Звуковые технологии сегодня: DVD Audio и Super Audio CD

Евгений Козловский, ekozl@computerra.ru, Сергей Леонов

Экскурс в историю: от виниловой пластинки до DVD Audio-дисков

Вернемся на двадцать лет назад. Изобретен, стандартизирован и введен в обращение (Sony, Philips) музыкальный (звуковой) компакт-диск. CD. До семидесяти шести минут звука, имеющего целый ряд иных, нежели на виниловом диске, параметров. И безусловно превосходящий качеством звук с кассет.

Про иные параметры я написал не зря: даже я, ярый в свое время поклонник CD, не могу не признать, что у виниловых записей были свои достоинства (впрочем, есть и сейчас, - только нынешние покупатели-слушатели виниловых пластинок представляют собой довольно узкий клуб людей, позволяющих себе тратить деньги на недешевое удовольствие, так что по большому счету в денежных баталиях этот клуб не участвует, подкармливая мелкие фирмы-производители вертушек, ламповых усилителей и пр.). Во-первых, что бы там ни говорили исследования природы человеческого слуха, что бы ни гласила теорема Котельникова (см. врезку ниже), - мне совершенно ясно, что разница между звуком аналоговым и цифровым - есть, и если в контексте CD - в некоторых отношениях заметно в пользу аналогового. То есть хотя - теоретически - при оцифровке на частоте 44,1 кГц мы должны получить аналоговый звук без потерь (для нашего уха, даже самого чуткого, которое частоты выше 20 кГц вроде не слышит, а при сэмплировании с частотой 44,1 кГц у нас должен выходить идеальный звук в половину этой самой частоты сэмплирования, то есть выше пресловутых 20 кГц плюс небольшой запас), - фактически разницу мы имеем, и очень многие ее слышат. Джиттер: Паразитные высокие частоты, вызываемые неравномерностью синхроимпульсов сэмплирования. Впрочем, встречается джиттер нечасто; чтобы услышать его - надо быть сильно на него настроенным или нарваться на плохой CD, да еще при посредственном проигрывателе, а современная аппаратура изобрела довольно эффективные методы борьбы с ним в виде высокоточных генераторов синхросигнала. Но на другой чаше весов лежат недостатки виниловых пластинок, и нужно быть очень уж аудиофилом (что далеко не каждый может позволить себе материально), чтобы их игнорировать.

Коротко пробежимся по этим недостаткам: дабы не сгубить лаковый первоисточник, звукорежиссеры были вынуждены - на ряде записей - поджимать самые громкие места. Лакировать действительность. И все равно, ни <Кармину Бурану>, ни <Реквием> Верди, ни, наконец, <Болеро> Равеля вы на виниле по-настоящему не услышите: там, где композитор хотел подействовать на слушателя особо резким сфорцандо или фортиссимо с четырьмя f, - там винил даст нам только намек на это. У меня в юности на всех этих сфорцандо просто иголка соскакивала с пластинки, - приходилось класть на звукосниматель спичечный коробок. Понимаю: и проигрыватель был отечественный, и игла - из искусственного корунда, и сами пластинки - из Апрелевки, однако суть дефекта проявлялась с особой картинностью. Правда, как станет понятно ниже, и CD благополучно уместит далеко не всякий динамический диапазон, виной тому принятое за стандарт 16-битное измерение амплитуды звука; поэтому звукорежиссеры и тут частенько прибегают к разного рода ухищрениям: если не к зажиму особо громких мест, то уж во всяком случае - к динамическому сжатию.1

Далее - пыль. Откуда она берется, - уму непостижимо. Самые дорогие и высокотехнологичные пылесосы и ежедневное пользование ими, установка герметичных окон, - ничего не спасает. Пылинки оседают в бороздках и создают соответствующие эффекты при столкновении с самой что ни на есть алмазной иглой. Дабы избавиться от этой напасти, изобрели проигрыватели, работающие в жидкости. Представляете? То-то! А сколько такой стоит, как вы думаете?

Далее - передача через чуткий звукосниматель паразитных шумов от вращения диска. С этим борются: делают многокилограммовые диски, являющиеся роторами специальных моторов, выдумывают замысловатые подшипники, вплоть до магнитно-воздушных, короче, сводят шумы на нет, - но и такая борьба, представляете, во сколько обходится? Производители hi-end CD- (а теперь - и DVD-) проигрывателей для развода лохов на бабки расписывают стабильность и равномерность своих вертушек, - но зачем она этим вертушкам нужна, я никак понять не могу: если даже не слишком равномерно гнать информацию в буфер, равномерность чтения ее оттуда определяет кварцевый кристалл.

Далее: подобно пыли, на пластинках появляются и царапины. Когда, откуда, каким образом? Иной раз на этот вопрос и не ответишь, - однако факт остается фактом. Я не видел ни одной виниловой пластинки, которую прокрутили бы, скажем, полсотни раз, - чтобы на ней не осталось ни царапинки. Впрочем, готов согласиться, что это я такой невезучий:

Ну и, наконец, пластинка от проигрывания изнашивается (если, конечно, не играть ее на проигрывателе с лазерным звукоснимателем, - есть, оказывается, и такие!). От каждого проигрывания. Как там, в знаменитой метафоре вечности: прилетал раз в год орел и точил клюв об алмазный камень: И ведь сточил же! Камень.

И конечно, небольшой размер, относительная дешевизна, индифферентность проигрывателя к умеренной тряске (во всяком случае, легчайшая над ней победа с помощью того же буфера памяти) и положению в пространстве (знаете, существовали, а может, и сейчас существуют автомобильные проигрыватели для виниловых пластинок, - о, вот это устройства! куда там космическому челноку), - все это не могло не обеспечить практически мгновенной победы CD над винилом. Как, впрочем, и над компакт-кассетами, но про них, держащих звук на скорости ленты четыре с чем-то там сантиметра в секунду, можно, надеюсь, особо не распространяться. Впрочем, еще недавно их продавали в Штатах по той же цене, что и компакт-диски. Возможно, продают и сейчас: американцы, с одной стороны, - люди весьма прогрессивные, с другой же - ужасные консерваторы!

Первые лет пятнадцать все было очень хорошо: количество перегнанных на CD старых мастер-лент и вновь записываемых - прямо на цифру - альбомов резко и неудержимо росло, - вместе с прибылями звукозаписывающих лейблов и авторов стандарта (к последним, кстати, как раз в этом году, по истечении двадцатилетнего срока, прибыли с этой стороны вообще поступать перестали). И вдруг - рост прибылей приостановился. Сначала только рост. А потом и сами прибыли стали заметным образом уменьшаться. Почему? Думаю, наверняка не скажет никто, ибо тут сошлось несколько причин сразу.

Самая, наверное, веская: появление и пожарообразное распространение MP3 (и подобных форматов сжатой музыки), хотя наблюдения за рынком этого лета, когда файлообменные сети сильно притихли, а продажи CD не только не подросли, но и упали еще ниже, могут навести на мысль, что эта причина вовсе не самая веская.

Впрочем, тем ли, иным ли боком, а она в числе причин CD-кризиса присутствует. Если мы предположим (а для этого есть все основания), что большинство меломанов успело за двадцать лет сформировать свои фонотеки даже и с превышением (просто некогда все это прослушивать!): ведь число классических произведений, в общем, ограничено, как и число записей классического джаза или даже рока, - окажется, что продажи должны расти за счет молодежи, которую греет музыка современная. А молодежи на месте, в специальном салоне, оборудованном соответствующими колонками, сидеть некогда, да и не по карману, - стало быть, особо незачем и гнаться за CD-качеством: катясь на роликах или сидя в вагоне метро с небольшими клипсами в ушах, вряд ли услышишь разницу между не слишком сжатым MP3-файлом и звуком с компакт-диска. Тут уже можно назвать мою оценку старческим брюзжанием, но, на мой вкус, записям современной музыки качество выше MP3 и не нужно: ее воздействие на слушателя не столько эстетическое, сколько физиологическое. А передавать физиологическое воздействие нужно своими, физиологическими, способами. Вот не зря и наушники появились со специальной - для затылка - присоской, через которую бас бьет прямо по кости, минуя уши: (Сразу вспоминается известный эксперимент по вживлению электрода в центр удовольствия мозга крысы: а потом крыса с утра и до утра только и делала, что нажимала лапкой на включатель тока.) Зато MP3-файлы легко скачиваются из Сети или берутся у приятеля. Поначалу MP3-плейеры были дороговаты - в основном за счет цены флэш-памяти, - но постепенно и память подешевела, и носители появились другие: те же компакты, а еще - и компакты мини-размера, винчестеры, - и не купил себе MP3-плейер только тот, кому он был ну совершенно, на фиг, не нужен.

Кстати, забавно и поучительно: сониевские мини-диски (и мини-дискмены, в том числе - портативные, меньше многих сегодняшних MP3-плейеров, а уж про цену носителя и говорить нечего: копейки), - появились на рынке раньше, чем MP3-плейеры. И принцип использовали, в сущности, тот же: интеллектуальное сжатие музыки, учитывающее особенности человеческого слуха. А вот в народ так и не пошли. Почему? Вероятно, из-за закрытости алгоритма ATRAC, из-за ограничений, накладываемых Sony на цифровую перезапись, из-за сложности, почти невозможности оперировать звуковыми файлами на компьютере: любую перепись приходится делать в реальном времени. Сегодня Sony несколько сдала назад: выпустила мини-дискмены с разным уровнем сжатия музыки, а также аппараты, имеющие выход на компьютер (я купил такой, но кабель для связи с компьютером и соответствующий софт отыскать нигде не могу, даже с помощью представительства Sony), но: Но, видать, слишком поздно: поезд ушел. Думаю, если бы Sony не накладывала на мини-дискмены столько ограничений, если б не окутывала алгоритм сжатия такой аурой тайны, она стала бы заметно богаче, - MP3 мог бы просто не появиться. Или появился бы на той самой обочине, на которой сейчас глотают пыль мини-дискмены от Sony.

И далее - пиратство. Разумеется, если между себестоимостью изготовления компакт-диска и ценой, которую назначают на него лейблы, разница в порядок, предотвратить или пресечь распространение контрафактной музыки невозможно в принципе. Разве что где-нибудь в Северной Корее.

Еще можно в качестве причин назвать безумное подешевение CD-писалок и болванок к ним, а нынешние струйники отлично печатают любые картинки на нерабочей стороне компакта.

Наверное, я упустил еще пару причин.

Так или иначе, факт налицо, и падение прибылей подталкивает к инновациям. Примерно четыре года назад, в момент, пожалуй, перелома в продажах компактов, появилось два новых музыкальных формата: Super Audio CD от старых знакомых - Sony с Philips'ом, и DVD Audio - от довольно обширной группы конкурентов, включающих в себя Matsushita (Panasonic), Toshiba, Thomson, Hitachi, JVC. Конечно, одним падением прибылей появление новых форматов объяснять наивно: ведь появился и широко распространился новый носитель - DVD, в двухслойном варианте вмещающий целых четырнадцать сидюков, - и не использовать его и для музыки было бы не то что глупо - просто невозможно.

Я об этом как-то упоминал в <Компьютерре>, но не удержусь, повторюсь (видать, больное место). Super Audio CD мог бы не появиться или, по крайней мере, занять более скромное место на рынке, чем занимает сейчас: авторы формата DVD Audio, буквально накануне выхода первых дисков в свет, вдруг озаботились слишком слабой защитой контента и приостановились больше чем на год, разрабатывая более сильную (не понимают, хоть кол на голове теши, что как только любую защиту сломать станет экономически выгодно или хотя бы задорно [пока я не видел ни одного пиратского SACD- или DVD Audio-диска; DVD Video, даже музыкальных, - сколько угодно, а вот этих:], - сломают в мгновенье, а денежки из-за задержки с выходом на рынок уже безвозвратно ушли в другой карман), - и Sony с Philips'ом успели выступить с форматом собственным.

О них, этих двух форматах, и поговорим, задев попутно вроде бы и не профильные форматы, использующиеся в DVD Video. Но предварительно спросим себя: а чего вообще мы ждем от записи музыки?

Что мы хотим от новых форматов музыки?

Помните эту мюнхгаузеновскую историю? Как барон ехал в мороз по степи, кажется - русской, а не то ямщик, не то почтальон (возможно, это была почтовая карета) трубил в рожок. Но тот не издавал никаких звуков. А потом, вечером, на станции, рожок, постепенно оттаивая в тепле, принялся играть: днем было так холодно, что звуки, не успевая покидать рожок, замерзали:

Согласитесь, похоже на идею звукозаписи. Правда, и различий немало: во-первых, изначально ничего не звучит, во-вторых - замороженные звуки невозможно повторить. Так сказать, одноразовая консервация.

А напомнил я эту историю не для того, чтобы отдать приоритет идеи записи звука г-ну Распэ, а вот почему: я совершенно уверен, что оттаивающие мелодии рожка звучали в сенях почтовой станции совсем иначе, чем, если б они, не замерзнув, прозвучали в открытой степи, с облучка. Там бы они лились в морозном, практически неограниченном пространстве, - здесь же натыкались на стены и перегородки, на утварь, отражались, приглушались и прочее.

И в конечном счете все это к тому, чтобы поделиться своим убеждением: никогда никакая сколь угодно точная звукозапись не повторит звуковую картину живого исполнения. Как ни ухищряйся с микрофонами, как ни расставляй виртуальные головы: Элементарно: слушать запись мы будем где-то, в каких-то своих сенях с их поверхностью и геометрией стен, с их посредниками (колонками/усилителями/наушниками), что не сможет не повлиять на звук. Но главное: живое присутствие музыканта действует на нас каким-то добавочным, незвукозаписываемым образом: все равно как самое распрекрасное кино - это консервы, а любой живой спектакль - это жизнь (<Сегодня, здесь, сейчас>, - говаривал Станиславский), непередаваемое словами (или камерой, или микрофоном) движение духа. И сколько бы раз вы кино ни крутили, оно останется точно таким же. А вот двух одинаковых спектаклей или концертов не может быть в принципе. Что никоим образом не принижает ни идеи кино, ни идеи звукозаписи. Просто у них и у их первоисточников - живых актеров и музыкантов - разная природа.2

В результате получается, что если оставить в стороне совершенно пустую (по моему убеждению) идею точной передачи звукового впечатления концерта (под концертом я имею в виду не только публичное исполнение музыки, но и студийное), - мы в результате получим очень непростую задачу: как это все записать. И здесь сама идея точности может пойти просто в ущерб художественности. Добавочной к самому концерту художественности - художественности записи.

В конце семидесятых, пору прилива разных художественных экспериментов (по преимуществу - на Западе), где-то в Германии, чуть ли не в Западном Берлине, один, судя по всему, не бедный концептуалист открыл весьма оригинальный кинотеатр. То есть внешне это был кинотеатр как кинотеатр: с амфитеатром кресел и большим зашторенным экраном. Когда начинался сеанс, медленно гас свет, занавес расползался в стороны и зрителям являлся: кусок живой улицы. Вот сиди два часа и смотри на художественно не организованную жизнь.

Или фотография. Как бы ни была она документальна и безыскусна, она только тогда представит интерес для зрителя, когда в нее - изначально - автор привнес некую художественность: в колорите ли, композиции, чем-то еще неуловимом. Иначе - швах, снимок можно смело бросать в корзину. Бывают, правда, исключения, когда совсем никакой снимок запечатлел уникальное событие, - он тогда оживает духом этого события, но, во-первых, такое бывает нечасто, во-вторых - то же самое можно отнести и к кино, и к звукозаписи. Слушая старые пластинки Шаляпина или Карузо, о художественности записи не думаешь. Впрочем, она, не допущенная в дверь, сама лезет в окно: царапинами ли на пленке и ускорением движения, вызванным трансляцией шестнадцати кадров в секунду в двадцать четыре, шуршанием ли иглы граммофона об изрядно побитые дорожки старой пластинки.

Это отступление я написал для того, чтобы, беседуя о новых, более, что ли, точных форматах музыки, исключить из рассмотрения их преимуществ повышение достоверности передачи первоисточника (может, оно есть, может, его нет, - это совершенно не важно) и утвердить право звукорежиссера (особенно когда результат явно удачен) на раскидку двухканальных записей на пять-шесть каналов, на установку микрофонов не в партере, а прямо на сцене, посреди музыкантов, на всякие другие художественные приемы фотографии (киносъемки) звука.

Приобретя связку от Pioneer проигрывателя DV-757Ai и усилителя VSA-AX10i-S (см. http://www.terralab.ru/multimedia/30185/), единственную на тот момент (а может, и по сей день), позволяющую, благодаря связи по iLINK (она же - FireWire, она же - IEEE 1394) и встроенным в нее криптографическим модулям (шоб не сперли!), слушать пластинки SACD и DVD Audio через цифровой вход на усилитель (остальные проигрыватели этих форматов, включая проигрывающую DVD Audio звуковую карточку от Creative - Audigy2, выдают наружу только аналоговые сигналы), я позвал в гости авторитетного для меня музыкального слушателя Толю Левенчука (свои впечатления от того похода в гости он тогда же, весной нынешнего года, передал в своей колонке <Либертариуме>) и стал крутить ему диски обоих новых форматов, отрывочно, но в довольно большом количестве. В общих чертах записи малых ансамблей впечатлили Толю сильнее, чем записи больших хоров и оркестров, а SACD - заметно сильнее, чем DVD Audio. С таким резюме он и направился в прихожую - одеваться. А я, заведенный демонстрацией, поставил на прощание еще одну пластинку, раннего, начала шестидесятых годов, Колтрейна.

Толя приостановился в прихожей, потом вернулся в комнату. <Круто!> - заметил. И некоторое время с удовольствием слушал. <А это, Толя, между прочим, - заметил я, - DVD Audio>. <Ну что ж, - отозвался он. - Сие значит, что очень многое зависит от звукорежиссера:>

DVD Audio

Сначала разберемся с DVD Audio. То есть не собственно с форматом (впрочем, по ходу дела, думаю, разберемся и с ним), а с тем, что на самом деле предлагают нам производители дисков под такими тайтлами. Изначально DVD Audio - это несжатый (точнее, сжатый вдвое, но без потерь) формат с частотой дискретизации 96 кГц (тогда возможен 5.1-канальный звук) или 192 кГц (только стерео, ибо существует ограничение на считываемый с DVD-диска поток - 9,6 Мбит/с, а при шести каналах тут получилось бы сильно больше, даже учитывая двукратное сжатие), с квантованием 24 бит, требующий либо специального проигрывателя (сам не видел, но говорят, что на Западе получили определенное распространение DVD Audio-плейеры для автомобилей), либо обычного DVD Video-проигрывателя со встроенной возможностью проигрывания DVD Audio. На самом деле специальные DVD Audio-плейеры в народ особо не пошли, поэтому, беспокоясь о сбыте дисков, производители частенько либо дополняют DVD Audio-дорожки звуковыми дорожками, характерными для DVD Video: Dolby Digital и/или DTS (DVD-проигрыватели, умеющие играть настоящее DVD Audio, обычно имеют в меню пункт ). А бывает так, что дорожек DVD Audio вообще не записывают. А звуковые DVD Video-дорожки имеют звук уже совсем иной: сжатый в от семи до двенадцати раз! Квантование там, как правило, 16-20-битное (хотя иногда бывает и 24-битное). Для кино, мне кажется, что такие звуковые параметры вполне достаточны, особенно - параметры DTS, который бывает с потоком 768 кбит/с (сравните с 448 кбит/с у 5.1 DD), а бывает и 1509! Когда звучание даже концерта или оперы поддержано движущейся картинкой, общий объем информации увеличивается, и мы автоматически становимся не так требовательны к качеству фонограммы. Более того, целый ряд имеющихся у меня концертных и оперных DVD Video-дисков снабжен аж тремя фонограммами - несжатой стерео LPCM3, Dolby Digital 5.1 и DTS, - и послушав все варианты, я всегда выбираю последний: пусть он сжат и динамически спрессован, однако звучит много выразительнее. Но для чистого, без картинок, Hi-End-звука: (Впрочем, формат DVD Audio позволяет записывать на диск и картинки - неподвижные и всего штук семь: названия произведений, портреты исполнителей или авторов.) Если писать в правильном DVD Audio-формате и наилучшем качестве, на диске умещается всего 73 минуты музыки (практически, как на CD). А эти вот как бы DVD Audio-диски бывают и трехчасовыми (например, у меня есть <Магнификат> Баха на одном диске: 48 кГц, 16-битное квантование, то есть, в сущности, CD-качество). Три часа - само по себе, конечно, приятно, но: см. закон Ломоносова-Лавуазье.

Итак, если мы говорим о чистом DVD Audio (а говорить мы дальше будем именно о нем, ибо о звуковых форматах DVD Video сказали уже достаточно), мы имеем, по сути, ровно тот же принцип записи звука, что и на CD. То есть LPCM. Правда, частота дискретизации повышена в два с лишним - четыре с лишним раза, а количество уровней квантования - в полтора. Ну и возможность многоканальности: 5.1 или - чаще всего для классики - 4.0. Но и только! Достаточно ли этого для нового качества?

Начнем с 24-битного квантования. Оно, безо всякого сомнения, меняет качество звучания: резко4 увеличенный динамический диапазон - это заметно даже совсем не искушенному уху. Впрочем, многие звукорежиссеры, пытаясь втиснуться в 16 бит, научились так эффектно производить динамическое сжатие записи, что как раз уху неискушенному она может показаться ярче и вообще - предпочтительнее (точно так, как в фильме-опере я выбираю 5.1-канальный DTS вместо куда более честной несжатой стереодорожки).

В качестве забега вперед: несколько лет назад любящая поэкспериментировать американская фирма Telarc выпустила замечательный CD-диск ; трое контрабасистов, Кристиан Макбрайд и Джон Клейтон, возглавляемые неувядающим Рэем Брауном (кстати, первым мужем Эллы Фитцджеральд), собрались в небольшом бостонском джазовом клубе Scullers Jazz Club и пару часов поиграли. Три с небольшим года спустя они, тем же составом, собрались еще раз: в знаменитом нью-йоркском джазовом кафе Blue Note (не путать с одноименным парижским!), и та же Telarc записала их, - на сей раз на Super Audio CD. (Двадцатичетырехбитное DVD Audio вполне сравнимо по динамическому диапазону с SACD, поэтому я счел возможным, говоря о первом, привести пример из последнего.) Диск, если кто заинтересуется, называется . Вторая запись, правда, многоканальная (совершенно потрясающе: играет музыка; само собой - слышны все технологические призвуки вроде случайно задетого рукавом резонатора инструмента; отчетливо слышно, как музыканты перешептываются, а в зале слегка позвякивают вилки и стаканы посетителей!), так что сравнивать их вчистую не очень спортивно, разве что лишние каналы отключить, - тем не менее, второй диск предпочитали только продвинутые меломаны (ибо SACD-запись была сделана с расчетом на весь имеющийся в распоряжении звукорежиссера динамический диапазон, - поэтому с запасом мягка и очень: достоверна), меломаны же любители и дилетанты предпочитали CD, ибо динамическое сжатие делало музыку эффектнее. В связи с этим же (SACD) диском: он, как и все, выпускаемые Telarc'ом SACD пластинки, - двухслойный, то есть для совместимости с невообразимой массой CD-проигрывателей, находящейся в собственности у народа, имеет на втором слое CD-вариант той же записи. Естественно, полученный из основного чисто механическим способом. Когда ко мне приехал в гости давний друг из Омска, такой же джазовый фанат, как я, у меня в машине, в чейнджере, как раз стоял . Я включил Гершвиновскую , песню, чуть ли не вторую по популярности после взявшей приз XX века , - и мой друг просто-напросто ее: не узнал. Вот в какую кашу превратилась (конечно, очень своеобразная по тембру) запись, сделанная с расчетом на большой динамический диапазон (производители SACD заявляют его равным 120 дБ) при механическом втискивании ее в CD-стандарты.

Итак, в двести пятьдесят шесть раз увеличившийся динамический диапазон - безусловный козырь. Стоп! Безусловный ли? Подавляющее большинство DVD Audio-дисков, которые мне попадали в руки (правду сказать, меня интересуют только джаз и классика, ну, может, что-то из совсем раннего рока, так что я не всеохватный эксперт), являли собой переписанные в новых параметрах старые мастер-ленты. И хорошо, если на них динамический диапазон был больше, чем вмещает шестнадцатибитное слово, а если - нет? И на слух мне то и дело попадались эти самые <нет>. Например, имеющееся у меня на DVD Audio Равелевское <Болеро>, которое, как немногие другие произведения, просто требует широкого динамического диапазона, звучит, пожалуй, не лучше, чем с CD. (В случае SACD новых записей на рынке никак не меньше, чем перезаписанных со старых мастер-лент.) Впрочем, будем надеяться, что DVD Audio только набирает обороты и в скором времени появятся свежие записи в этом формате.

Несколько слов сюда же, кстати, о многоканальности DVD Audio. Коль мне пока не встретилось записей свежих, сделанных в расчете на эту самую многоканальность, добавочные два или четыре канала получились все равно из исходных двух, - ухищрениями звукорежиссера, а порой, возможно, просто на выходе специальной микросхемы. То есть производитель сделал немногим больше, чем позволяет мой многоканальный усилитель. Впрочем:

Впрочем, и тут бывают поразительные исключения, и одно из них я опишу, хоть это снова забегание вперед, ибо снова встретилось на SACD.

Кто немного в курсе такого мощного и уникального пласта мировой музыкальной культуры, как джаз, не может не знать если не всей знаменитой пластинки пятьдесят девятого года квартета Дэйва Брубека , то хотя бы ее гвоздя (<Пять четвертей>) Пола Дезмонда. Запись выдержала не одно переиздание на разных носителях, и вот лет пять назад Columbia (как известно, принадлежащая сейчас Sony) выпустила ее еще раз на компакт-диске. А спустя года три - и на SACD, в пятиканальном варианте. Скажу честно, существуют переиздания CD-дисков на SACD, сравнивая которые, порой просто не находишь разницы (судя по всему, мастер-лента в этих случаях была сделана, что называется, без запаса); для примера - , - но существуют и со значительной разницей. В случае же разница не просто значительная - она ошеломительна. Ее слышат буквально все, даже кому медведь в детстве наступил на ухо. Тарелочки звенят до ультразвука, альт-саксофон Дезмонда обретает мягкую, сочную плоть: И, в общем-то на многоканальность не спишешь: во-первых, она ну никак не может добавить высоких (которые поднялись буквально вдвое), во-вторых - я сравнивал их, и выставив на SACD стереовариант. Чудеса да и только! Я пытался разгадать причину, привлекая в качестве советчиков и профессионального меломана Толю Левенчука, и профессионального звукорежиссера Дениса Жалнина, и даже Сережу Леонова, который несколько кокетливо козыряет своей отдаленностью от музыки, однако хорошо разбирается в математике оцифровки звука, - единственное объяснение поразительного явления лежало, пожалуй, в совершенно невероятной плоскости: собираясь, мол, продвигать SACD, Sony намеренно ухудшила звук на CD (разумеется, такая знаменитая и крупная фирма, как Sony, на такие мелкие хитрости не пошла бы: не дай бог, поймают за руку - и позора не оберешься, и деньги потеряешь). Не так разительно, но многие сониевские SACD-переиздания демонстрируют чудеса ремастеринга. Вам, наверное, известно, что в пятидесятые-семидесятые годы на профессиональных студиях звукозаписи вполне приемлемым считался уровень шума децибелов чуть ли не в семьдесят: тут и ничем не убираемый шип пленки, и подсевшие лампы, - и вот Sony (Columbia) умудряется выпускать SACD-варианты записей тех лет в чистейшем виде. Некоторые из них (например, знаменитую с квартетом Питерсена) Денис Жалнин, понимающий в этом толк, ибо сам в свое время почистил для CD не одну запись Шаляпина, оценил, поморщившись, как от зубной боли: дескать, вырезается полоса, заключающая шумы, но одновременно - и, что называется, полезный звук; некоторым же ( Майлза Дэвиса, тоже, кстати, многоканальной) просто поразился, не понимая, как такое можно сделать. Впрочем, может, была очень уж удачная мастер-лента. Или и впрямь технология SACD позволяет легко сдвигать шумы в неслышимую ухом область, - я читал о чем-то вроде этого, правда, механизма не понял совершенно.

Ну хорошо: возвращаемся к DVD Audio. К третьему, последнему его козырю: частоте дискретизации. В двух словах происходит это так: очень сложная кривая звука нарезается на дольки продолжительностью, обратной задаваемой частоте дискретизации (1/48 мс, 1/96, 1/192, наконец), и с точностью, позволяемой размером двоичного слова квантования (16 бит, 20, 24), измеряется амплитуда. Разумеется, верхняя часть каждой дольки соединяется прямой, - таким образом теряется замысловатость соответствующего отрезка кривой.5 Но, согласно, кажется, теореме Котельникова (особо любопытных отсылаю к врезке Леонова), оцифрованный звук при этом остается без искажений до частоты, равной половине частоты дискретизации.6 Таким образом, при частоте 48 кГц мы имеем шансы слышать неискаженный звук в полосе до 24 кГц, - ну и соответственно - до 48 кГц при частоте дискретизации 96 кГц и до 96 кГц - при 192 кГц7, то есть с огромным запасом к чувствительности уха. Во всяком случае, десятки и сотни экспериментов восьмидесятых годов вроде бы это доказали.

Что же получается? Все эти 96 и 192 DVD Audio - чистый PR? А ни хрена! Я ставлю на проигрыватель записи в формате DVD Audio, сделанные с одной и той же мастер-ленты, но в одном случае - с частотой 96 кГц, в другом - 192 (в буклете написано, что первая сделана из второй чисто механически, путем ресэмплинга, то есть без вмешательства звукорежиссера!), и слышу явную разницу! Почему? Что с теоремой Котельникова? Так или иначе, качество музыки, оказывается, очень даже зависит от частоты дискретизации, и безумный поток 4608 кбит/с (двухканальная запись DVD Audio с частотой дискретизации 192 кГц) или 6912 кбит/с (пятиканальная с частотой дискретизации 96 кГц) (сравните с потоком CD: 1411,2 кбит/с), как выясняется, вовсе не избыточен. То есть количество переходит-таки в качество!

И снова у меня получается забегание вперед, что, впрочем, в такой теме, думаю, вполне уместно. Я хочу представить вам впечатления нескольких слушателей от одной и той же записи, сделанной в разных форматах и с разными параметрами: DVD Audio-96, DVD Audio-192, SACD и, наконец, CD просто, - а уж потом перейти к рассмотрению формата SACD.

Фирмы, записывающие диски в конкурирующих высоких форматах, обычно не делятся мастер-лентами, так что о чистом эксперименте вроде бы можно только мечтать. У меня даже родилась бредовая идея - специально записать одну и ту же музыку в разных форматах: омский мэр, гордый за новый органный зал, пообещал моему приятелю детства приобрести аппаратуру для записи SACD (сотни тысяч долларов), и я хотел подбить приятеля на такую запись. По счастью - не понадобилось.

Не могу не поделиться: дисков DVD Audio, записанных в формате <192>, практически не существует; набрав в Google соответствующий запрос, я получил более пятисот ссылок, из которых одна половина относилась к новым DVD-проигрывателям, понимающим этот формат, а другая - к звуковым карточкам от Creative - Audigy2 (забавно: Creative, так гордящаяся способностью Audigy2 играть DVD Audio-192, не сумела отыскать ни одного примера такой записи, чтобы положить на диск с сэмплами, хотя надпись <192 kHz> гордо красуется на лейбле диска), и только две ссылки - к фирмам, выпускающим или продающим диски такого формата. По счастью, один из дисков оказался джазовым (снова почему-то Рэй Браун)8, и я тут же заказал его с помощью Visa. Ну и: стал ждать. Проходил месяц, другой, третий, я бомбардировал фирму запросами, но в ответ - гробовое молчание. Наконец, смирившись с тем, что денежки уплыли, пошел на Горбушку и обнаружил там диск Eagles с двумя вариантами DVD Video-фонограммы и двумя - DVD Audio: девяностошестикилогерцовой и стодевяностодвух. Если вы помните, Eagles - не та музыка, которую я предпочитаю слушать, однако пришлось - на безрыбье - взять. Расслушавшись, разницу между <96> и <192> я все же почувствовал, однако не так явно, как на привычной для меня джазовой фонограмме. Ибо получил ее таки по почте буквально на следующий день. (Денис же Жалнин, напротив, на диске Eagles, разницу уловил мгновенно, и, с его слов, в основном она состоит в том, что с варианта <192> куда-то чудодейственным образом исчезли шумы, наполняющие вариант <96>.)

Маленькое отступление: где-то за месяц до этого знаменательного события (получение диска Рэя Брауна) ко мне в гости заглянул Миша Брауде-Золотарев, сообщивший, что собирается на месяц в Штаты и, дескать, не надо ли мне чего оттуда привезти? Уже смирившийся с тем, что Рэя Брауна мне не пришлют никогда, я и попросил Мишу ровно об этом подарке. И он его привез, рассказав, что с большим трудом, чуть ли не в последний день, раздобыл диск в каком-то заштатном магазинчике. <Что ж, - подумал я, вспомнив старый анекдот. - Значит, будет два тоннеля!> Тоннель, однако, прорылся всего один: Миша привез, оказывается, тот же концерт, но в формате SACD. Вот чего я не ожидал в принципе: существования идентичной музыки на дисках конкурирующих форматов. Более того, диск оказался двухслойным, то есть с вариантом обычного CD. И появилась неожиданная и уникальная возможность для экспертного сравнения не только режимов записи, но и форматов-конкурентов. Конечно, по-хорошему сравнивать один концерт - слишком мало для веской экспертизы, - однако хоть предварительное впечатление получить - стоит дорогого.

CD-вариант из тестов вылетел сразу: невозможно было слушать нюансы записи, когда сжатые в шестнадцатибитовый динамический диапазон звуки толклись, сливаясь чуть ли не в шум, то на верхах, то на низах (вы ведь помните, что Рэй Браун - контрабасист). Так что остались три варианта. Сразу скажу, что вариант <192> меня поразил, причем почему-то расширением не верхнего, а нижнего диапазона звучания: и сам звук струн, и исполнительские артефакты стали слышны так отчетливо, как, я думал, не может звучать никакая запись. Получилось как бы реальнее реального. Гиперреалистично. Однако предпочтение я в конечном счете отдал варианту SACD, - может, по предубеждению, имеющемуся у меня в сумме против формата DVD Audio. И дал себе слово: если и покупать диски DVD Audio, то только с частотой дискретизации 192 кГц (если, конечно, не подвернется какой-нибудь совершенно уникальный контент). Несколько случайных гостей, не меломанов, почему-то были в оценке солидарны со мной. И тогда я позвал троих знакомых, коих считал экспертами. Может, экспертами не профессиональными, но профессиональным я доверяю даже меньше.

Super Audio CD (SACD)

А мы тем временем переходим к Super Audio CD, про который, впрочем, уже сказали немало.

Согласитесь, в принципе LPCM есть что-то тяжеловесное, кондовое: тупо нарезать звук на одинаковые дольки и одной линейкой мерить высоту каждой, - даже когда такое измерение не несет полезной информации: Что-то напоминающее карданный вал у малолитражного автомобиля. Помню, когда ездил на <шестерке>, всегда чувствовал под полом десятки килограммов этого лишнего, конструктивно неизящного металла.

В SACD применен куда более изящный метод кодирования звука, известный как однобитная дельта-сигма-модуляция. Записывается не амплитуда звука, а его динамика: растет он или, напротив, ослабевает. В сущности, определяется знак производной от звуковой кривой. Но делается это с невероятной (по сравнению с частотами дискретизации LPCM) частотой: 2,8224 МГц! Звук <фотографируется> на лету, что называется термином DSD (Direct Stream Digital, прямой цифровой поток). Математику этого дела (которую, сказать честно, я до конца так и не понял) поясняет во врезке Сергей Леонов, - о результатах же я скажу здесь. По сравнению с CD битовый поток (для каждого канала! SACD, как и DVD Audio, подразумевает возможность многоканальной записи) увеличивается вчетверо, с 705600 бит в секунду до 2822400, верхняя частотная граница воспроизводимого звука поднимается, по утверждениям авторов формата, с 20 кГц до 100, динамический диапазон вырастает с 98 дБ до 120! Увеличивается и максимально возможное время записи: до 110 минут (против сидишных 74, ну ладно - 80). Недавно приобрел <Реквием> Верди на одном SACD-диске! Цвет диск имеет золотистый, при доброй воле производителя делается двухслойным (сониевская Columbia такой доброй воли не проявляет никогда, что с коммерческой точки зрения понять можно: Sony хочет, чтобы покупали SACD-проигрыватели, с каждого из которых, когда они не собственного производства, она получает свой процент), чтобы можно было записать и CD-вариант (который, впрочем, как я уже говорил, особенно порадовать не может).

SACD изнутри

Упоминаемая к месту и не очень в самых разных вариациях теорема Котельникова обещает нам лишь то, что сигнал с частотой, не превосходящей половинную частоту квантования, может быть правильно воспроизведен по его цифровым отсчетам. На практике мы имеем дело с довольно сложной функцией, <подогнать> которую под условия теоремы Котельникова не так-то просто. Лучшие современные студийные магнитофоны при скорости ленты 30 дюймов/с обеспечивают запись полосы частот до 50 кГц при соотношении сигнал/шум около 120 дБ. Если мы попытаемся напрямую оцифровать такую функцию с частотой квантования 44,1 кГц, то частотные составляющие выше 22,05 кГц хоть и не воспроизведутся при обратном преобразовании, но при кодировании <завернутся> внутрь рабочего диапазона, образовав в результате интермодуляцию на вполне различимых ухом частотах. На практике это означает, что для устранения интермодуляции перед АЦП сигнал должен быть обработан фильтром, пропускающим в идеале с единичным коэффициентом частоты ниже 20 кГц (цифра, заявленная в качестве верхней граничной частоты) и не пропускающим вовсе (вернее, пропускающим с ослаблением на 96 дБ) частоты выше 22,05 кГц (условие теоремы Котельникова). Получается, что для 16-битного квантования нам необходим фильтр с крутизной среза более 900 дБ на октаву! Аналоговый фильтр первого порядка обеспечивает крутизну всего 6 дБ на октаву. Подобные фильтры, впрочем, могут быть реализованы цифровыми методами, но для этого надо оцифровывать сигнал с гораздо большей частотой, чем 44,1 кГц.



В отличие от PCM-модуляции, SACD использует технологию однобитного преобразования, известную также, как Bitstream или дельта-сигма-модуляция (зачастую при разговоре об АЦП говорят <сигма-дельта>, а про ЦАП - <дельта-сигма>). Функциональная схема такого преобразователя приведена на рисунке. Главное отличие от традиционных многоразрядных АЦП здесь в том, что разрядность преобразователя минимальна (единица), зато частота сэмплирования гораздо выше (2,8224 МГц для SACD).Технология преобразования на самом деле не нова: в аппаратуре, работающей с цифровым сигналом PCM, она обозначается как 1-bit DAC/ADC и имеет несколько преимуществ перед традиционными DAC/ADC как в части простоты схемы, так и в линейности преобразования. Однобитный поток легко преобразуется в PCM с помощью цифровых фильтров (в простейшем случае - счетчик-делитель). Метод записи цифрового потока прямо с выхода 1-битного преобразователя, примененный в SACD, получил название DSD (Direct Stream Digital). С помощью подобной же схемы на основе интегратора (выполняющего роль фильтра) этот цифровой поток может быть воспроизведен без всяких дополнительных преобразований. Преимущество подобной технологии в том, что шум квантования <рассеивается> в значительно более широкой частотной полосе: (0-1,4112 МГц для SACD против 0-22,05 кГц для LPCM), соответственно, в слышимый диапазон попадает меньшая его часть.



Поясним, откуда взялась частота 2,8224 МГц. Цифра эта выбрана не случайно, она позволяет с помощью целочисленного деления и умножения получить все используемые сегодня в цифровой звукозаписывающей технике частоты квантования. Так, частоты 44,1 кГц и 88,2 кГц получаются путем простого деления на 64 и 32 соответственно, частоты 32, 48 и 96 кГц - путем умножения (oversampling) на 5 и деления на 441, 294 и 147 соответственно, и - самое сложное - частота 44,056 кГц получается путем последовательных умножения на 5, деления на 143, умножения на 25 и деления на 56. Столь впечатлившая Евгения цифра 2,8224 МГц соотносится с частотами квантования PCM-кодирования вполне однозначно: Bitstream преобразуется в PCM путем деления на количество разрядов, соответствующее требуемому числу уровней квантования. Таким образом, при сравнении с форматами DVD-Audio, имеющими 24 уровня, эквивалентная частота используемого в SACD кодирования составляет <всего> 120 кГц. Другое дело, что для собственно Bitstream-потока нельзя вообще говорить об эквивалентных частоте и количестве уровней квантования, эти аналогии можно расставить только на воспроизводящей стороне, когда поток пройдет через частотный фильтр. Учитывая, что параметры фильтрации могут варьироваться весьма существенно (предполагаю, что даже и динамически), SACD имеет преимущество скорее не в точности передачи сигнала, а в гибкости, которой могут пользоваться изготовители воспроизводящего оборудования.

Необходимо учитывать и то, что используемое звукозаписывающими студиями цифровое оборудование работает с форматом PCM, математический аппарат и процессоры обработки сигнала под Bitstream - дело будущего, а в настоящее время при подготовке тех же SACD (мое предположение) приходится применять преобразование в PCM и обратно, сводящее преимущества формата к аналогу этого самого PCM с параметрами 24 бит/120 кГц.

Мне кажется, что звук на SACD обычно записан лучше, чем на DVD Audio, но я готов предположить, что дело тут, во-вторых, в моем пристрастии к прогрессу и нелюбви к карданным валам; во-первых же, в том, что альянс Sony/Philips уделяет гораздо больше внимания, что называется, художественной стороне выпускаемой продукции.

Что ждет нас дальше?

Сказать, конечно, трудно. Возможно, диски DVD Audio и SACD будут мирно сосуществовать. Возможно - пока, на мой взгляд, все идет к тому, - SACD победит. Впрочем, в отличие от борьбы стандартов Betacam-VHS, когда каждый требовал отдельной записывающе-воспроизводящей аппаратуры, встроить декодер и того и другого формата в DVD-проигрыватель производителю будет стоить копейки, а покупателю - десятки копеек. Так что можно будет выбирать не формат, а контент.

Вытеснят ли новые форматы старый добрый CD? Тоже пока непонятно. Хотя я все с большей и большей неохотой ставлю на проигрыватель CD-пластинки из моей более чем тысячештучной коллекции, предпочитая лишний раз переслушать один из полусотни имеющихся у меня SACD. К хорошему, знаете, очень быстро привыкаешь. Другое дело, что надо уговорить массового покупателя это хорошее попробовать:

И на прощанье - такая вот информация. Не так давно на Горбушке, на втором этаже, сразу справа от эскалатора, появился интересный киоск. В нем продают SACD (исключительно производства Columbia) и концертно-музыкальные диски DVD Video, тоже от Sony. И любой - за 550 рублей. Что, конечно, не даром, но заметно дешевле и подобных дисков <Пурпурного легиона>, и даже горбушечных, из ларька буквально напротив, чуть наискосок (там они стоят 800-900 рублей). Я как-то подошел к этому дешевому киоску с собственным пакетом и, купив диск, собирался туда его и упрятать, - не тут-то было: продавщица чуть ли не силком вручила мне пакет с логотипом чего бы вы думали? Правильно! - Sony.

1. Правда, при этом страдают тихие звуки (уходят в <тишину>, если в системе квантования есть <абсолютный нуль> [что редко] или в <шумок> на уровне самого меньшего уровня квантования, если квантование симметрично относительно <абсолютного> нуля [как правило]). - М.Б-З. [вернуться]

2. Знаменитый кукольник Сергей Образцов в написанной незадолго до смерти серии статей об эстетике (были опубликованы в <Искусстве кино>) писал, что материалом драматического спектакля является действие, а материалом фильма, даже игрового, - документ. [вернуться]

3. Звук с линейной импульсно-кодовой модуляцией, о которой подробнее - дальше. - Е.К. (Строго говоря, LPCM тоже <сжатие>. По определению, так как вносит в звук потери ввиду ограниченности уровней квантования. Но, наверное, можно оставить такую формулировку как метафору. - М.Б-З.) [вернуться]

4. В 28 раз. По определению динамический диапазон (ДД) равен отношению максимального значения к минимальному. То есть разница между 224 и 216. Другими словами, каждый дополнительный бит увеличивает ДД в два раза. - М.Б-З. [вернуться]

5. Не соединяется. При хранении и передаче в цифровом виде отсчеты хранятся сами по себе и вообще никак между собой не <соединяются>. А при воспроизведении в аналоговом <пространстве> имеет место НЧ-фильтрация, которая восстанавливает плавную форму сигнала. В случае (на практике недостижимом) выполнения условий теоремы Котельникова - восстанавливает идеально точно. В реальности - с некоторыми погрешностями (при числе уровней квантования более 10-12 бит - с внесением белого, абсолютно случайного шума). - М.Б-З. [вернуться]

Здесь Евгений повторяет распространенное заблуждение: любая <замысловатость> отрезка кривой на участке длительностью 1/48 мс может определяться только частотными составляющими выше 24 кГц, каковых в оцифровываемом сигнале не должно существовать, а значит, теряться здесь нечему. - С.Л.

6. Утверждение некорректное: если в оцифрованном звуке были частотные составляющие, большие половины частоты дискретизации, они <завернутся> внутрь спектра полезного сигнала и исказят его. То есть нужно, чтобы перед дискретизацией сигнал был очищен от всех частотных составляющих, больших половины частоты дискретизации. (Это при условии идеальных фильтров. При реальных - потребуется запас по частоте, больший двукратного.) Мы не слышим звуков выше какой-то частоты, и, казалось бы, плевать на то, что их частота больше двойной частоты дискретизации. Казалось бы, - но нет. Дискретизация <учтет> эти частотные составляющие в виде помех, внесенных в полезный спектр. - М.Б-З. [вернуться]

7. При условии, что перед дискретизацией звук был отфильтрован от паразитных частотных составляющих, больших половины частоты дискретизации. Впрочем, трудно заподозрить, что звукоинженеры этого не сделают. - М.Б-З. [вернуться]

8. , запись 1984 года. Удивительный диск, записанный явно ради Рэя Брауна, который, впрочем (в отличие, например, от ), не выставляет на первый план свою сольную виртуозность, а скромно аккомпанирует роялю. За роялем, однако, сидит ничем не выдающийся пианист (Gene Harris), и мы поневоле сосредоточены на и впрямь замечательном басовом аккомпанементе. - Е.К. [вернуться]

По материалам еженедельника <Компьютерра>