Super Audio CD ( SACD ) — формат оптического диска для хранения аудиоданных, представленный в 1999 году. Он был разработан совместно компаниями Sony и Philips Electronics и призван стать преемником формата компакт-дисков (CD).
Формат SACD допускает несколько аудиоканалов (т. е. объемный звук или многоканальный звук). Он также обеспечивает более высокую скорость передачи данных и более длительное время воспроизведения, чем обычный CD.
SACD предназначен для воспроизведения на проигрывателе SACD. Гибридный SACD содержит слой Compact Disc Digital Audio (CDDA) и может также воспроизводиться на стандартном проигрывателе CD.
Формат Super Audio CD был представлен в 1999 году [1] и определен стандартным документом Scarlet Book . Philips и Crest Digital объединились в мае 2002 года для разработки и установки первой линии по производству гибридных дисков SACD в Соединенных Штатах с производственной мощностью до трех миллионов дисков в год. [2] SACD не достиг уровня роста, который был у компакт-дисков в 1980-х годах [3] , и не был принят основным рынком. [4] [5] [6]
К 2007 году SACD не смог оказать существенного влияния на рынок; потребители все чаще загружали музыкальные файлы с низким разрешением через Интернет, а не покупали музыку на физических дисках. [1] Небольшой и нишевый рынок SACD сохранился, обслуживая сообщество аудиофилов . [7]
К октябрю 2009 года звукозаписывающие компании выпустили более 6000 релизов SACD, чуть больше половины из которых были классической музыкой . Джазовые и популярные музыкальные альбомы, в основном ремастеринг предыдущих релизов, были следующими двумя наиболее представленными жанрами. [ необходима цитата ]
Многие популярные исполнители выпустили часть или весь свой бэк-каталог на SACD. Альбом Pink Floyd The Dark Side of the Moon (1973) был продан тиражом более 800 000 копий к июню 2004 года в формате SACD Surround Sound. [8] Рок-опера The Who Tommy (1969) и Avalon (1982) Roxy Music были выпущены на SACD, чтобы воспользоваться многоканальными возможностями формата. Все три альбома были ремикшированы в формате 5.1 Surround и выпущены в виде гибридных SACD со стереомиксом на стандартном слое CD.
Некоторые популярные артисты выпустили новые записи на SACD. Продажи альбома Стинга Sacred Love (2003) достигли первого места в чартах продаж SACD в четырех европейских странах в июне 2004 года. [8]
В период с 2007 по 2008 год рок-группа Genesis переиздала все свои студийные альбомы в трех бокс-сетах SACD. Каждый альбом в этих наборах содержит как новые стерео, так и 5.1-миксы. Оригинальные стереомиксы не были включены. Версии для США и Канады используют не SACD, а CD.
К августу 2009 года 443 лейбла [9] выпустили один или несколько SACD. Вместо того, чтобы зависеть от поддержки крупных лейблов, некоторые оркестры и артисты выпускали SACD самостоятельно. Например, Чикагский симфонический оркестр основал лейбл Chicago Resound, чтобы обеспечить полную и растущую поддержку гибридных дисков SACD высокого разрешения, а Лондонский симфонический оркестр основал свой собственный лейбл LSO Live . [ необходима цитата ]
Многие диски SACD, выпущенные с 2000 по 2005 год, сейчас не выпускаются и доступны только на вторичном рынке. [7] [10] К 2009 году крупные звукозаписывающие компании перестали регулярно выпускать диски в этом формате, а новые релизы ограничивались небольшими лейблами. [11]
Диски SACD имеют идентичные физические размеры как и стандартные компакт-диски. Плотность записи диска такая же как у DVD . Существует три типа дисков: [13]
Стерео SACD-запись имеет несжатую скорость 5,6 Мбит/с , что в четыре раза превышает скорость стереозвука Red Book CD. [13]
Коммерческие релизы обычно включают как объемный звук (пять полнодиапазонных плюс многоканальный LFE ), так и стерео (двухканальный) миксы на слое SACD. [ требуется ссылка ] Некоторые переиздания сохраняют миксы более ранних многоканальных форматов (примерами служат квадрофонический микс Tubular Bells Майка Олдфилда 1973 года и трехканальная стереозапись Чикагского симфонического оркестра Pictures at an Exhibition 1957 года , переизданные на SACD в 2001 и 2004 годах соответственно).
Объективные линзы в обычных проигрывателях компакт-дисков имеют большее рабочее расстояние, или фокусное расстояние , чем линзы, предназначенные для проигрывателей SACD. В проигрывателях DVD, Blu-ray и Ultra HD Blu-ray с поддержкой SACD красный лазер DVD используется для чтения дисков SACD. [ требуется ссылка ] Это означает, что когда гибридный SACD помещается в обычный проигрыватель компакт-дисков, инфракрасный лазерный луч проходит через слой SACD и отражается слоем CD на стандартном расстоянии 1,2 мм, а слой SACD оказывается не в фокусе. Когда тот же диск помещается в проигрыватель SACD, красный лазер отражается слоем SACD (на расстоянии 0,6 мм) до того, как он достигнет слоя CD. И наоборот, если обычный CD поместить в проигрыватель SACD, лазер будет читать диск как CD, поскольку слоя SACD нет. [13] [16]
SACD аудио хранится в формате Direct Stream Digital (DSD) с использованием модуляции плотности импульсов (PDM), где амплитуда звука определяется изменяющейся пропорцией единиц и нулей. Это контрастирует с компакт-дисками и обычными компьютерными аудиосистемами, использующими импульсно-кодовую модуляцию (PCM), где амплитуда звука определяется числами, закодированными в потоке битов. Обе модуляции требуют соседних выборок для восстановления исходной формы волны; чем больше соседних выборок, тем ниже частота, которая может быть закодирована.
DSD — это 1-битный формат , имеющий частоту дискретизации 2,8224 МГц и использующий методы квантования с формированием шума , чтобы поднять 1-битный шум квантования до неслышимых ультразвуковых частот. Это дает формату больший динамический диапазон и более широкую частотную характеристику, чем CD. Формат SACD способен обеспечивать динамический диапазон 120 дБ от 20 Гц до 20 кГц и расширенную частотную характеристику до 100 кГц, хотя большинство доступных проигрывателей указывают верхний предел в 70–90 кГц, [17] а практические ограничения снижают его до 50 кГц. [13] Из-за природы сигма-дельта-преобразователей DSD и PCM нельзя сравнивать напрямую. Частотная характеристика DSD может достигать 100 кГц, но такие высокие частоты конкурируют с высокими уровнями ультразвукового шума квантования . [18] При соответствующей фильтрации нижних частот можно достичь частотной характеристики 20 кГц с динамическим диапазоном около 120 дБ, что примерно соответствует динамическому диапазону звука PCM с разрешением 20 бит. [ необходима цитата ]
Для снижения требований к пространству и полосе пропускания DSD используется метод сжатия данных без потерь, называемый Direct Stream Transfer ( DST ). Сжатие DST является обязательным для многоканальных регионов и необязательным для стереорегионов. Обычно оно сжимает с коэффициентом от двух до трех, что позволяет диску содержать 80 минут как 2-канального, так и 5.1-канального звука. [19]
Сжатие Direct Stream Transfer было стандартизировано как поправка к стандарту MPEG-4 Audio , ISO/IEC 14496-3:2001/Amd 6:2005 (кодирование без потерь передискретизированного звука) в 2005 году. [20] [21] Он содержит определения DSD и DST, описанные в спецификации Super Audio CD. [22] MPEG-4 DST обеспечивает кодирование без потерь передискретизированных аудиосигналов. Целевыми приложениями DST являются архивация и хранение 1-битных передискретизированных аудиосигналов и SA-CD. [23] [24] [25]
Эталонная реализация MPEG-4 DST была опубликована как ISO/IEC 14496-5:2001/Amd.10:2007 в 2007 году. [26] [27]
SACD имеет несколько функций защиты от копирования на физическом уровне, что затрудняло копирование цифрового содержимого дисков SACD до джейлбрейка PlayStation 3. Содержимое можно было скопировать без качества SACD, прибегнув к аналоговому отверстию или скопировав обычный слой 700 МБ на гибридных дисках. Схемы защиты от копирования включают физическую модуляцию питов и 80-битное шифрование аудиоданных с ключом, закодированным в специальной области диска, которая может быть прочитана только лицензированным устройством SACD. Слой HD диска SACD нельзя воспроизвести на компьютерных CD/DVD-приводах, а диски SACD можно изготавливать только на предприятиях по репликации дисков в Сидзуоке и Зальцбурге . [28] [29] Тем не менее, PlayStation 3 с приводом SACD и соответствующей прошивкой может использовать специализированное программное обеспечение для извлечения копии DSD потока HD. [ требуется цитата ]
Параметры качества звука, достижимые форматами CD-DA и SACD из Красной книги, по сравнению с пределами человеческого слуха следующие:
В сентябре 2007 года Общество звукорежиссеров опубликовало результаты годичного эксперимента, в котором ряду испытуемых, включая профессиональных инженеров звукозаписи, было предложено различить разницу между источниками звука высокого разрешения (включая SACD и DVD-Audio ) и преобразованием компакт-диска (44,1 кГц/16 бит) того же исходного материала в условиях двойного слепого тестирования. Из 554 испытаний было дано 276 правильных ответов, что составляет 49,8% успеха, что почти точно соответствует 50%, которые можно было бы ожидать при случайном угадывании . [33] Когда уровень сигнала повышался на 14 дБ или более, испытуемые могли легко обнаружить более высокий уровень шума петли качества CD. Авторы прокомментировали: [34]
Теперь очень сложно использовать отрицательные результаты для доказательства неслышимости любого данного явления или процесса. Всегда есть отдаленная вероятность того, что другая система или более тонко настроенная пара ушей выявят разницу. Но мы собрали достаточно данных, используя достаточно разнообразные и способные системы и слушателей, чтобы заявить, что бремя доказательства теперь сместилось. Дальнейшие утверждения о том, что тщательное кодирование 16/44.1 на слух ухудшает сигналы высокого разрешения, должны быть подкреплены надлежащим образом контролируемыми двойными слепыми тестами.
После критики того, что первоначально опубликованные результаты исследования были недостаточно подробными, AES опубликовал список аудиооборудования и записей, использованных во время тестов. [35] После исследования Мейера–Морана в 2007 году [36] было опубликовано около 80 исследований по аудио высокого разрешения, около половины из которых включали слепые тесты. Джошуа Рейсс провел метаанализ 20 опубликованных тестов, которые включали достаточно экспериментальных деталей и данных. В статье, опубликованной в выпуске AES Journal за июль 2016 года, [37] Рейсс говорит, что, хотя отдельные тесты дали неоднозначные результаты, и что эффект был «небольшим и его было трудно обнаружить», общий результат заключался в том, что обученные слушатели могли различать записи высокого разрешения и их эквиваленты на CD в слепых условиях: «В целом, наблюдалась небольшая, но статистически значимая способность различать аудио стандартного качества (44,1 или 48 кГц, 16 бит) и аудио высокого разрешения (выше стандартного качества). Когда испытуемые проходили обучение, способность различать была гораздо более значимой». Хироши Ниттоно отметил, что результаты в статье Рейсса показали, что способность различать аудио высокого разрешения и аудио CD-качества была «лишь немного лучше случайности». [38]
Противоречивые результаты были получены при сравнении форматов DSD и PCM высокого разрешения. Двойные слепые прослушивания в 2004 году между DSD и записями PCM 24 бит, 176,4 кГц показали, что среди испытуемых не было слышно никаких существенных различий. [39] Сторонники DSD и производители оборудования продолжают утверждать об улучшении качества звука выше PCM 24 бит 176,4 кГц. [40] Исследование 2003 года показало, что, несмотря на расширенные частотные характеристики обоих форматов, люди не могли отличить аудио с информацией выше 21 кГц от аудио без такого высокочастотного контента. [41] Однако в исследовании 2014 года Маруи и др. обнаружили, что в условиях двойного слепого эксперимента слушатели могли различать форматы записи PCM (192 кГц/24 бита) и DSD (2,8 МГц) или DSD (5,6 МГц), предпочитая качественные характеристики DSD, но не могли различить два формата DSD. [42]
Проигрыватель Sony SCD-1 был представлен одновременно с форматом SACD в 1999 году по цене около 5000 долларов США. [43] Он весил более 26 килограммов (57 фунтов) и воспроизводил только двухканальные SACD и Red Book CD. Производители электроники, включая Onkyo , [44] Denon , [45] Marantz , [46] [47] Pioneer [48] [49] и Yamaha [50] предлагают или предлагали проигрыватели SACD. Sony выпускала автомобильные проигрыватели SACD. [51]
Для воспроизведения контента SACD в цифровом виде без какого-либо преобразования некоторые проигрыватели способны предложить выход, передающий зашифрованные потоки DSD, либо через IEEE 1394 [52], либо, что более распространено, через HDMI . [53]
Проигрыватели SACD не имеют права предлагать на выходе незашифрованный поток DSD. [54]
Первые два поколения игровой консоли Sony PlayStation 3 могли читать диски SACD. Начиная с третьего поколения (представленного в октябре 2007 года), воспроизведение SACD было удалено. [55] Однако все модели PlayStation 3 будут воспроизводить формат DSD Disc. PlayStation 3 могла преобразовывать многоканальный DSD в DTS с потерями 1,5 Мбит/с для воспроизведения через S/PDIF с использованием системного программного обеспечения 2.00 . Последующая ревизия удалила эту функцию. [56]
Несколько брендов представили (в основном высокого класса ) проигрыватели Blu-ray Disc и Ultra HD Blu-ray , которые могут воспроизводить диски SACD. [57]
Неофициальное воспроизведение образов дисков SACD на ПК возможно через бесплатный аудиоплеер foobar2000 для Windows с использованием подключаемого модуля с открытым исходным кодом под названием SACDDecoder. [58] Музыкальное программное обеспечение для macOS Audirvana также поддерживает воспроизведение образов дисков SACD. [59]
{{citation}}: CS1 maint: numeric names: authors list (link){{cite web}}: CS1 maint: numeric names: authors list (link){{cite web}}: CS1 maint: numeric names: authors list (link)Раздел i.LINK, Формат (выход)