Мы живем в эпоху важных перемен, как в области электроники, так и в области проникновения в нашу жизнь информационных технологий. Технические достижения, кажущиеся фантастикой еще совсем недавно, входят в наш быт и становятся обыденными. Спутниковое телевидение, сотовая связь, интернет давно не экзотика. У себя дома можно создать беспроводоную широкополосную сеть или кинотеатр. День ото дня сбываются мечты научных фантастов 20-го века. Но учитывая темпы развития технологий, уже в совсем недалеком будущем нынешних достижения будут казаться не такими важными.
Мы снова будем говорить о HD. Сегодня о HD-звуке. Напомним, что приставку HD в последнее время принято давать технологиям нового поколения – HDTV, HDMI, HDV и тд. High Definition (англ. «Высокая четкость») – это не просто какой-то один стандарт или технология, это целая эпоха в мультимедии. Пусть пока HD-технологии вхожи не в каждый дом, пусть пока большинство не знает что это такое. Это временно. Подобно тому как компакт-диски вытеснили кассеты, сотовая связь – пейджинговую, а цветное телевидение вытеснило чернобелое, HD изменит традиционные понятия, придут новые носители данных, новые форматы телевещания, появятся новые представления о качестве. И мы с вами окажемся среди тех, кто готов к этому.
История звука на видео.
Долгое время для любителей фильмов сочетание видео и качественного звука было практически невозможным. Многие годы лучшее, что можно было получить – звук на кассете VHS, который был монофоническим с ограниченным качеством. Только с появлением Hi-Fi VHS в 1985 году кассеты обзавелись стереозвуком с хорошим качеством и даже возможностью объёмного звука через декодирование Dolby Pro Logic. Однако за эту роскошь приходилось сполна расплачиваться, поскольку первые видеомагнитофоны Hi-Fi VHS продавались на рынке по цене более 2 500 долларов! Впрочем, только LaserDisc дал широким массам потребителей качественное видео: на лазерный диск диаметром 30 см умещалось до часа видео на одну сторону вместе с цифровым стереозвуком, который мог превращаться в объёмный после декодирования Dolby Pro Logic. Но жизнь лазерных дисков LaserDisc была недолгой, поскольку они уступили место гораздо менее громоздким DVD со звуком Dolby Digital (5.1). Dolby Digital, кстати, появился и на некоторых версиях LaserDisc, но для его воспроизведения требовалось дорогое оборудование.
Диски DVD появились в 1997 году в США и в 1998 году в Европе. За несколько лет они завоевали большую часть киноманов и любителей домашних кинотеатров, после чего ими заинтересовалась и широкая публика. Кроме намного лучшего качества картинки по сравнению с традиционными кассетами VHS, диски позволяли выбрать одну из нескольких дорожек объёмного звука (Dolby Digital и часто DTS), опционально выводить на экран субтитры, позволявшие смотреть фильм с оригинальной звуковой дорожкой. Для звука это очень важно, поскольку дубляж часто искажает оригинальную звуковую дорожку, пусть даже он накладывается очень аккуратно, что тоже встречается редко. После многих лет службы формат DVD сходит со сцены, уступая место HD-DVD и Blu-ray. Как обычно во времена перемен, возникает немало вопросов, начиная от технической разницы и заканчивая сферами использования. И ответы не всегда такие очевидные, как хотелось бы.
Совместимость
Киноманы всегда подчёркивают наличие сжатия и потерь у стандартов объёмного звука, что, по их мнению, серьёзно сказывается на качестве. Но не всё так однозначно. Конечно, сжатие с потерей информации – это плохо, но наш мир не двоичный. На протяжении долгого процесса от съёмки фильма до его воспроизведения в гостиной потери качества происходят намного чаще, чем считает большинство пользователей. В любом случае, качество воспроизведения частично зависит от доступного двоичного потока. Стандарт Dolby Digital, являющимся основным для DVD, предусматривает поток до 448 кбит/с, на HD-DVD он достигает всего 504 кбит/с, а абсолютная граница составляет 640 кбит/с. Поэтому для большего потока необходимо перейти на другой стандарт. Так, поток Dolby Digital Plus может составлять до 3 Мбит/с по нынешним стандартам, но предельный уровень у него 6 Мбит/с. Из стандартов объёмного звука можно отметить DTS с потоком от 768 кбит/с до 1,5 Мбит/с на DVD. По крайней мере, в теории, поскольку DTS встречался далеко не в каждом фильме. Но две версии DTS-HD идут ещё выше.
При переходе к высокому разрешению стандарты Dolby и DTS разрабатывались очень аккуратно, чтобы сохранить совместимость с существующим оборудованием (в частности, с домашними кинотеатрами), поскольку парк техники нельзя поменять по мановению волшебной палочки, и домашние кинотеатры, полностью поддерживающие HD, долгое время будут оставаться в меньшинстве. Поэтому форматы HD должны обеспечивать поток в соответствии со стандартами объёмного звука, которые данный домашний кинотеатр может декодировать. В любом случае, качество у дисков высокого разрешения выше, чем у DVD, и оригинал на диске записан с высоким качеством. Кроме того, следует учитывать совместимость с другими средствами вещания (кабельное, спутниковое и эфирное телевидение), а также с потенциальными разработками, такими как видео по требованию. В конце концов, цифровой досуг дисками не ограничивается.
Стандарты-приемники.
Стандарт, который, скорее всего, станет де-факто массовым для HD – Dolby Digital Plus. Он является дальнейшей эволюцией кодирования AC-3 (использовалось для Dolby Digital) и называется E-AC-3 (Enhanced). Звуковая дорожка Dolby Digital Plus должна обязательно присутствовать на дисках HD-DVD (для дисков Blu-ray поддержка опциональна). Кроме того, стандарт может использоваться в эфирном вещании HDTV, обеспечивая совместимость с существующими системами: поток Dolby Digital Plus можно преобразовать в Dolby Digital декодером (кабельный, спутниковый и т.д.) и передать по стандартному цифровому коаксиальному или оптическому интерфейсу S/P DIF. В данном случае очевидно, что поток будет ограничен, как и число доступных каналов, но более эффективная система кодирования, в любом случае, обеспечит прирост качества по сравнению с существующими технологиями. С новыми стандартами HD-DVD или Blu-ray поток (в Dolby Digital он ограничен до 640 кбит/с) может достигать 6 Мбит/с, но тогда связь между декодером и ресивером аудио/видео должна осуществляться через HDMI. В теории мы можем получить 14 каналов (13.1), но пока поддерживаются только системы 5.1 и 7.1.
Конкурент Dolby Digital Plus – DTS-HD High Resolution Audio. Этот стандарт использует сжатие без потерь с потоком, который может достигать до 6 Мбит/с на Blu-ray и до 3 Мбит/с на HD-DVD. Стандарт обеспечивает восемь каналов (7.1) со звуком качества 24 бит/96 кГц. DTS обеспечивает качество, практически неотличимое от оригинала.
Сжатие без потерь
Помимо разработки стандартов, основанных на потоках со сжатием с потерями, Dolby и DTS предложили возможность полностью сохранить оригинальную звуковую дорожку. Dolby TrueHD использует сжатие без потерь MLP (Meridian Lossless Packing), которое уже применяется у Audio DVD. По сравнению с последним, поток удвоился (максимум, 18 Мбит/с), как и число каналов (13.1). Данная особенность позволяет выводить два, шесть или восемь каналов с качеством воспроизведения, соответствующим задумкам создателя. Раздельная запись потоков для стерео и 5.1 позволяет избежать так называемого эффекта downmix. По цене, конечно, увеличения потока. Последний меняется в соответствии с характеристиками начального сигнала. Например: звуковая дорожка с восемью каналами 24 бита/48 кГц потребует средний поток 4,7 Мбит/с при максимальном 6,6 Мбит/с. Оригинальная дорожка (без сжатия MLP) требует потока 9,2 Мбит/с. Пока переходить за стандарты выше 7.1 по числу каналов смысла не имеет.
Что же касается DTS, то здесь эквивалентом является DTS-HD Master Audio с объявленным потоком 24,5 Мбит/с для Blu-ray и 18 Мбит/с для HD-DVD. DTS за основу берёт принцип того, чтобы поток был побитово идентичен оригиналу. С максимумом в восемь каналов (7.1) 24 бита/96 кГц. Следует отметить, что на данный момент гибкость такого подхода не такая хорошая, как у формата Dolby. В частности, число возможных каналов меньше, а появление дополнительных каналов остаётся пока уделом слухов. Некоторую путаницу вносит и то, что DTS, в отличие от Dolby, не дала разные названия своим технологиям HD: добавки High Audio Resolution и Master Audio не интуитивны, да и часто их будут просто опускать из-за длины.
Интерфейс HDMI
Мы уже рассказывали довольно подробно о нем в статье «HDMI – перспективный интерфейс». Сейчас же коснемся только звуковой составляющей.
Для развёртывания звуковой системы HD необходимо следовать ряду условий. Вы не сможете обойти (по крайней мере, сегодня) обязательное использование соединения HDMI между источником (плеером HD) и многоканальным ресивером/усилителем. Конечно, если в плеере есть декодер и преобразователи, то соединение можно провести через аналоговые выходы при условии наличия прямых входов на усилителе. Если же вы используете цифровой интерфейс S/P DIF, как в традиционных конфигурациях, то вы не сможете выиграть от HD. Вы будете ограничены, в лучшем случае, форматом Dolby Digital или традиционным DTS. Увы, но максимальный поток S/P DIF составляет 1,5 Мбит/с.
Дальше всё ещё сложнее. Возможны два способа передачи между плеером и аудио/видео-ресивером. Первый – прямая цифровая передача кодированного потока (raw flow, bit stream), но данный режим требует наличия интерфейса HDMI 1.3, который есть не у всего современного оборудования. Второй вариант поддерживается всеми версиями интерфейса HDMI и предусматривает декодирование на плеере и дальнейшую передачу звука в формате PCM (традиционный цифровой формат звука) по кабелю HDMI на аудио/видео-ресивер, который будет заниматься цифро-аналоговым преобразованием. Подобное разделение задач обеспечивает хорошую совместимость между старым (пусть даже ему исполнилось несколько месяцев) оборудованием и самыми современными звуковыми форматами Dolby TrueHD и DTS-HD Audio Master. Следует отметить, что кабель HDMI может передавать “чистый” кодированный поток (bit stream) и при чтении традиционных DVD с дорожками Dolby Digital или DTS. Из всего сказанного можно сделать, как минимум, два вывода, интересные своими практическими последствиями. Можно использовать аудио/видео-усилитель, в котором нет системы декодирования цифрового звука HD, если он поддерживает приём потоков PCM через вход HDMI, причём версия HDMI может быть и не самая последняя. И, на данный момент, именно характеристики плеера часто определяют возможности установленной системы домашнего кинотеатра.
Будущий формат передачи – прямой закодированный поток (bit stream) подаётся на аудио/видео-ресивер, в котором присутствует декодер звука HD. Но требуется наличие интерфейса HDMI 1.3.
Ограничения
Большинство плееров пока поддерживает DTS-HD только в начальной версии, а не в Full-HD, но, в любом случае, очень мало дисков имеет сегодня подобную дорожку. Более того, поддержка Dolby True HD и DTS-HD ограничена 5.1. Это же самое касается как HD-DVD, так и Blu-ray плееров.
На практике, переход с 5.1 на акустику 7.1 для большинства любителей вряд ли так важен. Хорошая и правильно установленная система 5.1 способна обеспечить все основные объёмные составляющие звука. Наконец, не все пользователи терпят увеличение числа колонок в гостиной, и ещё у меньшего количества есть комната достаточного размера. Следует отметить, что многоканальная система в маленькой комнате (меньше 20 кв. м) вообще себя не оправдывает. Размеры комнаты являются ограничивающим фактором, влияющим на звуковые характеристики.
Звук высокого разрешения HD, независимо от формата, слушать очень приятно! Но, чтобы полностью насладится звуком, вы не должны бояться хорошей динамики и высокой громкости, если того требует звуковая дорожка. Если же у вас чувствительные соседи, и вы будете использовать систему не на оптимальном уровне для её возможностей, то трудности возникнут быстро. Для организации домашнего кинотеатра лучше жить в частном доме, чем в квартире с соседями. Именно соседи являются одним из реальных ограничений звука HD. В остальном при субъективном прослушивании очень сложно сравнивать результаты разных форматов. Кроме того, доступные диски предлагают далеко не весь спектр форматов, да и присутствующие дорожки часто бывают на разных языках. Современные HD-плееры очень медлительны в работе, поэтому мгновенное переключение без прерывания прослушивания невозможно. Наконец, следует учитывать, что звуковые дорожки у разных фильмов тоже разные по качеству. Важно понимать, что качество звука определяется больше не тем или иным форматом HD, а качеством самой дорожки. Если дорожка в фильме плохая, то вы вряд ли различите кодирование Dolby Plus от True HD или DTS Master Audio, которые потенциально способны обеспечить высокое качество.
Владимир Зимин.
(c)InternetNews
20 november 2007