Настоящий Hi-Res. Мечта аудиофила

[Дмитрий]

00:01 Обсуждение формата аудио сиди

• Автор обсуждает формат аудио сиди, его преимущества и недостатки.
• Упоминается, что формат сиди был принят очень давно и сегодня с развитием аппаратуры уступает другим форматам.

01:58 Хайрез или не хайрез

• Автор объясняет про форматы и контейнеры, в которые можно поместить любую информацию.
• Важно, чтобы производители фонограмм делали свою работу профессионально и грамотно, чтобы внутри контейнера не было дерьма.

08:03 Глубина квантования и хайрез

• Автор объясняет, что глубина квантования не влияет на качество звука, если фонограмма была грамотно отмастеринена для тракта минимального разрешения.
• Важно различать не формат, а качество фонограммы.

12:39 Логотип хайрез и требования к аппаратуре

• Японская ассоциация производителей электроники и информационных технологий объявила о спецификации и выпуске логотипа хайрез для рынка потребительских аудиопродуктов ..
• Аппаратура с этим логотипом должна соответствовать определенным спецификациям в отношении записи, воспроизведения и передачи сигнала.

15:42 Требования к аудиоаппаратуре

• В исходниках, записываемых с определенной частотой дискретизации, может присутствовать ультразвуковая часть спектра музыкального сигнала.
• В чистовых фонограммах частоты более 20 кГц следует подавлять по нескольким причинам: для предотвращения алиасинга при ресмплинге или децимации, а также для предотвращения слышимости интермодуляционных компонентов ультразвуковой части спектра при воспроизведении на реальной аппаратуре.

24:45 Цифровая аудиоаппаратура

• Цифровая аудиоаппаратура должна иметь параметры квантования 96 кГц/24 бита или выше для записи фонограмм с большим динамическим диапазоном.
• Аналоговая аудиоаппаратура должна воспроизводить ультразвук до 40 кГц, но значение затухания на этой частоте не нормируется.

28:34 Практическое применение

• Увеличение глубины квантования необходимо для записи фонограмм с большим динамическим диапазоном, чтобы избежать клиппинга (повреждения сигнала при записи).
• В цифровую эпоху аналоговые компрессоры и лимитеры используются для сжатия динамического диапазона, но в цифровой записи они применяются для специфических задач.

33:40 Динамический диапазон и аналоговые каналы

• Разработчики предложили углубиться в динамический диапазон, теоретически и практически углубиться до 32 бит.
• Аналоговые части и микрофоны имеют динамический диапазон в 2 миллиона раз хуже.
• Решили разделить динамический диапазон на несколько частей и сделать свои аналоговые каналы.

39:16 Фонограммы с ультразвуком

• В фонограмме с грампластинки ультразвука нет, но на спектре он появляется.
• Образуются на нелинейных элементах, таких как головки звукоснимателя и искажения при записи.

43:14 Рекомендации по оцифровке

• Уменьшить шум, убрать щелчки от пыли и царапин.
• Отрезать спектр выше 20 кГц.
• Фильтрация с частотой среза ниже частоты Найквиста обязательна.
• Не увеличивать значения параметров квантования без необходимости.

[ДенисПоПов27]

Его нужно воспринимать серьёзно!?
Мне от этого холодно или жарко?
Дайте подумать... Значëк хи-рез стоит на моëм китайском уже 2м похожем баллаллае...
С хорошей карты памяти, с быстрой и качественной этот прибор читает до 128го дсд.
И до нормально сделанных флаконов 24-192000.
Эт самое... 16-44100 компактный диск плох?
Ну если без мастеринга с лимиттерами и так далее и тем паче, без сжимали звука, чтобы оно громче пердело - вполне себе норм формат!
Опять же не в битах-кгц дело, а в том, как звук в них записан, закодирован...
Можно же и в вот этот формат компакт-диска нормальный динамический диапазон вставить... Ну то есть не угромчать не жать фонограмму до безпредела...
Сейчас умельцы наоборот разжимают такую компрессию, чтобы комфортнее тот или иной альбом звучал.
Та же фирма Мелодия свои фонограммы выпускает в "Хи-рез" 24-44100.
Делали б уже в 24-48, По-настоящему!
Вот люди на рутрекере катушки в 192 кГц бытовые цифруют... И там ничего трогать не нужно, кроме разреза на треки... Ультразвук??? Ещё какие-то звуки??? По-моему поëт всё так, как на катушке писано! Наш Борис63, который ранее нам цифровку делал много с кассет катушек пластинок в 24-96 цифры делал... Классно же! Тоже там звук ровно такой, как на плëнке или пластинке...
Юрий в 24-96 цифрует.
Вячеслав в 192 кГц...
Хорошо же поют цифровки...
Главное верно их воспроизвести.
Слушаю вот долго коллекцию "Фантастик диско" 16-44100. Все 306 песен...
И о, Боже... Слепили из того что было...
Явно в некоторых слышна пластинка с щелбанами. В некоторых щелчкодав явно слышен. И т. Д

[Дмитрий]

Сообщение от ДенисПоПов27

Его нужно воспринимать серьёзно!?

Серьёзно.
Я этот ролик как раз для тебя и разместил... Чтобы ты его посмотрел и пересмотрел внимательно, и потом строчил километрами с цифрами.

[Дмитрий]

Однажды мне написали занятный комментарий, который и насмешил меня, и заставил задуматься, действительно ли так обстоят дела.

Вот он, цитирую: «…формат аудио CD довольно беден, он был принят очень давно, и сегодня с развитием аппаратуры он сильно уступает разным хайрезам. Если бы в качестве стандарта сразу запустили 24/96, как принято в проф. технике, то никакой винил был бы не нужен. А так, правда, CD порой звучит очень деревянно, особенно при неадекватном мастеринге. Я лично сразу слышу разницу между 24 и 16 бит, а вот 44,1 и 96 — тут не совсем очевидно. Берите хорошие записи с повышенными параметрами и слушайте. Именно на такие форматы цифруют тот же винил энтузиасты. Похоже, аналог устарел безнадежно, а вот цифре необходимо подрасти наконец.
Вот только непонятно, нужно ли это производителям аудио?»

конец цитаты.

Да… Что тут скажешь.

Вот я слушал вас всех долго, терпеливо и внимательно, и наконец понял: ну и дураки же вы все.

Конечно, дураки не все, но и умные люди порою также подвержены воздействию грамотных маркетологов и неграмотных авторитетных балаболов.

[Дмитрий]

А придраться-то к чему, сегодня будет в изобилии. Я расскажу вам про неочевидные нюансы всего того, что связано с так называемым Hi-Res-ом, и кое-что продемонстрирую. А вы уже сами решите, так ли это хорошо или плохо и кому всё это нужно. Для начала нужно понять, что подразумевают под словами High resolution и High definition..

Что же нам говорит авторитетнейший, непререкаемый источник информации «Википедия»: «HD-аудио обычно используется для обозначения музыкальных файлов с более высокой частотой и/или битовой глубиной, чем у компакт-диска Digital Audio (CD-DA), который работает на частоте 44,1 кГц/16 бит. В 2014 году Американская ассоциация звукозаписывающих компаний (RIAA) в сотрудничестве с Ассоциацией бытовой электроники, DEG: The Digital Entertainment Group и The Recording Academy Producers & Engineers Wing сформулировала следующее определение звука высокого разрешения: «звук без потерь, способный воспроизводить полный спектр звука из записей, мастеринг которых был выполнен с качеством выше, чем у компакт-диска (48 кГц/20 бит или выше), то есть качество звука максимально приближённое к качеству звука, который был задуман музыкантами, продюсерами и инженерами во время звукозаписи».

Извините: стилистику и орфографию привел оригинальную. Да… Весьма четкое, однозначное определение. Для людей без чувства юмора: странности официального определения насчет четкости и однозначности — это сарказм. Из этого определения я с удивлением узнал, что, оказывается, мы до изобретения хайреза слушали совсем не то, что задумали музыканты, продюсеры и инженеры. Эта моя придирка пока еще только к стилистике формулировки, к манипулятивному ее смыслу. То есть нам дают понять, что хайрез лучше, чем нехайрез. Мудро. Теперь подробнее про странность этого определения. Из него следует, что понятие HD или хайрез имеет смысл только для цифровой звукозаписи. Это логично, так как аналоговая запись детерминирована, то есть непрерывна, и в ней нет дискретизации. Но тут есть нюанс, о котором я скажу чуть позже. Следующая несуразность: получается, качество компакт-дисков с сэмплингом 44,1 кГц и глубиной квантования 16 бит хуже, чем 48 кГц/20 бит и более. Во-первых, само понятие «качество» не имеет количественных характеристик и является сугубо субъективным, и поэтому эта теза также является манипулятивной.

Для чего нужен мастеринг?


Понятие «мастеринг» появилось в цифровую эпоху, но, по сути, было и до нее. Мастеринг — это процесс модификации фонограммы с целью, чтобы в результате она полноценно звучала в тракте с определенными параметрами или ограничениями. Например, фонограмму, которая должна быть записана на грампластинку, компрессируют и нормализуют с определенными параметрами. Пока без подробностей. То есть мастеринг, грубо говоря, это главным образом подгонка исходника фонограммы под технологию хранения и передачи (трансляции) аудиозаписей. Часто, особенно в последнее время, в процессе мастеринга дополнительно вносят модные эффекты и сжимают динамический диапазон до безобразно малых значений. Фонограмма становится похожей на оструганную доску. Это одна из причин,
по которым звучание компакт дисков кажется деревянным. То есть эта деревянность звука в
данном случае – результат деревянности деревянных звукорежиссеров, а не плохой технологии цифровой
звукозаписи.

Для таких деревянных струганных фонограмм хватает глубины квантования 8 бит, а не хайрезовских 20 и более бит. То есть хайрез для такого шлака не нужен в принципе. Но хорошо, не буду так сильно придираться. Допустим, что фонограмму грамотно отмастерили для тракта минимального хайрезовского или хайдефинишного разрешения 48 кГц/20 бит или даже 24 бит, как обычно у исходной фонограммы. Во-первых, 44,1 и 48 кГц отличаются незначительно. Это стандартные значения семплирования для технологий компакт-диска и видео/кинематографа соответственно. От глубины квантования в данном случае будет зависеть уровень шума квантования. Его с большой точностью можно рассчитать по этой формуле. С/Ш (дБ) = 6 · Глуб. квантов (бит). То есть получается, даже для 8-битной глубины квантования отношение сигнал/шум уже будет 48 дБ. Это всего на 6–8 дБ хуже, чем для винила. А для 16 бит сигнал/шум будет равен 96 дБ! Это уже космическое значение, в несколько раз превышающее тот же параметр любого аналогового тракта.


Иными словами, любой самый хайэндовый усилитель формально загубит даже эту совсем не хайрезовскую. Ну-ка, услышьте разницу между 16 битами и 24. 16-битную фонограмму. А неформально: ушами разницы между 16 и 20–24 битами услышать практически невозможно, особенно на попсе, роке и другой музыке с низким динамическим диапазоном. Я, например, не могу услышать этой разницы, а таких случаев сравнения у меня было предостаточно, и на свой слух я не жалуюсь. Он у меня даже, можно сказать, феноменальный. Не раз в этом убеждался. Поймите простую вещь: хайрез/нехайрез — это всего лишь форматы, контейнеры, куда можно положить любую информацию.

Это не значит, что, если в контейнер с надписью 44,1/16 положить дерьмо, то и сам контейнер становится дерьмом. Нет, вы можете различить не формат. Вы можете лишь понять, что внутри контейнера дерьмо, но почему-то автоматически переносите качества дерьма на технологию. Формат нехайрез 44,1/16 для воспроизведения фонограмм изначально был и остается до сих пор на грани предела наших физиологических возможностей восприятия звука. Просто производителям фонограмм нужно профессионально и грамотно делать свою работу: класть в контейнер не дерьмо, а торты.

Я знаю, что я пока не всех убедил и уже чувствую, что вы пишете гневные комментарии: «Это, мол, неправда. Что вы несете? Я же однозначно могу различить 24 бита от 16», как тот автор комментария.

Хорошо, хорошо, различаете. Но охи, вздохи, сам дурак — это несерьезно. Я очень рад, что у вас есть сверхспособности, однако, если вы на слух различаете 16 и 24 бита, то тогда обязательно напишите об этом спокойно, подробно и без хамства. И главное, напишите, как вы это делаете: на какой музыке распознаете, как создаете фонограммы с разной глубиной квантования, на какой аппаратуре и по какой технологии, какие были параметры нойсшейпинга и дитеринга, на какой аппаратуре прослушиваете, с каким усилителем (его параметры нелинейности), с какими акустическими системами или наушниками, в слепом ли тесте и другие начальные условия. Наконец, укажите, с какой вероятностью распознаете правильный ответ. Будьте настоящими учеными — опишите ваш опыт так, чтобы его можно было повторить и подтвердить результат. За такой комментарий я буду вам очень благодарен.


Однако в большинстве случаев, что мне известны, эти распознаватели заранее знают, с какими параметрами квантования фонограмму они слушают. Или сравнивают разные произведения: например, Вивальди в хайрезе, а голимый рэп в нехайрезе. Теперь я вам скажу, какие фонограммы можно различить. Можно различить музыку в хайрез-фонограмме от той же музыки нехайрез-фонограммы, если эти фонограммы были отмастерены индивидуально для каждого из формата с учетом возможностей каждого из них. Например, для 24-битного мастеринг был с минимальной компрессией, а для 16-битного компрессия была больше. Но если фонограмму мастерить одинаково для обеих глубин квантования, то слушатель ничего не различит. Он может только угадать. Но угадывание в экспериментах распознается на раз. Однако я допускаю, что есть экстрасенсы, но это, как вы понимаете, исключение из правила. В этом фильме я еще вернусь к вопросу глубины квантования, а сейчас продолжим разбираться с определением хайреза. Вы уже понимаете, что понятие High Definition или Hi-Res подразумевает незатейливое увеличение параметров квантования в цифровом тракте. Типа, чем больше, тем лучше. Возможно, возможно… Но всё по порядку. Еще одна цитата из Википедии, на этот раз нормальная: «В 2014 году JEITA — Японская ассоциация производителей электроники и информационных технологий, объявила о спецификации и выпуске логотипа «Hi-Res AUDIO» для рынка потребительских аудиопродуктов, находящихся в ведении Японского аудиосообщества (JAS)».


Вот такой логотип — это нечто вроде сертификата качества для бытовой аудиоаппаратуры. Вроде бы дело хорошее. Аппаратура с этой желтенькой наклейкой действительно высокого качества. Если она есть, замечательно. Да, при условии, что логотип получен честно, а не нарисован самостоятельно. Сами понимаете, сделать это очень просто. Да, кстати, на сайте JAS можно проверить, легально ли имеет то или иное изделие логотип Hi-Res. На этом же сайте мы узнаем, какие же требования предъявляются к аппаратуре, претендующей на желтый логотип c волшебной надписью Hi-Res Audio, а я пройдусь по ним своим придирчивым взглядом.

Итак, вот она, спецификация. 1. Определение «Hi-Res Audio» основано на заявлении Японской ассоциации производителей электроники и информационных технологий (JEITA) от 26 марта 2014 г. (обновлено 9 ноября 2022 г.). 2. Заявляемые на логотип «Hi-Res Audio» продукты должны соответствовать следующим спецификациям в отношении процесса записи, воспроизведения и передачи сигнала. <Аналоговый процесс> Ультразвуковые микрофоны

(1) Частотная характеристика микрофона: 40 кГц или выше во время записи. Хорошее требование. И выполнить его вроде бы не сложно.

Даже вот такой электретный микрофончик за три копейки для телефонов и бытовой аппаратуры, типа геймерских гарнитур, формально соответствует этому требованию. Он вполне работает на ультразвуке, но отдача его, конечно, поменьше, чем в слышимом диапазоне частот. Однако этот пункт не оговаривает величину завала АЧХ на 40 кГц. Хоть 40 и даже 60 дБ. Кстати, большинство современных профессиональных микрофонов также вполне сносно работают на ультразвуке. Во всяком случае, я специально проверил большинство своих микрофонов и убедился, что они регистрируют ультразвук до 35–55 кГц. Это значит, что в исходниках, записываемых с соответствующей частотой дискретизации, может присутствовать реальная ультразвуковая часть спектра музыкального сигнала. Да, бывает и нереальная.

Однако в чистовых фонограммах частоты более 20 кГц следует подавлять по нескольким причинам. Во-первых, для того, чтобы при ресемплинге или децимации до 48 или 44,1 кГц не возникало алиасинга. Во-вторых, даже если не уменьшать частоту дискретизации, оставить хайрез файл, то при воспроизведении такой фонограммы на реальной аппаратуре интермодуляционные компоненты ультразвуковой части спектра могут быть слышны в низкочастотной области спектра. В результате получается, что в некоторых фонограммах появляются специфичные призвуки.

Некоторые «эстеты» называют этот эффект увеличением детализации. Вот тут мне становится действительно смешно. Давайте я продемонстрирую этот эффект на своем аудиоредакторе. К сожалению, канал связи не позволяет передавать ультразвук и глубину дискретизации, но вы увидите всё на спектре и кое-что даже услышите. Для эксперимента я создал файл с разрешением 96 кГц/16 бит, в котором есть два ультразвуковых сигнала. Вот они на спектре видны — 23 кГц и 24 кГц. Это ультразвук. Мы слышать их не должны. Но что получается, если мы запускаем воспроизведение? Раз, и… Вы, наверное, не слышите 1 кГц. Сейчас громче сделаю. Что это? Стоп. Это нелинейность моего усилительного тракта, реального железа, и в результате мы слышим интермодуляционные составляющие этих двух сигналов. Но сейчас я сделаю следующее. Смотрите. Мы отфильтруем все эти шумы. Может быть, эти шумы слышны? Это то, что видно на спектре. Хотя это минус 100 дБ. Но ладно. Это полосовой фильтр. Применяем. В результате эти шумы исчезли практически до нуля. Включаем еще раз. Все равно слышно. Нелинейность тракта, моего железа никуда не девается. Для наглядности я сделаю следующее. Я внесу… Здесь видно на осциллограмме реально, как выглядит сигнал. Это биения. Для этого я внесу искажения. Distortion. Это для верхней части, это для нижней полуволны. Я поставил здесь точку, чуть-чуть сместил ее, чтобы получились искажения
порядка 0,1 %. Применить. Вот, пожалуйста. В результате у нас получились интермодуляционные
искажения вверх и вниз по частоте, то есть в еще больший ультразвук и в звуковую часть
диапазона. Включаем. Еще лучше все слышно. Если погромче сделаем… Ну, это нелинейность
моего усилителя. Потому что эти составляющие очень тихие. Давайте мы их усилим. Мы их отфильтруем.
Эту ультразвуковую часть… смотрите… Я параметрическим эквалайзером отфильтрую
его. Сделаем его покруче. Применяем.
Отфильтровываем всё, что было выше. На спектре тут ничего не слышно. И я еще
усилю так, чтобы было слышно. И вот, что слышно. В общем, это значит, что во многих аудиозаписях, в
том числе хайрез, в спектре выше 20 кГц нет полезной информации, а в некоторых
нет и бесполезной – там все вычищено в ноль. Вот, например в этом файле вообще
ничего нет. Тут специально убран мусор. В общем, 40 кГц для микрофонов – почему бы и
нет. Большинство профессиональных микрофонов формально выполняют требование этого пункта,
и, скорее всего, ширпотребовские тоже, даже если на них нет логотипа Hi-Res.
Хайрез усилители

(2) Характеристики усиления: 40 кГц или выше. Для усилительной аппаратуры это требование
несложное и даже вполне резонное – есть несколько причин расширения АЧХ вверх. Подробнее я уже
рассказывал в других видео про усилители.

(3) АЧХ колонок и наушников: 40 кГц или выше.
Противоречивые колонки и наушники
Это требование соблюсти сложнее. Кроме того, в нем есть противоречие с другой концепцией
качества – таргетирования АЧХ, то есть создание таких АЧХ акустических систем и наушников,
которые субъективно нравятся большинству людей.

Оказывается, что во всех таргетинговых АЧХ есть плавный завал, начиная с 10 кГц, и на 20 кГц завал достигает 18–23 дБ, а про 40 кГц можно и не вспоминать. Не говоря уже о том, что большинство из нас просто не слышит частоты выше 20 кГц. В этом пункте также не указано, какое же должно быть затухание на этих 40 кГц. Судя по тому, какие порою наушники аттестуются на логотип Hi-Res, можно понять, что этот пункт ну очень формальный. Цифровой нюанс аналогового параметра. И вот он, этот нюанс, о котором я обещал упомянуть. Hi-Res — это спецификация, вроде бы должна относиться к квантованию фонограмм, к цифровой технологии, но тут почему-то всплывает вольно интерпретируемое требование ко всего одному параметру аналоговой части — 40 кГц. Хоть я и понимаю, откуда растут ноги, но тем не менее формальное выполнение этого требования вообще никак не влияет на качество звука. Даже если в фонограмме присутствует ультразвук, люди его не слышат. И чуть позже вы поймете, что ультразвук в фонограмме вовсе не улучшает ее звучание, а наоборот.

[Дмитрий]

. Теперь <Цифровой процесс>

(1) Формат записи: возможность Хайрез записи и народное творчество записи в формате 96 кГц/24 бит или выше. По этому пункту у меня нет никаких претензий. Даже наоборот, я горячо его поддерживаю. Дело в том, что при записи такие параметры квантования позволяют делать на бытовой записывающей аппаратуре фонограммы, годные для профессиональной обработки и, соответственно, получения в результате качественной музыки и другой аудиопродукции. Иными словами, это стимулирует народное творчество. Чем больше, тем лучше?

Следующие пункты хороши и логичны при условии, что ваш аудиокомплекс имеет возможность записи и обработки фонограмм. Для аппаратуры воспроизведения такие параметры квантования избыточны. Однако рынок фонограмм высокого разрешения уже достаточно большой, да и фильмы с киношными параметрами записи доступны для наслаждения, поэтому нижеследующие пункты с требованием цифровых процессов 96/24 можно считать вполне уместными. Следующие пункты конкретизируют другие части цифрового тракта воспроизведения и передачи аудиоинформации и опять-таки сводятся к тем же значениям квантования — 96/24 или больше. Прочтите их сами, а я акцентирую ваше внимание на третьем подпункте. Воспроизводящая аппаратура должна уметь работать с файлами как минимум с форматами FLAC и WAV, а записывающая — с FLAC или WAV. Следующий параграф касается организации контроля качества при производстве изделия, заявляемого на логотип Hi-Res. На мой взгляд, эти требования, мягко говоря, странны, так как вносят в процесс контроля качества субъективные критерии оценки: нравится, не нравится.

(3) Менеджер по контролю качества аудио/звука должен нести ответственность за окончательное решение, поскольку продукт Hi-Res Audio должен быть сертифицирован в соответствии со стандартами оценки звука каждой компании. Этот подпункт шедевральный.

За слухачом-аудиофилом последнее слово. Великолепно. Далее следуют требования не очень важные. Беспроводной Hi-Res Wireless и потеря звука нам не важны. Они касаются логотипа для беспроводных устройств. Вы можете прочесть их самостоятельно. Можно обратить внимание на то, что для беспроводных технологий можно использовать протоколы с потерей данных, и 40 кГц уже не оговорены. Перечислены блютус-протоколы, которые уже сертифицированы на логотип Hi-Res Audio Wireless, и производители техники, желающие использовать эти протоколы, должны получить разрешение у JAS на их использование. Резюме формальной стороны хайреза. Итак, с формальной стороной вопросы мы разобрались. Резюмирую, цифровая аудиоаппаратура должна быть с параметрами квантования 96 кГц/24 бит или больше, а аналоговая – должна воспроизводить ультразвук до 40 кГц. Причем значение затухания на этой частоте не нормируется.

Теперь практическая часть. Про странности. Практическая сторона Hi-Res. С громкостью в кинофильмах я уже упомянул. То есть фонограммы для кино имеют довольно большой динамический диапазон, который вроде бы и требует увеличения глубины квантования, но в принципе и без нее существенного ухудшения качества тихих звуков не ощущается. Однако раз в 24 бита и клиппинг. В природе существуют глубины квантования 24 бита и больше, значит, они для чего-то нужны. И вот для чего. Они нужны для записи фонограмм с большим динамическим диапазоном. Основной акцент на слове «запись». Основной глюк, что может случиться при записи музыки или звука в кино, это клиппинг. То есть когда сигнал превышает максимальное значение, которое конкретное устройство может записать без искажений.

При клиппинге сигнал ломается без возможности его восстановления. Это как если бы вы начали размахивать вазой в комнате с низким потолком. Очень скоро ваза разобьется вдребезги. На худой конец ее можно склеить. Так же и поврежденный участок фонограммы тоже можно дорисовать всякими искусственными интеллектами, но, сами понимаете, это уже будут другая ваза и другой сигнал. Вот так выглядит клиппинг на осциллограмме. Это нормальный уровень записи. А это уже испорченная запись получается. Вот он обрезан. Кстати, в доцифровую эпоху звук писали на магнитофоны. Для магнитной записи тоже существует потолок, правда, чуть мягче, и он частотозависимый. А дно или ил — это шумы магнитной ленты. Нам необходимо одновременно записать и мелких крабиков, так чтобы они не затерялись в иле, а артиста, размахивающего вазой, чтобы она не разбилась.


Динамический диапазон сигнала, который можно записать на магнитофон без системы шумопонижения, не превышает 65 дБ. Это совсем немного. В цифровом формате это соответствовало бы примерно 11 битам. Даже не 16. И тем не менее тогда и музыку записывали, и звуковое кино процветало. Положение спасали аналоговые компрессоры и лимитеры — устройства, сжимающие динамический диапазон. Они автоматически на тихих звуках делают усиление больше — вытаскивают крабиков из ила, а на громких его уменьшают — подвязывают руки, чтобы артист ими сильно не размахивал.

В цифровую эпоху тоже используют аналоговые компрессоры и лимитеры, но их применяют для специфических задач. Итак, для того чтобы в процессе записи и вазы не побить, и крабиков наловить, необходимо либо сделать выше потолок, либо опустить дно, либо меньше размахивать руками. В цифровой записи можно только опустить дно. Была глубина 16 бит, станет 24 бита. Теперь мы имеем возможность записать и очень громкие сигналы, и микроскопически тихие. С одной стороны динамического диапазона 96 дБ при 16 битах вполне хватает почти всегда, но если мы начнем вытягивать цифровым компрессором слабые звуки, на которые приходилось всего несколько отсчетов, то при увеличении их громкости появятся и артефакты аппроксимации, то есть повышенные нелинейные искажения, и шумы со дна.

В этом случае спасает глубина 24 бита. Ее хватает для записи любой музыки и звуков. Нужно только выставить уровень записи таким, чтобы самый громкий звук фонограммы не превышал 0 dВ/Fs. На практике выбирают -6 dВ/Fs, про запас. Теперь при уменьшении динамического диапазона под любые каналы связи и носители информации артефакты обработки будут сведены к минимуму. Однако при записи фонограмм бывают случаи, когда при всех правильных регулировках тракта записи вдруг артист так глубоко распереживется, что орет во все горло и ваза цепляет потолок. Отлично, но второй раз он уже так не сыграет, а фонограмма уже испорчена. Тоска-печаль. Да, хорошо бы еще больше расширить динамический диапазон, чтобы клиппинга вообще никогда не было. ОК, сказали разработчики, и для этого случая предложили еще углубиться. Теоретически и практически углубиться можно сколь угодно глубоко, хоть до 32 бит — сделать динамический диапазон с космическими 196 дБ. Можно-то можно, но аналоговая часть и микрофоны имеют динамический диапазон в два миллиона раз хуже. Что же делать? И решили схитрить. Разделить динамический диапазон на несколько частей и для каждой из них сделать свой аналоговый канал и свой АЦП. Затем объединить цифровые потоки в один с глубиной 32 бита с плавающей запятой. С такой аппаратурой можно вообще не регулировать уровень записи. Любой звук запишется и громкий без клиппинга, и тихий без шумов.


Эксперимент. 120 дБ динамического диапазона в одном файле. Вот как такой сигнал выглядит в аудиоредакторе. Перед вами интересный файл. Формат 32 бита с плавающей запятой. В нем есть три фрагмента: вот один, тут что-то видно на спектрограмме; второй пустой почти, вы ничего не услышите здесь; и здесь видно что-то. Послушаем каждый из участков. Тут почти ничего не слышно. Здесь пустой участок. Я даже не буду долго слушать. Здесь ничего не слышно. И нормальный участок. Это файл с уровнем записи плюс 40 дБ. И здесь участок: «А сейчас с клиппированием». Теперь смотрите, что мы сделаем. Мы усилим эти участки. Это участок я усилю на 15, 30, 45 дБ. Запомнили — 45 дБ. Тут, оказывается, сигнал есть какой-то. «Это запись с уровнем 0 дБ». Теперь сделаем почти то же самое с пустым участком. Здесь вообще ничего не было слышно. 15, 30, 45, 60, 75, 90, 105 — на 105 дБ я усилил. «Этот фрагмент записывается с уровнем минус 60 дБ. Вы его, скорее всего, сейчас не слышите. И теперь участок с клиппированием. Мы усиление уменьшим на 9 дБ. «А сейчас с клиппированием». Никакого клиппирования. Сигнал чистенький, просто идеальный. То есть смотрите: у нас в одном файле сигналы с разницей почти в 120 дБ. Важный момент: формат 32 бита с плавающей запятой нужен и оправдан лишь для записи. Если 32 бита и воспроизведение звука предварительно не скорректировать динамический диапазон такой записи — уменьшить уровень клиппированных фрагментов и увеличить очень тихие сигналы, которые утонули бы в аналоговом тракте, — мы услышим и искажения, и ограничения, а тихих звуков вообще не услышим.

Воспроизведении 32-битных фонограмм с плавающей запятой происходит в формате с фиксированной запятой, иногда они предварительно конвертируются в 24 или 16 бит. Иными словами, хайрез 32 бита при воспроизведении практического смысла не имеет. Теперь настало время раздвинуть пространство оцифровки винила с большим разрешением и с разрешения соответствующих органов уйти в прошлое. Я обещал рассказать о нереальной части спектра сигналов.

Настало время разобраться и с частью моего вдохновляющего комментария про оцифровку винила с повышенными параметрами квантования. Я даже смотрел одно видео, где его автор демонстрировал наличие в оцифрованной пластинке ультразвукового спектра. Вообще-то в этом нет ничего удивительного. Сейчас мы посмотрим, как на грампластинке, априори не имеющей в спектре фонограммы частот выше 20, а, скорее всего, даже 16 кГц, появляется ультразвук.

Вот я специально сделал цифровую запись с пластинки. Пластинка оригинальная, настоящая, древняя, аналоговой эпохи.
Можно даже сказать, граммофонной эпохи.

♪ Я не знаю, я не знаю, что со мною. ♪ ♪ Что сжигает грудь мою. ♪

В этой фонограмме точно нет ультразвука, надеюсь, сообразили почему. Итак, я записал непосредственно с головки на рекордер с параметрами 196 кГц/32 бит, плавающая запятая. Открываем фонограмму в аудиоредакторе. И что же у нас на спектре? Интересно. При записи на пластинку ультразвука не было, а тут сплошняком до предела. Теоретически должно быть до 98 кГц. Реально до 88. Выше, скорее всего, аналоговая часть моего рекордера завалила. Давайте проанализируем, что же это за ультразвук? Для этого я обрежу слышимую часть спектра – ниже 22 кГц обрезаем. Отлично. Теперь нам надо послушать, что же это за ультразвук? Откуда ультразвук на виниле?

Так как мы с вами не летучие мыши, да и через канал связи ультразвук не пролезает, я перенесу этот спектр в слышимую часть диапазона, так же как слушают дельфинов. На 36 полутонов или на 8 октав вниз. Внимание! Да… Вот. Ларчик просто открывается: комбинация гармоник и интермодуляционных составляющих. Откуда они взялись? А откуда они вообще берутся? Образуются на нелинейных элементах. Во-первых, нелинейные искажения при записи примерно 1,5%. А у старых пластинок вообще мрак. Во-вторых, головка звукоснимателя имеет примерно такие же искажения. Вот вам и результат. И что же мы будем слышать при воспроизведении такой хайрез оцифровки?

Вернемся на шаг перед переносом спектра. Это ультразвук. Теперь мы воспроизведем этот ультразвук через реальный усилитель с реальными акустическими системами. Усилитель с горем пополам будем считать суперлинейным, а вот с акустическими системами так поступать нельзя. Это самый нелинейный элемент в тракте звуковоспроизведения. В лучшем случае в среднечастотном участке диапазона воспроизводимых частот коэффициент гармоник может быть порядка 0,1%, а по краям может достигать и 20%. В редакторе я внесу эту нелинейность.


Хайрез хуже нехайреза? Конечно, не 20%, а меньшее значение. В результате у нас появилось «нечто» в слышимой части спектра. Это результат интермодуляционных искажений. Да, они не очень большие, но они есть. Получается, что в хайрез фонограмме искажений больше, чем в нехайрез! Я могу усилить эти искажения. Вот как они звучат. Кстати, вполне может быть, что такие искажения кому-то нравятся, а кое-кто даже считает их признаком повышенной детализации. Мне точно такое не нравится. Это фонограмма – конечно, экстремальный случай, но я сделал запись пластинки периода пика развития винила. Вот, пожалуйста, та же картина. Теперь, как надо бы поступить с такой оцифровкой.


Рациональный способ записи винилового хайреза. Да, есть смысл сделать оцифровку с повышенными бит- и сэмплрейтом. В этом случае будут меньше заметны артефакты обработки фонограммы. Из этой фонограммы нужно убрать щелчки от пыли и царапин, уменьшить шум. Если есть рокот, то убрать его. Вроде всё. Теперь даже если вы хотите оставить фонограмму в формате хайрез, то всё равно нужно отрезать спектр выше 20 кГц — нафиг нам сдались лишние компоненты от нелинейности.
Готово.

Эта фонограмма в формате 44,1/16 будет звучать точно так же. И перед децимацией и транкейтом фильтрация с частотой среза ниже частоты Найквиста обязательна. В некоторых редакторах и DAW-ах есть галочка «включить антиалиасинговый фильтр». Если вы не делали фильтрации, эту галочку нужно поставить. . Выводы. Краткие выводы. Хайрез и хай дефинишн как лингвистическая сущность вполне поняты, логичны, она есть и имеет право на существование.

Однако экстенсивное и бездумное увеличение значений параметров квантования с целью якобы повышения качества звуковоспроизведения — это тупость.
Оно нарушает принцип целесообразности. Это всё равно, что построить для себя громадный стокомнатный дворец, но жить в нем только в одной комнате. Необходимо иметь ту задачу, для решения которой действительно необходимы повышенные значения параметров квантования. Я вам показал примеры. Логотип Hi-Res – это однозначно весьма талантливая маркетинговая фишка, решающая задачу подстегивания спроса и получения прибыли, естественно, за наш с вами счет. Предсказание апофеоза. А теперь предсказание.

В 2027 году настанет апофеоз дебилизации аудиофилов всего мира – спецификация Hi-Res преобразуется до суперхайреза.
Аудиофилы всех стран будут свято верить, что старый Hi-Res 96/24 – это говно, а новый суперхайрез 192/32 – это минимально необходимый формат для утонченного гиперправильнодетализированного волшебного звука.

Вот, пожалуй, всё. Теперь у вас есть дополнительная информация для принятия решения, нужен ли вам этот хайрез или нет. А я… А я по-прежнему… Ах, да. С вами был Александр Щербин. Познавайте мир.

[Дмитрий]

Стенографировал.

И англоязычных блоггеров-придурков, которые не знают элементарной физики и математики, тоже можно и по-русски.

Тех, кто написал вреднейшие статьи для трекера и нашего форума, вредны ДЛЯ РАЗДЕЛА СОБСТВЕННЫХ ОЦИФРОВОК С АНАЛОГОВЫХ НОСИТЕЛЕЙ! И РИСУЕТ СОБАЧКУ СО СРАКОЙ И ЦВЕТОЧКИ НА СПЕКТРОГРАММЕ, ИСПОЛЬЗУЯ ДЛЯ ТЕСТОВ СМАРТФОН. На основании этого написана статья «ПОЧЕМУ 24/192 НЕ ИМЕЕТ СМЫСЛА.. и т.п. ». Её криво перевели и космической скоростью распространили по интернету.

Я на протяжении многих лет удаляю это от разных пользователей с форума!

[Дмитрий]

Вот типичная ошибка с чего начинается...

Сообщение от Дмитрий

ДенисПоПов27,
Прочитай пожалуйста внимательно, можно с озвучкой. Выбери время.
Ты же не читаешь!
Слушать (прослушивать) и оцифровывать для дальнейшей цифровой обработки с большей точностью, всё перепутал напрочь.

[Дмитрий]

Сообщение от Дмитрий

Формат записи: возможность Хайрез записи и народное творчество записи в формате 96 кГц/24 бит или выше. По этому пункту у меня нет никаких претензий. Даже наоборот, я горячо его поддерживаю. Дело в том, что при записи такие параметры квантования позволяют делать на бытовой записывающей аппаратуре фонограммы, годные для профессиональной обработки и, соответственно, получения в результате качественной музыки и другой аудиопродукции. Иными словами, это стимулирует народное творчество.

Профессиональная звуковая обработка это далеко не кустарная "самопал-рекордс", для этого надо изначально иметь линейные мониторы и наушники, а так же программы с далеко не бесплатными халявными плагинами.

Колонки, которые подключены к стереосистеме (стереостойке), — это другой вид мониторов.)

[Дмитрий]

ДенисПоПов27,