Преминаване към съдържанието

Разбиране на цифровото аудио – Ръководство от А до Я

Чувствате се объркани от езика, който се използва за описание на аудиооборудването? Създадохме едно бързо ръководство, за да ви помогнем.


Основите: как се записва цифрово аудио

Тъй като звукът в реалния свят се променя непрекъснато, цифровият запис винаги е приблизителен спрямо целя спектър от звуци в света. Въпреки това напредъкът в технологията за запис непрекъснато разширява диапазона и прецизността на това, което може да бъде записано по цифров път.

Когато се прави цифров запис от аналогов източник, например концерт на живо или музиканти в звукозаписно студио, звукът се семплира на периодични интервали. Амплитудата на звука се записва като число, което води до създаване на цифров запис на аналогов аудиоизточник под формата на серия от дискретни числа.

Каква част от оригиналния аналогов звук ще бъде уловена от цифровия запис, зависи основно от семплиращата честота и побитовата дълбочина (колко семпъла се улавят за секунда и какво количество информация съдържа всеки семпъл).

Запазване и съхранение на цифрово аудио

След като бъде направен цифров запис, той може да бъде съхранен в много различни формати. Всеки формат има различен начин за балансиране на качеството на звука с размера на създадения цифров файл: записите с изключително високо качество например не са известни с това да са практични за малки музикални плейъри.

Но с увеличаването на достъпността на цифрови хранилища при приносими устройства, хвалещи се с много гигабайтове пространство за съхранение, цифровото аудио с много високо качество започва да става практична реалност за милиони хора.

Ръководство от А до Я на аудиофункциите

5.1 канала
7.1 канала
Аналогово
Побитова дълбочина
Кодек
Компресия
Цифров
Dolby Digital
Dolby True HD
DSD
DSEE HX
DTS Digital Surround
DTS Master Audio
Hi-Res Audio
LDAC
LFE
Без загуба
Със загуба
LPCM
S-Master HX
SA-CD
Семплираща честота
SBCs
Събуфер
Съраунд звук
Повишаващо преобразуване

5.1 канала

Това е начин за предоставяне на съраунд звук , за изживяване като на кино. Пет високоговорителя плюс събуфер са разположени около слушателя, като всеки от тях приема различен канал, както следва:

  1. два предни канала;
  2. един централен преден канал;
  3. два „съраунд“ канала;
  4. един канал за нискочестотни ефекти (LFE) .

Събуферът, който приема LFE канала, може да бъде поставен навсякъде в стаята. В сравнение със съраунд аудиосистема без събуфер това спестява място: защото всички ниски честоти се изпращат към събуфера, а останалите високоговорители могат да бъдат по-малки, защото няма нужда да пресъздават бас. Вижте също 7.1 канала

7.1 канала

7.1-каналната съраунд аудиосистема използва 7 високоговорителя плюс събуфер. Тя е подобна на системата с 5.1 канала, но има два допълнителни канала „заден съраунд“.

Аналогово

Аналоговият запис съхранява оригиналния звук, като прави промени върху физически носител, например магнитна лента или винилова плоча. Това е различно по отношение на начина, по който се прави цифров запис.

Побитова дълбочина

Побитовата дълбочина на цифров запис описва колко цифри се използват за съхранение на всеки семпъл от аналоговия сигнал. Стандартната побитова дълбочина за качество на компактдиск е 16, при семплираща честота от 44,1 kHz това означава, че са поети 44 100 семпъла на секунда и всеки от тях съхранява 16 бита информация. Като цяло по-високата побитова дълбочина означава по-високо качество на звука, но също и по-голям размер на файла

Hi-Res Audio има побитова дълбочина от поне 24 бита и семплираща честота от 96 kHz или повече.

Кодек

Когато звукът се обработва цифрово, той преминава през кодер/декодер или за кратко – „кодек“. Това е софтуерен или хардуерен елемент, който взима сигнала на аналоговия звук и го „кодира“ в цифров формат, който може да се съхранява по електронен път. Когато аудиото се възпроизв2ежда, кодекът „декодира“ цифровия файл, за да произведе звук.

Всички аудиокодеци използват различен метод за кодиране на аналоговия сигнал, така че те имат различни предимства и недостатъци, когато става дума за съхранение и пресъздаване на звука.

Компресия

Правенето на цифров аудиозапис може да доведе до много големи размери на файловете, което ограничава практическата употреба на технологията, например това колко песни могат да се съберат в един цифров музикален плейър. По тази причина повечето формати на аудиофайл използват някаква форма на компресия, като изключват определена звукова информация, за да намалят размера на съхранения файл.

Начинът, по който звукът се компресира и декмпресира, когато се възпроизвежда, се отразява на финалния звук, който чувате. Форматите на файл, при които се губи информация, са със загуби. Форматите на файл, които запазват цялата звукова информация или позволяват тя да бъде реконструирана при възпроизвеждане са без загуби.

Цифрово

За разлика от аналоговия запис , цифровият променя звука в низ от числа, които могат да бъдат съхранени по електронен път (например на компактдиск или твърд диск) и след това да бъдат обратно преобразувани при възпроизвеждане. MP3 е популярен формат на цифров файл.

Dolby Digital

Стандартен аудиоформат със загуби, който се използва при DVD дисковете и е основен формат за Blu-ray дисковете. Въпреки че е формат със загуби, той е достатъчно добър за използване в кината. В сравнение с DTS Digital Surround качеството на звука е по-ниско, но по-високото ниво на компресия също означава, че файловете са по-малки и по тази причина Dolby Digital има по-широка употреба.

Dolby True HD

Формат за аудиокомпресия без загуби , подобен на DTS Master Audio. И двата се използват като опционални формати за Blu-ray дискове.

DSD (Direct Stream Digital)

Direct Stream Digital (DSD) метод на цифров запис с изключително висока семплираща честота, надвишаваща тази на Hi-Res Audio и от 64 до 128 пъти по-висока от тази на компактдиск. За някои тонинженери това е най-близкото до оригиналния аналогов източник, което може да бъде постигнато от цифров файл. Някои модели Hi-Res Audio на Sony са способни и на това да възпроизвеждат аудио във формат DSD.

DSEE HX

Digital Sound Enhancement Engine (DSEE) HX е уникална технология на Sony за повишаващо преобразуване. Когато се възпроизвежда цифрово аудио във формат с компресия, DSEE HX заменя изгубените високи честоти в реално време, което води до звук с почти висока разделителна способност. Всеки звук, възпроизведен на оборудване с DSEE HX, е подобрен, което ви кара да се чувствате все едно наистина сте в звукозаписното студио или на концерта.

DTS Digital Surround

Стандартен аудиоформат със загуби, който се използва при DVD дисковете и е основен формат за Blu-ray дисковете. В сравнение с Dolby Digital DTS Digital Surround има по-добро качество на звука, но се използва по-рядко, защото създава по-големи файлове.

DTS Master Audio

Формат за аудиокомпресия без загуби , подобен на Dolby True HD. И двата се използват като опционални формати за Blu-ray дискове.

Hi-Res Audio

Аудио с висока разделителна способност (Hi-Res Audio) се отнася за записи със семплираща честота от 96 kHz/24 бита и повече. Това предлага качество на звука, което е много по-високо от това на компактдиск или запис във формат MP3; стндартният формат на компактдиск е семплиран на 44,1 kHz/16 бита.

Когато видите логото на Hi-Res Audio на продукт на Sony, вие знаете, че продуктът е бил предназначен за максимизиране на звуковата производителност на аудио с висока разделителна способност. От преносими музикални плейъри до слушалки, високоговорители и пълни системи за домашно кино – можете да изградите пълна система Sony Hi-Res Audio.

Научете повече за аудио с висока разделителна способност

LDAC

LDAC е аудиокодек на Sony, който ви позволява да се насладите на висококачествено безжично аудио по Bluetooth връзка.

Когато се предава аудио по Bluetooth, обикновено се използва стандартният кодек Bluetooth SBC, който може да доведе до загуба на качеството. LDAC предава 3 пъти повече данни спрямо кодека SBC , като по този начин поддържа висококачествно аудио по Bluetooth и ви предлага подобрено звуково изживяване по безжичен път за всичката ви музика.

LFE

Каналът за нискочестотни звукови ефекти (LFE) е отделна звукова писта, която се използва за нискочестотни звуци между 3 Hz и 120 Hz, например басови, тътнещи звукови ефекти в звуковите записи на филми. При система със съраунд звук този канал обикновено се изпраща към събуфера.

Без загуби

Аудиоформатът без загуби съхранява цифрово аудио по начин, който или запазва цялата оригинална цифрова информация, или позволява тя да бъде реконструирана при възпроизвеждане. Аудиоформатите без загуби включват:

  1. DSD (DFF)
  2. DSD (DSF)
  3. WAV
  4. AIFF
  5. FLAC
  6. ALAC

Със загуби

Аудиоформатът със загуби изтрива част от информацията от оригиналния цифров запис, за да спести пространство, докато се опитва да запази възможно най-много от оригиналното качество на звука при възпроизвеждането му. Всеки формат постига различен баланс между компресия, с цел съхраняване на пространство, и запазване на информация, с цел запазване на качеството на звука.

Аудиоформатите със загуби включват:

LPCM

Linear Pulse Code Modulation (LPCM) е основата на записването на цифров звук. Аналогов сигнал е този, семплиран на периодични интервали и чиято амплитуда е записана като точка на цифрова скала. Тъй като няма обработка или компресия на данните, качеството на звука може да бъде толкова високо, колкото на професионалните студийни матрици. Въпреки това се създават много големи файлове и по тази причина LPCM не е практичен за ежедневна уппотреба.

Семплиращата честота определя прецизността на оригиналния цифров поток

S-Master HX

Технология за цифрово усилване на Sony, уникално разработена за аудио с висока разделителна способност с цел намаляване на изкривяванията и шума в широки честотни диапазони. Тъй като S-Master усилва цифровите сигнали директно, вместо първо да ги преобразува в аналогови, той поддържа чистотата на оригиналния сигнал с цел по-реално възпроизвеждане.

SA-CD

Super Audio CD е формат за запис, разработен от Sony, за записване на звук във формат DSD, превъзхождащ динамичния диапазон, който може да бъде уловен на компактдиск В сравнение с динамичния диапазон на стандартно аудио за компактдиск от 96 db, този на SA-CD е 120 db. Семплиращата честота на SA-CD е 2,8 MHz – 64 пъти по-голяма от тази на компактдиск.

За разлика от нормалното аудио за компактдиск, SA-CD поддържа съраунд звук с 5.1 канала, както и двуканален стерео звук. SA-CD аудиото се шифрова от съображения за защита на авторското право, която означава, че може да бъде възпроизвеждано чрез аналогови, HDMI или i-Link изходящи кабели, но не през оптични или коаксиални.

Семплираща честота

Когато се прави цифров запис от аналогов източник, семплиращата честота е времевият интервал между семплите и колкото по-висока е тя, толкова по-малко сигнал се пропуска. CD аудиото например, има стандартна семплираща честота от 44,1 kHz, което означава, че 44 100 семпъла са уловени всяка секунда.

Като цяло по-високата семплираща честота означава по-високо качество на записа. Hi-Res Audio има семплираща честота 96 kHz или повече и побитова дълбочина от поне 24 бита.

SBC

Стандартният аудиокодек за предаване на цифрово аудио по Bluetooth. Тъй като кодекът SBC е разработен да приоритизира ефективното използване на лентата за предаване пред качеството на звука, той не е идеален за предаване на аудио с високо качество. LDAC на Sony пренася три пъти повече данни в сравнение с SBC, което позволява аудио с високо качество да бъде предавано по Bluetooth.

Събуфер

При съраунд система с 5.1 канала или 7.1 канала събуферът е високоговорител, който пресъздава само нискочестотните звуци или преназначения LFE канал. Тъй като слухът ни не може да определи лесно от коя посока идват ниските честоти, събуферът може да бъде поставен навсякъде в помещението.

Тъй като всички ниски честоти се изпращат към събуфера, останалите високоговорители могат да бъдат по-малки, така че системата заема по-малко място.

Съраунд звук

Системите с 5.1 канала и 7.1 канала изпращат отделни аудиоканали към високоговорителите, позиционирани около слушателя, което предоставя по-богато звуково изживяване. Обозначението „.1“ указва употребата на събуфер като допълнителен нискочестотен високоговорител.

Повишаващо преобразуване

Когато се възпроизвежда цифров аудиозапис във формат със загуби, понякога е възможно запълването на някои от „празнините“ в оригиналния звук чрез математическо оценяване къде би се намирала първоначалната информация. Това се нарича „повишаващо преобразуване“, защото може да подобри звука на нискокачествени записи до аудио с почти висока разделителна способност.

Уникалният алгоритъм DSEE HX на Sony преобразува повишаващо съществуващи източници до качество на аудио с почти висока разделителна способност.