Тёплый ламповый звук и достоинства цифрового...

Человека, который ценит качественный звук и разбирается в нём, обычно принято называть меломаном. А вот аудиофилия - это пристрастие к якобы "качественному" звуку, основанное на мифах, легендах и, как правило, отсутствии личного опыта и знаний.

Что такое "качественный звук"?

Самое смешное во всей истории споров о различных технологиях звуковоспроизведения - то, что точного определения "качественный звук" попросту не существует.

Начнём с того, что один и тот же звук может быть качественным для одного индивида и совершенно некачественным для другого. Например, кто-то больше любит басы и страдает от их недостатка. А кому-то, напротив, нравятся "крепкие" высокие - и если они "мягковаты", то возникает дискомфорт при прислушивании. Что ещё более интересно, эти пристрастия к тем или иным диапазонам могут со временем меняться даже у одного и того же человека. Всё происходит оттого, что человеческое ухо - довольно субъективный инструмент восприятия звука. Ухо может "подстраиваться" под звук, нехило обманывая тем самым своего владельца.

"Слуховые тесты", которыми бредят аудиофилы, по сути подвержены диким погрешностям и вообще не могут серьёзно рассматриваться как достоверные доказательства "плохости" или "хорошести" звука. Невозможно дважды войти в одну и ту же воду - равнозначно невозможно услышать один и тот же звук, даже из одной и той же колонки.

Далее, любая звуковоспроизводящая система априори будет искажённо передавать первоначальный звук. Звук был искажён ещё на записи, затем при обработке, а потом - в трактах усиления и акустической системе. Он никак не может быть стопроцентно соответствующим первоначальному по той простой причине, что идеальной технологии записи/воспроизведения не существует (и вряд ли когда-либо она появится). Более того: звук после записи искажают намеренно, для получения того или иного эффекта. Количество обработок, через которые проходит звук на современных студиях звукозаписи, исчисляется десятками. В результате всё получается красиво - точно так же, как на картинке голливудского фильма, которая далека от реальности на 99%. Но тем не менее, звучит всё весьма хорошо (если, конечно, звукорежиссёр не был профаном). Поэтому, следует зарубить себе на носу: звук в конечном треке является очищенным, рафинированным. Причём рафинированным не с целью ухудшить его, а наоборот.

Как правило, нужная звуковоспроизводящая система подбирается очень просто: по звуку. Вы включаете систему и слышите звук, который вам либо нравится, либо нет. Выискивать "прозрачность", "теплоту", "объёмность" - чистой воды аудиофилия, ни к чему хорошему в данном случае не приводящая. Звук системы либо нравится, либо нет - всё просто. И что интересно, с увеличением стоимости системы звук обычно улучшается. Странно это, или нет? Мне кажется - не очень.

Конечно, люди с повышенными требованиями к звуку выбирают систему более детально. У меня, например, на этот случай есть с собой несколько треков - пара-тройка прослушиваний - и всё становится ясно. Идеальной АЧХ нет ни у одного усилителя - значит, надо выбрать тот, который наиболее приятно звучит (в конечном счёте, всё сводится к тому, насколько акустическая система хорошо воспроизводит те или иные частоты, необходимые индивиду для комфортного прослушивания). Причём, усилитель с идеальной АЧХ в субъективном тесте скорее всего проиграет усилителю, который воспроизводит определённые частоты с большим усилением (или, наоборот, подавляет их) - как говорится, кому что.

Сегодня в мире аудио господствуют цифровые технологии. Специалиста в данной области это удивлять никак не может: цифра является отличным способом сохранить и воспроизвести звук. Способом значительно более совершенным, нежели способы, существовавшие до него. Тем не менее, как это случается со всеми относительно новыми технологиями (хотя цифра "новой" уже не является), цифровые технологии до сих пор подвергаются не особенно заслуженной критике. "Критики", в основном, разделяются на два лагеря: люди, подкованные в теории и, соответственно, неподкованные и не имеющие вообще никакого опыта. Первые (видимо, в силу патологического консерватизма и личных пристрастий) изобретают мифы, способные воздействовать на вторых. Вторые с удовольствием эти мифы распространяют и спорят до упаду в конференциях, не понимая сути предмета как такового. При всём при этом, никак не изменяя того факта, что кругом всё оцифровано и в аналог обратно переводиться уже не будет.

В общем-то, я не являюсь ярым защитником цифровых технологий записи/воспроизведения звука (на данный момент, это и не требуется). Мне приходилось слышать и аналог, и цифру. Звучат они, естественно, по-разному. Но кто сказал, что аналог звучит лучше? Это совершенно недоказуемо. Главное достоинство цифры - тиражируемость и вечность, огромные возможности пост-обработки. И звучит цифра, уж простите меня аудиофилы, ничем не хуже аналога. Точнее, она звучит лучше. 

Динамический диапазон.

"Динамический диапазон!!!" - первый крик, с которым аудиофил бросается на амбразуру споров. Абсолютно все аудиофилы, с которыми я, бывало, разговаривал на тему звука, называли эти два слова. И абсолютно все они толком не знали истинного значения этих слов и реальной картины дела.

Грубо говоря, динамический диапазон - разница между самым тихим и самым громким звуком. В общем случае, чем она больше - тем лучше: ведь это значит, что система может записать одинаково качественно и очень громкий звук, и крайне тихий. Динамический диапазон, рассчитанный для CD "по математике" - чуть больше 90 дБ. Динамический диапазон у лучших аналоговых носителей (без шумопонижения) - 50-60 дБ. Итого, вроде бы как получается 30-40 дБ выигрыша у цифры (что крайне много), но всё не так просто. Дело в том, что ниже диапазона 50-55 дБ у CD возрастает коэффициент нелинейных искажений, превышая допустимый 1%. То есть, у аналога динамический диапазон ограничен шумами, в которых теряется звук. А у цифры (в её CD-шном варианте) - допустимыми искажениями. Получается, что динамический диапазон в обоих случаях примерно одинаков (причём цифра не проигрывает, даже на этом этапе рассуждения). Однако, есть несколько нюансов.

Первый нюанс. Что лучше: когда звук скрывается в шумах совсем, или когда он не скрывается, а только искажается? Однако, пусть лучше звук будет, чем его не будет.

Второй нюанс. Звук на уровне -50 дБ почти не слышен. Неверящие могут попробовать нормализовать любой звуковой файл до -50 дБ в каком-нибудь редакторе и послушать (естественно, не надо при этом выкручивать громкость на максимум - пусть она остаётся на обычном уровне). То есть, где-то там, за диапазоном в -50 дБ, у CD происходят искажения. Только услышать их путём не представляется возможности - вот в чём загвоздка, музыку на таком уровне просто никто не записывает - в этом диапазоне громкостей можно услышать разве что послезвучие в конце трека. Ну а у аналогового носителя там просто шум, и всё.

Третий нюанс. Аудионаука давно уже знает о нелинейных искажениях на малых уровнях сигнала в CD (шум квантования). И давно уже есть технология, позволяющая эти искажения замаскировать (dither). Сия технология применяется в процессе создания любого нормального AudioCD. Фактически, dither незаметен (из-за того, что воздействует на малые уровни, которые и так не слышно). Но можно сделать забавный опыт: dither на 8-битовом файле! Из шумящего и шипящего он превратится в относительно чистый, несмотря на низкое битовое разрешение. Таким образом, искажения в фактически неслышимом диапазоне уровней можно ещё и качественно замаскировать!

И последний, четвёртый нюанс: все эти "страшные ограничения" динамического диапазона применимы только к CD. На студиях давно уже делают запись и обработку с битовым разрешением минимум в 18 бит (чаще - 24 бита). А это сдвигает динамический диапазон за 100 дБ, оставляя все аналоговые технологии далеко позади. Сейчас сложно сказать, какой формат устойчиво придёт на смену AudioCD, но можно точно сказать - он не будет разрешением в 16 бит. Впрочем, пока большинство устраивает даже AudioCD - исходя из вышесказанного, ничего странного в этом я не вижу. 

Таким образом, сказки об ограниченном динамическом диапазоне у цифры - не более, чем сказки. Которые, во-первых, привязаны к конкретному формату AudioCD, а во-вторых - даже у AudioCD с диапазоном всё в порядке.

Джиттер.

Джиттер (jitter) - нестабильность частоты дискретизации. Может возникать как при записи, так и при воспроизведении. Пугать окружающих страшным ловом "джиттер" аудиофилы привыкли давно. На деле, всё просто. Джиттер возникает в некачественных АЦП/ЦАП - т.е., в дешёвых, бытовых и непрофессиональных. А в дорогих - профессиональных и высококачественных - джиттер отсутствует. Вот, собственно, и всё.

Чаще всего джиттер встречается в дешёвых звуковых картах для компьютеров. Звуковая карта должна воспроизводить звук с совершенно разными частотами дискретизации (типично - от 8 до 48 кГц). Естественно, никто не будет вставлять в неё с десяток стабильных генераторов для разных частот. Сделают один генератор, а все нужные частоты получат с помощью синтезатора частот, который будет пропускать часть импульсов и таким образом генерировать нестабильную частоту дискретизации (производя джиттер).

Называть джиттер "одной из проблем" цифрового звука - всё равно, что называть кассету "МК-60" проблемой аналогового.

Уровень записи.

Частенько приходится слышать, что из-за "проблем с цифровыми перегрузками" звукорежиссёры "занижают уровень записи" до запаса аж в 12-16 дБ. Что, естественно, приводит к возрастанию ошибок квантования, соответствующему искажению сигнала, а также уменьшению динамического диапазона. Хватает всего пары нюансов, чтобы разгромить и этот миф.

Во-первых, ныне никто в 16 бит не пишет (а именно для такого битового разрешения и будет проблемой занижение уровня записи). То есть, проблема, возможно, существовала в 90-х годах у людей, пытавшихся записать что-то на звуковую карту класса SB16.

Во-вторых, даже когда я делал запись в 16 бит, то никогда не оставлял такого громадного запаса и не занижал уровень до такого мизера. Просто потому, что это незачем делать: надо отрегулировать уровень записи до -3 -4 дБ и записывать в своё удовольствие. Кроме того, когда я работал с 16-ю битами, то занимался потрековой записью: каждому инструменту - свой трек (это обычная схема). При такой схеме, даже на 16 бит всё получается вкусно: каждый инструмент записан с большим динамическим диапазоном (поскольку инструменту "никто не мешает"). В финальном миксе, инструменты смешивались и реальный динамический диапазон оказывался больше, чем можно было достигнуть при записи "всё в куче".

Этот ваш Котельников - только теория.

Частенько приходится читать рассуждения о том, что практическое применение теоремы Котельникова, на основе которой делается запись и воспроизведение цифрового звука, сталкивается с очевидными проблемами - что, якобы, делает цифровой звук "не выдерживающим никакой критики". Проблемы действительно имеют место быть: что запись, что воспроизведение цифры сталкиваются с подводными камешками. Вопрос только в том, что камешки эти размером с пылинку, если учесть конечную разрешающую способность человеческого уха, которое просто не в состоянии эти камешки вычислить. Да и описание "проблем", как всегда, зиждется на голом формате AudioCD - как будто других не существует.

При записи звука в основном возникает проблема ограничения входного спектра сигнала. Если этого не сделать, то частоты, находящиеся выше граничной (22.05 кГц для AudioCD) "переползут" при оцифровывании "вниз", создавая низкочастотные искажения (aliasing). Фильтрация сигнала - процесс нетривиальный и, в целом, полностью отфильтровать весь ВЧ спектр выше нужной частоты без значительных искажений полезных частот всё равно не получится. Однако, проблема легко решается использованием более высоких частот дискретизации (oversampling) - что при записи, что при обработке. Например, 88.2 кГц вместо традиционной 44.1 кГц (на студиях вряд ли кто-то в здравом уме ещё пишет в 44.1). При частоте выборки 88.2 кГц граничная частота входного сигнала - 44.1 кГц, что позволяет конструировать фильтры низких частот более "расслабленно", учитывая то, что нужным диапазоном в конечном счёте является диапазон частот до ~20 кГц. Преобразование же выборок, сделанных на частоте 88.2 кГц, в выборки с частотой 44.1 кГц - просто, как три рубля: достаточно выкинуть каждый второй отсчёт.

При воспроизведении цифрового звука возникают проблемы с интерполяцией: надо максимально точно восстановить исходный сигнал. Опять же, задача решается программным повышением частоты выборки (upsampling). Здесь аудиофилы радостно возопят о том, что для программной интерполяции нужны великие миллиарды операций и что ни один компьютер на такое не способен. В идеале - да, но на деле - можно применить весьма упрощённые формулы, достаточные для восстановления сигнала с таким качеством, которое аналоговым носителям и не снилось.

Плоский звук.

От аудиофилов часто приходится слышать термин "плоский звук" применительно к цифре. Термин может варьироваться: "пластиковый", "исскусственный", "неживой" и тому подобное. Чем же конкретно аналоговый звук отличается от цифрового?

Во-первых, аналог характеризуется мягкостью (завалом) воспроизведения высоких частот. Мягкость возникает из-за банальных недостатков аналоговых технологий. В случае с винилом это инерционность иглы. В случае с магнитными лентами - постепенное размагничивание (возникающее сразу после записи). Короче говоря - аналог звучит мягко и деликатно (тем не менее, мягкость обязана "сжёвыванию" ВЧ).

Иное дело цифра: что записал - то и получил. Если тракт звуковоспроизведения качественный - мы слышим то, что было записано - и ничего не теряется. Некоторые цифровые треки звучат очень жёстко потому, что их так записали - ничего удивительного здесь нет, мягкость нравится не каждому звукорежиссёру. Особенно учитывая направления в современной музыке, где принято искажать всё, что только возможно, включая голос вокалиста. Но дело в том, что цифра способна воспроизводить и мягкий звук - надо лишь соответствующим образом его записать.

Слушатели "старой закалки" привыкли слышать с винила или ленты сочный "ухающий" бас, который появляется благодаря естественному завалу ВЧ и сопутствующим выделением на этом фоне НЧ. С появлением цифровых технологий звукорежиссёры получили возможность качественно оперировать всем спектром, в результате чего записи стали более насыщенными в высокочастотном плане. И они действительно звучат привлекательнее старых - если откинуть предрассудки. Впрочем, для получения мощного "ухающего" баса достаточно сделать простую операцию: прибавить низких. Если, конечно, ваш музыкальный центр вообще оборудован эквалайзером...

В общем, появление цифровых технологий записи звука изменило и сам звук, который мы слышим с треков. Есть ли в этом что-либо удивительное? Не думаю. Плох ли цифровой звук? Нет, цифровой звук - хорош. При грамотном применении - как и со всем остальным.

Будет также правильным в окончании всех разглагольствований упомянуть факт: в спорах о звуковых технологиях принято забывать о самой музыке. Мы до сих пор слушаем, к примеру, ранние записи "Битлз" и радуемся. Несмотря на то, что эти записи были сделаны на стиральных досках и целиком представить себе прогресс в области звуковых технологий, произошедший с тех времён, неподготовленному человеку едва ли возможно. У каждого музыканта свой взгляд на передачу идей, и поверьте мне на слово, меньше всего мы задумываемся о тёплом ламповом звуке и сферическом виниле в вакууме. Меньше всего музыкант думает о том, что кто-то будет слушать его запись с золотыми проводами и динамиками, около которых предварительно потанцевал шаман с бубном, заточив перед этим иглу звукоснимателя в пирамиде. Музыкант думает о том, чтобы донести свою мысль до слушателя. Прекрасно понимая, что в 90% случаев его музыка будет прослушиваться на весьма бюджетной аппаратуре, зачастую не выдерживающей никакой критики.

И потом, вот уже лет тридцать мир находится под властью синтезированного звука. Звука, появляющегося не из живых инструментов, а из разнообразных электронных устройств. И понятия "плоский звук" относительно электронного инструмента не может существовать вообще. Кто сказал, что звук синтезатора, который мы слышим на записи, должен звучать как-то иначе?

По материалам статьи Анатолия Савенкова
Есть вопросы? Добро пожаловать в комментарии.

На пути к идеальному цифровому аудиоформату

В современной цифровой аудиоиндустрии сложилась ситуация, которая устраивает большинство потребителей и производителей цифрового аудиоконтента в MP3-формате. Если быть более точным, то МР3 следует называть цифровой обработкой или сжатием исходного сигнала с существенными потерями. Незначительная часть слушателей ценит домашнее прослушивание бескомпромиссного и качественного звука. Они вынуждены пользоваться так называемой винтажной (vintage – антикварный и легендарный) аппаратурой и такими же аналоговыми записями, будь то виниловые пластинки либо магнитные ленты. Они достаточно дороги и доступны очень ограниченному кругу фанатов.

Самый распространённый цифровой формат, которому исполнилось более четверти века – это CD (полное название формата – CD-DA: Compact Disc Digital Audio), и он никак не может претендовать на роль идеального и современного носителя. С этим тезисом согласны как специалисты, так и заинтересованные слушатели, которые имеют возможность сравнить воспроизведение любого качественного CD c, например, аналоговой студийной мастер-лентой. Интересно заметить, что хотя с лентой крайне неудобно работать, она по-прежнему очень ценится знатоками и используется для записи даже на тех студиях, где установлено немало новейшей цифровой техники.

Если сегодня оглядываться назад и оценивать причины возникновения форматов высокого разрешения (так называемых, Hi-Res, а точнее - супераудио-СD и DVD-Audio), то причиной стало именно общее неудобство аналога и потребность рынка в новом качественном формате записи и воспроизведения. Однако маркетинг этих новых форматов был с самого начала построен неправильно. Фактор объективной потребности пользователя в новом качестве звука отошел на второй план, а на первый выдвинулся чистой воды бизнес, интересы лицензионных отчислений с новых форматов и прочие странные факторы. Вот почему обоим Hi-Res-форматам не удалось потеснить менее качественный носитель CD. Хуже всего, что эта логика привела к выпуску столь же неконкретной аппаратуры новой эпохи, прежде всего – проигрывателей новых форматов. Они попросту не имели реальных слышимых преимуществ по сравнению с CD-проигрывателями. Проигрыватели, заполнившие рынок, и сегодня мало отрабатывают достоинства Hi-Res-форматов, а все больше смакуют и поощряют их недостатки. Самый главный недостаток Hi-Res: SA-CD имеют однобитовое преобразование, а более совершенный DVD-Audio повсеместно использует сигма-дельта/дельта-сигма ЦАП/АЦП. Такое преобразование, обязательное для 24-х разрядных схем, на деле ликвидирует преимущества формата.

Вот что утверждает в этой связи инженер-разработчик Д. Андронников в статье «Без передискретизации и цифровой фильтрации». И те, и другие (форматы) страдают общим недостатком - немонотонностью характеристики. Декларируемые параметры многих подобных ЦАП (24 разряда/96 кГц/192 кГц) есть ни что иное, как рекламный трюк. Да, это разрешение будет действительно иметь место, но при работе на стационарном детерминированном сигнале - синусоиде. Случайный же (звуковой) сигнал при восстановлении из цифровой последовательности дельта-сигма демодулятором меняет статистические характеристики и обогащается модуляционным шумом. Шум коррелирован с самим сигналом и поэтому, в отличие от аддитивного шума пассивных компонентов, существенно ухудшает качество звука. Кроме того, ныне модно на кристалле ЦАП помещать еще и цифровой фильтр, и первичные аналоговые каскады. Увы, все это ведет только к удешевлению системы и к увеличению уровня цифровых помех в аналоговых цепях.

Далее. Есть ещё один фактор, тормозящий категорию Hi-Res-аппаратуры в реализации потенциально высокого качества новых аудиоформатов. Этот же фактор тормозит самого слушателя, который не спешит обзаводиться такой техникой и контентом. Hi-Res до сих пор сильно привязан к домашнему кинотеатру и вообще к видео. Понятно, что там, где звук «оспаривает» приоритеты у изображения, он качественный «в разумных пределах». Суперкачество аудиодорожки не является «жизненно необходимым» для зрителя-слушателя. Аудиофилы и меломаны не готовы принять такую логику. Это общее наблюдение выразил Д. Андроников, видящий (как и многие) в DVD-Audio некий мертвый формат, начиная с формирования фонограмм и заканчивая конечными устройствами воспроизведения. Все это некие приложения к видеосистемам, а не самостоятельные устройства. Их звук тоже «заточен» под работу вместе с изображением – он достаточно гротескный и агрессивный. Такая же привязка к видео, хотя и в меньшей мере, характерна для SA-CD. Неслучайно отдельные модели Hi-Res-проигрывателей с изъятой из них функцией видео представлены лишь на «избранных» рынках, куда Россия и другие страны-потребители не входят.

Тем не менее, Hi-Res-форматы постепенно все больше входят в практику использования. К ним прибегают любители особо качественного звука. Аппаратура остается непомерно дорогой, а вся сфера Hi-Res – очень ограниченной по выбору материала. Но тенденция движения «сквозь тернии к звездам» свидетельствует о том, что в «чистом» аудио нет иного пути, кроме качественного.

Тезис «студийности звука» бытует в цифровом домашнем аудио с 80-х годов, и им столько спекулировали, что потребитель наработал определенный скепсис, цинизм при анонсировании чего-либо «нового революционного». Однако, единственные не врущие и сохраняющие трезвую голову в чехарде обновлений рыночных форматов – это профессиональные звукорежиссёры. Они ежедневно и серьезно работают со звуком. Некоторые, например, сравнивают звучание студийной фонограммы в формате PCM 24 бит/96к Гц с её коммерческим «литьем», готовым носителем. Все чаще они заявляют, что DVD-Audio и SA-CD по крайней мере «позволяют говорить» об отсутствии серьёзных потерь, а CD этого не позволяет.

Стоит приветствовать появление студий, ориентированных на выпуск именно высококачественных SA-CD записей. Одна из них, российская Caro Mitis, выпускает классическую музыку.

При соблюдении ряда условий Hi-Res-записи в массе своей приблизятся к студийному качеству, реально превзойдут CD и займут место этого половинчатого аудиоформата на всем рынке – с нижнего бюджетного сегмента до верхнего хай-эндного. Вот некоторые основные наметки, контуры идеального цифрового формата, удовлетворяющего требованиям бескомпромиссного качества записи и воспроизведения, современной элементной базы и высокой ёмкости носителей:

- Частотный диапазон до 50 кГц при записи/воспроизведении;
- Отсутствие однобитных и сигма-дельта/дельта-сигма преобразований;
- Максимальный динамический диапазон до 120 дБ;
- Емкость носителя для записи 2-х канальной (стерео) программы длительностью в 60 минут - 10 Гб;

Рекламные проспекты на Hi-Res постоянно муссируют иное требование: разрядность 24 бита. На самом деле и с принципиальной точки зрения, 24 бита в нынешних условиях невозможны и не реализуемы. Мультибитных цифро-аналоговых преобразователей (ЦАП) в коммерческой (потребительской) сфере не существует. Более уместно говорить о выборе PCM-формата со следующими реквизитами для тракта записи-воспроизведения:

Запись: микрофон(ы) c АЧХ до 50 кГц, в предусилителе - аналоговый фильтр с частотой среза 48 кГц, аналогово-цифровой преобразователь (AЦП) последовательного приближения (SAR) с частотой дискретизации 384 кГц (Fs) и разрядностью дискретизации 20 бит.

Передача на компьютер по FireWare со скоростью 15 мегабит в секунду (стерео).

Носитель: ёмкость диска на 60 минут (стерео) - 6,6 Гб.

Воспроизведение: цифро-аналоговый преобразователь (AЦП) - мультибитный (R-2R) формата 384 кГц/20 бит, аналоговый фильтр (48 кГц), усилитель и акустические системы с АЧХ до 40 кГц.

Создание подобного тракта, на мой взгляд, полностью решит проблему качества цифровой записи и воспроизведения, позволит создавать бескомпромиссные цифровые архивы и, наконец, совсем отказаться от аналоговой магнитной ленты на студиях. Важно, что элементная база для создания подобного цифрового тракта уже есть. Есть и носители соответствующего объёма. Тем, кто располагает этими элементами, остается только захотеть создавать и воспроизводить высококачественные записи.

Я бы хотел завершить эти заметки еще одной мыслью уважаемого Д. Андронникова (с любезного разрешения автора), что, впрочем, не является не является признанием правильности моих собственных концепций и предположений. По его словам, о предлагаемом цифровом формате ИКМ (РСМ) 384 кГц/20 бит можно только мечтать. Посмотрим, можно ли его послушать.

По материалам статьи Василия Николаенко

Точное копирование звуковых компакт-дисков. Часть 3.

Вычисление смещения, вносимого приводами

Наилучший способ определить смещение, вносимое приводом при чтении - воспользоваться специально для этого разработанной функцией EAC, вызываемой из формы параметров привода. Для этого необходимо раздобыть хотя бы один, а еще лучше - два-три эталонных компакт-диска, список которых приведен в файле eac.txt из дистрибутивного архива, а также - в файле eacdoc.pdf, который можно отдельно скачать с сайта. Диски лучше брать оригинальные (в списке указаны их выходные фирменные коды). Вставив эталонный диск в привод, нужно запустить его анализ кнопкой Detect read sample offset correction. Если диск опознан успешно, EAC попытается найти на нем эталонный фрагмент (passage), адрес которого заранее известен, и вычислить смещение, вносимое приводом.

Для надежности операцию нужно повторить несколько раз с каждым эталонным диском, и выбрать наиболее правдоподобную величину смещения. Полученное смещение заносится в параметры привода кнопкой Apply или вручную. Положительное смещение означает, что привод начинает чтение раньше, чем нужно, добавляя лишние отсчеты в начало фрагмента, отрицательное - что опаздывает, теряя начальные отсчеты.

Если эталонных дисков найти не удалось, можно записать несколько тестовых WAV-файлов с известным содержимым где-нибудь на приводе, который заведомо не вносит адресных погрешностей. Тогда разность между адресом начала фрагмента в считанном с диска файле и его началом в исходном файле даст величину смещения в байтах, а количество отсчетов получается из него делением на 4. Можно воспользоваться функцией Wave Compare в EAC, которая сама определит величину смещения.

И наконец, если нет доступа к другим пишущим приводам - остается воспользоваться величиной суммарного смещения (combined offset), вычисленной путем сравнения любого эталонного WAV-файла, записанного в приводе, с файлом, считанным с записанного диска. Однако в этом случае последующее копирование дисков должно выполняться полностью на этом приводе: сначала чтение, потом запись на нем же; использовать для чтения другой привод будет некорректно. Суммарное смещение заносится в поле Combined read/write sample offset, для активизации которого нужно переключить режим коррекции на Use combined read/write sample offset. В этом случае EAC будет корректировать смещение при чтении и расставлять адресные метки при записи таким образом, чтобы результирующие смещения чтения и записи были компенсированы заданным значением.

Автоматизировать процесс определения суммарного смещения можно при помощи программы CDSpeed99 (www.cdspeed2000.com), имеющей функцию создания тестового диска с последующим его анализом.

Запись диска

Наиболее популярные программы для записи дисков - Easy CD Creator (www.adaptec.com), WinOnCD (www.cequadrat.com), Nero (www.ahead.de) и т.п. - отлично справляются с записью и копированием дисков CD-ROM, но, к сожалению, очень плохо приспособлены для качественного копирования звуковых дисков. Как правило, эти программы выполняют чтение и запись звуковых данных простейшими способами, даже не пытаясь обнаруживать и корректировать погрешности приводов. Поэтому для точного копирования звуковых дисков удобнее всего пользоваться "связкой" из EAC и CDRWin (www.goldenhawk.com). В принципе, EAC тоже содержит все необходимые средства для записи дисков, однако эта часть программы пока недостаточно отлажена и часто зависает после окончания записи или стирания диска (хотя диск при этом записывается или стирается полностью и верно).

Возможно два способа копирования звуковых дорожек с диска на диск. В первом способе выбранные дорожки исходного диска читаются в набор WAV-файлов на винчестере, после чего полученные файлы в обычном порядке подаются любой программе записи звуковых дисков. Во втором способе формируется один сплошной образ (image) непрерывной звуковой дорожки, к которому создается индексная карта (CUE sheet), где указаны адреса начала каждой из отдельных дорожек диска. По сути, любой рекордер записывает на диск именно непрерывную дорожку, которая потом снабжается индексным указателем (оглавлением, или TOC). Другое дело, что большинство программ записи формируют TOC сами, не давая пользователю доступа к этому процессу.

Наиболее надежным является второй способ, при котором за раз считывается в файл весь образ исходного диска, и так же за раз записывается на диск-результат. Все, что нужно в этом случае для компенсации смещений - это скорректировать адресные метки, что автоматически сделает EAC при создании CUE Sheet. При копировании дисков, записанных без пауз, когда дорожки состыкованы без разрыва, лучше пользоваться именно этим способом. При копировании обычных дисков с паузами, можно пользоваться любым способом, но все равно желательно как можно точнее выставить величину смещения для компенсации.

"Снятие" образа и индексной карты с исходного диска выполняется в EAC функцией Copy image & Create CUE sheet. В результате создается WAV-файл, содержащий звуковые данные всего диска (с паузами или без пауз - как построен диск), и CUE-файл, содержащий адреса отдельных дорожек диска. Если диск был предварительно опознан через базу данных (CDDB) - в файле CUE будут прописаны также названия дорожек, вместе с названием автора/альбома.
Запись диска-результата из отдельных WAV-файлов можно делать практически любой программой записи. С осторожностью относитесь к Nero - версия 5.0 в моих экспериментах самовольно обрезала конец последней дорожки. Хорошие результаты при записи из готовых WAV-файлов всегда давал Easy CD Creator.
Запись из образа и карты выполняется либо в самом EAC - функцией Write CD-R, либо в CDRWin. И там, и там есть операция Load CUE Sheet - загрузка карты, после чего остается лишь указать скорость и запустить саму запись. В этом режиме запись всегда идет методом DAO (Disk-At-Once), когда паузы между дорожками создаются средствами программы, а не рекордера.
Для получения надежно читаемого бытовыми проигрывателями диска-копии лучше не увлекаться повышенными скоростями записи, ограничившись двукратной, или даже однократной. Тогда цепочка сформированных лазером питов будет наиболее четкой и долговечной.

Если вы владеете английским - постарайтесь внимательно прочитать документацию к EAC, там могут быть важные для вашей системы моменты. В частности, это касается использования режима DMA при работе с рекордером; иногда отключение DMA может помочь избавиться от "плавающих" ошибок.

При правильной настройке EAC и соблюдении всех перечисленных условий на выходе получится диск, дающий при чтении WAV-файлы с точно такими же длинами и содержимым, что и считанные с исходного диска. В ряде случаев возможно расхождение "хвостов" - размера и концевой части последней дорожки, однако эти различия будут за концевой меткой дорожки, что не отражается на ее звучании. Полные образы дисков в больших WAV-файлах, полученных посредством функции Create CUE Sheet, также будут совпадать. Корректно скопированный целиком диск будет также успешно опознаваться при запросах к централизованной базе данных (CDDB), так как для запроса используется совокупность адресов и длин всех звуковых дорожек диска, то есть - его индексная карта.

Тренироваться на этапе определения смещений, подбора оптимальных режимов и т.п. лучше всего на матрицах CD-RW, если у вас перезаписывающий привод. В противном случае можно испортить десятки обычных матриц, прежде чем система будет настроена, как надо. Перед записью матрицу CD-RW достаточно стереть в режиме Quick Erase, что занимает около минуты. Большинство современных приводов умеет воспроизводить (Play) матрицы CD-RW в формате CD-DA, как и другие звуковые диски, а иногда на это способны и бытовые проигрыватели; таким образом удобно проверять на слух правильность стыковки дорожек и расстановки пауз между ними.

Если вас преследуют хронические неудачи - "плавают" смещения, нет повторяемости и т.п. - можно попробовать обновить прошивку (firmware) привода. Найти обновления можно на сайте производителя привода, либо путем поиска в Интернет по марке привода и ключевым словам firmware, update, upgrade, drive и т.п. Перед запуском найденной программы обновления необходимо внимательно прочитать инструкцию и в точности следовать ее рекомендациям, иначе привод можно угробить насовсем.

По материалам статьи Е. Музыченко

Точное копирование звуковых компакт-дисков. Часть 2.

Тонкости процесса прямого чтения звука

Несмотря на то, что адреса дорожек CD-DA в оглавлении диска указаны с точностью до кадра (1/75 сек), различные приводы по-разному позиционируются на начало читаемого участка, отчего воспроизведение или чтение начинается не точно с начала первого кадра, а на какую-то часть кадра раньше. Причины этого явления ясны недостаточно, поскольку производители не раскрывают точного алгоритма работы контроллеров в своих приводах. Возможно, это связано с тем, что расшифровка кадра происходит постепенно, путем сборки воедино "размазанных" по потоку данных нижнего уровня кодовых блоков. При различных алгоритмах сборки момент восстановления адресной метки кадра будет различным; если привод начинает отдавать накопленные во внутреннем буфере звуковые данные сразу же, как произойдет совпадение адресной метки, то читающая программа получит какую-то часть предыдущего кадра, которую еще не успели перекрыть данные текущего кадра.

При прослушивании возникающий сдвиг незаметен, однако при чтении в файл с помощью разных приводов получаются файлы, отличающиеся размером и содержимым небольших (несколько килобайт) начального и концевого участков. Хорошо хотя бы то, что обычно конкретный привод ошибается на одну и ту же величину, так что все копии дорожки, полученный с его помощью, имеют одинаковую длину.

По той же самой причине многие приводы теряют синхронизацию с дорожкой между операциями чтения. Чтение с CD выполняется блоками, включающими целое число кадров, и внутренний буфер привода непрерывно заполняется данными, считанными с дорожки, периодически отдавая их читающей программе. Если программа делает паузу - для записи блока данных на диск или по причине вытеснения другой программой - объема буфера привода может не хватить для сохранения данных до следующего обращения от программы; в таком случае привод вынужден позиционироваться заново, а из-за неточности самого позиционирования возникает повтор или выпадение серии отсчетов. Надежно сохранять синхронизацию умеет достаточно небольшая часть распространенных приводов.

Для борьбы с нарушениями синхронизации используется программное решение - чтение блоков "внахлест", когда программа запрашивает каждый очередной блок данных с отставанием, и определяет, где начинается очередная нужная последовательность кадров (так называемый режим Sync Read). Это позволяет хоть как-то работать с некорректными приводами, однако в несколько раз снижает скорость чтения.

Можно ли точно скопировать звук с компакт-диска?

Можно, хоть это и может потребовать значительных затрат времени для подбора и настройки системы копирования. Необходимо правильно подобрать аппаратуру (приводы CD-ROM и CD-R) и программное обеспечение для работы с ними, и корректно выполнить все необходимые процедуры.

Для того, чтобы дорожки звукового диска были скопированы точно, необходимо выполнение следующего ряда условий:

• Исходный диск должен иметь качество поверхности, достаточное для его уверенного чтения в данном приводе. Иначе говоря - все ошибки низкого уровня, которые возникают в процессе чтения, должны быть полностью исправимыми посредством корректирующего кода.

• Используемый для чтения привод должен иметь достаточное качество считывающей системы, чтобы уверенно читать данный диск. Например, со временем в приводах "садятся" лазеры, загрязняется линза фотоприемника, ухудшается точность следования луча по дорожке, и т.п.

• Читающий привод должен уметь правильно и надежно синхронизироваться по последовательности звуковых кадров, либо должен использоваться режим программной синхронизации.

• Читающий привод не должен читать данные со смещением, либо это смещение должно компенсироваться программой чтения.

• Программа записи, преобразующая набор звуковых WAV-файлов в образ звукового диска, не должна вносить в них какие-либо изменения. Некоторые программы могут пытаться самовольно убирать щелчки, обрезать тишину в начале или конце дорожки, а также незаметно сглаживать фонограмму, чтобы копия не была точной и не нарушались слишком явно авторские права.

• Записывающий привод должен точно и аккуратно записывать на матрицу поданные ему программой звуковые данные, не внося в них ни малейших изменений, лишних пауз в начале/конце дорожки и т.п. Большинство пишущих приводов по непонятной причине создают смещение между адресной информацией и данными, отчего возникает сдвиг начальных адресов звуковых дорожек. Желательно компенсировать смещение программой записи, а если она этого не поддерживает - косвенно, программой чтения.

Критерием правильного копирования может служить совпадение всех WAV-файлов, "сграбленных" с копии, с оригинальными файлами, с которых делалась запись, либо исходного и полученного образов всего диска. В таком случае качество копирования считается идеальным. Несовпадение чаще всего порождается смещениями данных в читающем и пишущем приводах, которые не удается компенсировать программно; в этом случае копия получается точной по звучанию, однако длительность начальных/концевых пауз на дисках Track-At-Once (TAO) и моменты стыков дорожек на дисках Disk-At-Once (DAO) будут различаться на несколько сотых долей секунды. Этим можно пренебречь, однако необходимо иметь в виду, что при копировании копий полученные различия будут усугубляться, и последовательное копирование по цепочке в конце концов приведет к слышимому накоплению ошибок на стыках дорожек диска DAO.

Правовые аспекты цифрового копирования

Не стоит забывать, что по международным и российским законам для копирования любой информации, подпадающей под положения об авторских правах, необходимо иметь соответствующую лицензию. Несанкционированное копирование является уголовным преступлением. Разумеется, вас никто не станет преследовать за изготовление нескольких копий с дисков из чьей-то коллекции, однако занятие подобным промыслом в массовом порядке вполне может привести к возбуждению уголовного дела.




Выбор приводов и программ для копирования

Для достижения хороших и повторяемых результатов весь набор "железа" и "софта" должен быть правильно подобран и оттестирован. Наиболее критичным узлом является пишущий привод (рекордер), ибо даже если читающий привод не гарантирует точного чтения, его в ряде случаев можно добиться простым повтором, и выбором одного из нескольких совпадающих файлов.

Рекордеры обычно сделаны так, что они в состоянии хорошо читать звуковые диски. Например, мой Teac W54E справляется с этим отлично, а вот при работе в свое время с HP 6020 повторяемости добиться не удалось никакими усилиями. В то же время, W54E пишет с постоянным смещением, а HP7010 записывал диски DAO абсолютно точно.

Вообще, после тестирования ряда приводов на точность чтения/записи остается стойкое ощущение, что их производители старались как можно больше затруднить пользователям создание точных копий дисков, причем весьма странным способом - чтением и записью со смещением. Если бы перед ними стояла задача исключить точное копирование звучания - они могли бы ввести интерполяцию, повтор или выбрасывание отдельных отсчетов, что изменило бы звук на всем протяжении дорожки, однако сами данные почти всегда переносятся точно, а вот их позиции "плавают" на сотые доли секунды, и бороться с этим чрезвычайно сложно.
Из обычных читающих приводов хорошие результаты всегда давали марки Panasonic, Pioneer, Sony, Teac, Plextor. Большинство из них надежно поддерживает синхронизацию, хотя и страдает отклонениями в начальном позиционировании, из-за чего файл, считанный на одном приводе, может отличаться длиной и содержимым начального участка от файла, считанного на другом. Из приводов выпуска до 97-98 годов (модели до 12x) многие марки, в том числе и перечисленные, не отличались хорошим качеством прямого чтения звука, однако в настоящее время ситуация гораздо лучше, и даже таким маркам, как Samsung и Asus, обычно можно доверять. Марки же Mitsumi и особенно BTC, а также другие малоизвестные, так и остались дешевыми и малоприятными в работе приводами.

Из программ чтения наиболее известны AudioGrabber (www.audiograbber.com-us.net), Audio Catalyst (www.xingtech.com), Exact Audio Copy, или EAC (www.exactaudiocopy.de), Easy CD-DA Extractor (www.poikosoft.com/cdda), WinDAC (www.windac.de). Большинство из этих программ имеют в своем составе также и кодировщики в форматы MP3/AAC/VQF/WMA и другие, что в нашей задаче будет абсолютно лишним. Я пользуюсь EAC 0.9 preBeta 9 - компактной и удобной программой, в которой нет излишних красивостей, зато есть возможность компенсации смещений, вносимых приводами, и многие другие полезные удобства. По словам автора, программа EAC создавалась именно для предельно точного копирования звуковых дисков, и пока она остается единственной в своем роде.




Проверка точности чтения звуковых данных

Прежде всего необходимо добиться точного и однозначного чтения звуковых данных с диска. Для этого берется диск хорошего качества, достаточно новый, с чистой и неповрежденной поверхностью, и несколько звуковых дорожек с него считывается подряд в файлы с разными именами, после чего сравнивается длина и двоичное содержимое полученных файлов.
Если длины файлов всегда одинаковы, остается лишь сравнить содержимое - программой FC с ключом /b, которая запускается из окна DOS, функцией Advanced Compare в FAR, функцией Wave Compare в EAC, либо чем-то подобным. Расхождения будут говорить о том, что привод либо ошибается при чтении, либо умышленно подмешивает к считанному звуку почти неслышимый шум, дабы исключить получение точной цифровой копии.


Если при одинаковых длинах файлов повторяемости нет, или диск читается неуверенно, с повторами - можно попробовать очистить линзу привода. Лучше всего это поручить квалифицированному специалисту, однако при наличии технических навыков можно сделать и самому, аккуратно вскрыв привод и промыв линзу кусочком натуральной ваты, смоченной теплой водой с мылом, после чего столь же осторожно и мягко промокнув насухо кусочком мягкой и гигроскопичной ткани. На линзе не должно остаться каких-либо видимых следов загрязнения, и она должна остаться свободно подвешенной на своей магнитной системе.
Другой способ попытаться избавиться от несовпадений - включить режим программной синхронизации в программе чтения. Это значительно замедлит чтение, однако может спасти ситуацию и обеспечить повторяемость. В EAC этот режим задается в параметрах привода (Drive Options) и носит название Secure Mode, в противоположность быстрому Burst Mode.

Если длины считанных файлов различны, это плохой признак - привод не в состоянии даже начинать и заканчивать чтение на одних и тех же адресах, и его лучше заменить на другой. Можно, конечно, методом поиска и сравнения определить, совпадают ли основные, серединные, части дорожек, однако это - весьма нетривиальное и муторное занятие.


 

 

Точное копирование звуковых компакт-дисков. Часть 1.

Копирование звуковых компакт-дисков (CD-DA, или аудиодиски) - один из камней преткновения в области современного цифрового звука. Читая различные журналы, в том числе и аудиофильские, участвуя в сетевых форумах, можно встретить совершенно противоположные мнения. Одни утверждают, что копирование такого диска ничем не отличается от копирования обычного файла - вставил и переписал, другие считают, что точно скопировать звуковой диск в принципе невозможно. Часто диски CD-DA уподобляют дискам CD-ROM, невзирая на принципиальные различия их форматов и способов работы с ними.

В этой статье пойдет речь о создании точных копий звуковых данных с компакт-дисков. При этом единицей копирования, как правило, является дорожка диска, а не весь диск целиком, ибо точное копирование последовательности дорожек и пауз между ними является гораздо более простым процессом, нежели точное копирование содержимого самих дорожек. При необходимости можно сделать точную копию и всего диска в целом, с сохранением присущего именно этому диску уникального кода, по которому происходит идентификация дисков в централизованной базе данных (CDDB).




Структура информации на диске CD-DA

В предельном случае можно считать, что информационная структура дорожки CD-DA - двухуровневая. Верхний уровень информации - поток амплитудных значений (отсчетов) цифрового звука - представляет собой звучание дорожки. При изготовлении диска из потока отсчетов путем кодирования и перемежения ("размазывания" по поверхности диска) формируются так называемые кадры, которые и записываются на диск в виде последовательности отражающих и неотражающих пятен (питов). Последовательность битов, представленная питами на дорожке - это нижний информационный уровень, который представляет собой носитель информации.

Преобразование данных из верхнего уровня в нижний является взаимно однозначным. Это означает, что один и тот же поток данных верхнего уровня при кодировании всегда даст один и тот же поток данных нижнего уровня. Обратное же преобразование, за счет корректирующих кодов, в общем случае взаимно неоднозначно - при искажении или выпадении отдельных битов и их групп все равно получается один и тот же поток данных верхнего уровня, если количество и плотность ошибок не превышают корректирующей способности кода.
В свете сказанного, термин "точная копия" корректно применять лишь к информации верхнего уровня. Получение же точной копии информации на нижнем уровне требует сверхточных технологий, является практически нереальным, а главное - совершенно бессмысленным, так как требуется создать копию самого звучания, а не его материального носителя.




Разница в звучании оригинала и копии

Надо заметить, что даже получение абсолютно точной цифровой копии информации верхнего уровня диска не может гарантировать неотличимости его звучания от звучания оригинала в различных дисковых проигрывателях (CDP). Дело в том, что воспроизведение диска - это своего рода интерпретация записанной на нем цифровой информации, и не все CDP умеют делать это технически верно. Из-за дефектов прессования (у штампованных дисков) или записи (у матриц CD-R) информация на нижнем уровне может существенно различаться, однако в пределах запаса, создаваемого избыточным кодом, звуковые кадры верхнего уровня восстанавливаются одинаково. Технически правильный проигрыватель должен полностью отсечь различия нижнего уровня, не допуская их влияния на звук; на практике многие CDP этого не выполняют.

Процесс можно сравнить с изготовлением некой смеси по рецепту. Если один и тот же текст рецепта напечатать на бумаге разного цвета, шрифтом разного типа и размера, то эти различия могут повлиять на эмоциональное состояние человека, готовящего смесь, в результате чего он может "недомешать", "перелить", или еще что-нибудь, даже соблюдая условия рецепта с достаточной точностью. И тщательным анализом можно будет обнаружить разницу в составе смесей - как опытный "слухач" обнаруживает разницу в звучании оригинала и копии одного и того же диска, в то время как рядовой слушатель этой разницы совершенно не замечает.

Справедливости ради надо сказать, что большинство слушателей не замечает разницы даже в звучании оригинального диска и сделанного с него сжатого файла MP3, а уж там различия в кодировании цифровой информации возникают кардинальные. Это говорит о том, что точным копированием имеет смысл заниматься только в тех случаях, когда крайне важна предельная точность переноса информации, и слушатели в состоянии обнаружить ее нарушение.




Разница между дисками CD-DA и CD-ROM

Формат CD-DA - самый основной, первичный формат, из которого растет все дерево форматов компакт-дисков (CD-I, Video-CD, CD-Text, CD-R, CD-RW и т.п.). Он определяет способ кодирования информации на диске и его структуру: до 99 "дорожек", каждая из которых обычно представляет собой одно музыкальное произведение.

Весьма распространены домыслы, что на CD-DA якобы нет защиты от ошибок чтения, и что любая пылинка или легкая царапинка приводит к сбоям в звуковом потоке, как на грампластинке, и эти сбои исправляются только путем сглаживания (интерполяции), что портит качество звучания диска. И что якобы только на CD-ROM есть нормальное обнаружение ошибок и их коррекция.

На самом же деле защита от ошибок в формате CD-DA есть, и весьма серьезная - информация как бы "размазана" по диску, и блоки собственно звуковых данных собираются при чтении из совершенно несмежных между собой кадров низкого уровня, а большинство возникших ошибок исправляется (корректируется) при помощи специального избыточного кода, способного исправлять как единичные, так и множественные ошибки. Избыточность (доля дополнительной информации в ее общем объеме) корректирующего кода Рида-Соломона в CD-DA составляет 25%, а поверх этого кода накладывается еще канальный код 8/14, так что окончательная избыточность равна 57%. Иными словами - больше половины всей информации на диске занимают проверочные и корректирующие данные.

Адресация звуковых блоков (кадров) в CD-DA выполняется по меткам в так называемых подканалах (subchannels), которые кодируются вместе со звуковой информацией. Один кадр имеет длительность 1/75 секунды и вмещает 2352 байтов данных (588 стереофонических звуковых отсчетов).

Формат CD-ROM базируется непосредственно на формате CD-DA. Вдобавок к корректирующей способности CD-DA в CD-ROM добавлен еще один уровень защиты от ошибок и их коррекции (дополнительно 12% избыточности), за счет чего надежность чтения CD-ROM заметно возрастает. Впрочем, она тоже не дает никакой гарантии - это хорошо видно на многих китайских дисках, которые надежно читаются только в первые несколько месяцев с момента выпуска, после чего "навороченность" привода уже перестает играть заметную роль - диск уверенно не читается нигде.

Адресация блоков данных в CD-ROM выполняется по специальным адресным заголовкам, которые записываются в каждом кадре CD-DA. Поиск блока происходит вначале грубо, по меткам из адресного подканала, а затем - точно, по адресному заголовку из кадра.




Как происходит чтение с CD-DA и с CD-ROM

Чтение информации с CD-DA и CD-ROM - одновременно и очень схожие, и принципиально разные процессы. При чтении CD-DA происходит восстановление кадра (2352 байта), который сразу же подается на цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) в случае воспроизведения, и на магистраль данных контроллера - в случае прямого (так называемого сырого, или raw, чтения). При чтении CD-ROM восстановленный кадр CD-DA подается на дополнительный декодер, который выделяет из кадра 2048 байтов данных, 288 байтов корректирующего кода и 16 байтов адресного заголовка, и при необходимости исправляет возможные ошибок в области данных, используя эти дополнительные байты корректирующего кода.

Однако задачи привода в случае разных форматов диска принципиально различны. При чтении CD-ROM необходимо обеспечить абсолютно точное считывание ранее записанного блока данных, даже если для этого потребуется серия повторных чтений, которые нередко сопровождаются перепозиционированием (привод характерно "дергается"). Если привод не может считать блок за установленное количество попыток - он возвращает признак ошибки, и читающая программа даже не пытается использовать полученные данные, даже если реально в них испорчен всего один бит.

Совершенно иная ситуация - с чтением CD-DA в режиме воспроизведения. В этом случае задача привода - постараться не породить паузы в звучании диска, даже ценой замены нескольких ошибочных отсчетов, которые не удалось полностью исправить, на рассчитанные по соседним, правильным отсчетам (интерполированные). На дисках с нормальным качеством, читаемых в хорошем приводе, интерполяция случается редко, а вот на некачественных или поврежденных дисках, а также - в приводах низкого качества, она происходит почти постоянно.

Таким образом, грамотно построенный привод CD-ROM, читающий диск CD-DA в режиме "грабления", должен работать в совершенно ином алгоритме, нежели в режиме воспроизведения, причем логика работы должна меняться в первичном декодере формата CD-DA, а не во вторичном декодере CD-ROM. К сожалению, далеко не все приводы умеют правильно читать CD-DA в режиме прямого чтения (называемом еще Digital Audio Extraction - DAE), и в результате либо теряют синхронизацию между кадрами, либо отдают в магистраль блоки с интерполированными отсчетами, никак не информируя контроллер об ошибках чтения. Выловить такие ошибки можно только путем многократного (3-5 раз) чтения одних и тех же дорожек диска с последующим сравнением получившихся файлов.
 

 
 
 

Преобразователь цифровых интерфейсов Musical Fidelity V-LINK II

Ещё несколько лет назад проблема качественной передачи цифрового звука от компьютеров к внешним декодерам (ресиверам и ЦАПам) стояла достаточно остро. И если стационарные машины можно было оснастить платами вывода с оптическим или коаксиальным выходами, то с лэптопами всё было значительно сложнее. Общедоступные внешние аудиоинтерфейсы не обеспечивали приемлемого качества либо стоили очень дорого.


ПРОБЛЕМУ ОЧЕНЬ БЫСТРО осознали производители, и произошёл своеобразный USB-бум: этот сугубо компьютерный интерфейс, предназначенный изначально для подключения периферии и накопителей, очень быстро стал общепринятым стандартом для сопряжения компьютеров и аудиотехники - им оснащаются внешние ЦАПы, проигрыватели оптических дисков всех стандартов и даже усилители.

В последнее время входные USB-разъёмы появились и у ресиверов, однако на руках у любителей качественного звука остаётся ещё очень много техники, которая способна преобразовывать цифру в аналог, но оснащена в лучшем случае оптическим или коаксиальным входом. Рассчитывать в наши непростые времена на массовое обновление аппаратуры не приходится - люди вынуждены использовать ту технику, что у них есть, вне зависимости от того, имеется у неё разъём USB или нет.

Но и у этой проблемы есть решение - так называемые преобразователи цифровых интерфейсов. Сейчас мы познакомимся с подобным устройством за более гуманную цену. Это модель V-Link II известной британской компании Musical Fidelity, выпущенная в популярной V-серии. В России она продается за 6400 руб.

Преобразователь Musical Fidelity выглядит весьма привлекательно. Алюминиевый корпус внушает уважение. Выходов два - коаксиальный и оптический. Индикаторов тоже пара: один показывает наличие питания (оно подаётся от шины USB), второй - синхронизацию с источником, если он не загорается, следует первым делом проверить USB-кабель. В общем, торжество минимализма.

Максимальное разрешение на входе - 96 кГц/24 бита. Для тех, кому этого кажется маловато, компания выпускает другую модель - V-Link 192. Но она и вдвое дороже.

Вне зависимости от используемой платформы драйверы устанавливаются автоматически, делать что-либо дополнительно не требуется. При этом в проигрывателе Foobar2000, который я обычно использую, доступны оба выходных плагина - и KS, и WASAPI.

Тестирование проходило в два этапа. Первый - с ноутбуком Lenovo ThinkPad x201i под управлением Windows 7. Никаких танцев с бубном не потребовалось - всё заработало сразу. Музыка во FLAC воспроизводилась с флэш-накопителя. У этого лэптопа имеется только аналоговый выход на разъёме mini-jack 3,5 мм, так что качество звука от него можно получить соответствующее. А вот в сочетании с V-Link II выходит вполне приличный цифровой источник.

Второй этап более сложен - в роли транспорта использовался стационарный компьютер, специально собранный для воспроизведения музыки. Системный накопитель - SSD 60 Гб, объём оперативной памяти - 32 Гб, что позволяет создавать вместительный RAM-диск, из которого и происходит считывание музыкальных файлов. Сравниваем подключение к внешнему ЦАПу напрямую по коаксиалу (от звуковой карты Asus Essence ST) и по USB через V-Link II.

Разница, безусловно, есть, но она эфемерна. Дополнительный преобразователь слегка «подсушивает» звук и чуть-чуть размывает фокусировку сцены. Не зря говорят, что удлинение тракта на пользу в большинстве случае не идёт, даже если это цифровой тракт. Но на системе с меньшим разрешением разница, скорее всего, вообще не будет слышна. Тем более что этот адаптер станет применяться, как я догадываюсь, исключительно в тех ситуациях, когда нет иного выхода.

По материалам издания Салон Audio Video

О различиях в звучании цифровых звуковых систем. Часть 2.

Различия в звучании оригинала и копии в одном проигрывателе

Этот вопрос вызывает, пожалуй, наиболее острые споры. Если причины различия в звучании разных аппаратов на одном и том же диске, как правило, интуитивно понятны, то причины различного звучания оригинального диска и его копии на одном и том же аппарате для большинства непрофессионалов остаются загадкой.

Прежде всего необходимо отметить, что копирование звукового (CD-DA) диска - далеко не такая простая и не всегда успешная операция, как копирование компьютерного файла или диска с данными (CD-ROM). Причина проста: если при копировании любого файла или диска с данными их содержимое получится различным - это будет выявлено очень быстро, а программы и дисководы, виновные в искажении информации, - забракованы. Совершенно иначе обстоит дело со звуковыми дисками: отсутствие доступных средств точного цифрового сравнения оригинала и копии привело к появлению множества приводов и программ, случайно и намеренно вносящих в цифровое содержимое дисков мелкие ошибки, которые незаметны при поверхностном прослушивании дисков на аппаратуре низкого и среднего классов, но хорошо слышны при воспроизведении на высококачественной аппаратуре.
(Появление искажений при перезаписи аудиодисков связано в первую очередь с тем, что при работе с аудиодисками применяются упрощенные алгоритмы восстановления потерянной информации. Считается, что потери при воспроизведении дисков формата CD-DA практически не сказываются на звучании, а следовательно, такие диски не требуют сохранения высокой целостности информации и к ним можно применять более гибкие средства восстановления, в отличие, например, от форматов записи данных. Поэтому естественно, что различные программы и аппаратура добиваются этого собственными средствами и методами, более или менее эффективными с точки зрения их разработчиков. При этом намеренно искажений никто, конечно, не вносит, но и точного соответствия не добивается.

К сожалению, изрядная, если не большая, часть копий звуковых дисков - как штампованных пиратских по отношению к фирменным оригиналам, так и «самописанных» CD-R - не являются абсолютно точными. Впрочем, абсолютно точного копирования структуры дорожки и не требуется - достаточно, чтобы был точно скопирован лишь верхний уровень информации, а фактическая геометрия дорожки, форма питов, шаг витков спирали и т.п. могут различаться в значительных пределах. Однако копии часто не являются точными и в терминах верхнего уровня, причиной тому прежде всего несоблюдение обязательных условий точного копирования CD-DA.

Чтобы определить степень соответствия оригинала и копии, необходимо прочитать оба диска в цифровые WAV-файлы при помощи программы прямого чтения - WinDAC, Exact Audio Copy, AudioGrabber и т.п. Прочитать нужно как минимум два-три раза, сравнив между собой результаты последовательного чтения одних и тех же дорожек, например при помощи команды FC с ключом /b (побайтное сравнение) или функции Advanced Compare в FAR. Если они различаются, то продолжать эксперимент бессмысленно, поскольку привод, драйвер или программа не обеспечивают повторяемости результатов. Прежде всего необходимо добиться повторяемости - путем подбора программы, замены драйверов или даже с помощью привода CD-ROM. (Заметим, что в современных программах для записи компакт-дисков предусмотрен целый ряд мер для сохранения такой повторяемости. Для этого, например, при установке программы тщательно замеряются линейные и угловые скорости вращения приводов, исследуется скорость потока данных, запоминается характер ее изменения при чтении диска от внешних до внутренних дорожек и т.д. Глубина такого исследования и адаптация под имеющуюся у пользователя аппаратуру как раз и определяет цену программного продукта для премастеринга компакт-дисков.

Добившись повторяемости, следует сравнить между собой файлы, полученные с оригинала и с копии. Если их длины различаются - это еще не беда, поскольку многие приводы не умеют точно позиционироваться на начало дорожки, захватывая по нескольку блоков предшествующей паузы или предыдущей дорожки. В таком случае придется вооружиться байтовым редактором (HIEW, DiskEdit или тем же FAR) и попробовать найти последовательность из десятка байтов, взятую из одного файла меньшей длины, в другом файле. Если такая попытка не увенчалась успехом, значит, копии не идентичны.
И все-таки даже при идентичных данных верхнего уровня отклонения на нижнем уровне тоже могут играть определенную роль. Например, если рекордер формирует на матрице CD-R недостаточно четкие питы, то в системе чтения некоторых проигрывателей может возникать паразитный «дребезг», обусловленный неуверенным срабатыванием детектора начала/конца пита. При надлежащем построении усилителя и декодера, а также при грамотной развязке цифровых, аналоговых и питающих цепей такие эффекты несущественны и хорошо подавляются схемами развязки. Однако если развязка неудачна, помехи могут проникать в схемы ЦАП и выходных усилителей, искажая форму выходного сигнала и ухудшая его шумовые характеристики.

Понятно, что в таком аппарате оригинальный, четко проштампованный диск будет звучать чище, чем его абсолютно точная, но «мутная» копия. Другое дело, что виной этому является сам аппарат, не обеспечивающий должного уровня развязки, а не диск, который в данном случае скопирован в полном соответствии со стандартом записи CD-DA.

(Для того чтобы уменьшить описанный эффект для CD-R-дисков, необходимо более тщательно выбирать носители, которые различаются технологиями изготовления, материалом рабочего слоя, а также типом напыления отражающего слоя. Обратите внимание, что часть таких дисков имеет специальную маркировку Digital Audio (или for music only). Это означает, что фирма не ставила целью добиться, например, долговечности хранения информации, но стремилась к повышению воспроизводимости записанного материала на всех типах носителей, то есть питы на таком носителе прописываются более четко, а коэффициент отражения подложки выше. Полученный на таком носителе диск должен уверенно проигрываться в любом плейере!

О различиях в звучании цифровых звуковых систем. Часть 1.

С начала массового распространения цифровых систем записи звука, в первую очередь компакт-дисков, не утихают споры меломанов относительно причин, приводящих к различному звучанию звуковых (CD-DA) дисков в разных системах, а также оригиналов и копий дисков в одной и той же системе. При этом звучат полярные мнения, например «цифра - она и в Африке цифра, она везде одинакова», и совершенно абсурдные тезисы, основанные на уподоблении диска CD-DA традиционной винилитовой пластинке или диску с данными CD-ROM. Однако тема эта чрезвычайно обширна, поэтому я коснусь лишь основных моментов, оставив подробности для специализированных «звуковых» изданий.

Прежде всего необходимо отметить, что звуковой компакт-диск представляет собой как минимум двухуровневую систему хранения информации. На нижнем уровне записана последовательность питов (отражающих/рассеивающих участков дорожки), после расшифровки которой остается информация верхнего уровня - собственно звуковые данные и разметка звуковой программы. Объем информации нижнего уровня втрое превышает объем исходных звуковых данных, за счет чего образуется избыточность (запас информации), на основе которой происходит правильная расшифровка данных верхнего уровня даже при существенном повреждении поверхности диска или сбоях при чтении.

Принцип избыточности можно удачно проиллюстрировать на следующем примере. Если, например, в тексте, на русском языке исказить написание букв, сделать шрифт более бледным и даже удалить часть букв в словах, это вряд ли повлияет на правильность прочтения текста. Ошибки в прочтении начнутся лишь после того, как будет удалена существенная часть информации - части слов и целые слова; но даже в этом случае смысл текста будет прочитан и понят, хотя и не абсолютно точно.

Различия в звучании одного диска в разных проигрывателях

Система воспроизведения любого проигрывателя содержит систему коррекции возможных ошибок, а также плавного сопряжения участков звучания при выпадении одного или нескольких звуковых отсчетов. Однако логика и качество работы этих систем могут различаться, и те ошибки, которые один аппарат обработает гладко, на другом могут дать заметные призвуки в сигнале, а при ином характере ошибок ситуация может быть противоположной.

Каждый проигрыватель - и привод CD-ROM, и стационарный или переносной бытовой - имеет индивидуальную схему, в которой влияние разных узлов схемы различно по интенсивности и структуре. Например, работа хорошо продуманной и качественно выполненной схемы привода CD-ROM может быть сведена на нет плохим питанием от китайского источника в компьютере, плохой экранировкой соединительного кабеля и т.п.; применение в стационарном проигрывателе дорогих микросхем ЦАП и линейных усилителей может сочетаться с недостаточно хорошим исправлением ошибок чтения диска.

Вообще, проигрывание звукового диска в проигрывателе можно сравнить с приготовлением пирога по рецепту. В рецепте, как и на диске, абсолютно точно и однозначно указано, сколько каких ингредиентов брать и что с ними делать. Однако разные кулинары, как и разные проигрыватели, могут иметь различные предпочтения: кто-то любит положить побольше сахара исходя из того, что пирог должен быть послаще, а кто-то - соды, чтобы пирог был пышнее. Кулинары редко скрупулезно следуют рецепту, и точно так же каждый проигрыватель может иметь свою особенность, которая по замыслу его создателей должна улучшать звучание диска. Но, как не все мы любим чрезмерно сладкие или пышные пироги, так и те оттенки звучания диска, которые нравятся создателям аппарата, могут не понравиться кому-то из слушателей.

Цифровые усилители: «за» и «против»

Действительно, именно усилители долгое время оставались последним оплотом аналоговой схемотехники; но в последнее время «боевые действия» «цифры» на этом «фронте» заметно активизировались, и, кажется, участь аналоговой усилительной техники уже предрешена - она останется для массового слушателя антиквариатом да будет тешить самолюбие поклонников высокобюджетных hi-end решений. Желаем мы этого или нет, но сейчас ни у кого уже нет сомнений в том, что многолетний конфликт аналогового звука и «цифры» совсем скоро должен прийти к своему логическому завершению с практически полной победой цифровой техники на всех фронтах - в том числе и на фронте звукового усиления. Но смогут ли цифровые технологии усиления полностью победить аналоговые усилители уже сейчас? Как работает аналоговый усилитель? Давайте для начала рассмотрим, как выглядит процесс обработки звукового сигнала в обыкновенном усилителе, который, в общем, уместно называть аналоговым. Звук зарождается во внешнем источнике сигнала, которым может служить CD/DVD-плеер, кассетный магнитофон, тюнер или «вертушка» для виниловых дисков, - тип источника сигнала здесь не играет практически никакой роли; затем он попадает на входной каскад усилителя. Поступающий сигнал анализируется, при необходимости в него вносятся какие-то коррективы (например, при помощи темброблока увеличивается насыщенность низких частот или, наоборот, высоких), а затем «масштабируется» посредством специальных аналоговых усилительных схем. Таким образом, получается «укрупненная копия» исходного сигнала, в недостижимом теоретическом идеале стопроцентно идентичная входящему сигналу во всем, кроме его амплитуды, которая готова для подачи на выходной каскад, чтобы направиться в акустические системы и разлиться там океаном столь желанного для нас звукового пространства. Вуаля! Весь процесс кажется простым, естественным и стройным. Но, как это часто бывает, все это красиво лишь в теории. А что же мы получаем на практике? Оглянитесь вокруг! Присмотритесь к технике, которая вас окружает. Возможно, это никогда не приходило вам в голову, но почти вся аудио- и видеотехника вокруг вас - цифровая. Компьютер, телевизор (естественно, с цифровым гребенчатым фильтром изображения), DVD/CD/MPЗ-плеер, усилитель с колонками… Ага, вот мы и добрались до островка «аналога» в этом океане «цифры». Но и усилители тоже постепенно становятся цифровыми. На практике картина вырисовывается намного более сложная. Для более-менее достоверного звукоусиления с минимальными искажениями полезного сигнала требуется добиться внутри усилителя слаженной работы большого количества хорошо подобранных и грамотно настроенных аналоговых компонентов высокого качества. Их рабочие параметры не должны быть подвержены изменениям в зависимости от времени их собственного нагрева либо от каких-то паразитных шумов. (Согласитесь, было бы весьма странно прочитать в инструкции к аппарату фразу, подобную этой: «Качественная работа усилителя гарантирована не менее чем через полчаса после его включения и на протяжении не более трех часов его использования», - хотя она во многом соответствует действительности.) Это достигается лишь использованием дорогой схемотехники. Выход из строя или ухудшение параметров одного компонента моментально сказывается на качестве звука, временами - фатально. Также аналоговые звуковые компоненты сильно зависят от снабжения качественным электропитанием, которое во избежание наводок паразитных сигналов должно быть подано внутрь системы поистине виртуозно.   Принцип действия цифрового усилителя   С точки зрения коэффициента полезного действия и снижения искажений лучше, если усилитель работает в так называемом ключевом режиме, то есть напряжение на его выходе может принимать всего два значения. Но как тогда будет передаваться сложная форма сигнала? Делается это следующим образом. Цифровой усилитель порциями подает на акустические системы энергию. Делается это импульсами различной ширины. Чем больше ширина импульса, тем больше энергии подается. При этом частота следования импульсов на два, а то и на три порядка отличается от максимальной частоты усиливаемого сигнала, что позволяет передавать самые тонкие нюансы звучания. Между усилителем и акустическими системами стоит специальный фильтр, который сглаживает импульсы, в виде которых подается энергия. В результате на динамики сигнал приходит уже не в импульсном, а в обычном, аналоговом виде. Таким образом, на входе цифрового усилителя должно стоять некое устройство, которое преобразует значение аналогового сигнала в ширину импульса на выходе. Называется это принципом широтно-импульсной модуляции (ШИМ). В принципе, ШИМ можно реализовать и аналоговым способом - такие усилители создавались еще в 70-х годах прошлого века, но качество звука у них было низким. Реализовать ШИМ без значительного ущерба для качества звука позволили только цифровые технологии. Сейчас в цифровых усилителях используются и некоторые другие, более сложные, чем ШИМ, принципы управления импульсами на выходе, которые позволяют добиться еще более высокой точности усиления. Но суть остается прежней — сигнал преобразуется в импульсы, которые усиливаются и пропускаются через сглаживающий фильтр, снова превращаясь в аналоговый сигнал. Самое современное решение - преобразование в импульсы для цифрового усиления непосредственно информации, записанной на цифровом носителе. Такой подход позволяет обеспечить высокое качество звука.   Аналоговые усилители звука Раз уж мы выяснили, что собой представляет цифровое усиление и для чего оно нам нужно, давайте теперь посмотрим, как оно в настоящий момент представлено у «законодателей моды» аудиорынка. Фирменная разработка компании Panasonic, например, носит название D.Sound (сокращение от Digital Sound - «цифровой звук») и является чем-то вроде «все в одном», где единственная микросхема отвечает за весь процесс усиления и частотной коррекции звука. Такая схема идеально подходит для создания миниатюрных аудиосистем, и линейка CD/МРЗ-плееров Panasonic D.Sound - отличный тому пример. Заглянув под крышку одного из топовых Hi-Fi усилителей компании Sony - серий QX или ЕХ, - внутри мы обнаружим микросхему S-Master или S-Master PRO, ответственную за процесс цифрового усиления звука. Гордостью компании Sony также является и тот факт, что КПД данной микросхемы приближается к 90% - это означает, что на тепловую энергию расходуется всего лишь 10% потребляемой мощности, а вся остальная энергия тратится строго «по назначению». Но самой интересной новинкой в сфере цифрового усиления, несомненно, является однобитный усилитель компании Sharp. Если попытаться сравнить его технические параметры с «метрикой» компакт-диска, то поначалу выбор однобитной схемы кажется странным по сравнению с 16 битами CD, но его главным отличием является огромная частота работы - 2,8 МГц против 44,1 кГц компакт-диска. Для того чтобы лучше понять принцип его работы, стоит сказать пару слов еще об одной интереснейшей разработке, имеющей самое прямое отношение к однобитному цифровому усилению - новом флагманском формате записи аудио SACD (Super Audio Compact Disc). Как и оригинальный компакт-диск - CD, - этот формат был разработан совместными усилиями компаний Sony и Philips. Рекламный слоган SACD гласит: «Компакт-диск был отличной идеей, но эта - еще лучше!». Главной особенностью нового формата является даже не высокая плотность записи носителя - фокус состоит в пересмотре самого подхода к принципу сохранения аудиоинформации. Если раньше, во времена компакт-дисков, вся поступающая цифровая информация должна была быть «отформатирована» отрезками по 16 бит с частотой 44,1 кГц, то сейчас отрезок уменьшили до 1 бита, а частота возросла до неимоверной отметки в 2,8 МГц. Впрочем, компания Sharp на этом не остановилась и недавно выпустила новую линейку аппаратуры, в которой тактовая частота еще повышена - до 5,6 МГц. Справедливости ради стоит добавить, что однобитные цифроаналоговые преобразователи уже давно используются в дорогих CD-плеерах; но до сегодняшнего момента их потенциал не был раскрыт полностью и тратился на многопроходную «полировку» невысокого по нынешним меркам качества компакт-дисков. Доводы «за» Что же может измениться с переходом на цифровое усиление? Практически все! Начнем с предварительной обработки преобразованного в цифровое представление входящего сигнала. Как вы сами уже понимаете, сделать частотную коррекцию «в цифре» - раз плюнуть, для этого даже не требуется особо производительная микросхема. Попутно она может сделать дополнительную обработку сигнала для добавления эффекта «звука вокруг», либо применить к нему одну или несколько настроек эквалайзера. Дальше настает черед «масштабирования» звука, что в цифровом его представлении можно сделать намного более точно и с минимумом потерь, - и все, уже можно преобразовывать сигнал обратно в аналоговую форму и отправлять его на акустические системы. Большим плюсом здесь является также и то, что все компоненты усилительной схемы находятся внутри одной микросхемы - это увеличивает стабильность параметров и повышает надежность работы усилителя в целом. Впрочем, конструкция допускает большое количество разнообразных вариантов исполнения и если вам не нравится схема «все в одном», то можно построить цифровой усилитель и по схеме с несколькими раздельными компонентами. В любом случае по сравнению с аналоговыми компонентами микросхемы имеют завидно постоянные рабочие параметры, слабо подвержены влиянию паразитных шумов, снисходительно относятся к качеству электропитания (в разумных пределах, конечно), а также практически исключают влияние многих факторов, зачастую убивающих аналоговую технику наповал. Доводы «против» Конечно, не все так здорово. Есть минусы и у цифрового усиления. Во-первых, при работе с аналоговым источником звука наблюдается сильная зависимость качества звука от качества цифроаналоговых преобразователей, ответственных как за входящий, так и за исходящий сигнал. Даже если внутри усилителя будет идеально работать самая совершенная цифровая схема, низкокачественные аналогоцифро-вой и цифроаналоговый преобразователи (входной и выходной каскады, соответственно) могут свести на нет все титанические усилия по кропотливому созданию звука. Во-вторых, цифровые усилители пока что проигрывают лучшим аналоговым моделям в способности передавать резкие скачки сигнала, характерные для классической музыки. Впрочем, повышение тактовой частоты во многом решает эту проблему. Наконец, в-третьих, по мнению некоторых экспертов, хороший аналоговый усилитель звучит пока что более «живо», чем цифровой. Эта проблема может быть решена совершенствованием алгоритмов преобразования сигнала на входе в последовательность импульсов на выходе. Хотя трудно угодить всем, и, возможно, и в будущем останется немало слушателей, предпочитающих аналоговые усилители цифровым, как сейчас предпочитают «ламповый» звук… Выводы Попробуем подвести итог под вышесказанным: чем же цифровое усиление может быть интересно для нас, рядовых слушателей? Что оно несет конечному потребителю? Тут можно начать с более строгого следования теории собственно звукоусиления: в полном соответствии с классической идеологией усиления сигнала, цифровые усилители предлагают нам минимум искажений полезного сигнала по сравнению с аналоговыми усилителями аналогичных классов, что, по идее, может примирить с «цифрой» даже пуристов звука. Далее: так как все современные звуковые форматы (CD, DVD, SACD и новый Blu Ray) являются полностью цифровыми, было бы неразумно не воспользоваться преимуществами прямого цифрового усиления сигнала, без предварительного преобразования его в аналоговую форму с неизбежной деградацией качества (даже в предельно малых количествах) и возможными потерями каких-либо деталей звука. Представьте себе, насколько сильно это может изменить качество звука - в лучшую сторону, естественно! Также существенным является тот факт, что размеры цифровых усилителей могут быть в разы меньше, чем у их громоздких аналоговых собратьев. Ведь их центральная часть - набор микросхем - практически не занимает места и может быть легко размещена в корпусе любой формы; вдобавок цифровой усилитель не нуждается в большом количестве вспомогательных электронных компонентов, необходимых его аналоговому «коллеге», что также положительно сказывается на его габаритах. Все это дает огромный простор для полета дизайнерской мысли и позволяет создавать поистине миниатюрные устройства с запоминающимся дизайном, не идя на компромисс в части качества звука. Ну и не в последнюю очередь это вопрос цены. Сейчас, конечно, цифровые усилители дороже аналоговых, но это можно объяснить сравнительно малым объемом их производства. При крупносерийном производстве цифровые усилители обходятся дешевле аналоговых, поскольку для них требуется меньше ручных настроек. Согласитесь, что при прочих равных мы обычно выбираем не самое дорогое решение… Таким образом, можно предположить, что в настоящее время главная сфера применения цифровых усилителей - аппаратура средней ценовой категории. Для очень дорогой аппаратуры цифровые усилители пока недостаточно популярны. Это связано как с тем, что технологии пока еще недостаточно «отшлифованы», так и с тем, что потребители очень дорогой аппаратуры весьма консервативны в своих пристрастиях. По мере развития технологии цифрового усиления будут захватывать и другие ценовые ниши. Так, крупносерийное производство цифровых усилителей даст возможность использовать их и в «бюджетной» аппаратуре. А совершенствование алгоритмов преобразования сигнала, наконец-то, позволит им завоевать сердца аудиофилов. В любом случае, именно цифровым усилителям принадлежит будущее.
По материалам журнала Russian Digital.

HIGH END ИЗ НОУТБУКА

Освобождение от оптического носителя в цифровом аудио предоставило пользователям небывалые возможности менеджмента своей музыкальной коллекции. Вместе с тем выбор и настройка соответствующего инструментария сулят пользователю участь буриданового осла как минимум. Но все преодолимо.

В целом существуют две концепции построения аудиосистемы - в зависимости от источника. Вы можете использовать какие угодно NAS-серверы или внешние ЦАПы, но определяющим фактором будет являться транспорт - сетевой плеер (стример) или компьютер.

Первый способ хорош отсутствием ключевого игрока второго способа - компьютера, перед которым многие меломаны испытывают дискомфорт. Работа со стримером больше напоминает диалог с тюнером, только радиостанция и плейлисты - ваши личные и находятся на жестком диске сервера. В то же время сетевые плееры, большинство из которых выполнены на ОЕМ-модулях, не всегда демонстрируют функциональную гибкость. Это может быть как отсутствие перемотки внутри трека, так и невозможность воспроизвести DSD-аудио. В этом смысле компьютерная платформа реагирует куда более оперативно. Поговорим о ней.

Только совсем наивный гражданин для воспроизведения качественного аудио будет использовать штатные Windows Media Player или iTunes. Не надо, друзья. Для этого существует немало специализированного софта, хорошо заточенного под аудиофильские нужды. Ведь в компьютере захват и обработка аудиопотока может происходить в различных режимах и приоритетах, что в конечном итоге определит его точность и фазовую согласованность (т.е. величину джиттера). По умолчанию Windows использует свои промежуточные консоли, может пересчитать поток в свою внутреннюю частоту 48 кГц, iTunes тоже толком не умеет играть HD-аудио, еще и принципиально не поддерживает FLAC. Нужны профессионалы.

Например, DSD-поток умеют воспроизводить такие OS-программы, как Pure Music и Audirvana. Что касается DSD на Windows, то здесь давно и прочно лидерские позиции занимает Foobar2000 - удобный, с массой плагинов под любые редкости вроде HDCD или DVD-Audio, да еще и бесплатный. Разумеется, с обычным High-Res-аудио все эти программы также проявят себя наилучшим образом.

Несмотря на то что указанные плееры демонстрируют несомненное преимущество перед штатными решениями, даже между ними могут наблюдаться отличия по звучанию, причем даже на уровне различных версий ПО. Какой-то определенный, «самый лучший» софт назвать невозможно - все зависит от остальной связки как с операционной системой, так и с принимающим сигнал компонентом. В конце концов, можно же поэкспериментировать, на компьютере найдется место для нескольких плееров. Например, Foobar2000 можно оставить для интернет-радио, MP3, ААС и SACD/DVD-Audio-рипов, а вот FLAC’h воспроизводить минималистичным плеером cPlay. Поскольку он изначально был рассчитан на тач-скрин компьютера-транспорта, на обычном мониторе у cPlay получается очень корявый интерфейс, да и вообще полнейшее неудобство в плане плейлистов. Тем не менее многие предпочитают именно cPlay благодаря его более аккуратной работе с буфером операционной системы и ресемплерам SRC и SoX с точной подстройкой. cPlay является бесплатной программой, а еще одна альтернатива «фубару» - J.River Media Center встанет уже в 50 долларов. В любом случае цены на софтовую аудиофилию будут меньше, чем на самый бюджетный стример вроде Squeezebox Touch (300 долларов), который вредный Logitec по-прежнему не желает официально поставлять в Россию.

Переходим к заключительному этапу путешествия аудиосигнала из компьютера.
Если ваш ПК не оснащен аудиокартой вроде Lynx, об аналоговой подаче сигнала на усилитель пока рано думать. То, что стоит в ноутбуках, и вовсе никуда не годится. Так что без внешнего аудиоустройства (т.е. ЦАПа) не обойтись. В настоящее время основным способом транспортировки цифрового сигнала на ЦАП является протокол USB. Изначально USB не был предназначен для этих задач и грозил мегаджиттером, но ничего - не боги горшки обжигают, придумали «асинхронную передачу данных по USB». Ничего страшного и беспорядочного в данном случае термин «асинхронный» не несет. Теперь уже не компьютер, а само внешнее устройство запрашивает хост и задает собственную частоту синхронизации, что весьма полезно для минимизации джиттера.

Для классических ЦАПов, не оснащенных USB-входом, также можно использовать USB/ SPDIF-конверторы, перекидывающие сигнал на коаксиальный либо оптический выход. Эти устройства совсем маленькие, стоят относительно недорого и много места в стойке не займут. Нередко бывает и так, что на штатной реализации USB-приемника в ЦАПе сэкономили и именно внешний USB/SPDIF-конвертор поможет лучше раскрыть потенциал компонента.
Итак, что осталось? В настройках выхода плеера выставить внешнее устройство. Для «макинтошей» следующий нюанс будет неактуален, а вот на Windows следует проследить, чтобы сигнал выводился в режиме Kernel Stream или WASAPI. А еще лучше ASIO, если имеются соответствующие драйверы. Таким образом достигается максимальная совместимость между компьютером и внешним приемником. И не забывайте, эзотерики здесь хватает, ведь Windows - многозадачная система и может по-разному грузить ядро процессора (с далеко идущими последствиями для чуткого уха). Например, бесплатная утилита Fidelizer обещает оптимизацию аудиовоспроизведения. И, говорят, отлично помогает! А вы готовы попробовать сделать из вашего компьютера современный High-End?

По материалам издания STEREO&VIDEO