зал современного домашнего кинотеатра, в котором вполне комфортно размещается до пяти-семи зрителей (экспертов). А теперь – подробно обо всем происходившем.

Подробнее...

2016 04 41 01

Цифровое аудио

Звук — это механические колебания среды, воздуха, воды, прочее, воздействующие на слуховой аппарат человека. То, что мы слышим — это результат обработки колебательных движений барабанной перепонки уха, представленный в виде сигналов нервной системы. Вне среды переноса звуковых Волн звук не существует. Однако звуковые колебания можно перевести на другой носитель: изменить представление информации, не теряя ее фактически. В этом суть записи и воспроизведения звука.

2016 04 41 02

Все слышимые звуки являются результатом воздействия звуковых волн на слуховой аппарат человека. В случае с магнитной лентой, виниловой пластинкой звук после магнитной или механической записи воспроизводится в виде непрерывного электрического сигнала, повторяющего изменение звуковых волн. Такую звукозапись называют аналоговой. Звук может храниться и на цифровых носителях, т. е. быть представленным в виде набора цифр. Любая цифровая техника или программа работают со звуком, представленным в цифровом виде. Таким образом, для переноса звука на цифровой носитель, необходимо осуществить его аналого-цифровое преобразование.

Такое преобразование состоит из трех этапов:

• дискретизация — представление непрерывного сигнала в виде последовательного набора отдельных амплитуд;

 • квантование (семплирование) — разделение каждой амплитуды на заданное число уровней или разделение диапазона частот на интервалы;

• кодирование — запись данных позиции и уровня амплитуды в цифровом виде.

Существует два основных процесса оцифровки звука: с применением параллельного кода PCM — Pulse Code Modulation (импульсно-кодовая модуляция) и последовательного DSD-кода — Direct Stream Digital (широтно-импульсная модуляция).

PCM

В зависимости от конструкции современные звуковые преобразователи могут обеспечить кодирование от 512 до 16 777 216 различных уровней сигнала или состояний. Для определения количества бит, необходимых для кодирования, нужно решить показательное уравнение: 512 = 2n, т. к. 512 = 28, то n = 8 бит, при 65 536 уровнях n = 16 бит, а если взять 16 777 216 уровней, то n = 24 бит. Таким образом, при каждой выборке значению амплитуды звукового сигнала присваивается соответственно 8-, 16- или 24-битный код.

Импульсно-кодовая модуляция

Количество выборок в секунду может быть в диапазоне от 8 000 до 384 000, т. е. частота дискретизации аналогового звукового сигнала может принимать значения от 8 до 384 кГц. По теореме Котельникова, частота выборки должна быть как минимум вдвое выше граничной частоты записываемой полосы. Поскольку человеческое ухо воспринимает частоты не выше 22 кГц, достаточно, в принципе, используемой для записи CD-частоты дискретизации 44,1 кГц. Используются и другие частоты: при 8 кГц качество дискретизированного звукового сигнала соответствует качеству радиотрансляции, а частота 384 кГц соответствует студийному качеству звука.

Звуковая карта ASUS Xonar Essence One MKII поддерживает внутренний апсемплинг до параметров PCM 384 кГц (48, 96, 192 кГц на входе), 32 бит

Можно оценить информационный объем моно аудиофайла длительностью звучания 1 секунда при качестве звука CD-Audio (16 бит, 44,1 кГц). Для этого количество бит на одну выборку необходимо умножить на количество выборок в 1 секунду: 16 бит × 44 100 = 05 000 бит =88 125 байт ≈ 86 Кбайт

То есть, песня длиной 5 минут в цифровой записи имеет размер около 26 МБ.

Поэтому, для уменьшения размера звукового файла были придуманы алгоритмы сжатия (компрессии) данных при цифровой записи звука. Все они основаны на том, что спектр звукового сигнала (соотношение частот) преобразуется таким образом, что некоторую информацию о нем можно удалить без заметного ухудшения качества сигнала при обратном цифроаналоговом преобразовании.

Оцифрованный звук хранится в файлах, имеющих различные способы представления информации. Способ представления (формат) зависит от предназначения файла и его разработчика, таких способов существует много (десятки). Помимо «чистой» информации о звуке, файл содержит некоторую дополнительную информацию, тоже представленную в цифровом виде — как правило, это коды, позволяющие той или иной звуковой программе «читать» звуковой файл, либо определенные формулы, адаптирующие конкретный звуковой файл под возможности звукового редактора. Иногда в заголовке файла содержатся формулы, реализующие его сжатие (компрессию) по определенным алгоритмам, что позволяет уменьшить объем файла. Для звуковых программ звуковой файл выглядит как текст, который необходимо расшифровать и прочитать. Если в программу не заложена возможность расшифровки стоящего в начале файла кода, то говорится, что программа не поддерживает данный формат.

Начало файла The Girl From Ipanema.mp3 в редакторе текста

 

На практике преобразования звуковой информации из непрерывной формы в дискретную выполняются электронными устройствами, называемыми аналогоцифровыми преобразователями (АЦП) и цифроаналоговыми преобразователями (ЦАП).

Пожалуй, наиболее распространенная конфигурация ЦАП — в сочетании с предварительным усилителем и (или) усилителем для наушников и возможностью получения аудиопотока с компьютера по USB

Перечислим основные форматы хранения звуковой информации, использующие PCM модуляцию. PCM (Pulse Code Modulation). Эта схема сохранения информации о звуке является наиболее «непосредственной» — в файл записываются абсолютно все значения дискретизированного сигнала. При этом неизбежны большие затраты дискового пространства.

2016 04 41 07

PCM, как правило, имеет разрешение от 16 до 24 бит (стандарт CD — 16 бит и 44,1 кГц).

2016 04 41 08

ADPCM (Adaptive Delta PCM — адаптивная относительная PCM) — разновидность PCM, когда отсчеты представляются не в абсолютной форме, а в виде относительных изменений (delta) амплитуды. Это позволяет сократить разрядность отсчета до 2–4 бит, уменьшив при этом общий размер оцифровки, однако не позволяет точно представить сигналы с быстро меняющейся амплитудой.

Типичная спектрограмма звукозаписи MPEG-3 при 320 кбит/с

 

MPEG — метод сжатия звука, предложенный MPEG (Moving Pictures Experts Group 2, экспертной группой по обработке движущихся изображений). По аналогии с методом сжатия изображений, основанном на преобразованиях цветового спектра, Audio MPEG использует преобразования спектра звука. Этот метод избирательно отбрасывает некоторые звуковые данные, что приводит к довольно внушительному сжатию при сохранении высокого качества воспроизведения. Можно достичь коэффициент сжатия вплоть до 12 без ощутимых потерь качества звука. Существует три уровня (layers) Audio MPEG для сжатия стереосигналов:

• MPEG-1 — коэффициент сжатия 1:4 при потоке данных 384 кбит/с;

• MPEG-2 — от 1:6 до 1:8 при 256–192 кбит/с;

• MPEG-3 — от 1:10 до 1:12 при 128–112 кбит/с.

Windows Media Audio (WMA) от Microsoft. Алгоритм WMA так же, как и все рассмотренные ранее, позволяет потоковое воспроизведение (stream playback). Качество WMA при скорости потока 64 кбит/c практически не уступает качеству MPEG-1 Layer III 96 кбит/с, а при 96 кбит/с может превосходить MPEG-2 AAC 128 кбит/с. Для хранения потока в формате WMA используется универсальный потоковый файловый формат ASF (Advanced Audio Streaming), пришедший на замену WAV. Вообще говоря, ASF — это универсальный формат для хранения аудио- и видеоинформации, сжатой с помощью самых разнообразных кодеков. ASF имеет также и свою, несколько сокращенную разновидность WMA. Файлы WMA предназначены исключительно для хранения аудиоданных.

2016 04 41 10

 

WAV. Наиболее распространенным сегодня является формат WAV, имеющий к тому же значительный набор спецификаций, изрядно пополнившийся за последнее время. Все WAV-файлы (Waveform Audio File Format) относятся к категории RIFF-файлов. RIFF-файл не является собственно файлом с расширением .riff. Напротив, это словосочетание означает только способ организации данных внутри файла. RIFF (ResourceInterchangeFileFormat — формат файлов передачи ресурсов), введенный Microsoft и Intel, позволяет хранить и передавать мультимедийные данные вместе с соответствующими описаниями, параметрами, форматами, разметкой для использования в семплерах и т. д. Иногда RIFF сравнивают с базой данных, размещенной в одном файле. Формат WAV содержит оцифрованный звук (моно/стерео) с несколькими вариантами разрядности (8/16/24 бит) и с разной частотой дискретизации. Данный формат был совместим даже с тем звуком, который можно было получить после обработки CD-аудио с помощью эквалайзера и других инструментов. Однако размер файла в этом случае совершенно не оправдан. Например, самый обычный трек продолжительностью в 3 минуты мог занимать до 50 мегабайт.

2016 04 41 11

 

CD-диски. Аудио CD или, если говорить точнее, расширение .cda, появились примерно в то же время, что и формат WAV. В отличие от файлов с расширением .wav, CDA не поддается редактированию. Но его можно открыть в любой программе по обработке аудио, перекодировать и изменить формат и сохранить на жестком диске. Сохранить изменения на CD, само собой, не получится.

2016 04 41 12

 

MP3-кодек. После появления в музыкальной индустрии кодека LAME MP3 Encoder, случилась настоящая революция в мире аудио. Теперь аудиофайлы стали «весить» в десятки раз меньше. При максимальном сжатии размер пятиминутной композиции редко превышает 7 Мб. Это было существенным прорывом.

Кроме того, в данном расширении наконец-то была реализована возможность откорректировать некоторые характеристики и настроить дополнительные параметры, такие как ID3-теги. В них может содержаться информация о названии трека, исполнителе, альбома и дате его выпуска. Разумеется, данный формат сразу же получил большое распространение. Хотя сегодня ему на смену уже приходят другие аудиоформаты более высокого качества.

2016 04 41 13

 

OGG-формат. Данный аудиоформат также встречается довольно часто. Он был разработан специалистами компании Vorbis. Отметим, что OGG-формат имеет ряд недостатков. Прежде всего, несмотря на небольшой размер файлов, его применение приводит к высокой нагрузке на системные ресурсы компьютера. Также для работы с ним необходимо использовать собственные декодеры и кодеки, которые могут не устанавливаться в автоматическом режиме. Например, тем, кто работал с программой FL Studio Producer Edition, для работы с таким форматом нужно было вручную активировать установочный файл в формате .inf. Иначе файлы формата OGG данным приложением просто не воспроизводились. Несмотря на все эти недостатки, аудиофайлы формата OGG сегодня встречаются довольно часто, да и звучание у них неплохое.

2016 04 41 14

 

FLAC (Free Lossless Audio Codec). Один из самых интересных аудиоформатов. Музыкальные композиции в формате FLAC сегодня получили широкое распространение. В первую очередь, это связано с качеством звучания, а ведь именно на это обращают внимание настоящие меломаны. Если изучить историю создания данного формата, то можно обнаружить, что в его основе — MP3 с применением более совершенных алгоритмов сжатия. Ранее было использовано разделение аудиокомпозиций на отдельные треки. В формате FLAC такого нет. В структуре аудиоданных, кроме аудиофайла, может присутствовать второй файл — информационный. Для воспроизведения FLAC нужно использовать специальные программные аудиоплееры. Одним из таких плееров является программа AIMP. При запуске основного файла в окошке плеера появляется целый список музыкальных дорожек, содержащихся в контейнере. Переключение между композициями осуществляется по тому же принципу, что и в любом другом проигрывателе. Преимуществом данного формата является исключение возможности случайного удаления треков (как уже было сказано ранее, все дорожки содержатся в одном файле). К кодекам сжатия «без потерь», подобным FLAC, принадлежит также формат АРЕ от Monkey’s Audio.

2016 04 41 15

 

Формат AAC (Advanced Audio Coding) — еще один из числа появившихся сравнительно недавно форматов кодирования звуковой информации, в которой осуществляется сжатие с потерями. На сегодняшний момент AAC представляет собой лучшую систему сжатия высококачественного звука. Это последний из стандартов MPEG-2. Перевести AAC можно так-продвинутое аудиокодирование, название, которое появилось исключительно из-за высокого качества звучания и очень сильной степени сжатия. На данный момент различают четыре разновидности формата AAC: HomeboyAAC, AT&Ta2bAAC, LiquifierPRO AAC, Astrid/Quartex AAC (по всем объективным параметрам последние две модификации AAC превосходят как MP3, так и VQF). Все эти разновидности несовместимы между собой и используют свои собственные программы кодирования-воспроизведения.

2016 04 41 16

 

Последовательный код DSD. Использует однобитный код и частоту дискретизации 2,8224 МГц, что дает возможность оцифровывать звук до частоты 100 кГц и даже выше при динамическом диапазоне до 120 дБ. Фактически, единственный качественный параметр такого сигнала — частота. Поскольку частоты используются очень высокие (от 2,8224 МГц), такие цифры сложно запомнить, принято делить частоту DSD-сигнала на 44 100 Гц. Полученное число и является показателем качества: DSD64 (ДД 120 дБ), DSD128, DSD256 и т. д. Выходной сигнал из DSD-рекордера варьируется между уровнями, представляющими состояния «включено» и «выключено», заданными с помощью двоичного кода (так называемый, поток битов). Амплитуде аналогового сигнала ставится в соответствие ширина импульса. Чтобы свести к минимуму погрешности квантования в процессе аналогоцифрового преобразования, в формате DSD используются алгоритмы формирования шума (фильтры), которые позволяют перевести искажения квантования до ультразвуковых значений — частот, лежащих далеко за пределами человеческого слуха.

Широтно-импульсная модуляция

 

Формат цифровой записи звука, использующий DSD-модуляцию, называется так же.

Direct Stream Digital (DSD) — это аудиоформат, разработанный компаниями Sony и Philips для системы CD Super Audio (на основе идей, первоначально описанных в патенте 1954 года). Позднее технология была разработана специалистами Playback Designs для того, чтобы передавать DSD-файлы через соединения USB. DSD обычно имеет разрешение 1 или 8 бит (в некоторых случаях) и частоту дискретизации 2,8224 МГц. Свойства потока битов DSD позволяют производить SACD-плееры в простой однобитной конструкции и использовать аналоговый фильтр низкого порядка во время процесса цифроаналогового преобразования, то есть, сравнительно просто и качественно (за счет высокой частоты дискретизации) восстанавливать аналоговый сигнал. Несмотря на то, что формат SACD достигает динамического диапазона 120 дБ для всех слышимых человеческим ухом частот (от 20 Гц до 20 кГц) и обеспечивает расширенную частотную характеристику до 100 кГц, большинство компаний на рынке оборудования предлагают максимум 80–90 кГц.

2016 04 41 18

Однозначного ответа на вопрос, что лучше — кодирование PCM или DSD, 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 улучшение качества цифровых форматов для воспроизведения на данном этапе нецелесообразно. При оценке качества звука разных форматов высокой четкости на первый план выходят субъективные психофизиологические параметры — музыкальный вкус, слух, обстановка, самочувствие и настроение слушателя, ощущения от прослушивания музыки дают гораздо больший эффект, чем аппаратура воспроизведения.

 

Присоединяйтесь к нам в Facebook   https://www.facebook.com/stereovideo.kiev.ua/

Присоединяйтесь к нам в  Google+   https://plus.google.com/u/0/104655424991502338239

2015-04-21_01.jpg

Дмитрий Марьянович среди специалистов и просто почитателей качественного звука в нашей стране — личность известная, многие с ним знакомы. практически все о нем что-то слышали — как правило, о его очередном проекте. поскольку главное в том, что это не просто специалист, это — практик. Когда речь идет о звуковоспроизведении, много говорить нет смысла. Достаточно послушать. и мы были рады возможности послушать прототип активной акустики, разработанной и построенной Дмитрием. рассказ о нем, самом изделии и его особенностях мы построили в виде интервью — так проще всего.

Подробнее...

Страница 1 из 7

Все содержание, включая идеи оформления и стиль, являются объектом авторского права. Копирование и размещение материалов в других источниках
без ссылки на первоисточник не допускаются. Материалы, отмеченные значком «Р», публикуются на правах рекламы. Copyright © 2014 stereo-video.kiev.ua