Люди делятся на 2 лагеря: те, кто слышит разницу между lossless и lossy, и те, кто нет. Формат аудио с потерей качества — это интересная тема, но сегодня мы поговорим о звуке в высоком разрешении — это PCM 24/96 и выше, а также DSD во всех его проявлениях. Я не буду рассказывать теорию, чем отличаются эти форматы, такие статьи легко гуглятся. Лишь вскользь упомяну о теореме Котельникова (Найквиста — Шеннона), которая гласит следующее: «Для того, чтобы оцифровать аналоговый сигнал, а потом его БЕЗ ПОТЕРЬ восстановить, необходимо и ДОСТАТОЧНО, чтобы частота дискретизации была в 2 раза СТРОГО больше максимальной частоты полезного сигнала».
Когда разрабатывался формат компакт диска CDDA, считалось, что человек слышит от 20 Гц до 20 кГц, но учёные компании Филипс не поленились провести собственное исследование, и они выяснили, что есть уникумы, которые слышат вплоть до 22 кГц. Опираясь на известную уже нам теорему, инженеры Филипс за стандарт частоты дискретизации взяли 44.1 кГц, т.к. 44.1 > 2*22. Битность выбрали такую, чтобы динамический диапазон был больше, чем у аналоговой записи, а именно 96дБ.
Компакт диски произвели революцию и завоевали всеобщее признание. Разница была слышна абсолютно всем и на любом оборудовании.
Но вскоре в продаже начали появляться новые форматы звука в более высоком разрешении. Когда научились производить диски с большей плотностью данных в несколько раз, такие как Super Audio CD и DVD Audio. Но эти форматы не получили распространения. Люди не слышали разницу. Да, есть аудиофилы, которые утверждают, что слышат разницу. При этом берут 2 разных диска, один CD, второй SACD — и слышат разницу на разных источниках. Либо вообще используют двухслойный диск, и там тоже разница есть. Но я предлагаю провести один небольшой эксперимент, и посмотреть на эту разницу форматов глазами. Этот эксперимент может повторить каждый.
Итак, возьмем файл высокого разрешения. Я взял у друга образ SACD с джазом. Т.к. это формат DSD64, а редакторы с DSD работать не могут, то я переконвертировал один трек с диска в формат PCM 24/192, чтобы было с запасом. На самом деле DSD64 вмещает в себя меньше информации, чем PCM 24/192. Также я ужал этот трек до формата CDDA 16/44.1.
Теперь у нас есть 2 файла, которые мы будем сравнивать в программе Audacity. Открываем оба и смотрим на спектрограмму.
Ничего себе, вот это разница!
И многие аудиофилы на этом останавливаются, резонно решив, что Хай Рез им нужен. Но не спешите с выводами.
Что вообще такое спектрограмма — это визуализация изменения спектра на отрезке времени. По оси ординат у нас частота, по абсцисс — время, а в качестве амплитуды выступает цвет — как правило от синего до желтого. А как строится спектрограмма? Она строится с помощью преобразования Фурье, а точнее оконного преобразования Фурье. Окна эти обычно бывают от 1024 до 8192 отсчетов. А т.к. у нас 2 файла с разными частотами дискретизации, то окно одного из файлов необходимо изменить. Мы видим, что спектрограмма дорожки с частотой 44.1 кГц выглядит достаточно четко, а т.к. частота дискретизации второй дорожки примерно в 4 раза выше, то предлагаю изменить её окно со стандартных 1024 до 4096 отсчетов.
Ну вот, совсем другое дело. Конечно, это лишь оценочное сравнение на глаз.
Давайте сначала вообще посмотрим на АЧХ этой записи в Хай Рез формате 24/192. Что у нас там?
А тут все в полном порядке. Звукоинженер обрезал частоты выше 22 кГц, чтобы не было гармонических искажений.
Теперь давайте я наглядно покажу разницу между дорожкой 16/44.1 и 24/192. Самый простой способ — это вычесть из одной дорожки вторую. Для этого выделяем, например, дорожку 16/44.1 и инвертируем её.
И запишем результат в файл WAV формата 24/192.Открываем в редакторе полученный файл, и что мы видим?
Ну не совсем тишина, не расстраивайтесь. Чтобы построить АЧХ, пришлось применить другую программу Adobe Audition, т.к. Audacity ниже -90 дБ не показывает. Вот он результат.
Видите, пиковое значение -105 дБ. Грубо говоря, это как полет шмеля на рок‑концерте. Это шум квантования. Если его нормализовать по амплитуде, то даже можно послушать. Звучит, как шипение аналоговой пленки. Этот шум появляется из‑за разницы глубины квантования наших подопытных файлов, а именно 16 и 24 бит.
Надеюсь, эта статья вас убедит в том, что хранить звук в таком формате абсолютно бессмысленное занятие. Оцифровывать винил, который по динамическому и частотному диапазону хуже CDDA — так тем более. Единственная причина, по которой стоит обзавестить SACD проигрывателем может заключаться в том, что ваши любимые звукозаписывающие компании решили делать плохой мастеринг для CD, тем самым вынуждая вас перейти на новый формат (или на старый — популярный ныне винил).
Идти на поводу или нет — решать вам.