вывод звука pcm что это
Объяснение PCM и Bitstream: Какой из них следует использовать?
Настроить звук довольно просто, но для получения наилучшего звучания необходимо знать несколько вещей. В частности, вы должны понимать, какой формат входного аудиосигнала HDMI выбрать, чтобы получить наилучшие результаты.
Как я уже говорил, здесь нет ничего сложного, и это руководство поможет вам выбрать правильный формат ввода.
По умолчанию обычно используется PCM, и в большинстве случаев вам следует использовать эту настройку. Однако в некоторых случаях Bitstream будет лучше.
Что такое входной аудиоформат PCM HDMI
Сначала давайте разберемся с PCM, поскольку он является стандартным форматом входного аудиосигнала HDMI. Итак, PCM — это аббревиатура от Pulse-code modulation.
Первоначально этот термин использовался в аналоговую эпоху и сначала означал преобразование аналогового звука в цифровой формат в телефонии. По мере развития телевидения он стал использоваться в телевизорах, оснащенных цифровыми процессорами.
Сейчас PCM немного изменился (потому что в современных телевизорах нет аналогового звука). Теперь PCM HDMI Input Audio Format означает, что будет использоваться аудиопроцессор и звук будет преобразован в формат 2.0 (два динамика) или 2.1 (два динамика + сабвуфер). Независимо от того, устанавливаете ли вы внешние колонки или используете встроенные динамики телевизора.
Однако, что если вы используете более продвинутую аудиосистему? В таком случае PCM — это не то, что вам нужно, потому что даже многоканальный звук будет преобразован в формат 2.0 или 2.1.
Поэтому если вы используете аудиосистему высокого класса, вам необходимо использовать Bitstream.
Что такое формат входного аудиосигнала HDMI Bitstream?
Bitstream — это более сложный аудиоформат, который следует использовать, если вы используете аудиосистему высокого класса. В этом случае аудио должен быть аудиопроцессор внешней акустической системы, поэтому аудиопроцессор телевизора не участвует в этом процессе.
Если вы используете высококлассный саундбар или внешние колонки 7.1 или 5.1, для получения наилучшего качества звука следует использовать Bitstream.
Если вы не используете высококлассные аудиоустройства, вам следует использовать PCM.
Как изменить формат аудиовхода на телевизоре
Цифровой звук: DSD vs PCM
Цифровой звук. Как же много мифов крутится вокруг этой фразы. Сколько споров возникало между любителями удобства и качества цифры и приверженцами «живого воздушного» винилового звука помноженного на «тёплое ламповое» звучание. Кроме того, есть немало споров и между любителями «цифры»: достаточно ли 16х44.1 или нужно 24х192? Что лучше: мультибит или дельта-сигма? CDDA или SACD? PCM или DSD? В этой статье я попробую простым языком изложить азы цифрового звука, а так же более подробно остановлюсь на сравнении двух типов кодирования аналогового сигнала в цифровой: DSD и PCM.
Для начала ответим на вопрос, что есть цифровой звук? Чем он отличаются от аналогового? Если говорить кратко, математическим языком, аналоговый звуковой сигнал — непрерывная функция, цифровой звуковой сигнал — дискретная функция. Что это значит?
Аналоговый сигнал
Если нарисовать в воображении график синусоиды (именно так в чаще всего изображают звуковую волну): то, как бы мы его не увеличивали, стараясь рассмотреть все детали, — всегда будем видеть плавную гладкую линию: это аналоговый звуковой сигнал (рис. 1).
Рис. 1. Аналоговый сигнал
Аналоговый звук (запись) имеет множество параметров, с помощью которых можно оценить его качество. Рассмотрим три самых важных: частотный диапазон, динамический диапазон, искажения.
Частотный диапазон — набор частот, содержащихся в звуке. Принято считать, что частотный диапазон человеческого слуха 20… 20.000 Гц (иногда указывается 16 — 22.000 Гц). Сам по себе частотный диапазон музыки никакого интереса в плане оценки качества не представляет (к примеру, частотный диапазон все того же взлетающего самолета будет очень широк, а вокальной партии тенора — намного уже). Качественным параметром, скажем, наушников является потенциальный частотный диапазон, а оценивается он с помощью амплитудно-частотной характеристики (АЧХ). Идеальная АЧХ — прямая линия на всем диапазоне частот слуха – означает, что источник звука не усиливает и не ослабляет какие-то отдельные частоты, а значит извлекаемый звук совпадает с оригиналом.
Рис. 2. АЧХ MP3 файла 256 kbps
Динамический диапазон (ДД) — разность между самым тихим и самым громким звуком. Измеряется громкость в децибелах (дБ). Принято считать, что максимальная громкость, не наносящая травм человеку — это 130 дБ — звук взлетающего самолета, а минимальная слышимая громкость — 5… 10 дБ — на уровне шелеста листьев в маловетреную погоду. Естественно, что шелест листьев на фоне взлетающего самолета разобрать будет невозможно, да и слушать музыку с уровнем 130 дБ крайне неприятно. Поэтому принято считать, что комфортный ДД для прослушивания музыки — 80… 100 дБ.
Искажения – не что иное, как отклонение сигнала от оригинала.
Принципы представления звука в цифровом виде
Что же происходит при оцифровке аналогового звука? Не будем углубляться в технические аспекты, разберем все, как говорится, на бумаге: для этого нарисуем нашу воображаемую «идеальную» синусоиду и будем измерять величину сигнала через равные промежутки времени (этот процесс называется дискретизацией или квантованием): мы получим некий последовательный набор значений — это и будет наш цифровой сигнал, полученный методом импульсно-кодовой модуляции (PCM) (рис. 3).
Рис. 3. Преобразование аналогового сигнала в PCM
Два основных параметра качества PCM сигнала — это частота и разрядность. Частота — это количество измерений за одну секунду, чем их больше — тем с большей точностью передаётся сигнал. Частота измеряется в герцах: 44100 Hz, 192000 Hz и др. Разрядность — количество возможных значений величины сигнала (точность передачи величины). Чем больше вариантов — тем больше точность сигнала. Разрядность измеряется в битах: 16 bit (65.536 возможных значений, ДД 96 дБ), 24 bit (16.777.216 значений, ДД 144 дБ) и др.
Рис. 4. Преобразование аналогового сигнала в DSD
Такой вид представления цифрового звука называется импульсно-плотностной модуляцией, чаще всего для него используется аббревиатура DSD. Фактически, единственный качественный параметр такого сигнала — частота. Но так как частоты используются очень высокие (от 2.822.400 Hz), такие цифры сложно запомнить, принято делить частоту DSD сигнала на 44.100 Hz. Полученное число и является показателем качества: DSD64 (ДД 120 дБ), DSD128, DSD256 и т.д.
Восстановление аналогового сигнала из «цифры»
Но оцифровка аналогового сигнала – это полдела. Для прослушивания цифровой музыки нужно выполнить обратное преобразование. Для начала рассмотрим, каким образом превратить в звук цифровой DSD поток. Как мы уже знаем, этот поток представляет из себя высокочастотный (2,8 МГц и более) двухуровневый сигнал, средняя величина этого сигнала меняется со звуковой частотой. То есть, если подходить к решению задачи максимально просто, — нужно отфильтровать все высокочастотные составляющие DSD потока, оставив только полезный звуковой сигнал (частоты до 20. 22 кГц). Делается это с помощью аналогового фильтра низкой частоты (ФНЧ). Простейший ФНЧ – это RC цепочка. Сигнал полученный, после прохождения этой цепочки, показан на рис. 5.
Рис. 5. Восстановление аналогового сигнала из DSD
Как видим, полученный график лишь отдаленно напоминает исходную синусоиду. Но не забываем, что мы «применили» простейший фильтр, улучшая схему фильтра можно добиться практически полного отсутствия высокочастотного шума и получить аналоговый звук с хорошими качественными показателями.
Для восстановления аналогового сигнала из цифрового PCM недостаточно только лишь аналогового ФНЧ, нужно предварительно расшифровать цифровые данные, для этого используются цифро-аналоговые преобразователи (ЦАПы). Бывают они разных типов, но описывать их все в задачи данной статьи не входит. Остановимся на 2-х самых распространённых типах в звуковой технике. Во-первых, это так называемый ЦАП лестничного типа (его ещё называют мультибитным). Как вы, наверное, догадались, такой ЦАП преобразует PCM поток цифровых данных в поток величин звукового сигнала, которые на графике выглядят как лестница (рис. 6). Как и в случае DSD, обязательно использование аналогового фильтра для сглаживания «ступенек».
Рис. 6. Восстановление аналогового сигнала из PCM
Зачастую, в таких преобразователях используется промежуточная передискретизация цифрового PCM сигнала в более высокие значения частоты (например, 192 кГц): это уменьшает «ступеньки», что позволяет упростить схему аналогового фильтра.
Второй тип ЦАП – дельта-сигма – использует передискретизацию в ещё большие значения частоты с одновременным уменьшением разрядности до одного бита. Ничего не напоминает? Это же знакомый нам DSD сигнал! Как далее обработать такой сигнал и превратить его в аналоговый, мы уже рассматривали выше.
Применение PCM и DSD, достоинства/недостатки
Где же мы можем встретить каждый из способов кодирования? PCM формат очень распространён: CDDA диски, DVD Audio, файлы MP3, FLAC, ALAC, AAC, звук в фильмах, и далее, и далее, проще сказать, когда не-PCM. Super Audio CD диски, DSD диски, файлы DSF, DFF — это DSD формат. Что же всё-таки лучше? При воспроизведении какого формата мы получим более качественный звук?
В статьях, посвященных DSD формату, описано множество преимуществ перед PCM, но все ли описываемые преимущества верны или это мифы, придуманные для обывателей, не разбирающихся в технической составляющей, чтобы отвоевывать рынок, плотно занятый PCM форматом? Давайте кратенько пройдемся по списку.
Рис. 7. Динамический диапазон / шум при преобразовании между DSD и PCM
DSD или PCM, какой формат на самом деле лучше?
Музыка высокого разрешения существует в виде цифровых файлов двух основных форматов — PCM и DSD. Чем они похожи, чем отличаются и какой из них предпочесть?
Что такое PCM
Начнем с того, что PCM (импульсно-кодовая модуляция) изначально старше, первые упоминания о ее успешном использовании относятся к середине прошлого века и связаны, как и многие достижения технического прогресса, с ОПК, а именно — с радарами ВМС. Что же касается бытового применения, то в первую очередь это всем известный компакт-диск с частотой дискретизации 44,1 кГц и уровнем квантования 16 бит.
Что такое DSD
DSD (плотностно-импульсная модуляция) — формат, разработанный компаниями Sony и Philips в конце прошлого века и предназначенный для архивации в цифровой форме аналоговых фонограмм. В качестве физического носителя этого формата выступает SACD. Схожесть у этих двух форматов фактически только одна — оба они цифровые, что для пользователя означает возможность неограниченного копирования без потерь. Что же касается разницы, то применительно скажем к области графического дизайна, это примерно как растровая и векторная графика. А если еще более художественно — то как вышивание крестиком и акварель. И в том и в другом случае получается картинка, но способ ее создания и, как следствие восприятия совершенно различны.
В чем отличие?
PCM, даже в силу возраста, намного более изучен, имеет гораздо лучшую совместимость с огромным количеством самых разных устройств, подразумевает возможность редактирования (эквализации, деления на частотные полосы, преобразования). DSD — формат фактически закрытый, в нем можно записывать, его можно воспроизводить, на этом всё. Однако же, он по своей природе гораздо ближе к первоначальному аналоговому сигналу.
Что же лучше?
Первый и самый главный вывод — с технической точки зрения форматы очень далеки друг от друга по способам реализации, но зачастую практически неотличимы в практическом применении, то есть в звучании итогового файла. Речь идет лишь о небольших различиях в нюансах подачи музыки. Поэтому, при прочих равных, выбирая очередной файл для скачивания и воспроизведения, лучше всего ориентироваться на исходный материал. Если перед вами оцифровка аналога, то DSD вероятно будет предпочтительней и сохранит больше нюансов оригинала. Если это ремастер ранее сделанной цифровой записи в PCM, то логичней ей и оставаться в этом домене.
Комментарии
Интересный материал!
Так в реальности кто-то слушает dsd файлы?
Ликбез от What Hi-Fi: HD-аудио PCM • 24 бит/48 кГц • Без потери качества
Что такое «видео высокого разрешения», многие понимают; но какой смысл говорить об HD-аудио у ДК? Этот термин относится к форматам многоканального звучания, записываемого на Blu-ray-дисках. Для хранения цифрового аудиосигнала используются различные методы, но цель у них одна: лучший звук для вашего домашнего кинотеатра.
Что такое «видео высокого разрешения», многие понимают; но какой смысл говорить об HD-аудио у ДК? Этот термин относится к форматам многоканального звучания, записываемого на Blu-ray-дисках. Для хранения цифрового аудиосигнала используются различные методы, но цель у них одна: лучший звук для вашего домашнего кинотеатра.
Лучший? Насколько лучший?
На порядок. HD-аудио заметно повышает качество, и чтобы услышать это, не нужно быть экспертом. Каждый аспект звучания становится лучше – от динамического диапазона до реалистичности. Как утверждает менеджер по продажам компании Dolby Энди Дауэлл, «Вы слышите именно то, что инженер сведения слышал во время микширования – с точностью до бита». Энтони Уилкинс, директор по маркетингу компании DTS, говорит так: «Когда мы обсуждали компрессию данных для записи звука на DVD, самым корректным термином было бы «урезание», поскольку часть исходного сигнала необратимо терялась в процессе кодирования. У кодеков HD-аудио для Blu-ray этого не происходит; результат идентичен оригиналу».
Идентичен оригиналу? Полностью?
Именно так. Сегодня исходные аудиодорожки к фильмам записываются в формате без сжатия PCM с параметрами 24 бит/48 кГц (лучше, чем на CD). После микширования саундтрек сильно сжимают для воспроизведения в кинотеатре или дома; это похоже на то, как из компакт-диска делают MP3. В системе Dolby Digital, чаще всего применяемой для создания DVD, битрейт соответствует хорошему MP3-файлу – от 384 до 448 кбит/с. Компрессия всегда была нежелательна, но она была необходима для того, чтобы суметь «втиснуть» многоканальный звук целого фильма на катушку или диск ограниченного объема. Однако у Blu-ray-диска объем доходит до 50 ГБ, так что необходимость в компрессии отпадает. Такой диск способен хранить полный саундтрек в формате PCM 7.1 с параметрами 24 бит/48 кГц; даже однослойный 25-гигабайтный диск легко вмещает звуковую дорожку без сжатия в формате PCM 5.1.
Почему тогда не каждый диск содержит звук в PCM?
Он занимает довольно большую долю объема, особенно у менее дорогих дисков на 25 ГБ. Чтобы оставить место для дополнительных материалов, дорожек на иностранных языках, комментариев и собственно видеосоставляющей фильма, студии следуют одному из двух подходов. Один заключается в понижении 24-битного PCM-аудио до 16 бит/48 кГц. Однако более популярно использование двух систем записи звука без потери качества – DTS-HD Master Audio и Dolby TrueHD.
Что означает «без потери качества»?
Эти системы подобны архиваторам файлов: они упаковывают PCM 24 бит/48 кГц в меньший объем памяти. Для воспроизведения требуется «разархивирование» записанного файла обратно в PCM; это может делать как Blu-ray-проигрыватель, так и большинство AV-ресиверов. В результате применения технологии Dolby TrueHD получается звук в PCM 24 бит/48 кГц, но его хранение требует почти вдвое меньше места. Теоретически он должен быть идентичен оригиналу; так утверждают Dolby и DTS. Вот почему эти две технологии так популярны в Голливуде: они обеспечивают очень высокое качество звука, но требуют более скромных объемов дискового пространства в сравнении с PCM. Это снижает стоимость диска (позволяя ограничиться 25-гигабайтным носителем) и оставляет больше места для дополнительных материалов.
Что говорят цифры
Для хранения звуковой дорожки двухчасового фильма в PCM 5.1 (24 бит/48 кГц) требуется 6,2 ГБ памяти. Dolby TrueHD снижает эту цифру до 3 ГБ; чем больше разных аудиоканалов у фильма и чем он длиннее, тем полезнее сжатие. Что до сравнения двух систем, то у DTS-HD Master Audio выше битрейт, чем у Dolby TrueHD (24,5 Мбит/с и 18 Мбит/с), но на практике эти значения почти никогда не достигаются. На некоторых дисках имеются дорожки в обоих форматах. В целом, оба они весьма хороши.
Три основных формата HD-аудио
ЗА: Фантастическое качество, как в фильме «В 3:10 на Юму». Не требует «разархивирования»; доступен и старым Blu-ray-проигрывателям или AV-ресиверам.
ПРОТИВ: Занимает много места: «Юма» в формате 7.1 требует более 8 ГБ.
ЗА: Потрясающее качество звучания; занимает намного меньше места на диске, чем PCM. Саундтрек к фильму «Темный рыцарь» в TrueHD – один из самых замечательных.
ПРОТИВ: В теории, битрейт 18 Мбит/с дает чуть меньше, чем 24,5 у DTS-HD MA.
ЗА: Самый распространенный кодек без потерь на Blu-ray-дисках; звучит чудесно – это доказывает саундтрек к фильму «Аватар».
ПРОТИВ: Кое-кто утверждает, что он на деле лучше Dolby TrueHD; мы в этом не уверены.
Руководство по HD-звуку
Автор: Редакция THG
По материалам: www.thg.ru/video/hd_audio_i/print.html
Когда речь идёт об аудио высокой чёткости (high definition), проигрываемого с плеера Blu-ray на компьютере, многие склонны думать, что наличие интерфейса HDMI на материнской плате или видеокарте автоматически позволяет воспроизводить на телевизоре и домашнем кинотеатре такие форматы аудио высокой чёткости, как Dolby Digital Plus, DTS-HD High Resolution, Dolby TrueHD и DTS-HD Master Audio. Однако за исключением нескольких интересных возможностей, в большинстве случаев это совершенно не так. Даже относительно новые, оснащённые интерфейсом HDMI high-end материнские платы, видеокарты и звуковые карты могут не справиться с такими немалыми потоками звуковых данных самостоятельно. Всё, в конце концов, сводится к тому, какого типа входящий сигнал они могут принять и какой сигнал выдать.
В данном обзоре мы рассмотрим все форматы HD-аудио, их битрейт (поток) и требования по доставке на средство воспроизведения. Во второй части мы продолжим исследовать, как цифровые аудиопотоки могут (или не могут) обрабатываться в типичных компонентах ПК. После прочтения обеих статей, вы должны будете придти к глубокому пониманию того, почему так много пользователей систем домашних кинотеатров используют множество аналоговых кабелей (три для 5.1-канального звука и четыре для 7.1-канального звука) вместо HDMI для передачи многоканального звука туда, куда нужно. Мы расскажем также о некоторых альтернативных решениях, связанных с преобразованием цифрового сигнала в аналоговый в компьютере, а не в ресивере или предусилителе, часто такая опция является наиболее доступной для получения HD-звука оптимального качества. И, наконец, возможно, вы поймёте, почему стоит ещё немного подождать с покупкой плеера Blu-ray для системы домашнего кинотеатра; это позволит вам воспользоваться некоторыми новыми преимуществами, которые должны появиться до конца 2008 года, но пока ещё не совсем готовы (по крайней мере, не были готовы на момент написания данной статьи).
В первой части мы рассмотрим следующие пункты:
Форматы аудио высокой чёткости (HD-аудио)
На диски Blu-ray могут быть записаны звуковые дорожки к фильмам в одном из следующих форматов:
PCM (Linear PCM или LPCM)
Все плееры Blu-ray должны поддерживать формат PCM Audio, чтобы соответствовать спецификации Blu-ray, однако не все диски Blu-ray включают в себя этот формат. Многие сайты с базами данных фильмов предоставляют подробную информацию о дисках Blu-ray, в особенности на сайте Cinema Squid можно найти таблицу («The Audiophile«) характеристик звука различных дисков Blu-ray, где им даётся оценка по шкале от 0 до 100.
В таблице в конце нашей статьи представлена информация по аудио-форматам Blu-ray: звуковые схемы (количество каналов), поддержка SPDIF и HDMI для формата PCM.
Dolby Digital
Все плееры Blu-ray должны поддерживать передачу Dolby Digital на внешний декодер (bitstream). Когда плееры не могут выдать звуковую дорожку Dolby с высоким потоком, они всегда скатываются к звуку, который называется Dolby Digital core. Дело в том, что в данной версии 5.1 Dolby Digital более высокий поток представлен в виде так называемых расширений, которые ресивер может как правильно декодировать, так и нет. Если расширения будут декодированы некорректно, вы всё ещё получите сжатое аудио (bitstream) в формате Dolby Digital 5.1 с максимальным потоком 640 кбит/с.
Характеристика дорожки Dolby Digital для фильмов Blu-ray выглядит следующим образом:
В изначальной спецификации DVD 1997 года не было упоминаний о DTS, поэтому старые DVD-плееры не распознают звуковые дорожки в формате DTS. Все современные DVD-плееры могут внутренне декодировать поток DTS или выводить его на внешний декодер по какому-либо цифровому каналу, однако поток при этом часто снижается до 768 кбит/с. Как и в случае с Dolby Digital, варианты DTS с более высоким потоком построены на DTS core с максимальным потоком 1,5 Мбит/с, так что если расширения декодировать не получится, то базовый звук в формате DTS всё равно будет доступным для обработки или передачи. Если на диске Blu-ray присутствует любая звуковая дорожка DTS, вы можете рассчитывать на базовый уровень звука DTS от плеера Blu-ray.
Характеристика дорожки DTS для фильмов Blu-ray выглядит следующим образом:
Dolby Digital Plus
Только на очень немногих фильмах Blu-ray указано наличие звуковой дорожки DD+, и PowerSquid не даёт такого списка. На самом деле, среди фильмов с заявленной поддержкой DD+ нам удалось найти только несколько, записанных на HD-DVD: A View From Space With Heavenly Music, «Сорвавшийся с цепи/Unleashed» и т.д. Характеристика дорожки DD+ для фильмов Blu-ray выглядит следующим образом:
DTS-HD High Resolution
Являясь альтернативой DD+, формат DTS-HD High Resolution (часто называемый просто DTS-HD HR) представляет собой модернизацию простого DTS (как DD+ по отношению к Dolby Digital), обладая более высоким потоком и улучшенными характеристиками сжатия. Как и в случае с Dolby Digital и DD+, DTS-HD HR кодируется в виде расширений к данным DTS core. Точно так же формат DTS-HD HR опционален для плееров Blu-ray, поэтому многие плееры извлекают только поток DTS на 1,5 Мбит/с и игнорируют расширения. Как и в случае с DD+, изучение HD-треков на коммерческих дисках Blu-ray показало, что студии отказались от обоих этих форматов в пользу оригинального core-формата плюс несжатых версий с высоким потоком: Dolby TrueHD и DTS-HD Master Audio. Очевидно, что они руководствуются поддержкой максимально возможной чёткости на встроенной дорожке 5.1, чтобы оборудование, которое поддерживает несжатый звук, принимало эти потоки, а для другого оборудования предлагать сжатые core-форматы (Dolby Digital и DTS).
Опять же, нам не удалось найти диски Blu-ray с кодированием DTS-HD HR. Хотя некоторые иностранные фильмы HD-DVD от Warner Brothers указывают поддержку данного формата, в обзорах этих дисков говорится, что версии Blu-ray, поддерживающие Dolby TrueHD или DTS-HD Master Audio, обеспечивают гораздо более превосходное качество звука по сравнению с аналогами HD-DVD (например, Ghost Rider). Характеристика дорожки DTS-HD HR в фильмах выглядит следующим образом.
Dolby TrueHD
Dolby TrueHD является одним из первых двух форматов несжатого звука (сжатого без потерь), доступных только для оптических HD-плееров. Несмотря на то, что кодек Dolby TrueHD является опциональным, данный формат широко поддерживается плеерами и дисками Blu-ray (гораздо больше, чем DD+, который часто отсутствует на дисках Blu-ray).
Характеристика дорожки Dolby TrueHD для фильмов Blu-ray выглядит следующим образом:
DTS-HD Master Audio
В соответствии с самой спецификацией DTS-HD, данный формат может включать произвольное количество каналов. Хотя если посмотреть на информацию примерно 700 доступных на данный момент дисков Blu-ray с сопровождением в формате DTS-HD MA, то вы увидите, что большинство обладает 6 (5.1) каналами с частотой дискретизации 48 кГц и разрядностью 24 бит. Вы также найдёте достаточное количество 7.1-канальных дорожек и несколько дисков Blu-ray с 6.1 (и даже 5.0) каналами, где максимальная частота дискретизации составляет 96 кГц для многоканального звука. Максимальный поток для доступных дисков Blu-ray составляет 13,5 Мбит/с (например, фильм «Я легенда/I Am Legend», получивший отличные баллы за качество звука от Blu-ray.com, DVDTown.com и Hi-Def Digest).
Характеристика дорожки DTS-HT Master Audio для фильмов Blu-ray выглядит следующим образом:
Сводная таблица звуковых схем для Blu-ray
Таблица, приведённая ниже, является сводной по форматам PCM/LPCM, Dolby Digital, DTS, Dolby Digital Plus, DTS-HD High Resolution, Dolby TrueHD и DTS-HD Master Audio. В ней также представлена информация о том, может ли SPDIF-кабель обеспечить тот поток, который требуется после декодирования (при максимальных и обычных значениях), а также версии HDMI, которые необходимы передачи для того или иного формата без декодирования (bitstream).
Хорошая новость заключается в том, что если вам удастся каким-то образом сконфигурировать свой ПК так, чтобы вы могли делать следующее, то вы сможете слушать многоканальный объёмный звук высокого разрешения со своего развлекательного центра, даже если ваш ПК (и другие компоненты) не поддерживают HDMI 1.3a.
Чтобы это сделать, нужно поработать с программным обеспечением плеера/декодера Blu-ray и его опциями вывода. Одним словом, как только вы сможете создать поток данных в формате LPCM из Dolby TrueHD или DTS-HD Master Audio и вывести его на ресивер или усилитель, вы сможете декодировать и слушать звук с максимальным качеством, на которое способен ресивер, без потерь чёткости воспроизведения и детализации звука. Как видно из таблицы, это намного больше, чем может обеспечить кабель SPDIF.
Передача многоканального звука на аудио-ресивер
Если у компьютера есть соответствующий программный кодек, он может преобразовывать любой (почти все) из упомянутых форматов Dolby и DTS в сигнал PCM и передавать его в этом формате. Это означает, что ресивер (или предусилитель/препроцессор, который более серьёзные аудиофилы подключают к усилителям) должен выполнить цифро-аналоговое преобразование, а затем усилить сигналы для вывода на колонки. Для этого могут понадобиться от двух колонок для обычного стерео до восьми и более колонок для 7.1-канальных систем. Типичная 7.1-канальная система состоит из центральной колонки, LFE-колонки (канал низкочастотных эффектов, который обеспечивает один или более сабвуферов и добавляет «.1» к обозначениям 5.1 и 7.1), плюс из правой и левой передних и тыловых колонок (5.1), а также правой и левой боковых колонок объёмного звучания (7.1).
Если для вывода аудио с ПК на ресивер используются аналоговые разъёмы, ПК должен сначала декодировать данные в формате Dolby или DTS, а затем преобразовать их из цифрового в аналоговый сигнал, который затем передаётся по трём (5.1) или четырём (7.1) кабелям на ресивер для усиления и вывода на колонки. Эти кабели, как правило, организованы как центральный плюс LFE (два канала), правый и левый передний, правый и левый тыловой, а также правый и левый для объёмного звучания (только для 7.1).
Заключение: если LPCM не будет работать, то мы останемся с Dolby Digital и DTS
Во второй части статьи мы рассмотрим аппаратные и программные компоненты ПК, которые вовлечены в работу со звуковыми потоками высокой чёткости на дисках Blu-ray. Если только у вас нет в распоряжении самого новейшего «железа», то вы, вероятно, не сможете воспользоваться HDMI 1.3a для передачи этих форматов напрямую (bitstream) для внешнего декодирования. Но если ваш ПК может преобразовать один из этих форматов в LPCM, или на диске Blu-ray есть звуковая дорожка в формате LPCM, и вы сможете вывести этот LPCM-поток через HDMI на свой ресивер или предусилитель/препроцессор, то всё у вас будет в порядке. В противном случае, единственным способом вывести многоканальный HD-звук (5.1 и выше) с компьютера на ресивер будет декодирование цифрового аудио в его аналоговый эквивалент в самом компьютере, а затем потребуется использовать три (5.1) или четыре (7.1) аналоговых кабеля, чтобы направить этот звуковой сигнал на ресивер или предусилитель/препроцессор. Подробности читайте в следующей части нашей статьи!
Введение (Часть 2)
Для воспроизведения диска Blu-ray на компьютере требуется несколько компонентов. Кроме того, когда дело доходит до передачи потока звуковых данных с компьютера на другое устройство воспроизведения, такое как high-end ресивер или предусилитель, могут возникнуть интересные проблемы. В этой части нашей статьи мы сначала рассмотрим компоненты, вовлечённые в процесс воспроизведения диска Blu-ray на ПК, а затем обратим внимание на то, как звуковой поток может выйти из компьютера, и какие при этом могут проявиться потенциальные проблемы.
Воспроизведение дисков в формате Blu-ray
Прежде всего, компьютер должен быть оснащён внутренним приводом Blu-ray. Мы не берём в расчёт различные методы подключения игровой приставки Sony PlayStation 3 с плеером Blu-ray в основном потому, что она может обеспечить более надёжную передачу аудио высокой чёткости прямо на ресивер без соединения с компьютером. Обратите внимание, что плееры Blu-ray, подключаемые через USB 2.0, тоже допустимы, поскольку пропускная способность этого интерфейса составляет 480 Мбит/с и может справиться с типичной пропускной способностью дисков Blu-ray, доступной на сегодняшний день (это максимум 45 Мбайт/с или 360 Мбит/с, хотя на сайте Blu-ray.com в пункте 1.7 раздела часто задаваемых вопросов указана максимально возможная для данной технологии скорость передачи в 400 Мбит/с).
Подробную информацию о доступных приводах Blu-ray для ПК можно найти на сайте Blu-ray.com, где приведено много моделей, а также ссылки на приводы производителей.
На момент написания данной статьи нам удалось найти три основных коммерческих продукта, способных работать с дисками Blu-ray, декодируя их аудио- и видеоконтент (см. таблицу). У нас не было возможности подробно сравнить эти программные плееры, поэтому сосредоточимся только на том, что любой из них позволяет воспроизводить диски Blu-ray и декодировать любой содержащийся на них формат аудио высокого разрешения, хотя конечный результат будет также зависеть от дальнейшего пути следования звукового потока.
Производители программных плееров отличаются своими возможностями в этом плане, и несколько игроков не вошли в наш список из-за того, что их продукты вышли позднее или загадочным образом оказались недоступны (особенно это касается Nero и Roxio). Из всех указанных в нашем списке программных плееров наилучший результат мы получили с относительно новым ArcSoft Total Media Theatre, который лучше всех выполнил свою работу по предоставлению нужных форматов на выходе.
Коммерческие плееры/декодеры дисков Blu-Ray и версии HDMI
Защищённые пути прохождения аудио и видео с плеера на дисплей
При прохождении зашифрованного аудио и видео высокого разрешения от плеера до дисплея, все участки на пути прохождения сигнала между источником (плеер Blu-ray) и пунктом назначения (по всей видимости, какой-то телевизор 1080p HDTV или его эквивалент, например, HD-проектор) должны быть защищены. Чтобы в какой-то степени помочь этому процессу со стороны аудио-данных, компания Microsoft разработала спецификацию для драйверов Protected Audio Path (PAP) вовлечённых в эту цепочку компонентов: плееров, материнских плат, видеокарт, звуковых карт и т.д.
Представляем вам схему этого процесса, взятую из опубликованного 16 февраля 2007 года блога Мэтта Райта (Matt Wright) с сайта MissingRemote.com. Идём по пунктам, отвечая на вопрос: «Как плеер Blu-ray подключен к дисплею?».
Вспомним, что такое HDMI
Ниже приведена краткая информация о версиях HDMI
High-Bandwidth Digital Copy Protection (HDCP)
HDCP расшифровывается как High-bandwidth Digital Content Protection и представляет собой технологию защиты цифрового медиаконтента от несанкционированного копирования. Защита HDCP была разработана компанией Intel, а лицензированием занимается её дочернее подразделение Digital Content Protection LLC. Данная технология специально разработана для защиты зашифрованных данных при их прохождении от плеера до дисплея. Форматы Blu-ray и HD DVD требуют наличия защищённого соединения при использовании интерфейсов DVI и HDMI, которые должны поддерживать защиту HDCP на протяжении всей цепочки передачи сигнала.
Основной целью HDCP является предотвращение несанкционированного доступа к цифровому медиаконтенту во время его прохождения от плеера до дисплея. Эту технологию поддерживает большинство крупных киностудий и другие создатели видеоматериалов высокого разрешения. Если какой-либо компонент в цепочке обработки сигнала не поддерживает HDCP, то связи по HDCP между конечными устройствами не произойдёт, и вы не сможете воспроизвести защищённое содержимое, в том числе и диски Blu-ray, которые вы, возможно, хотели посмотреть.
В настоящее время большинство производителей, чьё оборудование может работать с контентом высокого разрешения (телевизионные приставки для кабельного и спутникового телевидения, DVD-плееры, HD-телевизоры (HDTV) и т.д.), предпочитают пользоваться лицензированием HDCP и, как правило, выбирают передачу сигнала через интерфейс HDMI. По этой причине сейчас на рынке можно наблюдать растущее число видеокарт и материнских плат с поддержкой HDMI и HDCP. Кроме того, это объясняет, почему у вас должна быть «правильная» версия HDMI, чтобы вывести HD-звук через ПК: только она обеспечивает нужную комбинацию защиты от копирования и пропускной способности, которая может удовлетворить требованиям HDMI/HDCP.
Сейчас киностудии могут выбирать, использовать флаг ICT или нет, и пока они решили отложить его применение исключительно из практических соображений. Проблема форматов звука высокой чёткости, таких как Dolby Digital Plus, Dolby True HD, DTS-HD High Resolution и DTS-HD Master Audio заключается в том, что только HDMI 1.3 способен распознавать и передавать эти форматы с плеера на следующее звено в цепочке обработки звука без изменений (bitstream). Более старые версии HDMI будут отлично работать с LPCM даже при высоком битрейте, поэтому можно использовать этот вариант в качестве альтернативы: все вышеназванные аудиоформаты декодируются в несжатый звук формата LPCM (по существу, это «чистый» цифровой звук), а затем этот поток выходит из компьютера через HDMI или DVI-I.
Далее по цепочке обработки звука!
После того как сигнал покинул привод Blu-ray, в процесс обработки аудио и видео вступает программный плеер (декодер) Blu-ray от таких компаний, как Arcsoft, Cyberlink или Core (см. Таблицу 2). Если вы решили вывести из компьютера многоканальный звук в аналоговой форме, то ваша звуковая карта станет частью цифро-аналогового преобразования (или D2A), вовлечённого в процесс преобразования одного из HD-форматов Dolby или DTS (Dolby Digital Plus, Dolby TrueHD, DTS-HD High Resolution, DTS-HD Master Audio) или несжатого потока LPCM в аналоговый сигнал.
В противном случае, придётся передавать цифровой поток от материнской платы, из компьютера, на цифровой ресивер или предусилитель/препроцессор. Существует два интерфейса, по которым цифровой звук может выходить прямо из ПК: HDMI и Sony/Philips Digital Interconnect Format (сокращённо S/PDIF или SPDIF).
Проблемы с интерфейсом SPDIF
В первой части статьи мы касались этой проблемы, однако стоит повторить, что ни один из форматов аудио высокой чёткости Dolby или DTS, как и формат LPCM с высоким закодированным потоком, нельзя благополучно передать по соединению SPDIF (будь то коаксиальная или оптическая реализация). И дело здесь не в самом кабеле, а в том, что максимальный поток SPDIF составляет чуть больше 1,5 Мбит/с, необходимые для передачи звука в простом формате DTS 5.1. И даже технологии, которые могут самостоятельно определять пропускную способность, будут передавать форматы высокого разрешения, если они не превышают пороговое значение, но снизятся до обычного Dolby Digital или DTS, если потребовалась большая пропускная способность. Вот чем объясняется странный феномен, когда звуковое оборудование периодически сообщает о рабочем соединении Dolby TrueHD или DTS-HD Master Audio через интерфейс SPDIF, но в другой раз показывает только Dolby Digital или DTS через тот же самый интерфейс.
Где же компьютеры с интерфейсом HDMI?
Если вы начнёте искать компоненты ПК с интерфейсом HDMI (или его цифровым эквивалентом, таким как DVI-I с поддержкой HDCP, который можно подключить к кабелю HDMI через HDMI-адаптер), то вы найдёте только два типа компонентов: материнские платы и видеокарты.
Для материнских плат, не оснащённых интерфейсом HDMI, как правило, есть два варианта звуковых выходов: аналоговый выход или оптический/коаксиальный SPDIF-разъём. Аналоговый выход может обеспечить 3 двухканальных разъёма mini-RCA для 6-канальных звуковых схем (5.1) или 4 двухканальных разъёма mini-RCA для 8-канальных звуковых схем (7.1).
Сейчас вы понимаете, что аналоговое преобразование на компьютере означает, что вы должны принять то качество звука, которое получилось после обработки декодером; аналоговый сигнал будет просто передан на ресивер или предусилитель/препроцессор для усиления и вывода на колонки. Кроме того, вы должны осознать, что при использовании соединения SPDIF между ПК и ресивером (предусилителем/препроцессором), вы будете ограничены, в лучшем случае, форматом Dolby Digital или традиционным DTS при передаче «родных» цифровых аудиопотоков через этот интерфейс, то есть вы будете лишены возможности передавать с компьютера большие потоки Dolby Digital, DTS или LPCM.
Это внушает надежду, что владельцы компьютеров с соответствующим аппаратным и программным обеспечением и ресиверов (предусилителей/препроцессоров) с необходимым набором функций, смогут наслаждаться звуком высокой чёткости на своих 5.1- или 7.1-канальных системах. Как правило, добиться нужного результата можно только путём экспериментирования, поскольку когда звуковая карта, которая работает с программными кодеками, не может преобразовать многоканальную звуковую дорожку высокой чёткости в её LPCM-эквивалент, то обычно происходит понижающая дискретизация (downsampling) до LPCM 2.0. При попытке воспроизвести HD-аудио вы должны следить за индикаторами на ресивере (предусилителе/препроцессоре) и внимательно слушать исходящий звук.
HDMI через видеокарты и звуковые карты
Иногда порты HDMI (и DVI-I с поддержкой HDCP) можно найти на high-end видеокартах, выпущенных с 2005 года: nVidia 8500, 8600 и более новые чипсеты 8800, а также AMD/ATI 24xx и новее. Если эти видеокарты и позволяют принимать на себя звук для «настоящего» выхода HDMI (то есть видео плюс аудио), то звуковой вход представлен в виде 4-контактного гнезда SPDIF или какого-то другого разъёма SPDIF: RCA для коаксиального, TOSLINK для оптического. Опять же, это ставит современные видеокарты в то же самое невыгодное положение в отношении обработки звука высокого разрешения (чёткости), в котором находятся другие технологии, использующие SPDIF: его пропускной способности просто недостаточно для передачи таких форматов звука, как Dolby Digital Plus, Dolby TrueHD, DTS-HD High Resolution, DTS-HD Master Audio и LPCM с большим потоком данных.
Каково же место звуковых карт?
Сегодня многие производители говорят о выводе аудиопотока через интерфейс HDMI и о поддержке звука высокой чёткости, однако никто из них не продаёт звуковых карт, способных выводить звук в той форме, которая смогла бы подаваться на HDMI-выход. Компания Asus объявила о выпуске летом 2008 года звуковой карты Xonar HDAV1.3 (модель была продемонстрирована 4 июня на выставке Computex на Тайване; пресс-релиз с интересной информацией о продукте смотрите здесь), а компания Auzentech обещает выпустить звуковую карту с поддержкой HDMI с конца 2006 года. Однако эти компании и другие крупные игроки на рынке звука, такие как Creative, M-Audio и HT Omega, борются с отсутствием стандартного интерфейса для передачи HD-аудио внутри компьютера. Им также приходится как-то сочетать большие звуковые потоки и видео высокого разрешения в едином окружении, отвечающем требованиям защиты HDCP на всех звеньях цепочки обработки сигнала, как того чётко требует спецификация.
Таким образом, звуковая карта Asus Xonar HDAV1.3 обнадёживает поклонников HD-аудио на ПК, желающих выводить звук в формате Dolby TrueHD или DTS Master Audio с плеера Blu-ray компьютера на соответствующим образом оснащённый ресивер, чтобы извлечь максимум преимуществ от 6-8-канального объёмного звука. Звуковая карта Xonar HDAV будет фактически принимать видео через HDMI-вход (предположительно, с видеокарты, оснащённой интерфейсом HDMI), а затем добавлять к потоку HDMI звук высокой чёткости, прежде чем вывести этот поток, объединяющий HD-аудио и видео, через свой HDMI-выход на другое устройство цепи. Интересно, что Asus собирается включить в комплект поставки плеер ArcSoft Total Media Theatre (это стало известно с выставки Computex, и та же самая информация содержится в вышеупомянутом пресс-релизе).
В чём истинная проблема?
Мы обсудили все проблемы с разработчиками кодеков (особая благодарность Майклу Даунсу (Michael Downs) из компании Arcsoft за помощь в обсуждении), с производителями чипсетов (мы разговаривали с представителями компаний nVidia, AMD и FreeScale, а также пытались связаться с сотрудниками Realtek и Intel) и с производителями материнских плат и звуковых карт.
В процессе обсуждения мы начали понимать, что существует три потенциальных решения проблем, связанных с объединением аудио и видео. Однако, несмотря на то, что эти подходы могут удовлетворить требования защиты от копирования, ни один из них не был полностью стандартизирован и не предлагался в качестве законченной технологии, пригодной для коммерческого внедрения на рынок. Разумеется, это относится и к технологии для драйверов Protected Audio Path (PAP) («защищённый путь прохождения аудио») от компании Microsoft, включая процессы сертификации драйверов и программ, которые пока не отработаны.
Ниже мы приведём три упомянутых возможных решения проблем:
На вышеупомянутом сайте Microsoft сказано, что «Protected Audio Path (PAP) представляет собой будущую инициативу по предоставлению возможности шифрования звукового потока через шины, доступные пользователям». Таким образом, по словам Даунса, «спецификации PAP на данной стадии разработки драйверов и ПО можно интерпретировать по-разному». Другими словами, даже точка зрения компании Microsoft по поводу того, как обращаться с HD-звуком, остаётся до конца не ясной.
Спасительная соломинка
Несмотря на все надежды на возможные решения, в ближайшем будущем никаких подвижек не предвидится. Учитывая сроки для обсуждаемых и для уже обещанных к выпуску продуктов, таких как Asus Xonar AV или плата расширения Auzentech HDMI 1.3, по всей видимости, никакие решения по прямой передаче высокопотокового HD-звука с компьютера мы не увидим до осени 2008 года (если не позднее).
Тем временем, для тех, кто пытается заставить работать технологии HDMI и HDCP, ситуация остаётся сложной, запутанной и неопределённой. К сожалению, экспериментирование с имеющимся оборудованием является единственным способом проверить, может ли на самом деле формат LPCM придти на помощь и передать большой поток аудио высокой чёткости с какого-то конкретного ПК на какой-то определённый ресивер или предусилитель/препроцессор. Что касается ситуации в ближайшем будущем, всё будет в большой степени зависеть от компонентов внутри компьютера, результаты будут меняться соответствующим образом, разброс будет тоже высок.
Мы будем тщательно следить за этим интересным, но чаще всего запутанным положением дел и за тем, как будет формироваться какое-то технологическое решение. Если вы заметили, что мы что-то упустили из виду в анализе текущей ситуации, пишите в наш Клуб экспертов по ссылке ниже. Ведь если и есть что-то, требующее доработки, то это плачевное и запутанное состояние звука высокого разрешения в современных компьютерах!