Сучасні багатоканальні системи

Діджитал 29 червня 2022 Перегляди: 172

Передати просторові звукові відчуття - завдання з багатьма варіантами рішень. Ми не раз стикалися з ідеалізуванням звукових систем, розмовами про повноцінний багатоканальний звук, який переносить слухача в заданий акустичний простір з безліччю локалізованих джерел. Але, на жаль, це поки не реально.

Dolby
DTS
DTS-S - DTS-стерео, призначений для кінотеатрів, які хочуть використовувати цифровий звук, але не можуть собі дозволити повноцінний шестиканальний варіант.
DTS-6 - три фронтальних канали (лівий L, центральний C, правий R), два S-канали (LS і RS) і сабвуфер. При цьому слід зазначити, що стандарти дещо різні з Dolby. Наприклад частотний діапазон сабвуфера в DTS - від 20 до 80 Гц, замість 3 -120 Гц у Dolby Digital.
Dolby vs DTS

Поки, можна говорити тільки про одну успішну реалізацію, найбільш близьку до наших реальних відчуттів - бінауральну. Для отримання повноцінної об'ємної інформації за її допомогою слухач повинен перебувати в навушниках. Досвідчена модель, на базі якої будувалися основні дослідження, являла собою манекен, де замість правого і лівого вуха були встановлені мікрофони. За результатами складалася складна математична модель, яка дозволила створювати віртуальні звукові світи.

Але ці дослідження, хоч і були близькі до ідеалу, мали досить загальні результати. Адже, погодьтеся, у кожної людини різна форма вушних раковин, а відстань між правим і лівим вухом - це також індивідуальний параметр. Загалом, дослідники зайшли в глухий кут. Практичне застосування результатів бінауральних моделей зараз пропонується у варіанті субкультури, що розвивається окремо від основних напрямків, що застосовуються на практиці.

Як це не дивно, але найважливіший внесок у галузі просторового звуку зробила кіноіндустрія. У процесі свого розвитку вона стикалася з безліччю проблем, і не можна сказати, що її шлях був гладким. На впровадження нових технологій витрачалися величезні гроші, і не завжди такі вкладення виправдовувалися. Як приклад можна навести стереокіно, де глядачам пропонувалося надягати спеціальні окуляри, щоб дивитися зображення в обсязі. Стереокіно не стало стандартом, і навіть гірше - воно повністю не прижилося. Тому ідеалізовані бінауральні варіанти з навушниками - технологія не для кіновиробництва.

Dolby

Як варіант - це багатоканальна система. Спочатку кіно було німим, потім прийшов моно звук, і наступний етап - стерео... Стерео увірвалося з великою кількістю нових ідей і їх реалізацій. Простий поворот ручки панорами приводив глядачів і слухачів у захват. Що цікаво, до 80-х поняття «» stereo «» і «» surround «» були синонімічними. А знаєте, коли розділилися? З переходом стандарту кіноплівки з 35 мм на 70 мм. Спочатку, виробники стали використовувати так званий канал ефектів (effect channel) - це розташований позаду слухачів гучномовець, призначений для озвучування допоміжних звуків, а часто і просто мовчачий, оскільки місце на 35 мм-плівці було обмежено. З впровадженням стандарту 70 мм, канал ефектів став задіюватися постійно і був перейменований в просторовий канал (surround channel, далі будемо називати його як S-канал). І з цього моменту можна сказати про поділ понять «» stereo «» і «» surround «». У варіанті 35 мм-плівки було запропоновано стандарт Dolby Stereo (середина 70-х). У 1982 році на ринок надійшли перші Dolby Surround пристрої. Коштували вони тоді як апаратура hi-end-класу, і були доступні дуже невеликій кількості громадян.

Паралельно з кіноіндустрією розвивалися відео-індустрія і кабельне/супутникове телебачення. Можливість забезпечити об'ємний звук в домашніх умовах - одне з основних завдань, яке було поставлено перед виробниками. З'явилися більш адекватні як за ціною, так і за реалізацією варіанти декодерів Dolby Pro Logic і Pro Logic II. Останній дозволяв не тільки відтворити закодований об'ємний звук, але і слухати музику зі звичайного CD, розкладаючи його на surround-систему. Pro Logic і Pro Logic II є перехідними містками між звичайними стерео-системами і багатоканальним surround. Утрируючи деякі особливості можна сказати, що в чомусь вони (стерео і surround у варіантах декодерів Dolby Surround - Pro Logic і Pro Logic II) взаємозамінні.

З активним впровадженням цифрових технологій Dolby Labs представляє стандарт Dolby Digital AC-3 (5.1), розроблений для 35 мм плівки. Особливістю Dolby Digital 5.1 є наявність двох surround-каналів (правого (RS) і лівого (LS), у попередників S-канал був один, хоча гучномовців встановлювалося кілька) і сабвуфером. Якщо говорити про абревіатуру «» 5.1 «», то вона розшифровується не тільки як п'ять каналів і сабвуфер. Справа в тому, що в Dolby Digital вперше фронтальні і S-канали мали однаковий повний частотний діапазон. Наприклад, у Dolby Pro Logic S-канал передбачав діапазон від 100 Гц до 7КГц. Тепер же ми говоримо про п'ять повноцінних каналів з діапазоном 20 Гц - 20 <unk> ц і вище. Частотний діапазон сабвуфера або як його ще називають LFE-канал (Low Frequency Effect) є обмеженим і становить приблизно 0.1 від частотного діапазону п'яти каналів, тому "5.1" "слід розшифровувати як" "п'ять і одна десята" ".

Файли Dolby Digital 5.1 мають розширення * .ac3 і потребують спеціального декодера для розшифрування (програмного або апаратного). На зорі свого становлення технологія коштувала дуже не дешево. Декодери були тільки апаратні і випускалися у вигляді спеціалізованих пристроїв. Тепер ситуація змінилася в кращу сторону, і звичайний користувач може собі дозволити придбання звукової карти з вбудованими декодерами або завантажити їх програмний варіант з інтернету. Таким чином, сучасний кінозал і домашній кінотеатр повністю зрівнялися за можливостями. Варто відзначити і ще один важливий аспект.

Поряд з розвитком кіно, відео і телебачення, відкрився новий спектр застосування технології surround-звуку - відео та комп'ютерні ігри. Якщо раніше ми говорили про найпростіші варіанти 3D-движку, заснованому на регулюваннях фазових зрушень, затримок і найпростішої еквалізації, то тепер маємо на увазі повноцінний 5.1 як мінімум.

На сьогодні Dolby Digital 5.1 є найбільш універсальним стандартом. Звук AS-3 можна перетворити залежно від масштабу апаратури. Наприклад, крім доступного поділу на п'ять або шість каналів (в залежності від наявності/остутсвія сабвуфера), він може перетворюватися на чотири канали (Dolby Pro Logic), зазвичай стерео і навіть моно. Тому, кодуючи звук для комп'ютерних ігор в Dolby Digital 5.1 можна не боятися того, що користувач, який має в наявності меншу кількість колонок, буде відчувати себе незатишно.

Природно, кінотеатрам потрібно мати перевагу в порівнянні з домашніми комплексами, тому спеціально для них була розроблена технологія Dolby EX, що передбачає ніщо інше як 6.1. Крім окремих S-каналів для правого і лівого (RS і LS) в ній передбачено S-канал центрального (CS). Технологія Dolby Digital дозволяє компресувати дані і передавати їх потоком з мінімальною швидкістю передачі 320 kbps (стандарт - 384 kbps). Звичайно, стислі дані є більш транспортабельними і займають менше місця на носіях, будь то кіноплівка або звичайний вінчестер. Але ця технологія має і мінуси - вона розрахована тільки на один цикл кодування-декодування і не вирішує проблеми ретрансляції та редагування стислих даних. Крім цього хоч ми і виграємо в місці, ми програємо в тому, що звук стандарту AC-3 не синхронізований з відеоданними, тому редагування такого матеріалу досить проблематичне.

Природно, потрібно багаторазове кодування/декодування. Вирішенням цієї проблеми з'явилася нова впроваджена технологія Dolby-E. Вона дозволяє передавати, багаторазово кодувати/декодувати вісім каналів з повним частотним діапазоном. Всього допускається десять циклів кодування/декодування. Крім усього іншого стандарт передбачає наявність метаданих - спеціальних інструкцій, що описують основні дані. Крім синхронізації вони можуть нам повідомити налаштування компресора для кожного каналу і т. п. До речі, цими даними можна і не користуватися, вони не більше ні менше, а додаткова інформація..

DTS

У основної маси користувачів поняття surround асоціюється з Dolby. Це не так. Dolby Digital - більш розкручений бренд, не більше. У середині 80-х Террі Бірд, президент і засновник фірми Nuoptix, об'єднався в команду з Джимом Кетчамом. Завдання, які поставили перед собою експериментатори, були такими - створити єдиний цифровий звуковий стандарт для кінотеатрів і вирішити питання якісного розміщення багатоканального аудіо на кіноплівці. Спочатку експерименти велися за допомогою цифрових магнітофонів (DAT) і проектора. Вже на початковому етапі розробки вирішувалися питання синхронізації (як ми знаємо, у варіанті Dolby вони вирішилися тільки з впровадженням Dolby-E). Через деякий час замість DAT стали використовуватися звичайні CD-ROM. При використанні алгоритму стиснення apt-X100, розробленого Стівеном Смітом і його колегами з Audio Processing Technology, що дозволяє компресувати дані 4:1, на один CD-ROM поміщалося 100 хвилин багатоканального аудіо (швидкість передачі даних 884 kbps). Таким чином на двох дисках міг зберігатися звук для тригодинного художнього фільму.

Після отримання патенту в 1990-му мала демонстрація нової технології для членів SMPTE. До 1992-го року технологія була показана Стівену Спілбергу, правда, на базі вінчестерів, і режисер погодився її застосувати у своїй новій картині «» Парк Юрського періоду «» («Jurassic Park»). Студія Universal, яка є господарем картини, вирішила перевірити технологію на декількох двох «менш значущих» фільмах. Результати тестів виявилися прийнятними. Більш того - Universal і Стівен Спілберг стали співвласниками з Террі Бірдом нової фірми, що отримала назву Digital Theatre Systems. Тільки за той час, коли утворювалася ця компанія (а це зайняло чотири місяці), в кінотеатрах було інстальовано 876 систем DTS. На сьогоднішній момент їх більше 19.000 по всьому світу. Було заплановано реалізувати два технологічних стандарти:

DTS-S - DTS-стерео, призначений для кінотеатрів, які хочуть використовувати цифровий звук, але не можуть собі дозволити повноцінний шестиканальний варіант.

DTS-6 - три фронтальних канали (лівий L, центральний C, правий R), два S-канали (LS і RS) і сабвуфер. При цьому слід зазначити, що стандарти дещо різні з Dolby. Наприклад частотний діапазон сабвуфера в DTS - від 20 до 80 Гц, замість 3 -120 Гц у Dolby Digital.

Однією з головних відмінностей DTS від Dolby Digital є те, що DTS розроблявся для 70 мм кіноплівки. Відповідно, проблема місця не стояла так актуально як у варіанті Dolby Digital, питання реалізації hi-res-звуку і синхронізації вирішувалися практично відразу з часу виникнення стандарту.

Зараз, згадуючи DTS, ми можемо говорити про вісім і більше каналах hi-res-звуку, новітні технології стиснення інформації, і їх активне практичне застосування.

Dolby vs DTS

Стандарти DTS поширені так само як і Dolby. При цьому, конкуренти встигають сваритися. А що їм ще робити? У Dolby набагато потужніша підтримка з боку звичайних споживачів і виробників технологій для користувацького ринку. Так, в Dolby Surround випускаються музичні альбоми звукозаписними лейблами Delos, RCA Victor/BMG Classic, Concord Jazz. Документація до цього стандарту постійно затребувана розробниками сучасних відеоігор. Сучасне супутникове телебачення також веде мовлення здебільшого зі звуком у режимі Dolby Surround. На останньому 114-му з'їзді AES в Амстердамі мали місце навчальні семінари із запису, зведення та мастерінгу в Dolby 4.0, 5.0, 5.1, 6.0, 6.1, та 10.2.

DTS залишається привілеєм кіновиробництва. На сьогодні вже успішно вирішено відпрос з hi-res-аудіо з фантастичними на сьогоднішній день стандартами 64 біта і вище, 192 ц і вище. До речі, Dolby Digital також дозволяє використовувати hi-res-треки.

Виробниками ПЗ та студійної техніки питання протистояння вирішене дуже просто - підтримується і те, і інше. Це можна побачити і в Steinberg Nuendo - одному з найбільш професійних і універсальних засобів для виробництва surround-звуку, і в лінійці звукових інтерфейсів Audiotek - MAYA 5.1, 7.1, EX, EX7, PRODIGY 7.1. Там ви зустрінете підтримку відразу двох технологій - Dolby Digital і DTS. Крім цього, стандартні програмні програми, призначені для відтворення звуку в DVD також мають декодери для обох стандартів.

Якщо ж подивитися на конфронтацію DTS і Dolby, то іноді доходить до смішного. Dolby випускає якийсь прес-реліз - DTS відповідає. Наприклад: "Dolby проводила дослідження на невідомій студії з невідомою апаратурою при цьому для відтворення використовувався невідомий матеріал, який тестували невідомі фахівці"... ". Та й іноді, говорячи про surround звук і DVD, Dolby дійсно забувається, присвоюючи основні звершення і т. п. на свою користь. Загалом, звичайна корпоративна війна.

Наступна сторінка

⇣ Зміст