Dźwięk z Blu-ray dla audiofila

Najlepsze odtwarzacze BD spełnią także oczekiwania audiofilów co do jakości odtwarzania dźwięku stereofonicznego dzięki odtwarzaniu płyt Super Audio CD i DVD-Audio.

Odtwarzacz DVD lub Blu-ray może być także źródłem bardzo dobrego sygnału audio stereo i wielokanałowego, jeżeli odtwarza płyty Super Audio CD i DVD-Audio.

Od czego zależy jakość dźwięku w odtwarzaczach Blu-ray?

W audiofilskich rozwiązaniach, jakie reprezentują odtwarzacze Blu-ray firm Denon, Marantz, Pioneer, Philips, Harman Kardon, stosuje się szereg rozwiązań konstrukcyjnych dotyczących przetwarzania tylko sygnału audio i wideo. Każda z firm ma własne rozwiązania usuwające zniekształcenia i szumy powodowane zjawiskami mechanicznymi i elektrycznymi wpływające na jakość sygnałów audio. Do najważniejszych należą:

• Eliminowanie drgań przenoszonych na napęd płyty

W celu zapewnienia odpowiedniej jakości dźwięku istotna jest także eliminacja drgań zewnętrznych i napędu, przenoszonych na laserowy układ odczytowy płyty. Konstrukcja mechaniczna obudowy zawiera amortyzatory drgań i specjalne płyty wielowarstwowe, usztywniające obudowę. Także napędy płyt, oprócz centralnego umieszczenia w obudowie, mają rozwiązania konstrukcyjne do tłumienia drgań, np. tacę, która jest pokryta materiałem pochłaniającym drgania silnika obracającego płytę. Przykładem może być Denon DBT-3313UD z konstrukcją obudowy Direct Mechanical Ground Construction oraz tłumiącym wibracje od transformatora i w pełni ekranowanym mechanizmem napędu SVH (Suppress Vibration Hybrid), z aluminiową pokrywą górną i podwójnymi wałkami, które tłumią drgania wewnętrzne i zewnętrzne, a także szum elektromagnetyczny.

• Izolowanie torów audio i wideo

Sekcje przetwarzania sygnałów audio i wideo są od siebie odizolowane, aby ograniczyć interferencje. Stosowane są przetworniki c/a audio o największej częstotliwości próbkowania i dokładności bitowej 192 kHz/32 bit i układy redukcji szumów najlepszych firm. W celu wyeliminowania wpływu zakłóceń powodowanych przez obwody wideo, wyświetlacz i wyjścia cyfrowe stosuje się wyłączanie zbędnych obwodów oraz wyświetlacza (funkcja Direct).

Popularne staje się stosowanie dwóch wyjść HDMI, które mogą być przeznaczone tylko dla sygnału wideo i audio.

Jitter – zakłócenia sygnału cyfrowego audio

Sygnały cyfrowe audio, mimo swoich zalet, mają również wady. Należy do nich zjawisko jittera, czyli niedokładności w taktowaniu sygnału (przesunięcie czasowe). W wypadku cyfrowej transmisji sygnałów za pośrednictwem konwencjonalnych połączeń HDMI układy pracują z wykorzystaniem oddzielnych sygnałów zegarów, co powoduje znaczne zniekształcenia i utratę rozdzielczości dźwięku.

W celu eliminacji tego zjawiska stosowane są firmowe rozwiązania. Firma Pioneer eliminuje zjawisko jittera w układzie PQLS (Precision Quartz Lock System) na wyjściu HDMI w modelu 450. Specjalny układ konwertuje sygnał cyfrowy na analogowy, posługując się własnym precyzyjnym zegarem i dostosowując szybkość transmisji danych dźwiękowych pochodzących z odtwarzacza. Nie ma znaczenia, czy sygnał nadawany z odtwarzacza ma format Linear PCM czy bitstream. Amplituner też musi mieć tę funkcję – są w nią wyposażone modele z wyższej półki,

Technika Denon Link HD synchronizuje zegary główne w obu urządzeniach: odtwarzaczu Blu-ray i amplitunerze, aby móc obsługiwać zintegrowane obwody (IC) z najniższymi możliwymi zniekształcenia typu jitter. Denon Link HD współpracuje nie tylko z płytami Blu-ray, ale też ze wszystkimi cyfrowymi sygnałami wyjść HDMI, w tym DVD, DVD Audio, Super Audio CD, płytami CD z muzyką i muzyką przesyłaną strumieniowo z sieci. Jednym z rezultatów tej techniki jest lepsza lokalizacja dźwięku i przestrzenna scena dźwięków 3D.

UWAGA! Odtwarzacz Blu-ray powinien współpracować ze wzmacniaczem lub amplitunerem także z tym systemem.

Parametry techniczne – pierwszy krok wyboru Blu-ray/DVD

Przy wyborze odtwarzacza DVD lub Blu-ray warto przeanalizować różne parametry związane z sygnałami wideo i audio, które dostarcza odtwarzacz do telewizora lub zestawu kina domowego. Ich wartości pozwolą na wstępne określenie, które z urządzeń powinno lepiej odtwarzać sygnały audio i wideo. Wśród parametrów technicznych dostępnych w instrukcjach jednymi z najważniejszych są parametry przetworników c/a (cyfrowo-analogowych) wideo i audio. Parametry przetworników c/a są określone dwiema wartościami: częstotliwością próbkowania i rozdzielczością bitową. Częstotliwość próbkowania określa, jak często będzie się zmieniać napięcie na wyjściu przetwornika c/a, rozdzielczość bitowa natomiast określa liczbę bitów opisujących każdą próbkę sygnału, reprezentującą chwilową jego wartość. Sygnał 8-bitowy może mieć 256 różnych poziomów wartości, zaś 16-bitowy 65 536. Z tego względu 16-bitowy sygnał zawiera znacznie więcej informacji o pierwotnym sygnale, który jest dzięki temu dokładniej odtworzony. Od tych dwóch wartości zależy, jak dokładnie zostanie odwzorowany sygnał analogowy na odpowiednim wyjściu audio lub wideo. Im większa jest częstotliwość próbkowania i więcej bitów (większa rozdzielczość), tym dokładniej można odtworzyć analogowy sygnał wideo i audio.

Ważne parametry przetworników c/a

Poniżej podano wartości parametrów przetwornika c/a dla różnej klasy odtwarzaczy DVD czy Blu-ray.

Wartości parametrów przetwornika c/a wideo:

– 108 MHz/10 bit – typowa,

– 148,5 MHz/12 bit – dobra,

– 216 MHz/12 bit – bardzo dobra,

– 297 MHz/14 lub 12 bit – high end.

Wartości parametrów przetwornika c/a audio:

– 192 kHz/24 bit – typowa,

– 192 kHz/32 bit – high end.

Jeśli odtwarzacz BD lub DVD ma służyć także do bardzo dobrego odtwarzania muzyki z płyt CD, powinno się porównać inne parametry, takie jak pasmo przenoszenia, dynamika, współczynnik sygnał/szum, zniekształcenia harmoniczne. Poniżej podano ich typowe wartości:

Pasmo przenoszenia:              od 4 Hz do 22 kHz (próbkowanie 48 kHz)

                                               od 4 Hz do 44 kHz (próbkowanie 96 kHz)

Dynamika:                              90 dB – typowa, 105 dB – dobra, 110 – bardzo dobra.

Współczynnik sygnał/szum:   100–110 dB – typowa, 115 dB – dobra, 120–125 dB – bardzo dobra.

Zniekształcenia harmoniczne (THD): 0,003% – typowa, 0,002–0,0025% – dobra, 0,0008–0,0015% – bardzo dobra.

Dekodery dźwięku wielokanałowego

Oprócz doskonałego obrazu odtwarzacz Blu-ray jest źródłem dźwięku wielokanałowego, który wytwarza dźwięk otaczający widza, kodowany w systemie Dolby Digital lub DTS. Odtwarzacz Blu-ray jest pierwszym elementem kina domowego. Potrzebne są jeszcze amplituner i kolumny. Dla wielu wygodną formą będzie odtwarzacz Blu-ray razem z amplitunerem w jednej obudowie.

Wielokanałowy dźwięk zapisany na płycie może być odtwarzany na kilka sposobów. Pierwszy sposób to wykorzystanie głośników, które zazwyczaj są stereofoniczne i słabej jakości. Bliskie ich rozstawienie nie zapewnia optymalnego dźwięku przy wykorzystaniu trybów dźwięku surround.

Lepsze efekty uzyska się, stosując zestawy typu speakerbar lub soundbar.

Wrażenia jak w kinie uzyska się, stosując zestaw kina domowego i przesyłając sygnał wielokanałowy, najlepiej łączem S/PDIF, do wzmacniacza lub amplitunera, który ma taki sam dekoder dźwięku wielokanałowego jak odtwarzacz DVD lub BD. Posiadacze wzmacniaczy wielokanałowych bez odpowiednich dekoderów dźwięku wielokanałowego powinni kupić odtwarzacz DVD lub BD z wyjściami cinch 5.1 lub 7.1, na których jest już dostępny sygnał analogowy – wtedy wystarczy już tylko go wzmocnić. Obecnie popularny jest system 7.1, który wzbogaca system 5,1 o dodatkowe głośniki: lewy surround i prawy surround.

Dekodery dźwięku wielokanałowego 5.1 i 7.1

Systemy cyfrowe dźwięku wielokanałowego pojawiały się początkowo w salach kinowych, a następnie w naszych domach w amplitunerach wielokanałowych.

Zazwyczaj do wyboru jest kilka lub kilkanaście dekoderów opracowanych przez dwie konkurencyjne firmy: Dolby i DTS. Do najbardziej znanych należą:

Dolby Digital – cyfrowy system stratnego kodowania dźwięku przestrzennego. Wykorzystuje format AC-3. Każdy kanał przekazuje dźwięk osobno, tak by jak najwierniej odzwierciedlić oglądaną scenę. Głośniki przednie (lewy i prawy), centralny oraz dwa głośniki z tyłu odtwarzają tony niskie, średnie i wysokie. Dźwięki basowe są przekazywane przez szósty kanał subwoofera. Dla sygnału stereo stosuje się zwykle kompresję o przepływności bitowej 192 kbit/s;

Dolby Digital Plus – następca Dolby Digital, kodujący dźwięk w formacie E-AC-3 (Enhanced Audio Compression-3). Charakteryzuje się większą od AC-3 wartością bitrate (przepływności bitowej), co wpływa na poprawę jakości dźwięku i umożliwia przesyłanie większej liczby kanałów audio (w tym obsługę 7.1);

Dolby Digital EX – system obsługujący dodatkowy, trzeci kanał surround, który wytwarzany jest w postaci analogowej przez porównanie i ewentualne sumowanie rozkodowanych sygnałów przeznaczonych dla kanałów tylnych. Na płycie z dźwiękiem w standardzie Dolby Digital EX znajduje się więc cyfrowy sygnał z sześcioma niezależnymi ścieżkami;

Dolby Digital Surround EX – profesjonalna odmiana systemu Dolby Digital EX. Zasada jej działania jest bardzo podobna, z tą różnicą, że dźwięk odtwarzany jest z większej liczby głośników;

Dolby TrueHD – format bezstratnego kodowania dźwięku, umożliwiający transmisję do formatu 7.1 przy 96 kHz i 24 bitach. W wypadku formatu 5.1 możliwa jest transmisja z jakością 192 kHz przy 24 bitach;

 Dolby ProLogic II – sposób kodowania umożliwiający uzyskanie pełnozakresowego, wielokanałowego (5.1) dźwięku przestrzennego z dowolnego źródła stereo przy dobrej separacji poszczególnych kanałów;

Dolby ProLogic IIx – matrycowy system kodowania dźwięku dookólnego, następca Dolby Pro Logic II. Umożliwia przekształcenie dźwięku zarejestrowanego w 5.1, a także w stereo do formatu 6.1, a nawet 7.1, zachowując wszelkie informacje zawarte w źródle;

Dolby ProLogic IIz – system umożliwiający stworzenie rozbudowanych systemów przez dodanie do konfiguracji 5.1 lub 7.1 dwóch umieszczonych wysoko głośników przednich. Wnosi dodatkowy, trzeci wymiar w odtwarzanym sygnale audio;

Dolby Digital Live – system wykorzystywany najczęściej w sprzęcie komputerowym. Dzięki niemu można uzyskać dźwięk przestrzenny np. w grach komputerowych. Sygnał zamieniany jest na format 5.1, wykorzystujący kodowanie AC-3;

Dolby Volume – system wyrównujący różnice głośności odtwarzanych dźwięków, niewprowadzający przy tym dodatkowych zniekształceń. Zapewnia dobrą jakość materiału audio i słyszalność nawet przy niskim poziomie sygnału. To rozwiązanie okazuje się przydatne zwłaszcza wtedy, gdy filmy przerywane są blokami reklamowymi, których poziom głośności jest znacznie wyższy od tego w filmie;

Dolby Headphone – system wytwarzający dźwięk przestrzenny podczas korzystania z tradycyjnych słuchawek stereofonicznych. To doskonała propozycja dla osób, które chcą cieszyć się przestrzennością dźwięku pomimo braku zestawu kolumn lub gdy konieczne jest zachowanie ciszy w mieszkaniu. Oczywiście, nie zastąpi to w stu procentach tradycyjnego zestawu 5.1, jednakże stanowi dla niego ciekawą alternatywę;

Dolby Virtual Speaker – system umożliwiający wytworzenie dźwięku przestrzennego z wykorzystaniem pary głośników. Stworzony przede wszystkim z myślą o systemach komputerowych, jednakże i w wypadku tradycyjnych systemów sprawdza się znakomicie. Algorytmy cyfrowego przetwarzania dźwięku wykorzystane w Dolby Virtual Speaker zostały opracowane na podstawie szeregu badań psychofizycznych i psychoakustycznych, a więc w oparciu o właściwości ludzkiego słuchu;

DTS (Digital Theatre System) – system kompresji danych dźwiękowych opracowany przez konkurencyjną dla Dolby firmę DTS. Charakteryzuje się mniejszym niż Dolby Digital stopniem kompresji. Dlatego uważa się często, że DTS oferuje lepszą jakość dźwięku. Charakterystyczną cechą DTS jest podbicie wysokich częstotliwości;

DTS ES – rozszerzenie standardu DTS, umożliwiające odtwarzanie dźwięku maksymalnie w formacie 6.1, a więc z trzema głośnikami z przodu i trzema z tyłu oraz subwooferem. DTS ES ma dwie odmiany: Matrix oraz Discrete. Pierwsza z nich bazuje na dekodowaniu matrycowym i jest podobna w działaniu do Dolby Digital Surround EX. Z kolei DTS ES Discrete daje możliwość uzyskania konfiguracji 6.1 dyskretnych kanałów audio. Zapis w formacie DTS ES jest w pełni kompatybilny z DTS 5.1. Daje on jednakże lepszą separację między poszczególnymi kanałami. Dodatkowy kanał surround może być zapisany jako odrębny kanał lub jako sygnał różnicowy z dwóch kanałów tylnych (surroundowych);

DTS 96/24 – format dźwięku przestrzennego, w którym dźwięk zapisany jest z częstotliwością próbkowania 96 kHz i rozdzielczością 24 bitów, a więc jest to najlepsza możliwa do uzyskania jakość dźwięku w wypadku płyt DVD. DTS 96/24 obsługuje format 5.1, a dzięki swojej strukturze jest w pełni kompatybilny z podstawowym standardem DTS;

DTS Neo:6 – system wykorzystujący złożone algorytmy obliczeniowe, umożliwiający zamianę sygnałów stereofonicznych w dźwięk przestrzenny – maksymalnie do formatu 6.1. System ten oferuje dwa różne tryby, dostosowane do dwóch odmiennych charakterów brzmienia dźwięku, a więc dla filmu i muzyki;

DTS Neo:X – system zbliżony funkcjonalnie do DTS Neo:6, oparty na cyfrowym przetwarzaniu sygnałów dźwiękowych, umożliwiający zwiększenie wrażenia przestrzenności nagrania. Zastosowane algorytmy są w stanie przetworzyć sygnał stereofoniczny nawet do formatu 11.1. System ten może być wykorzystywany nie tylko w zestawach kina domowego, ale także w samochodowej instalacji nagłośnieniowej;

DTS HD – format kodowania dźwięku stworzony na potrzeby standardów o dużej rozdzielczości wideo, a więc Blu-ray oraz wypartego przezeń formatu HD-DVD. Standard DTS HD występuje w dwóch odmianach: DTS-HD Master Audio oraz DTS-HD High Resolution Audio;

DTS-HD Master Audio – odmiana DTS HD umożliwiająca zapis do 8 kanałów (niekoniecznie w standardzie 7.1) z częstotliwością próbkowania 96 kHz i rozdzielczością 24 bity. Maksymalna przepływność w wypadku dysków Blu-ray dla DTS-HD Master Audio wynosi 24,5 Mbit/s. W trybie dwukanałowym maksymalna częstotliwość próbkowania może wynosić 192 kHz. Format ten umożliwia zatem bezstratną kompresję sygnału audio;

DTS-HD High Resolution Audio – podobnie jak DTS-HD Master Audio umożliwia zapis do 8 kanałów dźwiękowych z taką samą częstotliwością próbkowania i rozdzielczością. Maksymalna przepływność dla dysków Blu-ray jest w tym wypadku mniejsza i wynosi 6 Mbit/s;

DTS Express – format audio przeznaczony dla małych przepływności, np. do strumieniowej transmisji danych. Dwa kanały mogą być przesyłane już z przepływnością 64 kbit/s, natomiast sygnał 5.1-kanałowy z przepływnością od 192 do 512 kbit/s;

DTS Boost – system wykorzystywany głównie w notebookach, zwiększający moc akustyczną źródła dźwięku. Dzięki temu głośniki instalowane w tego typu sprzęcie, które z reguły nie charakteryzują się dużą mocą, grają głośniej;

DTS Enhance – system wpływający na poprawę brzmienia odtwarzanych utworów, głównie skompresowanych plików, np. w formacie MP3. Polega on m.in. na ingerencji w charakterystykę częstotliwościową – przede wszystkim korekcji w zakresie najniższych i najwyższych słyszalnych częstotliwości w danym materiale audio;

DTS Envelo – system umożliwiający wytworzenie dźwięku przestrzennego z dowolnego, nawet monofonicznego sygnału. Sprawdza się zarówno w wypadku głośników, jak i słuchawek. Może być wykorzystywany np. w urządzeniach mobilnych;

DTS Surround Sensation – system pozwalający na wytworzenie dźwięku przestrzennego, np. z wykorzystaniem słuchawek stereofonicznych. Sprawia to, że użytkownik ma podczas słuchania wrażenie, iż jest otoczony dźwiękiem. System zwiększa ponadto zrozumiałość głosu, poszerza scenę dźwiękową i poprawia odtwarzanie niskich częstotliwości. DTS Surround Sensation w swoich algorytmach wykorzystuje właściwości słyszenia i postrzegania kierunkowości dźwięku przez człowieka;

DTS Neural Surround – system umożliwiający wytworzenie sygnału 5.1 z dźwięku stereofonicznego i odwrotnie. Jego działanie opiera się na kodekach perceptualnych, a więc uwzględniających proces słyszenia i postrzegania dźwięków przez człowieka;

DTS Neural Loudness Control – system kontroli głośności odtwarzanych materiałów audio. Opiera się na perceptualnym postrzeganiu różnic głośności przez człowieka. Pozwala na utrzymanie wrażenia głośności na stałym poziomie. System funkcjonuje zarówno dla sygnałów monofonicznych, stereofonicznych, a także systemów 5.1 i 7.1;

DTS Symmetry – system zapewniający równowagę głośności między odtwarzanymi źródłami dźwięku, np. między sygnałem audio z dwóch różnych urządzeń. Użytkownik ustala preferowany poziom głośności, a system dopasowuje do niego głośność odtwarzanych materiałów audio – od skompresowanych plików MP3 po pliki audio dobrej jakości.

UWAGA! Nazwy dekoderów, najczęściej umieszczone na obudowach odtwarzaczy, informują, że urządzenie jest w stanie odczytać płytę zakodowaną w standardzie Dolby i DTS. W wersji analogowej stereo sygnał będzie dostępny na wyjściu słuchawkowym lub stereo cinch.