Super Audio CD - Super Audio CD

Super Audio CD
SACDlogo.svg
Tipul suportului Disc optic
Codificare Digital ( DSD )
Capacitate 4,38 GiB / 4,7 GB (strat unic și hibrid)
7,92 GiB / 8,5 GB (strat dublu)
Citiți  mecanismul Laser de 650 nm
Dezvoltat  de Sony și Philips
Utilizare Stocare audio
Extins de  la Compact Disc Digital Audio
Eliberată 1999 ; Acum 22 de ani ( 1999 )
Discuri optice
Pictograma CD test.svg
General
Tipuri de suport optic
Standarde
Vezi si

Super Audio CD ( SACD ) este un format de disc optic de numai citire pentru stocarea audio , introdus în 1999. A fost dezvoltat în comun de Sony și Philips Electronics și intenționat să fie succesorul formatului Compact Disc (CD).

Formatul SACD permite mai multe canale audio (adică sunet surround sau sunet multicanal). De asemenea, oferă o rată de biți mai mare și un timp de redare mai mare decât un CD convențional. Un SACD este conceput pentru a putea fi jucat pe un player SACD. Un SACD hibrid conține un strat Red Audio Compact Disc Digital Audio (CDDA) care poate fi redat pe un CD player standard.

Istorie

Formatul Super Audio CD a fost introdus în 1999. Royal Philips și Crest Digital s-au asociat în mai 2002 pentru a dezvolta și instala prima linie de producție a discurilor hibride SACD în Statele Unite, cu o capacitate de producție de până la trei milioane de discuri pe an. SACD nu a atins nivelul de creștere de care s-au bucurat discurile compacte în anii 1980 și nu a fost acceptat de piața de masă .

Până în 2007, SACD nu reușise să aibă un impact semnificativ pe piață; consumatorii descărcau din ce în ce mai mult fișiere de muzică cu rezoluție mică pe internet, mai degrabă decât cumpărau muzică pe formate de disc fizice. A rămas o piață mică și de nișă pentru SACD, care servește comunității audiofile .

Conţinut

Articol principal: Lista artiștilor SACD

Până în octombrie 2009, companiile de discuri publicaseră peste 6.000 de lansări SACD, dintre care puțin mai mult de jumătate erau muzică clasică . Albumele de jazz și muzică populară, în principal remasterizate lansări anterioare, au fost următoarele două genuri cele mai reprezentate.

Mulți artiști populari au lansat o parte sau o parte din catalogul lor de pe SACD. Albumul Pink Floyd The Dark Side of the Moon (1973) a vândut peste 800.000 de exemplare până în iunie 2004 în ediția SACD Surround Sound. Opera rock Tommy Who (1969) și Avalon (1982) ale lui Roxy Music , au fost lansate pe SACD pentru a profita de capacitatea multi-canal a formatului. Toate cele trei albume au fost remixate în surround 5.1 și lansate sub formă de SACD-uri hibride cu un mixaj stereo pe stratul CD standard.

Unii artiști populari au lansat noi înregistrări pe SACD. Cifrele vânzărilor pentru albumul Sting 's Sacred Love (2003) au ajuns pe primul loc în topurile de vânzări SACD din patru țări europene în iunie 2004.

Între 2007 și 2008, trupa rock Genesis a relansat toate albumele lor de studio pe trei seturi de boxe SACD. Fiecare album din aceste seturi conține atât stereo noi, cât și mixuri 5.1. Mixurile stereo originale nu au fost incluse. Versiunile SUA și Canada nu utilizează în schimb SACD, ci CD-ul.

Până în august 2009, 443 de etichete au lansat unul sau mai multe SACD-uri. În loc să depindă de suportul etichetelor majore, unele orchestre și artiști au lansat SACD-uri pe cont propriu. De exemplu, Chicago Symphony Orchestra a lansat eticheta Chicago Resound pentru a oferi suport complet și în plină dezvoltare pentru discurile hibride SACD de înaltă rezoluție, iar Orchestra Simfonică din Londra și-a înființat propria etichetă „LSO Live”.

Multe discuri SACD care au fost lansate în perioada 2000-2005 sunt acum epuizate și disponibile doar pe piața uzată. Până în 2009, companiile de discuri majore nu mai lansau în mod regulat discuri în format, cu noi lansări limitate la etichetele mai mici.

Tehnologie

Discurile SACD au dimensiuni fizice identice cu discurile compacte standard. Densitatea arealului a discului este la fel ca un DVD . Există trei tipuri de discuri:

  • Hibrid : SACD-urile hibride au un strat SACD de 4,7 GB (stratul HD ), precum și un strat audio CD (Cartea roșie), care poate fi citit de majoritatea playerelor Compact Disc convenționale.
  • Single-layer : un disc cu un strat SACD de 4,7 GB.
  • Dublu strat : un disc cu două straturi SACD, totalizând 8,5 GB și fără strat CD. SACD-urile cu dublu strat pot stoca date de aproape două ori mai multe decât un SACD cu un singur strat.

Spre deosebire de discurile hibride, ambele SACD cu un singur strat și cu două straturi sunt incompatibile cu CD player-urile convenționale și nu pot fi redate pe ele.

O înregistrare SACD stereo are o rată necomprimată de 5,6  Mbit / s , de patru ori rata pentru audio stereo CD Red Book . Alți parametri CD și SACD:

Strat CD (opțional) Stratul SACD
Capacitatea discului 700  MB 4,7  GB
Codificare audio Modulație de impulsuri pe 16 biți 1-bit Direct Stream Digital
Frecvența de eșantionare 44,1  kHz 2,822,4  kHz (2,8224  MHz)
Canalele audio 2 ( stereo ) Până la 6 ( surround discret )
Timp de redare dacă este stereo 80 de minute 110 minute fără compresie DST

Lansările comerciale includ în mod obișnuit atât sunet surround (cinci full-range plus LFE multi-channel), cât și mixaje stereo (dual-channel) pe stratul SACD. Unele reeditări păstrează amestecurile de formate multicanale anterioare (exemple includ mixul quadrafonic din 1973 al lui Tubular Bells de Mike Oldfield și înregistrarea stereo cu trei canale din 1957 de la Chicago Symphony Orchestra a lui Mussorgsky 's Pictures at an Exhibition , reeditată pe SACD în 2001 și respectiv 2004).

Citirea discului

Un Super Audio CD utilizează două straturi și distanța focală standardizată a CD playerelor convenționale pentru a permite ambelor tipuri de player să citească datele.

Lentilele obiective din CD playere convenționale au o distanță de lucru mai mare sau o distanță focală mai mare decât obiectivele concepute pentru playere SACD. Aceasta înseamnă că, atunci când un SACD hibrid este plasat într-un CD player convențional, fasciculul laser în infraroșu trece prin stratul SACD și este reflectat de stratul CD la distanța standard de 1,2 mm, iar stratul SACD nu este focalizat. Când același disc este plasat într-un player SACD, laserul roșu este reflectat de stratul SACD (la o distanță de 0,6 mm) înainte de a ajunge la stratul CD. În schimb, dacă un CD convențional este plasat într-un player SACD, laserul va citi discul ca un CD, deoarece nu există un strat SACD.

Direct Stream Digital

Articol principal: Direct Stream Digital

Audio SACD este stocat în format Direct Stream Digital (DSD) utilizând modulația densității impulsurilor (PDM) unde amplitudinea audio este determinată de proporția variabilă de 1s și 0s. Acest lucru contrastează cu discurile compacte și sistemele audio convenționale ale computerului care utilizează modulația prin impulsuri (PCM), unde amplitudinea audio este determinată de numerele codate în fluxul de biți. Ambele modulații necesită eșantioane învecinate pentru a reconstrui forma de undă originală, cu atât frecvența mai mică poate fi codificată.

DSD este de 1 biți , are o rată de eșantionare de 2,8224  MHz și folosește tehnici de cuantificare a modelării zgomotului pentru a împinge zgomotul de cuantificare de 1 bit până la frecvențe ultrasonice inaudibile. Acest lucru oferă formatului o gamă dinamică mai mare și un răspuns de frecvență mai larg decât CD-ul. Formatul SACD este capabil să ofere un interval dinamic de 120  dB de la 20 Hz la 20 kHz și un răspuns de frecvență extins până la 100 kHz, deși majoritatea jucătorilor disponibili listează o limită superioară de 70-90 kHz, iar limitele practice reduc acest lucru la 50 kHz. Datorită naturii convertoarelor sigma-delta , DSD și PCM nu pot fi comparate direct. Răspunsul în frecvență al DSD poate fi de până la 100 kHz, dar frecvențele care concurează cu nivelurile ridicate de zgomot de cuantificare cu ultrasunete . Cu o filtrare trece joasă adecvată , un răspuns de frecvență de 20 kHz poate fi obținut împreună cu un interval dinamic de aproape 120 dB, care este aproximativ același interval dinamic ca audio PCM cu o rezoluție de 20 biți.

Transfer de flux direct

Pentru a reduce cerințele de spațiu și lățime de bandă ale DSD, se utilizează o metodă de compresie a datelor fără pierderi numită Direct Stream Transfer (DST). Compresia DST este obligatorie pentru regiunile cu mai multe canale și opțională pentru regiunile stereo. De obicei, se comprimă cu un factor cuprins între doi și trei, permițând unui disc să conțină 80 de minute atât de sunet cu 2 canale, cât și de 5.1 canale.

Compresia Direct Stream Transfer a fost standardizată ca o modificare a standardului audio MPEG-4 ( ISO / IEC 14496-3: 2001 / Amd 6: 2005 - Codificare fără pierderi a sunetului supra-eșantionat) în 2005. Conține definițiile DSD și DST, așa cum sunt descrise în Specificații Super Audio CD. MPEG-4 DST asigură codificarea fără pierderi a semnalelor audio supra-eșantionate. Aplicațiile vizate ale DST sunt arhivarea și stocarea semnalelor audio supra - eșantionate de 1 bit și SA-CD.

O implementare de referință a MPEG-4 DST a fost publicată ca ISO / IEC 14496-5: 2001 / Amd.10: 2007 în 2007.

Protecție la copiere

SACD are mai multe caracteristici de protecție împotriva copierii la nivel fizic, ceea ce a făcut dificilă copierea conținutului digital al discurilor SACD până la jailbreak- ul PlayStation 3 . Conținutul poate fi copiat fără calitate SACD recurgând la gaura analogică sau extragând stratul convențional de 700 MB pe discuri hibride. Schemele de protecție împotriva copierii includ modularea fizică a foselor și criptarea pe 80 de biți a datelor audio, cu o cheie codificată pe o zonă specială a discului care poate fi citită doar de un dispozitiv SACD autorizat. Stratul HD al unui disc SACD nu poate fi redat pe unitățile CD / DVD ale computerului, iar SACD-urile pot fi fabricate numai la unitățile de replicare a discurilor din Shizuoka și Salzburg . Cu toate acestea, un PlayStation 3 cu o unitate SACD și firmware adecvat poate utiliza software specializat pentru a extrage o copie DSD a fluxului HD.

Calitatea sunetului

Parametrii de calitate a sunetului realizabili de formatele CD-DA și SACD de Red Book în comparație cu limitele auzului uman sunt după cum urmează:

CD SACD Auzul uman
Gama dinamică 90 dB;
120 dB (cu scuturare în formă ) 		105 dB 120 dB
Gama de frecvență 20 Hz - 20 kHz 20 Hz - 50 kHz 20 Hz - 20 kHz (tânăr);
20 Hz - 8 - 15 kHz (adult de vârstă mijlocie)

Comparație cu CD

În septembrie 2007, Societatea de Inginerie Audio a publicat rezultatele unui test de un an, în care o serie de subiecți, inclusiv ingineri profesioniști în înregistrări, au fost rugați să discearnă diferența dintre sursele audio de înaltă rezoluție (inclusiv SACD și DVD-Audio ) și un conversie audio pe disc compact (44,1 kHz / 16 biți) a aceluiași material sursă în condiții de testare dublu-orb . Din 554 de studii, au existat 276 de răspunsuri corecte, o rată de succes de 49,8% corespunzând aproape exact celor 50% la care s-ar fi așteptat doar ghicirea întâmplătoare . Când nivelul semnalului a fost crescut cu 14 dB sau mai mult, subiecții testului au reușit să detecteze cu ușurință podeaua cu zgomot mai mare a buclei de calitate CD. Autorii au comentat:

Acum, este foarte dificil să folosiți rezultate negative pentru a dovedi inaudibilitatea oricărui fenomen sau proces dat. Există întotdeauna posibilitatea la distanță ca un sistem diferit sau o pereche de urechi mai fin acordate să dezvăluie o diferență. Dar am adunat suficiente date, folosind sisteme și ascultători suficient de variați și capabili, pentru a afirma că sarcina probei s-a schimbat acum. Mai susține că o codificare atentă 16 / 44.1 degradează audibil semnalele de înaltă rezoluție trebuie să fie susținută de teste dublu-orb controlate corespunzător.

În urma criticilor că rezultatele publicate inițial ale studiului nu au fost suficient de detaliate, AES a publicat o listă a echipamentelor audio și a înregistrărilor utilizate în timpul testelor.

De la studiul Meyer-Moran din 2007, au fost publicate aproximativ 80 de studii privind sunetul de înaltă rezoluție, dintre care aproximativ jumătate au inclus teste orb. Joshua Reiss a efectuat o meta-analiză pe 20 dintre testele publicate care au inclus suficiente detalii experimentale și date. Într-o lucrare publicată în numărul din iulie 2016 al Jurnalului AES, Reiss spune că, deși testele individuale au avut rezultate mixte și că efectul a fost „mic și dificil de detectat”, rezultatul general a fost că ascultătorii instruiți ar putea distinge între hi -înregistrări cu rezoluție și echivalentele CD-urilor în condiții orbe: „În general, a existat o capacitate mică, dar semnificativă statistic, de a discrimina între sunetul de calitate standard (44,1 sau 48 kHz, 16 biți) și sunetul de înaltă rezoluție (dincolo de calitatea standard). au fost instruiți, capacitatea de a discrimina a fost mult mai semnificativă. " Hiroshi Nittono a subliniat că rezultatele din lucrarea lui Reiss au arătat că abilitatea de a distinge audio de înaltă rezoluție de audio de calitate CD a fost „doar puțin mai bună decât întâmplarea”.

Comparație cu DVD-A

S-au găsit rezultate contradictorii la compararea formatelor DSD și PCM de înaltă rezoluție. Testele de ascultare dublu-orb în 2004 între DSD și înregistrările PCM pe 24 biți, 176,4 kHz au raportat că printre subiecții testului nu s-au putut auzi diferențe semnificative. Avocații DSD și producătorii de echipamente continuă să afirme o îmbunătățire a calității sunetului peste PCM pe 24 biți 176,4 kHz. Un studiu din 2003 a constatat că, în ciuda răspunsurilor de frecvență extinse ale ambelor formate, oamenii nu puteau distinge sunetul cu informații de peste 21 kHz de sunetul fără un conținut de înaltă frecvență. Cu toate acestea, într-un studiu din 2014, Marui și colab. a constatat că, în condiții de dublu orb, ascultătorii au reușit să facă distincția între formatele de înregistrare PCM (192 kHz / 24 biți) și DSD (2,8 MHz) sau DSD (5,6 MHz), preferând caracteristicile calitative ale DSD, dar nu au putut discrimina între două formate DSD.

Hardware de redare

Playerul Sony SCD-1 a fost introdus concomitent cu formatul SACD în 1999, la un preț de aproximativ 5.000 USD. Cântărea peste 26 de kilograme (57 lb) și reda doar SACD-uri pe două canale și CD-uri Red Book . Producătorii de electronice, inclusiv Onkyo , Denon , Marantz , Pioneer și Yamaha oferă sau oferă playere SACD. Sony a realizat playere SACD în mașină.

Jucătorilor SACD nu li se permite să ofere o ieșire care transportă un flux necriptat de DSD.

Primele două generații ale consolei de jocuri Sony PlayStation 3 au fost capabile să citească discuri SACD. Începând cu a treia generație (introdusă în octombrie 2007), redarea SACD a fost eliminată. Cu toate acestea, toate modelele PlayStation 3 vor reda formatul DSD Disc. PlayStation 3 a fost capabil să convertească DSD multicanal în DTS cu pierderi de 1,5 Mbit / s pentru redare pe S / PDIF folosind software-ul de sistem 2.00 . Revizuirea ulterioară a eliminat caracteristica.

Mai multe mărci au introdus (în mare parte high-end ) Blu-ray Disc și Ultra HD Blu-ray playere care pot reda discuri SACD.

Redarea neoficială a imaginilor de disc SACD pe un PC este posibilă prin intermediul playerului audio freeware foobar2000 pentru Windows utilizând o extensie de plug-in open source numită SACDDecoder. Software-ul muzical Mac OS X Audirvana acceptă, de asemenea, redarea imaginilor de disc SACD.

Vezi si

Note

Referințe

Bibliografie

linkuri externe