Цифровой звук в современной аппаратуре для домашнего кинотеатра. Форматы, разновидности

Чтобы хоть как-то структурировать данные, мы решили привязать форматы цифрового звука к форматам медиаданных, таких как Audio CD, DVD-Video и так далее. Поскольку тема слишком обширна, рассмотрим в этот раз только те звуковые форматы, которые используются в бытовой аппаратуре. Форматы звука компьютерных игр оставим для одной из следующих статей.

Audio CD

Описание

Обычный музыкальный компакт-диск. В его основе только один алгоритм кодирования: LPCM, Linear Pulse Code Modulation – линейная импульсно-кодовая модуляция. Формат Audio CD предполагает кодирование двухканального (стерео) звука с частотой дискретизации 44,1 кГц и разрядностью 16 бит с битрейтом 1,4 Мбит/с.

Способы вывода в цифровом виде

Через оптический TosLink, электрический Coaxial, HDMI любой версии.

DVD-Video

Описание

В отличие от музыкального компакт-диска формат DVD-Video подразумевает более развитую аудиосоставляющую, включающую не только стерео, но и многоканальный звук. Однако даже стереозвук кодируется в DVD-Video с более высоким качеством, нежели в Audio CD. Для кодировки также может использоваться формат LPCM, однако с частотой дискретизации 48 кГц и разрешением до 24 бит.

Dolby Digital

Основанная Рэем Долби лаборатория Dolby создала Dolby Digital – пожалуй, самый известный многоканальный звуковой формат современности. В его основе лежит алгоритм сжатия, позволяющий «упаковать» многоканальный полнодиапазонный звуковой сигнал с числом каналов до шести (5.1) в поток с битрейтом до 448 кбит/с. Частота дискретизации – 48 кГц. Справедливости ради стоит упомянуть, что сам по себе формат Dolby Digital позволяет кодировать более «толстые» потоки для получения более качественного звучания (например, на Blu-ray стандартный битрейт Dolby Digital составляет 640 кбит/с), однако для DVD-Video было выбрано именно такое ограничение. Позже был внедрён формат Dolby Digital Surround EX, основным отличием которого от базового Dolby Digital является увеличенное до 7 (6.1) число каналов.

DTS

Альтернативный алгоритм кодирования многоканального звука от калифорнийской компании Digital Theater System. Благодаря более эффективному механизму «выжимки» и более высокому битрейту звуковые дорожки в формате DTS традиционно считаются более качественными по звуку по сравнению с таковыми в формате Dolby Digital. Именно поэтому музыкальные DVD-Video (концерты, видеоклипы) предпочтительнее приобретать с DTS-дорожкой. Изначально DTS имел битрейт либо 768 кбит/с, либо 1536 кбит/с, число каналов – до шести (5.1), частоту дискретизации 48 кГц. Позже появились более прогрессивные разновидности DTS – DTS ES с большим (до 8) числом каналов и DTS 96/24, в котором каждый звуковой канал имел параметры 96 кГц / 24 бит. До появления новейших цифровых аудиоформатов высокого разрешения DTS 96/24 являлся очень привлекательным форматом для хранения многоканальных музыкальных записей.

MP2

Частота дискретизации 48 кГц, число каналов до 8 (7.1), битрейт – 912 кбит/с. Но долго говорить о формате MP2 не имеет смысла, поскольку в наших широтах DVD с такой звуковой дорожкой встретить очень сложно.

Способы вывода в цифровом виде

Все описанные выше форматы можно передавать через оптический TosLink, электрический Coaxial и HDMI любой версии.

Blu-ray Disk (BD) и HD DVD

Описание

Спецификации Blu-ray и HD DVD подразумевают достаточно широкий перечень аудиоформатов. Большинство из описанных ранее в неё входят, правда, отличаются, как правило, несколько более высокими битрейтами – «синие» носители вполне позволяет такое, да и требования к качеству звука со времён появления DVD выросли. Однако помимо видеоряда высокого разрешения Blu-ray и HD DVD предлагают и совершенно новое звуковое сопровождение – тоже высокого разрешения.

Dolby Digital Plus

Эволюционное развитие Dolby Digital. Число каналов доведено до четырнадцати (13.1), хотя фактически пока используются лишь шесть (5.1) или восемь (7.1), битрейт увеличен до 6 Мбит/с (максимум; на практике – до 3 Мбит/с для HD DVD и 1,7 Мбит/с для Blu-ray).

Dolby TrueHD

В настоящее время является флагманом среди форматов многоканального звука лаборатории Dolby. Используется только на Blu-ray и HD DVD. Как и Dolby Digital Plus, этот формат поддерживает до 14 независимых каналов, однако максимальный битрейт 18 Мбит/с и параметры каждого канала (96 кГц / 24 бит) позволяют получить существенно более качественное звуковое сопровождение.

DTS-HD High Resolution

Аналог Dolby Digital Plus, но применяется иной алгоритм кодирования. Параметры каналов – 96 кГц / 24 бит, число каналов – до восьми (7.1). Максимальный битрейт – 3 или 6 Мбит/с. С точки зрения качества звучания более предпочтителен, нежели Dolby Digital Plus. Применяется тоже исключительно на «синих» дисках нового поколения.

DTS-HD Master Audio

Главное отличие от DTS-HD High Resolution – использование алгоритма сжатия без потерь. Можно сказать, что качество звучания саундтреков, кодированных в DTS-HD Master Audio, соответствует качеству звучания DVD-Audio или даже превосходит его. Максимальный битрейт цифрового потока Master Audio составляет 24,5 Мбит/с. Фактический – до 20 Мбит/с для Blu-ray и до 18 Мбит/с для HD DVD при максимальном количестве каналов – 8 (96 кГц / 24 бит каждый).

Способы вывода в цифровом виде

В отличие от привычных Dolby Digital и DTS, новые форматы Dolby TrueHD и DTS-HD могут выводиться в цифровом виде исключительно через HDMI версии 1.3. Разумеется, соответствующим интерфейсом должен обладать и источник (HD-плеер), и приёмник (AV-ресивер нового поколения либо специализированный декодер). Объясняется данное ограничение тем, что только HDMI v1.3 обладает достаточной пропускной способностью (свыше 10 Гбит/с) для передачи видеоряда и звукового сопровождения в цифровом виде без потерь.

Декодирование ядра

При покупке проигрывателя BD или HD DVD со встроенным декодером аудиоформатов высокого разрешения следует уточнить: происходит ли полноценное декодирование или это так называемая core-обработка сигнала. В инструкциях часто этот процесс переводят как «декодирование ядра». Если такое упоминание обнаружится – знайте: при попытке декодировать Dolby TrueHD и DTS-HD декодер плеера воспроизведёт многоканальный звук, но лишь с качеством стандартных Dolby Digital и DTS. То есть декодирует лишь основу цифрового потока, не затронув области, обеспечивающие тот самый звук высокого разрешения. Помните: полноценное декодирование новых форматов под силу лишь очень немногим HD-плеерам последнего поколения. Такие модели в основной своей массе были анонсированы этой осенью и почти все ещё не поступили в продажу (заявленные сроки – с ноября 2007-го по февраль 2008-го). Большинство продающихся проигрывателей Blu-ray и HD DVD способны декодировать многоканальные потоки Dolby TrueHD и DTS-HD лишь в режиме core. А выводить их по HDMI не могут вовсе, поскольку интерфейс HDMI v1.3 начал появляться лишь в самых новых моделях (предыдущие версии HDMI таких операций производить не позволяли).

Итак, ещё раз: при покупке HD-плеера удостоверьтесь, что встроенный аудиодекодер может полноценно декодировать Dolby TrueHD и DTS-HD или хотя бы умеет отправлять их по HDMI на внешний декодер. Для этого подходит только HDMI v1.3.