SA-CD tudástár

MIT KELL TUDNI AZ SA–CD-RŐL

Általános ismeretek

Mi az SACD?

Az SA-CD kifejezés az angol Super Audio CD (magyarul Szuper Audio CD-nek szokás nevezni) vagy részletesebben az angol Super Audio Compact Disc (magyarul Szuper Audio Kompakt Diszknek lehetne nevezni) kifejezés rövidítése – ez olyan optikai zenehordozó médium, amelyet arra szántak, hogy meghaladja az 1983-ban bevezetett (ma már hagyományosnak tekintett) kompakt diszk minőségét és színvonalat két területen is. Egyrészt abban a tekintetben, hogy jobb minőségű a hangja sztereóban, másrészt pedig abban a tekintetben, hogy lehetőséget biztosít opcionális módon (választhatunk a sztereo és) a többcsatornás (multichannel) hangátvitelre, fenntartva ugyanakkor a hagyományos CD-vel való kompatibilitást is. A további részletek áttekintéséhez folytassa az olvasást.

Ki fejlesztette ki az SACD-t?

Az SA-CD-t a Sony és a Philips fejlesztette ki. Hogy melyik vállalat mit fedezett fel (vagy fejlesztett ki) az a két vállalat közös titka marad, de ez számunkra nem fontos. A védjegy a Sony birtokában van. A Philipsnek joga van mind a diszk formátum, mind pedig a védjegy használatára.

Honnan származik eza furcsa logó?

A logo valóban a képzelet világának, netán a tudományos fantasztikumnak érzetét keltheti az emberben. Valójában maga a logó az SA – CD szimbólum egy egyszerű szemléltetésének is tekinthető: az S és az A a logó felső, a C és a D pedig a logó alsó részét alkotja. Feltételezhetjük, hogy arra is szánták a logót, hogy érzékeltesse a maga könnyed, organikus, és természetes módon megrajzolt görbéi révén, az egyenes és szögletes vonalakból összeállított Compact Disc Audio (magyarul Kompakt Diszk Audio) logó mintegy ellentéteként, azt a természetes, analóg hangot amit a 20 évvel korábbi technológia sokkal kevésbé tökéletes digitális hangjával szemben képvisel. Az is lehet azonban, hogy mindez csupán merő spekuláció.

Miért szedik gyakran kötőjellel az SA-CD betűszót?

Azért, hogy megkülönböztessék az SACD rövidítéstől. Ez a francia szerzők jogvédelmi testületének nevéből ered: la Société des Auteurs et Compositurs Dramatiques.

Mi az a Skarlátvörös Könyv (Scarlet Book)?

A Skarlátvörös Könyv az SA-CD formátum hivatalos (az SA-CD szaványt adó) leírása.

Miért nevezik így ezt a könyvet?

Az optikai diszkek formátumát definiáló (specifikáló) könyveket tradicionális módon egy szín után nevezik el. Jónéhány szín nevét felhasználták már: Vörös Könyv (Audio CD), Sárga Könyv (CD-ROM), Narancs Könyv (írható CD), Zöld Könyv (CD interaktív), Fehér Könyv (Video CD), Kék Könyv (emelt szintű CD), vagy a Szivárvány Könyv (Mini Diszk).

De több is van a névválasztás mögött. A skarlátvörös ui. nem vörös, hanem annak egy árnyalata. A Sony és Philips ily módon a karmazsinvörös, avagy a burgundi vörös elnevezést is választhatta volna, a lényeg az hogy úgy tekintsük a választott szint, mint a hagyományos CD formátumot leíró (specifikáló) Vörös Könyv nevében álló vörös szín egy finomítását. Megjegyezzük, hogy magát a hagyományos CD-t gyakran RBCD (Red Book CD), illetve CD-DA (Compact Disk Digital Audio) néven is nevezik.

 A technológia és a formátum leírása

A DISZK

Mit jelent a hybrid SA-CD kifejezés?

A hybrid SA-CD olyan SA-CD, amely a hagyományos CD játszón is lejátszható. A hang minősége ebben az esetben azonban természetesen nem lesz jobb mint a hagyományos CD hang minősége [Bár a jobb hangzás érdekében a CD kompatibilis réteg az SA-CD-n rendszerint egy magas felbontású jelből készül az SBM-el (Super Bit Mapping – PCM formátumra történő konvertálás lefelé)]. A hybrid diszknek az a nyilvánvaló előnye, hogy nincs szükség a CD játszó azonnali SA-CD játszóra történő cseréjére. Valójában még azelőtt el lehet kezdeni az SA-CD gyűjtést, mielőtt SA-CD játszót vásárolna az ember.

A hybrid SA-CD különféleképpen működik. Mind a CD réteg, mind pedig a nagy felbontású SA-CD réteg a diszk ugyanazon oldalán van és innen olvassa be a lejátszó. A diszk másik oldalán van a lemez címkéje, (erről lehet felismerni magát a diszket), és ennek megfelelően címkével felfelé kell elhelyezni a lemezt a CD (SA-CD) játszó fiókjába. Hogy hogyan működik? A magas felbontású réteg a fény hullámhosszától függően részben tükröző, részben fényáteresztő tulajdonságú. A hagyományos CD-k által használt 780 nm hullámhosszon az SA-CD réteg láthatatlan és így a CD játszó csak a CD réteget látja. A DVD-k és SA-CD-k által alkalmazott 650 nm hullámhosszon az SA-CD réteg a tükröző réteg.

Minden SA-CD hybrid?

Az SA-CD kezdeti napjaiban a legtöbb lemez ún. egyrétegű, azaz csak SA-CD réteget tartalmazó lemez volt. A jelenlegi SA-CD katalógus több mint 90%-a hybrid diszk, és ez az arány folytonosan növekszik.

Észrevehető a különbség szemmel?

Igen. Az egyrétegű SA-CD ezüstös színű, míg a hybridek aranysárgás színben csillognak.

Mi a különbség a hybrid SA-CD és a duál rétegezésű SA-CD között?

A hybrid SA-CD egy CD réteget és egy magas felbontású réteget tartalmaz. Ezzel szemben a duál rétegezésű SA-CD két nagy felbontású rétegből áll. A duál rétegezésű SA-CD-nek, mint az SA-CD szabvány által felkínált opciónak az a célja, hogy megnövelje a lemez zenetárolásra alkalmas területét. A duál rétegezésű SA-CD-ket speciális surround hatás létrehozására készített demó lemezek esetén, vagy hosszú klasszikus zeneművek rögzítésére használják. Relative ritkán fordulnak elő.

Mindegyik SA-CD többcsatornás rendszerű?

Nem. Kezdetben a legtöbb SA-CD csak sztereo volt. Jelenleg szinte mindegyik SA-CD tartalmaz sztereo és többcsatornás réteget. Mintegy két harmada az eddig megjelent SA-CD-knek sztereo és többcsatornás jellegű. Az a tendencia, hogy ez az arány növekszik.

A többcsatornás jelforrásból ered a sztereo hang (jelforrás)?

Nem. A DVD-Audioval szemben az SA-CD formátum nem támogatja a lefelé történő keverést. Ha az SA-CD mind sztereo, mind pedig többcsatornás hangot is tartalmaz, akkor ezeket elkülönítve tárolja a lemezen.

Van minden SA-CD-n nagy felbontású sztereo felvétel?

Van minden SA-CD-n nagy felbontású sztereo felvétel?
      Majdnem mindegyiken van. Csak néhány olyan hybrid SA-CD lemez van, amelyen csak a többcsatornás felvétel (hang) található meg nagy felbontásban sztereo felvétel pedig nem. A hagyományos CD réteg persze ezeken is sztereo. Példaként a kedvezően árazott Universal Eloquence SA-CD-k említhetők.

Ugyanaz a hagyományos CD réteg és az SA-CD réteg tartalma, ha eltekintünk a hagminőségtől?

Nem szükségképpen, de legtöbb esetben igen. Némely lemez esetén kis eltérés figyelhető meg a játékidőben.

Mit jelent a PSP?

A PSP a Pit Signal Processing (magyarul gödör típusú jelfeldolgozás) kifejezésből képzett betűszó. A PSP az SA-CD formátum másolatkészítés elleni védelmét biztosító rendszer (intézkedés). A PSP egy fizikai vízjel típusú védelem, mely egy a gödörszélesség szerint modulált digitális vízjelet tartalmaz a lemezen (a lemezen tárolt adatok a gödörhossznak megfelelően változnak). Az optikai olvasófejnek tartalmaznia kell egy speciális áramkört ahhoz hogy a PSP vízjelet olvasni tudja. Beolvasás után megtörténik a vízjel és a lemezen lévő információ összehasonlítása a lemez legitim voltának ellenőrzése céljából. Mivel a DVD ROM meghajtók olvasófejéből hiányzik a vízjel érzékelésére szolgáló áramkör ezek nem képesek az ily módon védett nagy felbontású SA-CD réteg olvasására.

A Pit Signal Processing kifejezésnek semmi köze nincs a Sony által bevezetett másik PSP (Play Station Portable) betűszóhoz.

AUDIÓ

Mit jelent a DSD?

A DSD betűszó a Direct Stream Digital angol kifejezés kezdőbetűiből képzett rövidítés. Maga a DSD az az eljárás, amivel az analóg hangjelet a digitális tartományban leírjuk. Ezt az eljárást a Sony fejlesztette ki azzal a céllal, hogy úgy lehessen archiválni a stúdiók mesterszalagait, hogy tíz évvel később ne tünődjenek el azon miért nem használtak egy jobb kódolási rendszert mielőtt transzformálták, majd eldobták ezeket a szalagokat.

Hogyan működik a DSD?

A szakértők szerint a DSD alapvetően egy ún. egy bites Delta/Szigma konverziós eljárás. Ezt az alábbiakban megkíséreljük közérthető módon elmagyarázni, bár bizonyos szakkifejezéseket még így sem tudunk elkerülni.

A DSD lényegében a következő módon működik: az hogy a DSD egy egybites jel azt jelenti, hogy minden bit egy minta(vétel) – a hanghullám amplitúdójának egyfajta mértéke egy adott időpillanatban. Mivel egy bitnek csak két értéke lehet (0 vagy 1) a DSD adatfolyam csak annyit mond, hogy a hangjel amplitúdója nagyobb (a bit 1) vagy kisebb (a bit 0) mint az előző mintvételnél. Mivel azt nem mondja meg, hogy mennyivel nagyobb vagy kisebb az amplitúdó nyilvánvaló, hogy nagyon nagyszámú mintavételre van szükség a jel pontos leírásához. Nos a DSD a hagyományos CD mintavételezési frekvenciájának 64 szeresét használja: 2.882 MHz-t a 44.1 kHz-vel szemben. A 64-es szorzót nem véletlenül választották, ez a szám a 2 szám 6-ik hatványa. Ez azt jelenti, hogy viszonylag könnyű a mintavételezési szám növelése a tipikus 44.1 kHz PCM frekvenciáról, vagy annak 88.2 kHz többszöröséről.

Mi a különbség a PCM és a DSD között?

A PCM (Pulse Code Generation) kódolás egy eléggé absztrakt módja az analóg hangjel digitalizálásának, de ez volt a legjobb ami létezett a nyolcvanas évek elején, azaz a hagyományos CD kifejlesztésének és bevezetésének idején. PCM kódolásban minden mintavétel egy olyan bitkombináció (adathordozótól függően 14 és 24 bit között), amely leírja a hangjel amplitúdóját. A bitek száma határozza meg, hogy hogy az adott felbontás milyen pontosan (milyen finoman) írja le a hangjelet: minden további bit megduplázza az egymástól megkülönböztethető jelszinteket.

Az analóg hangjel PCM hangjelre történő konverziója (digitalizálása) és a PCM hangjel (digitális hangjel) analóg hangjellé történő visszakonvertálása számos lépést igényel, pl. kvantálás. Minden lépés torzulást okozhat, pl. kvantálási zaj, amit ki kell szűrni, ami tovább ronthatja a hangminőséget.

Ezzel szemben a DSD egy egyszerű eljárás az analóg hangjel digitálissá és a digitális hangjel analóggá történő konverziójára. A teljes folyamat világosan átlátható. Valójában a DSD bitfolyam olyan szoros kapcsolatban van – talán az analóg jelzőt lehetne használni a bitfolyam szóra – az analóg jellel, hogy azt egy hangszóróra vezetve (úgy, mint a +1 és -1 értékek sorozatát) hallgatható muzsikát kaphatnánk.

Nem azt tételezték fel a CD-ről, hogy tökéletes a hangvisszadása?

De igen. És 1982-ben valóban ez volt a legjobb (digitális zenei médium) -, CD játszóba helyezhető, azzal lejátszható volt, mi több (maga a zene) felfért egy praktikus méretű 12 cm-es optikai diszkre. Ugyanakkor a technológia is tovább fejlődött, és jobban megértettük az emberi fül hangérzékelési mechanizmusát is. Így például érthetővé vált, hogy bár az emberi fül nem érzékeli közvetlenül a 20kHz feletti hangfrekvenciát mégis szerepe van ezeknek a frekvenciáknak a hangérzékelésben. A DSD-n alapuló SA-CD kiterjeszti a frekvencia tartományt 100 kHz-re.

Egy valószínűleg még fontosabb különbség a CD 44.1 kHz-es 16 bites PCM hangjának és az SA-CD 2.8 MHz-es 1 bites DSD hangjának minősége között az időbeli pontosság. Kiderült, hogy az emberi fül rendkívül érzékeny a piciny időbeli különbségekre. Valójában azok közül a jelek közül, amit az emberi agy a hangforrás irányának meghatározására használ minden valószínűség szerint az az időbeli különbség a legfontosabb, amely a jobb és a bal fülhöz érkező hang között mutatkozik. A CD 44.1 kHz-s mintavételezési frekvenciájéval nagyon nehéz egy igazán jó hangképet (szinpadot) létrehozni. Ez az oka annak, hogy az embernek az az érzése támad CD hallgatás közben, hogy nem válik le a hang a hangszórókról, az ember hallja, hogy hang jön a baloldali és a jobboldali hangszóróból, és úgy tűnhet, hogy semmi sincs a kettő között – a üres a közép. Ez az a terület amelyben a DSD igazán kiváló.

Emellett az SA-CD 120 dB-s dinamikai tartománya is sokkal jobb, mint a CD-é.

Mindezeken túl az SA-CD többcsatornás hangzást biztosít, míg az audió CD csak sztereó hangvisszaadásra képes. Erről egyébként később még esik szó.

Mit jelent, hogy az SA-CD-t PCM-ben veszik fel?

Bár a nagy felbontású audió rétege az SA-CD-nek mindig DSD vagy DST az eredeti felvétel készülhet nagy felbontású PCM technológiával, amelyet aztán DSD formátumra konvertálnak SA-CD mesterfelvétel céljából.

Mi a különbség az SA-CD és a HDCD között?

A HDCD (hivatalosan a High Density Compatible Digital angol kifejezés kezdőbetűiből képzett betűszó) az audió CD egy variánsa, amely az egyébként figyelmen kívül hagyott ún. szubkód biteket használja fel a felbontás kismértékű javítására. Ez a megközelítés igen ötletes abban az értelemben, hogy ugyanolyan módon tartja fenn a kompatibilitást a hagyományos CD-vel, mint az SA-CD: a hagyományos CD játszó egyszerűen figyelmen kívül hagyja az extra biteket.

Bár a HDCD kismértékű hangzásbeli javulást kínál a Red Book CD-vel szemben az SA-CD, vagy a DVD-Audió hangminőségét azonban meg sem közelíti.

A HDCD-t a Pacific Microsonics nevű cég fejlesztette ki, később azonban a céget felvásárolta a Microsoft.

Mi a különbség az SA-CD és a DVD-AUDIO között?

Bár mindkét formátumnak az (volt) a célja, hogy felváltsa az audio CD-t, mint az eddig preferált digitális zenehordozó médiumot azzal, hogy pontosabb hangvisszaadást és többcsatornás zenehallgatást biztosít, mégis van több fontos különbség a két új formátum között:

• Kompatibilitás: Az SA-CD a hybrid diszk (lásd fentebb a Mit jelent a hybrid SA-CD kifejezés? című szakaszt) bevezetése révén felkínálja a hagyományos CD játszókkal való kompatibilitás opcióját. Bár ez csak egy opció, a gyakorlatban azonban a manapság megjelenő valamennyi SA-CD hybrid. A hybrid SA-CD-ket a puszta DVD-Video lejátszók is le tudják játszani bár csak hagyományos (Red Book) CD minőségben. A (nem Duál Diszk típusú) DVD-Audió lemezek nem kompatibilisek a hagyományos CD lejátszókkal. Ez a formátum ugyanakkor tartalmaz néhány olyan kiegészítő track-et, amelyek kompatibilissá teszik a formátumot a DVD-Video lejátszókkal. Ez lehet Dolby Digital, DTS vagy nagy felbontású PCM.
• Az SA-CD a DSD audió formátumot használja míg a DVD Audió a PCM-et alkalmazza. A DSD és a PCM közötti különbséget már elmagyaráztuk fentebb (lásd a Mi a különbség a PCM és DSD között? című szakaszt). A DVD Audiónak számos variációja létezik: a mintavételezés 48, 96 vagy 192 kHz lehet; a felbontás 16, 20 vagy 24 bit között változhat; a csatornaszám 5.1-ig mehet fel – baloldali, jobboldali, középső, baloldali hátsó, jobboldali hátsó és LFE (Low Frequency Effects = Alacsony Frekvenciájú Hatások). A DVD Audió megteremtőinek azonban választaniuk kell ezek között a paraméterek között: az 5.1 csatornafelbontás és a 192 kHz mintavétel 24 bites felbontásban ui. együtt nem lehetséges. Egy megvalósítható kombináció a többcsatornás hangra 96 kHz az elülső csatornákra, 48 kHz a a hátsó csatornákra és mindez 24 bites felbontással. További részletek a lehetséges kombinációkra nézve az https://en.wikipedia.org/wiki/DVD-Audio#Audio_specifications url címen találhatók.
• SA-CD-én a sztereo és többcsatornás DSD hanganyag egymástól elkülönítve jelenik meg. A DVD Audió szabvány lehetővé teszi, hogy a sztereó hanganyagot a többcsatornás hanganyagból a lejátszó maga állítsa elő.
• Az SA-CD szabvány maximum 6 csatornát támogat teljes sávszélességgel. Meglepő módon jelenlegi formájában nem írja elő pontosan hogy hogyan használjuk a csatornákat. A többcsatornás felvételeken 3 és 6 között változik a csatornaszám.
• Az SA-CDformátum lehetővé teszi kiegészítő információk – ez szöveg, grafika, és/vagy videó lehet – tárolását a lemezen. Hasonlóan működik, mint a CD Text a hagyományos (Red Book) CD-n. Bár a DVD-Audió csupán audió formátum, a DVD formátum lehetővé teszi, hogy DVD Audió illetve DVD videó legyen ugyanazon diszk ugyanazon oldalán.
• Az SA-CD katalógusban (https://www.sa-cd.net/) jelenleg már több, mint 4650 SA-CD szerepel. Ez a szám havonta mintegy 60-70 címmel növekszik.

Hallom a különbséget?

A különbség a hagyományos audió CD és az SA-CD nagy felbontású rétege között azonnal észrevehető és hallható, még akkor is, ha az ember nem rendszeresen hallgat zenét (nem elég képzett fülű). A hangzásbeli különbség egyrészről az SA-CD/DSD, másrészről a DVD Audió között azonban már jóval kifinomultabb (kisebb).

Néhány tucat felvétel megtalálható mindkét formátumban. Ha van az embernek olyan univerzális CD lejátszója, amely minkét formátumot lejátsza, akkor az magunk is elvégezhetjük az összehasonlítást.

Miben különbözik a többcsatornás SA-CD (DVD Audió) és DVD Video hang?

A Dolby Digital-t és a DTS-t mozifilmek hangeffektusainak létrehozására fejlesztették ki és ezt a célt kiválóan szolgálják. Ugyanakkor kevésbé alkalmasak magas minőségű (audiofil) hangvisszaadásra, mivel mindkét esetben információveszteséggel járó adattömörítésre kerül sor (valahogy úgy, ahogy az MP3 csinálja). Ezzel szemben az SA-CD-ken használt DSD esetén nincs információvesztés. A DTS formátum esetén létezik veszteségmentes adattömörítés, amelyet MLP-nek neveznek a Meridian Lossless Packing angol kifejezés alapján. Ez azonban csak a DVD Audió estén alkalmazható a DVD Video esetén nem.

Természetesen egy DVD-n tömörítetlen PCM is tárolható, akár nagy egészen 24 bit 96kHz-ig terjedő felbontásban, de a DVD Video csak sztereo PCM-et támogat. A többcsatornás PCM csak DVD Audio esetén alkalmazható.

Mit kell tudni a DTS CD-ről?

A DTS CD olyan CD, amely 5.1 csatornás hangfelvételt tartalmaz DTS formátumban (a bit sebesség 1,378 kbit/s). Nem tartalmaz PCM-et. Lejátszható CD játszón, ha az rendelkezik egy SPDIF digitális kimenettel, illetve DVD lejátszókon is, ha az egy DTS dekódolást támogató AV erősítőhöz csatlakozik. A részleteket illetően lásd a https://en.wikipedia.org/wiki/5.1_Music_Disc honlapot

Mit kell tudni a DTS-ről?

A DTS a Direct Stream Transfer angol kifejezés rövidítése. Maga a DTS a DSD információveszteség nélküli tömörítése. Az infomációveszteség nélküli tömörítés azt jelenti, hogy az eredeti input adatfolyam minden egyes bitje visszanyerhető a kicsomagolás után éppen úgy, mint amikor kicsomagolunk egy zip fájlt. A DTS kicsomagolása azonban menet közben (lejátszás közben) történik. A DTS-t a többcsatornás SA-CD-k használják.

Mi a DSD128?

A DSD 128 ugyancsak DSD a mintavételezési sebesség kétszeresével 5.6448 MHz-el véve. A DSD128-at stúdiókban használják a hanganyag szerkesztésére. Az eredeti DSD-t DSD64-nek nevezik, ha fennáll a kettő összetévesztésének lehetősége.

Mi a DXD?

A DXD az angol Digital eXtreme Definition kifejezés rövidítése. Ez nem más, mint egy hangkódolási eljárás (séma), amelyet ezért fejlesztettek ki professzionális alkalmazásokhoz, hogy szerkeszteni lehessen a nagy felbontású digitális hanganyagot, mivel a DSD nem igazán alkalmas erre. A DXD egy PCM szerű jel 24 bites felbontással és 352.8 kHz mintavételezéssel – a 44.1 kHz nyolcszorosával. Az adatsebesség 11.2896 Mbit/s. Ez négyszerese a DSD-nek.

Mit jelent a direct SBM és mi köze van az SA-CD-hez?

Az SBM kifejezés a Super Bit Mapping angol kifejezés rövidítése. Ez egyike azoknak az eljárásoknak, amelyek a nagy felbontású hangjelből valamilyen alacsonyabb felbontású PCM hangjelet hoznak létre lefelé történő konverzióval. Olyan eljárásokat foglal magába mint a zajosítás és zaj átalakít&aacu