Κατανόηση του ψηφιακού ήχου – ένας οδηγός από το Α έως το Ω

Σας δημιουργεί σύγχυση η γλώσσα που χρησιμοποιείται για να περιγραφούν οι συσκευές ήχου; Δημιουργήσαμε έναν σύντομο οδηγό για να σας βοηθήσουμε.

Τα βασικά: πώς εγγράφεται ο ψηφιακός ήχος

Επειδή ο ήχος στον πραγματικό κόσμο διαφέρει συνεχώς, η ψηφιακή εγγραφή είναι πάντα μια προσέγγιση του πλήρους εύρους του ήχου στον κόσμο. Εντούτοις, οι εξελίξεις στην τεχνολογία εγγραφής διευρύνουν συνεχώς το εύρος και την ακρίβεια των όσων μπορούν να εγγραφούν ψηφιακά.

Όταν μια ψηφιακή εγγραφή πραγματοποιείται από μια αναλογική πηγή – όπως μια ζωντανή συναυλία ή μουσικούς σε ένα στούντιο ηχογράφησης – πραγματοποιείται δειγματοληψία του ήχου σε τακτά χρονικά διαστήματα. Το πλάτος του ήχου εγγράφεται ως ένας αριθμός, δημιουργώντας μια ψηφιακή εγγραφή της αναλογικής πηγής ήχου ως μια σειρά διακριτών αριθμών.

Το πόσο από τον αρχικό αναλογικό ήχο αιχμαλωτίζεται στην ψηφιακή εγγραφή εξαρτάται κυρίως από το ρυθμό δειγματοληψίας και το βάθος των bit (πόσα δείγματα λαμβάνονται σε ένα δευτερόλεπτο και πόσες πληροφορίες περιέχει το κάθε δείγμα).

Αποθήκευση και φύλαξη ψηφιακού ήχου

Μόλις πραγματοποιηθεί μια ψηφιακή εγγραφή, μπορεί να αποθηκευτεί σε διάφορα φορμά. Κάθε φορμά έχει έναν διαφορετικό τρόπο να εξισορροπεί την ποιότητα του ήχου με το μέγεθος του ψηφιακού αρχείου που δημιουργείται: για παράδειγμα, οι εγγραφές εξαιρετικά υψηλής ποιότητας ιστορικά δεν υπήρξαν πρακτικές σε μικρές συσκευές αναπαραγωγής μουσικής.

Αλλά καθώς η ψηφιακή αποθήκευση καθίσταται πιο εύκολα διαθέσιμη με φορητές συσκευές να διαθέτουν πολλά gigabyte χώρου αποθήκευσης, ο ψηφιακός ήχος πολύ υψηλής ποιότητας καθίσταται μια πρακτική πραγματικότητα για χιλιάδες ανθρώπους.

Οδηγός Α-Ω για τις δυνατότητες του ήχου

5.1ch

Συντόμευση του 5.1 κανάλια, που είναι ένας τρόπος παραγωγής ήχου surround για να δώσει μια κινηματογραφική εμπειρία. Πέντε ηχεία συν ένα υπογούφερ τοποθετούνται γύρω από τον ακροατή, με το καθένα να λαμβάνει ένα διαφορετικό κανάλι ως εξής:

1. Δύο μπροστινά κανάλια
2. Ένα μπροστινό κεντρικό κανάλι
3. Δύο κανάλια «surround» (περιφερειακά)
4. Ένα κανάλι εφέ χαμηλής συχνότητας (LFE)

Το υπογούφερ, που λαμβάνει το κανάλι LFE, μπορεί να τοποθετηθεί οπουδήποτε στο δωμάτιο. Συγκριτικά με ένα σύστημα ήχου surround χωρίς υπογούφερ αυτό εξοικονομεί χώρο: επειδή όλες οι χαμηλές συχνότητες στέλνονται στο υπογούφερ, τα άλλα ηχεία μπορούν να είναι μικρότερα καθώς δεν χρειάζεται να παράγουν μπάσα. Βλέπε επίσης το 7.1ch

7.1ch

Ένα σύστημα ήχου surround 7.1 καναλιών χρησιμοποιεί 7 ηχεία συν ένα υπογούφερ. Είναι παρόμοιο με ένα σύστημα 5.1chαλλά με δύο πρόσθετα «πίσω surround» κανάλια.

Αναλογικό

Μια αναλογική εγγραφή αποθηκεύει τον αρχικό ήχο κάνοντας αλλαγές σε ένα φυσικό μέσο, όπως μια μαγνητική ταινία ή εγγραφή σε βινύλιο. Αυτό διαφέρει από τον τρόπο που πραγματοποιείται μια ψηφιακή εγγραφή.

Βάθος bit

Το βάθος bit μιας ψηφιακής εγγραφής περιγράφει πόσα ψηφία χρησιμοποιούνται για να αποθηκευτεί κάθε δείγμα του αναλογικού σήματος. Το τυπικό βάθος bit για τον ήχο CD είναι 16, με ρυθμό δειγματοληψίας 44,1kHz – αυτό σημαίνει ότι λαμβάνονται 44.100 δείγματα το δευτερόλεπτο και κάθε δείγμα αποθηκεύει 16 bit πληροφοριών. Εν γένει, ένα υψηλότερο βάθος bit σημαίνει μεγαλύτερη ποιότητα ήχου αλλά και μεγαλύτερο μέγεθος αρχείου

Ο ήχος υψηλής ανάλυσης έχει βάθος bit τουλάχιστον 24 bit, με ρυθμό δειγματοληψίας 96 kHz ή παραπάνω.

Κωδικοποιητής

Όταν ο ήχος είναι ψηφιακός, περνάει μέσα από έναν κωδικοποιητή / αποκωδικοποιητή, ή απλά «κωδικοποιητή». Αυτό είναι ένα κομμάτι λογισμικού ή υλικού που παίρνει το σήμα του αναλογικού ήχου και το «κωδικοποιεί» σε μια ψηφιακή μορφή που μπορεί να αποθηκευτεί ηλεκτρονικά. Όταν ο ήχος αναπαράγεται, ο κωδικοποιητής αποκωδικοποιεί το ψηφιακό αρχείο για να παράγει ήχο.

Κάθε κωδικοποιητής ήχου χρησιμοποιεί μια διαφορετική μέθοδο για να κωδικοποιήσει το αναλογικό σήμα, έτσι έχουν διαφορετικά πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα όταν μιλάμε για αποθήκευση και αναπαραγωγή ήχου.

Συμπίεση

Η δημιουργία μιας εγγραφής ψηφιακού ήχου μπορεί να οδηγήσει σε πολύ μεγάλα μεγέθη αρχείων, πράγμα το οποίο περιορίζει τις πρακτικές χρήσεις της τεχνολογίας – για παράδειγμα, πόσα τραγούδια μπορούν να χωρέσουν σε μια ψηφιακή συσκευή αναπαραγωγής μουσικής. Γι' αυτό το λόγο, τα περισσότερα φορμά αρχείου ήχου χρησιμοποιούν κάποια μορφή συμπίεσης, αφαιρώντας ορισμένες πληροφορίες ήχου για να μειώσουν το μέγεθος του αποθηκευμένου αρχείου.

Ο τρόπος με τον οποίο συμπιέζεται και αποσυμπιέζεται ο ήχος κατά την αναπαραγωγή του επηρεάζει τον τελικό ήχο που ακούτε. Τα φορμά αρχείου όπου χάνονται πληροφορίες αποκαλούνται lossy (απωλεστικά). Φορμά αρχείων που διατηρούν όλες τις πληροφορίες ήχου ή του επιτρέπουν να αναδημιουργηθεί όταν αναπαράγεται καλούνται lossless (απωλεστικά).

Ψηφιακός

Σε αντίθεση με μια αναλογική εγγραφή, μια ψηφιακή εγγραφή αλλάζει τον ήχο σε μια σειρά από αριθμούς που μπορούν να αποθηκευτούν ηλεκτρονικά (για παράδειγμα σε ένα CD ή σκληρό δίσκο) κι έπειτα να μετατραπούν πάλι σε ήχο όταν αναπαράγονται. Το MP3 είναι ένα δημοφιλές φορμά ψηφιακού αρχείου.

Dolby Digital

Ένα τυπικό φορμά ήχου lossy που χρησιμοποιείται για DVD και ως βασικό φορμά για Blu-ray. Αν και είναι φορμά lossy εξακολουθεί να είναι αρκετά καλό για χρήση στους κινηματογράφους. Συγκριτικά με το DTS Digital Surround η ποιότητα του ήχου είναι χαμηλότερη, αλλά ο υψηλότερος βαθμός συμπίεσης σημαίνει επίσης ότι τα αρχεία είναι μικρότερα κι έτσι το Dolby Digital χρησιμοποιείται πιο ευρέως.

Dolby True HD

Ένα απωλεστικό φορμά συμπίεσης ήχου παρόμοιο με το DTS Master Audio. Και τα δύο χρησιμοποιούνται ως προαιρετικά φορμά ήχου για Blu-ray Disc.

DSD (Direct Stream Digital)

Το Direct Stream Digital (DSD) είναι μια ψηφιακή μέθοδος εγγραφής με εξαιρετικά υψηλό ρυθμό δειγματοληψίας, πέραν εκείνου του Hi-Res Audio και 64-128 φορές υψηλότερο από τον ήχο CD. Για ορισμένους μηχανικούς ήχου αυτό πλησιάζει όσο περισσότερο γίνεται να πλησιάσει ένα ψηφιακό αρχείο την αρχική αναλογική πηγή. Ορισμένα μοντέλα Sony Hi-Res Audio είναι επίσης ικανά να αναπαράγουν ήχο φορμά DSD.

DSEE HX

Το Digital Sound Enhancement Engine (DSEE) HX είναι η μοναδική τεχνολογία αναβάθμισης της Sony. Όταν ψηφιακός ήχος σε συμπιεσμένο φορμά αναπαράγεται, το DSEE HX αντικαθιστά τις χαμένες υψηλές συχνότητες σε πραγματικό χρόνο, δίνοντας ποιότητα ήχου σχεδόν υψηλής ανάλυσης. Όλος ο ήχος που αναπαράγεται σε συσκευές DSEE HX είναι ενισχυμένος, κάνοντάς σας να νιώσετε σαν να βρίσκεστε πραγματικά εκεί μέσα στο στούντιο ηχογράφησης ή τη συναυλία.

DTS Digital Surround

Ένα τυπικό φορμά ήχου lossy που χρησιμοποιείται για DVD και ως βασικό φορμά για Blu-ray. Συγκριτικά με το Dolby Digital το DTS Digital Surround έχει καλύτερη ποιότητα ήχου, αλλά χρησιμοποιείται λιγότερο ευρέως επειδή παράγει μεγαλύτερα αρχεία.

DTS Master Audio

Ένα απωλεστικό φορμά συμπίεσης ήχου παρόμοιο με το Dolby True HD. Και τα δύο χρησιμοποιούνται ως προαιρετικά φορμά ήχου για Blu-ray Disc.

Ήχος υψηλής ανάλυσης

Ο ήχος υψηλής ανάλυσης συνήθως αναφέρεται σε ψηφιακές εγγραφές με ρυθμό δειγματοληψίας 96 kHz / 24 bits ή παραπάνω. Αυτό δίνει ποιότητα ήχου που είναι πολύ ανώτερη από εκείνη των εγγραφών CD ή MP3 – το τυπικο φορμά ήχου CD έχει δειγματοληψία 44,1 kHz / 16 bits.

Όταν βλέπετε το λογότυπο Hi-Res Audio σε ένα προϊόν της Sony, γνωρίζετε ότι το προϊόν έχει σχεδιαστεί για να μεγιστοποιεί την απόδοση ήχου υψηλής ανάλυσης. Από φορητές συσκευές αναπαραγωγής μουσικής έως ακουστικά, ηχεία και πλήρη συστήματα οικιακού κινηματογράφου, μπορείτε να εγκαταστήσετε ένα πλήρες σύστημα Sony Hi-Res Audio.

Μάθετε περισσότερα για τον ήχο υψηλής ανάλυσης

LDAC

Το LDAC είναι ένας κωδικοποιητής ήχου της Sony που σας επιτρέπει να απολαμβάνετε υψηλής ποιότητας ασύρματο ήχο σε σύνδεση Bluetooth.

Όταν μεταδίδεται ήχος σε Bluetooth, κανονικά χρησιμοποιεί το βασικό κωδικοποιητή Bluetooth SBC, το οποίο μπορεί να οδηγήσει σε απώλεια ποιότητας. Το LDAC μεταδίδει 3 φορές περισσότερα δεδομένα σε σχέση με τον κωδικοποιητή SBC , διατηρώντας ήχο υψηλής ποιότητας μέσω Bluetooth και χαρίζοντάς σας ένα ενισχυμένο ασύρματο βίωμα ακρόασης για όλη τη μουσική σας.

LFE

Ένα κανάλι Εφέ χαμηλής συχνότητας (LFE) είναι ένα ξεχωριστό κομμάτι ήχου που χρησιμοποιείται για ήχους χαμηλής έντασης ανάμεσα στα 3 Hz και στα 120 Hz – όπως χαμηλά, υπόκωφα εφέ ήχου σε σάουντρακ ταινιών. Σε ένα σύστημα ήχου surround αυτό το κανάλι συνήθως αποστέλλεται στο υπογούφερ.

Απωλεστικό

Ένα απωλεστικό φορμά ήχου αποθηκεύει ψηφιακό ήχο με έναν τρόπο που είτε συγκρατεί όλες τις αρχικές ψηφιακές πληροφορίες είτε του επιτρέπει να αναδημιουργηθεί κατά την αναπαραγωγή. Τα απωλεστικά φορμά ήχου περιλαμβάνουν τα εξής:

1. DSD (DFF)
2. DSD (DSF)
3. WAV
4. AIFF
5. FLAC
6. ALAC

Lossy

Ένα φορμά ήχου lossy διαγράφει ορισμένες πληροφορίες από την αρχική ψηφιακή εγγραφή προκειμένου να εξοικονομηθεί χώρος, ενώ προσπαθεί να διατηρήσει όσο περισσότερο γίνεται από την αρχική ποιότητα ήχου, όταν η εγγραφή αναπαράγεται. Κάθε φορμά πετυχαίνει μια διαφορετική ισορροπία ανάμεσα στη συμπίεσηγια να εξοικονομηθεί χώρος και να διατηρηθούν πληροφορίες για να προφυλαχθεί η ποιότητα του ήχου.

Τα φορμά ήχου Lossy περιλαμβάνουν τα εξής:

• AAC
• Dolby Digital
• DTS Digital Surround
• MP3

LPCM

Η Διαμόρφωση Κώδικα Γραμμικού Παλμού (LPCM) αποτελεί τη βάση της εγγραφής ψηφιακού ήχου. Ένα αναλογικό σήμα λαμβάνεται δειγματοληπτικά ανά τακτά διαστήματα και το πλάτος του εγγράφεται ως ένα σημείο σε μια ψηφιακή κλίμακα. Επειδή δεν υπάρχει επεξεργασία ή συμπίεση των δεδομένων, η ποιότητα του ήχου μπορεί να είναι εξίσου υψηλή με τα επαγγελματικά μάστερ των στούντιο – ωστόσο, παράγονται πολύ μεγάλα αρχεία κι έτσι το LPCM δεν είναι πρακτικό για καθημερινή χρήση.

Ο ρυθμός δειγματοληψίας καθορίζει την ακρίβεια της αρχικής ψηφιακής ροής

S-Master HX

Η τεχνολογία ψηφιακού ενισχυτή της Sony, που αναπτύχθηκε αποκλειστικά για Ήχο υψηλής ανάλυσης για να μειωθεί η παραμόρφωση και ο θόρυβος σε μεγαλύτερα εύρη συχνοτήτων. Επειδή το S-Master ενισχύει απευθείας τα ψηφιακά σήματα – αντί να τα μετατρέπει πρώτα σε αναλογικά σήματα – διατηρεί την αγνότητα του αρχικού σήματος για πιο πιστή αναπαραγωγή.

SA-CD

Το Super Audio CD είναι ένα φορμά εγγραφής που αναπτύχθηκε από τη Sony για να εγγράφεται ήχος σε φορμά DSD , υπερβαίνοντας το δυναμικό εύρος που μπορεί να εγγραφεί σε ένα CD. Ενώ το δυναμικό εύρος του τυπικού ήχου CD είναι 96 db, εκείνο ενός SA-CD είναι 120 db. Ο ρυθμός δειγματοληψίας του SA-CD είναι 2,8 MHz, 64 φορές εκείνο του τυπικού CD.

Σε αντίθεση με τον κανονικό ήχο CD, το SA-CD υποστηρίζει τον ήχο surround 5.1ch καθώς και τον ήχο 2 καναλιών (στερεοφωνικό). Ο ήχος SA-CD είναι κρυπτογραφημένος για σκοπούς προστασίας από αντιγραφή, δηλαδή μπορεί να αναπαραχθεί μέσω αναλογικής εξόδου καλωδίων και καλωδίων εξόδου HDMI ή i-Link, αλλά όχι μέσω οπτικών ή ομοαξονικών καλωδίων.

Ρυθμός δειγματοληψίας

Όταν μια ψηφιακή εγγραφή πραγματοποιείται από μια αναλογική πηγή, ο ρυθμός δειγματοληψίας είναι το χρονικό διάστημα ανάμεσα στα δείγματα, και όσο υψηλότερο είναι τόσο λιγότερο χάνεται. Ο ήχος CD, για παράδειγμα, έχει βασικό ρυθμό δειγματοληψίας 44,1 kHz, δηλαδή 44.100 δείγματα λαμβάνονται ανά δευτερόλεπτο.

Εν γένει, ένας υψηλότερος ρυθμός δειγματοληψίας σημαίνει εγγραφή υψηλότερης ποιότητας. Ο ήχος υψηλής ανάλυσης έχει ρυθμό δειγματοληψίας 96 kHz ή ανώτερο και βάθος bit τουλάχιστον 24 bit.

SBC

Ο τυπικός κωδικοποιητής ήχου για τη μετάδοση ψηφιακού ήχου μέσω Bluetooth. Επειδή το SBC έχει σχεδιαστεί για να δίνει προτεραιότητα στην αποδοτική χρήση της επιλογής ζώνης συχνοτήτων πάνω από την ποιότητα του ήχου, δεν είναι ιδανικό για τη μετάδοση ήχου υψηλής ποιότητας. Το LDAC της Sony φέρει τα τριπλάσια δεδομένα σε σχέση με το SBC, επιτρέποντας ήχο υψηλής ποιότητας να μεταδοθεί μέσω Bluetooth.

Υπογούφερ

Σε ένα σύστημα ήχου surround 5.1ch ή 7.1ch , ένα υπογούφερ είναι ένα ηχείο που αναπαράγει μόνο ήχους χαμηλής συχνότητας ή το ειδικό κανάλι LFE. Επειδή η ακοή μας δεν διακρίνει εύκολα από ποια κατεύθυνση προέρχονται οι χαμηλές συχνότητες, το υπογούφερ μπορεί να τοποθετηθεί οπουδήποτε μέσα σε ένα δωμάτιο.

Επειδή όλες οι χαμηλές συχνότητες στέλνονται στο υπογούφερ, τα άλλα ηχεία μπορούν να είναι μικρότερα – έτσι ολόκληρο το σύστημα καταλαμβάνει λιγότερο χώρο.

Ήχος surround

Ο ήχος surround 5.1ch και 7.1ch είναι συστήματα για την αποστολή ξεχωριστών καναλιών ήχου σε ηχεία τοποθετημένα γύρω από τον ακροατή, παρέχοντας μια πλουσιότερη εμπειρία ακρόασης. Το .1 αναφέρεται στη χρήση ενός υπογούφερ ως πρόσθετο ηχείο χαμηλής συχνότητας.

Αναβάθμιση

Όταν αναπαράγεται μια εγγραφή ψηφιακού ήχου σε φορμά lossy , είναι δυνατόν ορισμένες φορές να πληρωθούν ορισμένα από τα «κενά» στον αρχικό ήχο υπολογίζοντας μαθηματικά πού θα βρίσκονταν οι αρχικές πληροφορίες. Αυτό ονομάζεται «αναβάθμιση», καθώς μπορεί να ενισχύσει τον ήχο εγγραφών χαμηλότερης ποιότητας για να προσεγγιστεί ήχος υψηλής ποιότητας.

Ο μοναδικός αλγόριθμος της Sony DSEE HX αναβαθμίζει υπάρχουσες πηγές ήχου σε ποιότητα ήχου σχεδόν Ήχου υψηλής ανάλυσης.