DSD-аудио набирает популярность в аудиофильской среде. Три заветные буквы постепенно становятся новым маркером качества — если техника поддерживает этот формат, значит, это современное высококлассное устройство. По крайней мере, так к DSD относятся некоторые потребители, а под них подстраивается и индустрия.
В этой статье попробуем разобраться в технических и слушательских нюансах DSD, а также попытаемся ответить на вопрос, так ли разительно он отличается от традиционного PCM.
История цифровых форматов
Цифровое аудио первые появилось в конце 70-х с приходом компакт-дисков. До этого все используемые носители были исключительно аналоговыми — в них запись и воспроизведение были основаны на естественной природе звука. Канавки виниловых пластинок, металлическое напыление магнитных пленок и даже доисторические восковые цилиндры — всё это содержит в себе разнообразное физическое воплощение музыки, которое при воспроизведении создает непрерывную звуковую волну.
Первые диски формата CDDA, или Audio CD, были разработаны совместно компаниями Philips и Sony. Они придумали стандарты производства, определили размер самих дисков (Sony настояли, что CD должен вмещать целиком девятую симфонию Бетховена) и выпустили первые проигрыватели. Но важнейшим шагом стал выбор технологии. Компакт-диски стали развитием прохладно принятых Laser Disc, где аналоговый источник аудио и видео считывался лазером. CD же стал первым реальным цифровым носителем, что стало возможно благодаря переводу аналогового звука в компьютерный код с помощью алгоритма импульсно-кодовой модуляции, или PCM.
Дальнейшее развитие цифры происходило под лозунгом увеличения компактности. Размеры дисков остались теми же, но разработчики стремились увеличить их вместимость, заодно увеличив качество звучания. Именно так на сцену вышел формат DSD, дебютировавший в Super Audio CD. Вместо импульсно-кодовой модуляции в DSD применяется другая — плотностно-импульсная. Этот принцип позволяет шифровать цифровые данные по-другому — и добиваться гораздо меньшего размера файлов при таком же или даже лучшем качестве аудио.
А затем появился интернет, и музыка начала распространяться в полностью цифровом виде, отбросив физические носители. Для более быстрой передачи файлов и экономии места на устройствах были разработаны новые форматы и алгоритмы сжатия, которые в той или иной степени жертвуют качеством ради скорости и удобства. Однако, в последние годы происходит значимый всплеск интереса к аудио высокого качества — растет спрос как на аналоговые носители, так и на топовые варианты цифрового звука. На этом фоне вовсе не кажется удивительным, что DSD переживает второе рождение — хотя бы как альтернатива привычному PCM, позволяющая взглянуть на цифру несколько иначе.
DSD и PCM — как они работают?
Цифровое аудио не может полностью повторить звуковую волну — технически это слишком сложно, а результат занимал бы огромное количество места. Поэтому компьютерный звук представляет собой только частичную репрезентацию этой волны, которая кодируется при записи и декодируется при воспроизведении.
Аналоговая кривая разбивается на участки, или сэмплы, между которыми делаются микроскопические шаги. Промежутки удаляются, а оставшаяся информация и составляет итоговый файл. Периодичность, с которой выбираются сэмплы, называется частотой дискретизации, которую измеряют в килогерцах. Чем она выше, тем больше фрагментов попадет в файл, и тем достовернее он будет по отношению к оригиналу. Стандартом для CD была выбрана частота 44,1 кГц, но сейчас предпочтение отдается гораздо более высоким значениям, достигающим 192 кГц.
Также в цифре записывается информация о величине сигнала в каждой выбранной точке. В PCM эти данные передаются с помощью бинарного числа из нулей и единиц, которое содержит определенное число знаков в зависимости от выбранной битности. Их может быть восемь в 8-битном аудио, шестнадцать в 16-битном и так далее. От этих данных зависит точность передачи звучания и количество искажений, а при их визуализации мы сможем получить график, примерно напоминающий изначальную волну.
Особенность DSD в том, что это однобитный формат. Вместо того, чтобы запоминать характеристики каждого отдельного сэмпла, плотностно-импульсная модуляция записывает информацию об изменениях уровня сигнала — единицу, если он увеличился, и ноль, если уменьшился. Так как мы руководствуемся данными не о самом сигнале, а об его изменениях, частота дискретизации в DSD значительно выше, чем в PCM, чтобы не упустить важных скачков амплитуды. Эти значения могут принимать грандиозные величины, поэтому рядом с названием формата принято указывать, во сколько раз частота дискретизации DSD превышает стандартные 44,1 кГц — например, DSD64, DSD256 или DSD512.
Чем DSD лучше PCM?
Благодаря своей однобитности, DSD способен хранить в разы больше полезной информации. Вместимость оригинального Super Audio CD составляла почти 8 гигабайт, что сопоставимо с емкостью DVD-дисков. Сам по себе формат стоит на равных с более «продвинутым» 24-битным PCM, который сегодня используется как стандарт для Hi-Res. Они примерно совпадают по частотному и динамическому диапазонам, а значит, и по качеству звучания — но всё же DSD обладает и другими, менее заметными преимуществами.
Возможно, главное из них — устойчивость к ошибкам. PCM при проблемах с чтением файла подкидывает неприятные артефакты, влияющие на слушательский опыт — они могут возникнуть при повреждении поверхности аудиодиска или при задержке буферизации. DSD работает с очень легкими данными, а промежутки между ними совсем незначительны. Из-за этого ему не нужна буферизация, что увеличивает скорость чтения, а при ошибках носителя или файла вы их, скорее всего, не заметите, потому что алгоритм просто «перескочит» на соседние целые фрагменты.
Недостатки DSD
Есть у DSD и несколько минусов. А куда же без них, ведь иначе этот формат давно бы выместил PCM с рынка, несмотря на всё их сходство.
Критичный недостаток — невозможность редактирования файлов. Для студийной работы или просто изменения каких-то параметров DSD нужно конвертировать в PCM. Это обусловлено тем, что подходящих алгоритмов для работы с однобитным аудио практически не существует, и гораздо проще работать с привычными решениями. В этом кроется некоторая неоднозначность формата — ведь если мы не имеем дело с «чистой» оцифровкой аналогового сигнала напрямую в DSD, то в основе файла все равно будет перекодированный PCM.
Менее радикальным, но значимым для кого-то фактором станет и наличие шумов. Дело в том, что шумы квантования, то есть звуковые артефакты от преобразования звука в его приблизительную цифровую копию, присутствуют даже в самых идеальных форматах. PCM борется с ними как раз за счет повышения битности, а DSD — с помощью высокой частоты дискретизации. Но подход DSD не убирает шумы полностью, а «переносит» их в часть диапазона, находящуюся выше 20 кГц. С научной точки зрения, это территория, недоступная для человеческого слуха, но сам факт наличия этих изъянов может помешать отдельным пуристам наслаждаться таким аудио.
Какой формат выбрать?
На что же сегодня сделать ставку аудиофилу, собирающему цифровую коллекцию? И PCM, и DSD предлагают достаточно близкое друг к другу звучание и отличаются по большей части лишь техническими нюансами. В силу природы цифрового звука, ни один формат не обеспечит идеальное сходство с аналогом, но у каждого из них есть свои выигрышные стороны.
PCM активнее развивается и обеспечивает широкие возможности для студийной записи с нуля и полноценной обработки файлов. Его поддерживает абсолютное большинство устройств, и именно он держит корону среди современных стандартов аудио.
DSD же — воплощение изобретательного подхода к привычным вещам и одна из немногих альтернатив классическим форматам, которые смогли пройти испытание временем и технологиями. Всё больше ЦАПов, плееров и смартфонов в наши дни поддерживают DSD, а это значит, что попробовать его в деле никогда не было настолько легко. А подобрать нужные компоненты для ваших собственных звуковых исследований вам всегда помогут эксперты Галереи «Назаров»!
Записаться на прослушивание
ЧИТАТЬ ДРУГИЕ СТАТЬИ
