bude objavljeno, medjutim do danas nije, sto ne znaci da nece. Molim posetioce ovog
foruma da pripaze na copyright prevoda i same teme. Gde god kopirali ovo navedite me bar
kao prevodioca!!!
Znaci;
Preveo: Dejan Milosevic za potrebe Sound&Music magazina
Ovde se govori o novom sistemu snimanja kao i puno podataka o digitalnom zapisu koji je sada u opticaju, hercima, bitima kao i o AD/DA konverziji signala. Smatram da ovaj tekst moze da pomogne puno onima koji tek zapocinju svoj put u audio/digitalnoj tehnologij, a nekima koji to znaju, da se podsete...
>> Sledi tekst na srpkom jeziku <<
Korg je razvio i predstavio prenosive digitalne audio rekordere - u svojoj klasi prve koji snimaju u 1-bitnoj rezoluciji. MR-1 je sposoban da snima i reprodukuje visokokvalitetno 1-bitni 2,8 MHz audio zapis dok MR-1000 može da snima i reprodukuje 1-bitni 5,6 MHz audio zapis. Integralni deo ovih 1-bitnih rekordera je Korg-ov ekskluzivni AudioGate™ softver koji besplatno ide uz ova dva modela. Ovaj softver pruža kompatibilnost između MR-1 i MR-1000 i ostalih postojećih 1-bitnih i PCM audio formata.
Da bi smo mogli da raspravljamo o mogućnostima i poboljšanjima koje ovi rekorderi nude, pripremili smo ovaj tekst. U njemu ćemo istražiti i komentarsati trenutni postojeći PCM digitalni audio način zapisa naspram nekih principa i prednosti 1-bitnog snimanja koje ono nudi. Oba formata cemo istražiti u pogledu vernosti i očuvanja njihove upotrebljivosti za buduću upotrebu.
Snimanje audio signala u 1-bitnoj/ 5,6 MHz rezoluciji omogućava snimku da bude sačuvan u najvećem kvalitetu koji postoji za profesionalce i korisnike, takođe omogućuje ponovnu upotrebu i distribuciju sačuvanog materijala bilo kojim od postojećih PCM formata uz očuvanje originalnog izvornog 1-bitnog audio fajla za buduće formate.
1-bitna tehnologija za snimanje nije nepoznata u svetu audio-profesionalaca. Originalno je razvijana od strane Dr. Yoshio Yamasaki-ja kasnih osamdesetih u Waseda univerzitetu u Japanu. Dr. Yamasaki je 1992 i patentirao 1-bitni proces. Tehnologija je usvojena i predstavljena od strane Sony-ja i Phillips-a kao DSD (Direct Stream Digital recording) u njihovim SACD konfiguracijama. Ti 1-bitni SACD uređaji su komercijalno dostupni od 1999 sa preko 4000 modela.
Kratka istorija Digitalnog Audio formata
Analogna tehnologija
U tipičnom analognom reprodukcionom sistemu, vernost i dinamički opseg su ograničeni osobinama medija na kome su sačuvani; vinil, magnetna traka…. i tako dalje. Dodajmo tome da svaki prolaz trake preko glave ili svaki put kad igla pređe preko ureza na ploči medij se troši svakim od tih kontakta. I na kraju i ploče i trake moraju da budu čuvane u specificnim uslovima, a magnetne trake nikako ne smeju da budu u blizini bilo kakvog magnetnog polja - zvučnici ili monitori kompjutera na primer. Uz to, bili su skupi, njihov kapacitet je bio ograničen i ono što je bilo na tim medijima je bilo lošije kako su godine prolazile.
Digitalna tehnologija
Ulaskom u digitalni audio, u jesen 1982 ( proleće 1983 u SAD) kompaktni diskovi su doneli digitalno audio snimanje na tržištu. Digitalni audio je ponudio brojna poboljšanja naspram analognog audio sistema. Veću vernost i veći dinamicki opseg zahvaljujući nemehaničkom načinu reprodukcije kao i veću sposobnost čuvanja i arhiviranja.
Šta je digitalni audio sistem?
U osnovi digitalni audio analizira neprekidni zvučni talas ( waveform) tako što uzima uzorke ( samples- semplove) na raznim tačkama tokom trajanja signala. Kada pričamo o semplovanju tj uzorkovanju, analognog u digitalni zapis, mislimo zapravo o dvema specifikacijama - bit-depth i sampling frequency ( kvalitetu informacije i koliko puta se vrši uzorkovanje u sekundi).
U gornjem primeru, plave tačke predstavljaju tačke uzimanja uzorka uzetih od ovog audio signala. Vertikalne linije predstavljaju učestalost uzorkovanja ( sampling frequency ili rate) odnosno kolko često se u svakoj sekundi uzimaju uzorci. Oni se iskazuju u hercima ( Hz). Horizontalne linije reprezentuju kvalitet informacije ( bit-depth ili rezoluciju). Prva stvar koju možete primetiti je da tačke netačno reprezentuju originalni signal. Razlog je što je rezolucija ovog signala veoma mala.
CD kojim smo počeli ovu priču je snimljen u rezoluciji od 16- bita a učestalost je u frekvenciji od 44100 herca ili 16-bita/44,1 kHz kako to imamo običaj da čujemo ili kažemo. Pre nego što krenemo dalje, pogledajmo zašto su baš ove vrednosti izabrane. Ljudsko uho reaguje ili čuje audio signal u rasponu od 20 Hz pa do 20 kHz. Istraživanja su pokazala, da bi semplovanje bilo što vernije sampl frekvencija mora da bude malo više od duplo iznad najviše note koja se sempluje. Ova teorija se često naziva Nyquist teorema.
Na slici ispod, sampling rate je samo 30 kHz, dok je frekvenija audio signala 20 Hz. Isprekidana linija pokazuje signal stvoren iz tzv greške pri semplovanju. Te greske se javljaju kao “alias” šum, zapravo lažni zvuk.
Kao što rekosmo, ljudsko uho čuje do 20 kHz a Nyquist teorema kaže da moramo da semplujemo malo iznad duplo od toga. Eto kako smo došli do toga da je standard za audio CD kvalitet 44,1 kHz. U stvari to je najniža frekvencija koja osigurava najtačnije semplovanje kroz ceo čujni spektar
Kvalitet semplovanja, bit-depth, izražavamo kao dvo-, osmo-, šesnaesto-, dvadesetčetvoro-bitni i tako dalje. Veća brojka odnosno dublja bitaža omogućuje detaljniju definiciju audio signala, povećavajući tačnost i čistoću tiših signala pre nego što se oni izgube u pragu čujnosti. Ovo znači da je dinamički opseg povećan, gurajući u stranu opseg jačine ili jednostavno rečeno - signal punog nivoa je lakše reprezentovati, dok slabiji signali koji idu ka tišini postaju manje tačniji i ta netačnosti postaje sve vidljivija. Povećavanjem bit-depth-a dramatično se povećava rezultat, povećanjem dinamičkog opsega sa 48 dB na čitavih 96 dB.
16-bitna rezolucija predstavlja značajno povećanje u dinamičkom opsegu naspram analognih medijuma za snimanje koji su imali između 50 - 60 dB. Osam i dvanaest bita nisu pružali takvu prednost pa su 16-bita usvojeni kao CD standard. Ne zaboravite da su u tom vremenu mesta za čuvanje podataka bila u megabajtima i ideja je bila da što više podataka stane na CD-ima a u isto vreme zadržati ih dostupnim potrošačima i korisnicima kao medijume.
Prednosti i pitanja u multi bitnoj sceni
Skoro kad i CD, novi formati su počeli da se pojavljuju nudeći dublji bit-depth i brže sampling vreme. Neko može predpostaviti da to može poboljšati kvalitet semplovanja tj snimanja. Oni to i čine, povećanje od 16 na 24 bita daje praktično povećanje od približno 110 dB, koje iako značajno, ipak je manje povećanje i poređenju na povećanje sa 8 na 16 bita. Dakle dok svako povećanje u bit rezoluciji rezultuje stvarnim povećanjem dinamičkog opsega, povećanja su svaki put manja.
Nema sumnje da trenutni 24-bitni/ 192 kHz audio signal zvuči veoma dobro, ali ima stvari koja mogu biti poboljšane drugačijim pristupom uz ostale koristi.
Iznenađujuće, većina današnjih 24-bitnih konvertora već koriste 1-bitnu konverziju na samom početku. Nakon hvatanja ultra-brzog 1-bitnog signala, konvertor koristi takozvani Decimation filter da promeni 1-bitni podatak u željeni multi-bitni format. Prosto objašnjenje decimation filtera je: to je sempler ili delilac koji deli 1-bitni signal u potreban broj sempla za više-bitni format. Što znaci da filter odbacuje informacije koje je nemoguće da budu korišćene, naravno na svojevrsni inteligentni način. Takođe mora imati i filter na polovini sample rate-a da bi eliminisao “aliase” na primer na 44,1 kHz filter za 22,05 kHz je angažovan. Obzirom na filter koji utiče na audio signal svi aspekti kao; uzimanje u obzir faze, linearnosti, dužina trajanja i talasi ( zvučni naravno), zavisni su od matematičkog procesa koji ih obrađuje, koji je na drugom kraju odgovornost osobe koja je napisala program za decimation filter. Ovo možemo uporediti sa slučajem da na dva predpojačala isti mikrofon zvuči drugačije.
U obrnutoj tj digitalnoj ka analognoj konverziji PCM podacima koji su sačuvani manipuliše se ponovo da bi pretvorili podatke u audio signal koji je zapravo i dalje podatak i voltaža sve dok ne stigne do zvučnika. Tokom tog procesa više preračunavanja se odigra, da bi se ponovo pretvorio podatak u audio signal, uključujući više matematičkih procesa koji pokušavaju da rekonstruišu audio signal najbliže onome kakav je bio u trenutku hvatanja, što dalje uključuje interpolaciju za rekonstrukciju detaljnijeg najpribližnijeg originalnom analognom signalu. Uz sve to dolazi i sigma-delta ( Σ - Δ ) modulacija koja kontroliše neizbežni šum i greške koje se javljaju prilikom konverzije.
Uobičajena praksa je da se koristi oversampling za reprodukciju, da bi duplirao sampling rate izvora proračunavanjem; kakav bi signal bio da je sniman recimo duplo većem sampling rate-u od onog u kojoj je stvarno snimljen. Iako ovo može biti efektivno, ipak se radi o proceni tako da nije ni blizu tako dobra kao hvatanje i zadržavanje svih informacija kao original.
Dakle možete videti da su ovom okruženju podaci izmenjeni ili bivaju manipulisani najmanje dva puta. prilikom hvatanja odnosno kodiranja, potom, prilikom dekodiranja tj reprodukovanja.
Prednost 1-bitnog
U 1-bitnom sistemu, signal je snimljen u super visokoj rezoluciji obično u 2,8224 MHz ili 5,6448 MHz. U ovoj visokoj rezoluciji 1-bitni sistem je sposoban da reprodukuje frekvencije i do 100 kHz, što prevazilazi sve druge digitalne sisteme, pa čak i magnetnu traku koja može da reprodukuje do 50 kHz. Na tim velikim vrednostima više nisu potrebni razni filteri koji odstranjuju karakteristične elemente signala u lancu kodiranja.
I još bolje, ostajanjem u 1-bitnom formatu, koji konverter već koristi, nema potrebe za decimacionim filterom tokom snimanja i nema potrebe za interpolacijom ili oversampling filterom prlikom reprodukcije. Šta se snimi to i izlazi, bez dodatnog matematičkog procesiranja, što dalje vodi eliminacijom bilo kakve potrebe za obradom i gubitkom bilo kakve vrste. Sećate se, decimacioni filter i njegovi dizajneri imaju veliku ulogu na zvuk kada snimate u PCM formatu dok 1-bitno snimanje eliminiše potrebu za njima.
Manje je više (Less Is More)
Lako je koristiti prednosti viših i super-viših rata semplinga, ali ono što zbunjuje čitaoca je: kako smanjenja sa visokih bit rate-a na 1-bitni može biti prednost. Sigurno je povećanje frekvencije to što ga odvaja i zbog čega je tačniji.
Osnovni koncept ovde je, kada ste povećali sampling rate na tako velikim vrednostima svaki korak ne mora biti tako detaljan. Sa takvim čestim uzorkovanjem trenutnog stanja audio waveform-e svaki korak treba da odredi da li je signal smanjen, povećan ili je ostao isti. 1-bitni koncept operiše sa samo dve vrednosti 0 i 1. ili je vrednost veća od predhodnog uzorkovanja ili je manja pa i u tim super-sampling brzinama mirno stanje može biti pretstavljeno izmenjujući jedinice i nule. Šanse za grešku u ovakvom sistemu su mnogo manje nego u više-bitnom pristupu.
Imajte u vidu:
u 1-bitnom sistemu moguće vrednosti za svako merenje su proste ili je to 1 ili je to 0 malo je šanse da dobijete pogrešnu vrednost. U 24-bitnom sistemu ima 16,777,216 mogućih vrednosti. Pa koji sistem ima veće šanse da bude tačniji za svako očitavanje?
Kao praktični dokaz za ovo, na slikama dole su rezultati testa koji smo izveli da bi smo pokazali pravu prednost 1-bit/ 5.6 MHz snimanja. Snimili smo analogni 20 kHz square wave signal na različitim sampling frekvencijama i hvatali njegov analogni izlazni signal.
Gornji square signal je originalni ulazni signal a dole je izlazni signal PCM formata. Svaka slika pokazuje analogni ulazni signal i signal na izlazu za odredjenu bit rezoluciju i frekvenciju semplovanja.
Možemo videti na primeru 16-bit/44,1 kHz da squre signal postaje sine signal.
Čak i 24-bit/ 96 kHz menja signal iz square u sine.
24-bit/192 kHz bliži je originalu.
Najblizi originalu je 1-bit/ 5,6 MHz koji je najtačnije uhvatio square signal
Ovaj test jasno pokazuje napredne performanse visoko-brzinske 1-bitne tehnologije
Prava vrednost 1-bitne tehnologije – Future Proof Recording
Sva ova priča je da bi smo vas upoznali sa ovom tehnologijom a ne da vas ubeđujemo da vaš trenutni sistem za snimanje nije dobar. Kao što napomenusmo 24-bit/192 kHz snimanje daje veoma dobre rezultate. I dok su prednosti 1-bitnog snimanja realne, mi mislimo da je posle trake ovo rešenje vredno spomena da kao rešenje bude u upotrebi za finalni miks ili kao rešenje za arhiviranje i čuvanje.
Mnogi eksperti se slažu da je traka još uvek poželjna kao finalni medij za miksovanje. Ali nije perfektni format za arhiviranje i čuvanje, obzirom da se podaci degradiraju tokom protoka vremena, a neizvesno je i postojanje uređaja za reprodukciju u budućnosti.
Multi-bitna koncepcija PCM tehnologije daje dobre rezultate, ali zaostaje u hvatanju opsega od 5 Hz do 50 kHz koje je moguće uhvatiti trakom i povrh svega nije lako transportovanje u ostale formate koje mogu doći u budućnosti. Uzimajući trenutni 16-bitni/44,1 kHz fajl za upotrebu u remasteringu projekta u 24-bit/192 kHz formatu prouzrokovaće jedva vidljivo t.j čujno poboljšanje. Ne možete poboljšati kvalitet sačuvanog materijala ukoliko on nije uhvatio SVE nijanse, odlike i tačnost originalnog audio signala. Zato se ozbiljni remastering klasičnih snimaka uvek vraća na traku - na njima se dobija najbolji dinamički opseg i frekvencijski odziv i ne zahteva konverziju sample rate-a predhodno manipulsanih podataka. Međutim već pomenusmo da svaki prelaz trake preko glave umanjuje kvalitet same trake pa samim tim i podataka koji su na njoj, plus, vremenom dolazi do takođe nepovtratnog gubitka informacija na traci.
Smanjenje podataka i filterisanje su bili glavni cilj u PCM tehnologiji - do sad. Izgleda da se vremena menjaju. Hard diskovi i memorije su danas jeftini, sa giga- i tera-bajtima kapaciteta. Protok podataka i procesori su danas spremni da obrađuju 1-bitne protoke informacija sa lakoćom. Jedini razlog što smo “zaglavljeni” sa PCM tehnologijom je: nema na tržištu snimača - razumne cene. Do sada!
Sada , sa 1-bitnim uređajem pristupačne cene, možete izabrati da snimate audio signal uz najbolju moguću rezoluciju i tačnost i sačuvati ga bez obrađivanja koje mogu nastati u decimaciji i kasnije u interpolaciji. Možete arhivirati zvuk neizmenjen ovim koracima, a možete izabrati željeni tip konverzije za vaš trenutni projekt. Kako napreduje tehnologija konvertovanja možete da se vratite na ovu arhivu i uradeti remastering počev od onog “čistog”, izvornog signala. Ovim načinom vi manipulišete audio signalom samo jednom kroz izabrani sitem.
1-bitni audio signal može biti lako konvertovan u sve moguće formate koji su danas dostupni i koji su vam potrebni za vaš projekat. Ako vaš krajnji miks ili master sačuvate u 1-bitnoj tehnologiji, možete da to prebacite na bilo koji od formata, prihvatljivog kvaliteta.
A ako u budućnosti industrija krene dalje ( što je za očekivati) vaši 1-bitni format će biti spreman. Nijedan postojeći format za čuvanje podataka prošli ili sadašnji ne zadržava ovaj nivo pouzdanosti i performansi kao 1-bit/ 5,6 kHz format
ukoliko zelite kopmletan integralni tekst ose nalazi ovde u PDF ozdanju!