Tudnivalók a digitális hangról – útmutató A-Z-ig

Nehezen igazodik el az audioeszközök leírásában használt kifejezések között? Ez a gyors útmutató segít Önnek ebben.

Az alapok: a digitális hangrögzítés működése

Mivel a valós hangok folyamatosan változnak, a digitális felvételek mindig csak közelítései a való világbeli hangok teljes tartományának. A felvételi technológia fejlődése révén azonban a digitálisan rögzíthető hangok tartománya és pontossága folyamatosan bővül.

Amikor analóg forrásból – legyen az élő koncert vagy zenészek egy stúdióban – rögzítenek digitális felvételeket, a hangot rendszeres időközönként mintavételezik. A hang amplitúdóját a berendezés számok formájában rögzíti, ezzel digitális felvételt készítve az analóg hangforrásról különálló számok sorozata formájában.

Az, hogy a digitális felvétel mennyit rögzít az eredeti analóg hangzásból, elsősorban a mintavételi frekvenciától és a bitmélységtől függ (vagyis a másodpercenként felvett minták számától és az egyes minták információgazdagságától).

Digitális és analóg hang mentése és tárolása

A digitális felvételek számos különböző formátumban tárolhatók. A hangminőség és a létrejövő digitális fájl mérete közötti egyensúly az egyes formátumok esetében eltérő: például az egészen kiváló minőségű felvételek használata korábban nem volt praktikus kisméretű zenelejátszóknál.

Azonban, ahogy a hordozható eszközökben is egyre szélesebb körben válnak elérhetővé a több gigabájtnyi tárhelyet nyújtó digitális tárolók, a kiváló minőségű digitális hang milliók életének természetes részévé válik.

Útmutató A-Z-ig a hanggal kapcsolatos jellemzőkhöz

5.1 csat.

Az 5.1 csatorna rövidítése, a surround hangzás nyújtásának egyik módja a moziszerű élmény biztosítására. A néző körül elhelyezett öt hangsugárzó és egy mélysugárzó mindegyike különböző csatornát szólaltat meg, a következők szerint:

1. Két elülső csatorna
2. Egy elülső központi csatorna
3. Két 'surround' csatorna
4. Egy alacsony frekvenciás (LFE) csatorna

Az LFE csatornát megszólaltató mélysugárzó a szobában bárhol elhelyezhető. A mélysugárzó nélküli hangrendszerekhez képest ezzel hely takarítható meg: mivel minden mély hangot, azaz alacsony frekvenciát a mélysugárzó szólaltat meg, a többi hangsugárzó kisebb méretű lehet, mivel nem szükséges a basszusfrekvenciákat reprodukálniuk. Lásd még: 7.1 csat.

7.1 csat.

A 7.1 csatornás surround hangrendszer hét hangsugárzót és egy mélysugárzót használ. Hasonló az 5.1 csat.rendszerhez, de két további surround hátsó hangsugárzóval rendelkezik.

Analóg

Az analóg felvétel az eredeti hangot egy adatrögzítési eszköz, például mágnesszalagos kazetta vagy bakelitlemez fizikai jellemzőinek módosításával tárolja. Ez az eljárás eltér a digitális felvételek készítésének módjától.

Bitmélység

A digitális felvételek bitmélysége azt fejezi ki, hogy hány számjegyet használnak az analóg jelből vett egyes minták tárolására. A CD hangformátum szabványos bitmélysége 16, mintavételi frekvenciája pedig 44,1 kHz, ami azt jelenti, hogy másodpercenként 44 100 hangminta kerül rögzítésre, és minden egyes minta 16 bitnyi információt tartalmaz. A nagyobb bitmélység általában jobb hangminőséget jelent, de nagyobb fájlmérettel is jár.

A Hi-Res Audio legalább 24 bites bitmélységet használ 96 kHz-es vagy magasabb mintavételi frekvenciával.

Kodek

A digitálisan kezelt hanginformáció keresztülmegy egy kódoló/dekódoló eljáráson, ezt hívják röviden kodeknek. Ez egy olyan szoftveres vagy hardveres funkció, amely az analóg hangjelet elektronikusan tárolható digitális formátumban „kódolja”. A hang lejátszásakor a kodek „dekódolja” a digitális fájl tartalmát a hang létrehozásához.

A különféle audiokodekek különböző módszereket használnak az analóg jel kódolásához, és a hang tárolására és reprodukálására vonatkozóan más-más előnyökkel és hátrányokkal rendelkeznek.

Tömörítés

A digitális hangrögzítés igen nagy méretű fájlokat eredményezhet, ami korlátozza a technológia gyakorlati használhatóságát – például egy digitális zenelejátszó esetén a tárolható zeneszámok mennyiségét. Ezért a legtöbb hangfájlformátum használ valamilyen tömörítést, kihagyva bizonyos hanginformációkat a tárolt fájl méretének csökkentése érdekében.

A hang tömörítésének és lejátszáskori kitömörítésének módja befolyásolja a végleges hallható hangot. Azon formátumokat, amelyek használata információvesztéssel jár, veszteségesnek nevezzük. Azon formátumok, amelyek az összes hanginformációt megőrzik, lehetővé téve azok rekonstruálását lejátszáskor, veszteségmentesek.

Digitális

Az analóg felvételekkel szemben a digitális felvétel a hangot egy elektronikusan (például CD-n vagy merevlemezen) tárolható számsorrá alakítja, majd lejátszáskor visszaalakítja hanggá. Egy elterjedt digitális fájlformátum az MP3.

Dolby Digital

Szabványos veszteséges audioformátum; DVD- és alap Blu-ray formátum. Bár veszteséges, így is elég jó minőségű mozikban való használatra is. A DTS Digital Surround formátummal összehasonlítva a hangminőség gyengébb, de a nagyobb tömörítési aránynak köszönhetően a fájlok is kisebbek, ezért a Dolby Digitalt szélesebb körben használják.

Dolby True HD

Veszteségmentes hangtömörítési formátum, hasonló, mint a DTS Master Audio. Mindkettő a Blu-ray Disc választható hangformátuma.

DSD (Direct Stream Digital)

A Direct Stream Digital (DSD) egy digitális rögzítési mód, amely rendkívül magas mintavételi frekvenciát használ, nagyobbat, mint a Hi-Res Audio, és 64–128-szor nagyobbat, mint a CD hangformátum. Egyes hangmérnökök szerint olyan közel áll az eredeti analóg forráshoz, amennyire csak lehetséges egy digitális fájl esetében. Egyes Sony Hi-Res Audio modellek a DSD hangformátumot is képesek lejátszani.

DSEE HX

A Digital Sound Enhancement Engine (DSEE) HX a Sony egyedi feljavítási technológiája. A tömörített formátumú digitális hangok lejátszásakor a DESS HX valós időben pótolja az elvesztett magas frekvenciákat, közel nagyfelbontású hangminőséget nyújtva. DSEE HX berendezéseken való lejátszáskor a hangjavításnak köszönhetően a hallgató a stúdióban vagy a koncerten érezheti magát.

DTS Digital Surround

Szabványos veszteséges audioformátum; DVD- és alap Blu-ray formátum. A Dolby Digital technológiához képest a DTS Digital Surround jobb hangminőséget nyújt, de mivel használata nagyobb fájlméretekkel jár, kevésbé elterjedt annál.

DTS Master Audio

Egy veszteségmentes hangtömörítési formátum, hasonló, mint a Dolby True HD. Mindkettő a Blu-ray Disc választható hangformátuma.

Hi-Res Audio

A High Resolution Audio (nagyfelbontású hang) rendszerint a 96 kHz / 24 bit vagy magasabb mintavételi frekvenciával készült digitális hangfelvételt jelent. Ez a CD-nél vagy az MP3-nál sokkal jobb hangminőséget nyújt – a szabvány CD hangformátum esetén csak 44,1 kHz / 16 bites a mintavételezés.

A Hi-Res Audio emblémával ellátott Sony-termékek a High Resolution Audio hangvisszaadási teljesítményének maximális kihasználására lettek tervezve. Teljes Sony Hi-Res Audio rendszerek összeállíthatók a hordozható zenelejátszóktól a fejhallgatókig, hangsugárzókig és házimozirendszerekig.

További információ a Hi-Resolution Audioval kapcsolatban

LDAC

Az LDAC egy, a Sony által készített audiokodek , amely kiváló minőségű vezeték nélküli hanglejátszást tesz lehetővé Bluetooth-kapcsolaton keresztül.

A Bluetooth-on keresztüli hangtovábbítás rendszerint a szabványos Bluetooth SBC kodeket használja, ami minőségvesztést eredményezhet. Az LDAC háromszor annyi adatot továbbít, mint az SBC kodek, ezáltal Bluetooth-on keresztül is megőrzi a kiváló hangminőséget a jobb vezeték nélküli zenehallgatási élmény érdekében.

LFE

Az alacsony frekvenciás hangeffektusokhoz használt külön Low-Frequency Effects (LFE) csatorna a 3–120 Hz közötti frekvenciájú mély hangok visszaadására szolgál – például a filmek mély, dübörgő hangeffektusai esetén. A surround hangrendszerek ezt a csatornát rendszerint a mélysugárzón szólaltatják meg.

Veszteség nélküli

A veszteség nélküli audioformátumok az összes hanginformációt megőrizve tárolják a digitálisan rögzített hangot, lehetővé téve azok rekonstruálását a lejátszáskor. Veszteségmentes hangformátumok például az alábbiak:

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

Veszteséges

A veszteséges hangformátumok helytakarékosságból bizonyos adatokat törölnek az eredeti digitális felvételből, miközben megpróbálják a lehető legtöbbet megőrizni az eredeti hangminőségből a lejátszás során. Mindegyik formátum eltérő egyensúlyt alakít ki a helyet megtakarító tömörítés és az információknak a hangminőség megőrzése érdekében való megtartása között.

Veszteséges hangformátumok például az alábbiak:

• AAC
• Dolby Digital
• DTS Digital Surround
• MP3

LPCM

A lineáris impulzuskód-moduláció (Linear Pulse Code Modulation, LPCM) a digitális hangrögzítés alapja. Az analóg jelet rendszeres időközönként mintavételezik, az amplitúdót pedig egy digitális skála szerint rögzítik. Mivel nem történik adatfeldolgozás vagy tömörítés, a hangminőség elérheti a professzionális stúdiófelvételek szintjét, azonban az igen nagy méretű fájlok miatt az LPCM nem igazán alkalmas mindennapos gyakorlati felhasználásra.

Az eredeti digitális adatfolyam pontosságát a mintavételi frekvencia határozza meg

S-Master HX

A Sony külön a Hi-Resolution Audio számára, a torzítás és a zaj szélesebb frekvenciatartományokban történő csökkentése céljából kifejlesztett digitális erősítőtechnológiája. Mivel az S-Master közvetlenül erősíti fel a digitális jelet – ahelyett, hogy előbb analóg jellé alakítaná azt – megőrzi az eredeti jel tisztaságát a hang élethű visszaadásához.

SA-CD

A Super Audio CD a Sony által a hang DSD formátumban való rögzítésére kifejlesztett felvételi formátum, amely a CD-n rögzíthetőnél nagyobb dinamikatartományt tesz lehetővé. Míg a szabványos CD hangformátum dinamikatartománya 96 dB, az SA-CD esetében ez 120 dB. Az SA-CD mintavételi frekvenciája 2,8 MHz, vagyis a CD-szabvány 64-szerese.

A normál CD hanggal szemben a kétcsatornás (sztereó) hang mellett az SA-CD az 5.1 csatornás surround hangzást is támogatja. Az SA-CD másolásvédelmi titkosítással van ellátva, így lejátszható analóg, HDMI vagy i-Link kimeneten keresztül, optikai vagy koaxiális kimeneten keresztül azonban nem.

Mintavételi frekvencia

Amikor analóg forrásból rögzítenek digitális felvételeket, a mintavételi frekvencia a mintavételezések között eltelő idővel fordítottan arányos, azaz minél nagyobb, annál kevesebb a kimaradó információ. A CD szabvány például 44,1 kHz mintavételi frekvenciát határoz meg, ami másodpercenként 44 100 mintának felel meg.

A magasabb mintavételi frekvencia rendszerint jobb felvételi minőséget jelent. A Hi-Res Audio 96 kHz-es vagy magasabb mintavételi frekvenciát és legalább 24 bites bitmélységet használ.

SBC

A Bluetooth-on keresztüli digitális hangtovábbításhoz használt szabványos kodek. Mivel az SBC tervezésénél a hangminőséggel szemben a sávszélesség hatékony kihasználását tartották szem előtt, a kiváló minőségű hangtovábbításhoz nem ideális. A Sony által használt LDAC háromszor annyi adatot továbbít, mint az SBC, így kiváló hangminőséget tesz lehetővé Bluetooth-on keresztül is.

Mélysugárzó

Egy 5.1 vagy 7.1 csatornás surround hangrendszerben a mélysugárzó olyan hangsugárzó, amely csak az alacsony frekvenciájú hangokat vagy a külön LFE csatornát reprodukálja. Mivel az emberi fül nem képes könnyen megállapítani a mély hangok irányát, a mélysugárzó a helyiségben bárhol elhelyezhető.

Mivel minden mély hangot, azaz alacsony frekvenciát a mélysugárzó szólaltat meg, a többi hangsugárzó kisebb méretű lehet, helyet takarítva meg.

Surround hangzás

Az 5.1 és 7.1 csatornás surround hangrendszerek külön hangcsatornákat szólaltatnak meg a hallgató körül elhelyezett hangsugárzókon, gazdagabb hangélményt nyújtanak. A .1 a mélysugárzót jelöli, mint kiegészítő alacsony frekvenciájú hangsugárzót.

Feljavítás

A veszteséges formátumú digitális hangfelvételek lejátszásakor bizonyos esetekben lehetőség van az elveszett eredeti hanginformáció matematikai becsléssel való pótlására. Ezt az eljárást nevezik feljavításnak, mivel alkalmas a gyengébb minőségű felvételek hangminőségének javításával közel kiváló minőségű hangot előállítani.

A Sony egyedülálló DSEE HX algoritmusa a Hi-Resolution Audio hangminőségét megközelítőre javítja fel a meglévő hangforrásokat.