|
Что лучше: аналоговая или цифровая запись? У той и другой есть свои поклонники и приверженцы. Но давайте все-таки разберемся в сути этих двух технологий, и рассмотрим принципиальные различия между ними.
Что такое аналоговая запись?
Звук как таковой имеет аналоговую природу. Он распространяется в воздухе и при этом неизбежно искажается. На искажения звука оказывают влияние самые разные условия: расстояние от источника, скорость движения относительно него, особенности отражения от окружающих предметов и т.д.
Человеческое ухо воспринимает звуковые колебания в диапазоне от 20 Hz до 20 000 Hz. Однако далеко не каждый может похвастаться такими выдающимися слуховыми возможностями. Основная масса взрослых слышит частоты до 16 000-18 000 Hz. Стоит уточнить, что даже частоты выше 6 000-8 000 Hz обычно являются только дополнительными гармониками и призвуками.
С другой стороны, качество записи во многом определяется как раз правильным воспроизведением гармоник и иных высокочастотных элементов.
При аналоговой записи звуковая волна, попадая в микрофон, превращается в электрическое колебание, которое потом подается или на механический резец, если речь идее о виниловой пластинке, или на магнитную головку, если запись производится на магнитную ленту.
Чтобы воспроизвести звук, следует протянуть намагниченную ленту вдоль магнитной головки, причем скорость этого процесса должна быть равной скорости записи.
В случае же с винилом для воспроизведения будет нужно прогнать иглу по канавке, в которой записана информация. Механические колебания будут преобразованы в электрические, которые передадутся в усилитель, а с усилителя соответственно в громкоговорители.
При внимательном ознакомлении с вышеизложенным материалом вполне очевидно несовершенство аналоговой записи.
1. Записывая на магнитную ленту, следует побеспокоиться о качестве магнитной головки и учесть ее калибровку относительно ленты.
2. Неточности лентопротяжного механизма порождают непостоянство ее скорости.
3. Нельзя не упомянуть о способности ленты растягиваться, об изменениях ее характеристик на всем протяжении, о случайных посторонних частицах на ней и т.д.
4. В случае с виниловой пластинкой имеют место детонация, попадание пыли в канавки и всевозможные механические повреждения. Кроме того, канавка, так или иначе, деформируется после каждого проигрывания.
5. Ну и, наконец, стоит вспомнить, что практически невозможно сделать копию виниловой пластинки или магнитной записи без потери качества. Да и все аналоговые носители со временем стареют и теряют в качестве звучания, даже если их не использовать слишком часто.
Что такое цифровая запись?
Для записи звука в цифровую форму достаточно простой фиксации значений звукового колебания, которое изменяется во времени, в числах с максимально возможной точностью.
Выборка
Для понимания принципов цифровой записи разберемся в таком понятии, как выборка. Выборкой, или дискретизацией, называют значение сигнала в определенный момент времени в цифровом виде.
Из-за непрерывных изменений аналогового сигнала во времени стает очевидной необходимость бесконечного количества выборок. Однако теорема Котельникова гласит, что сигнал может быть точно восстановлен из цифровых выборок, созданных с частотой, превышающей вдвое максимальную частоту этого сигнала.
Например, у стандартного Audio CD частота дискретизации 44.1 kHz, а соответственно можно восстановить с большой точностью сигнал с частотами вплоть до 22.05 kHz, что уже превышает возможности человеческого уха.
Интерполяция
Восстановление значений сигнала в промежутках между снятыми выборками называют интерполяцией. Этот процесс применяется при воспроизведении звука, который записан в цифровой форме. От качества интерполяции зависит качество восстановления сигнала.
Восстановленный без применения интерполяции сигнал будет сильно отличаться от оригинала. Если же установить даже небольшой коэффициент интерполяции, то это прибавит сигналу куда большей схожести с оригиналом.
Увеличивая коэффициент интерполяции, можно существенно увеличить и качество восстановления сигнала.
Разрядность
Если копнуть глубже, становиться понятно, что создание выборки сигнала на нужной частоте – это только полдела. Нужно еще и зафиксировать значение с максимально возможной точностью или, как ее называют, разрядностью.
Запись выборки сигнала будет тем точнее, чем выше будет разрядность, которая измеряется в битах.
Если разрядность будет слишком низкой, например, 4 bit, то не спасёт даже высокий коэффициент интерполяции, и восстановленный сигнал будет ужасного качества.
Но если тот же сигнал оцифровать с разрядностью, например 16 bit, то он будет практически неотличимым на слух от оригинала. Кстати, у стандартного Audio CD глубина разрядности как раз 16 bit.
В студиях звукозаписи обычно применяют более высокие разрядности 24 и 32 bit, частоты дискретизации 48, 96 и даже 192 kHz, что объясняется необходимостью наличия максимально доступного цифрового качества, необходимого для дальнейшей обработки.
Цифровая запись
Нельзя не упомянуть, что цифровая запись не подвержена старению или каким-либо другим временным изменениям. С нее можно создать сколько угодно копий с одинаковой точностью.
Как можно заметить из всего вышесказанного, теория цифровой записи не подразумевает наличия каких-либо в ней изъянов. Давайте разберемся, что же происходит на практике.
1. Во-первых, для получения высокого качества требуется высококачественная оцифровка аналогового звука, которая главным образом зависит от качества АЦП – аналого-цифрового преобразователя. Высококлассный микрофон или дорогостоящие соединительные кабели не помогут в ситуации, когда качество работы АЦП оставляет желать лучшего.
Запись отсчетов с недостаточной точностью, создание выборок с неравномерной частотой и т.п. приведут к получению звука, далекого по качеству от оригинала, и исправить это уже не удастся потом ничем.
2. А во-вторых, оцифрованный звук нужно ведь еще и качественно воспроизвести, что возможно только при наличии качественного ЦАП – цифро-аналогового преобразователя.
Из-за неравномерной частоты дискретизации, недостаточной точности или отсутствия интерполяции звук испортится так, что никакая современная акустическая система этого не компенсирует.
Таким образом, можно понять что, на качество цифровой записи и воспроизведения главным образом влияет качество преобразователей.
Преобразователи, встроенные в современные (причем, отнюдь не в самые дешёвые) аудиоинтерфейсы, в своей основной массе не способны выдавать действительно высококачественный звук и по этой причине многие отдают предпочтение аналоговой записи.
Но, всё же, резюмируя вышесказанное, стоит отметить, что цифровая запись обладает определёнными и достаточно выраженными преимуществами, по сравнению с аналоговой.
Хотя на практике для получения действительно качественного цифрового звука нужно потратить немало средств на высококачественные преобразователи.
______________________
Автор: Ирина Кипаренко
При копировании материала ссылка на сайт www.as-workshop.ru обязательна!
|
