Revista si suplimente
MarketWatch
Inapoi Inainte

SACD-ul, o reformă electro-acustică semi-reușită

14 Decembrie 2023



Deși contextul tehnic existent la apariția compact-discului digital audio (1980-1981) nu a permis folosirea unor parametrii acustici foarte înalți, formatul CD‑Audio a avut un succes de piață substanțial. Însă după aproape două decenii avea să fie definit un nou standard (Super-Audio CD) care se apropia de fidelitatea sonoră specifică discurilor de pick-up. Tot pe‑atunci se publica standardul DVD-Audio, și el apt de o fidelitate mult superioară lui CD-Audio. Dar lucrurile erau deja tranșate: piața își pierdea interesul pentru stocarea pe disc optic, în favoarea mediilor digitale (fișiere, fluxuri internet), iar formatul SACD avea să rămână doar o nișă pentru audiofili.

Necesitatea reformei
Prima formulare a standardului CD-DA (alias Red Book) a apărut în 1980 printr-o colaborare a companiilor Philips și Sony, și ea definea stocarea sunetul (muzica) prin inscripționare cu laser pe un disc având o suprafață modelabilă micro-termo-optic. În deceniile următoare avea să apară o serie de fabricanți de player-e de CD-uri, iar mai toți producătorii de muzică aveau să asimileze tehnologia de realizare a CD-urilor (însemnând implicit și migrarea dinspre analogic înspre digital).
Față de mijloacele de stocare ale anilor 80 (banda magnetică și discul de vinil), suportul digital aducea două avantaje semnificative: (1) putea fi recitit de foarte multe ori, la calitate constantă (spre deosebire de suporturile analogice, care se degradează cu fiecare redare), și (2) nu adăuga un zgomot de fond propriu (așa cum făceau suporturile analogice). Însă, din perspectiva fidelității la redarea sunetului (acel Hi-Fi umărit de audiofili) tehnologia CD-DA nu se apropia de ceea ce putea realiza un disc vinil pus pe un pick-up bun (cu doză electromagnetică), adică o tehnologie cu rădăcini de peste un secol.
Sunetul este un semnal analogic, continuu, și tot continuu este înregistrat pe discul de vinil. (Aproape oricât de mult am dilata scala timpului – microsecunde, nanosecunde, picosecunde – acolo tot vom găsi o prezență a semnalului.) Acest lucru nu este posibil în mediul digital, așa încât, pentru a fi totuși salvat pe compact-disc, în fiecare secundă a existenței sunetului sunt prelevate 44100 de eșantioane din acest semnal, iar fiecare dintre aceste eșantioane este convertit (prin cuantificare) într-un cod digital (respectiv într-un grup de 16 biți). Acest număr, 44100 (adică 44,1 kHz), deși la prima vedere pare a fi mare, este insuficient pentru captarea texturii sonore a muzicii (mai ales în cazul folosirii de instrumente muzicale acustice, adică instrumentele care emit sunet prin propria vibrație). Pe de altă parte, dacă în 1981 s-ar fi ridicat prea mult ștacheta, probabil că pătrunderea CD-player-elor pe piață ar fi fost mult mai lentă.
De ce trebuia reformat standardul CD-Audio? Ei bine, teorema Nyquist-Shannon – pe care s-au bazat cei care au definit standardul CD-DA – spune că pentru a reconstitui un semnal analogic (adică pentru a putea înțelege ulterior semnalul inițial) este suficientă o rată de eșantionare având frecvența dublă față de frecvența maximă a semnalului originar. Și cum spectrul domeniului audio (conform cerinței Hi-Fi primare) este de 20-20000 Hz, specialiștii implicați în definirea standardului CD-DA au considerat că o frecvență de eșantionare de 44,1 kHz este suficientă pentru convertirea semnalului sonor analogic în informație digitală. Ceea ce s-a dovedit destul de limitativ/problematic, și asta dintr-un motiv simplu: Nyquist se referea la un semnal analogic singular, ci nu la efluviile sonore polifonice pe care le emit instrumentele acustice, instrumente care rareori sunt singure în compoziția muzicală. Iar pentru Nyquist semnalul trebuia doar înțeles, și nimic mai mult.



Referindu-ne la sunet, și în special la muzică, pentru noi, oamenii, sunt două proprietăți ale sunetului prin care putem recunoaște un instrument muzical:
• timbrul instrumentului: sunetele care însoțesc sunetul principal al notelor muzicale (armonicele concomitente cu frecvența fundamentală, și care definesc timbrul inconfundabil al instrumentului);
• faza de atac: momentul de început al unui sunet; intervalul de timp scurs din momentul inițierii fenomenelor acustice (fizico-mecanice) și până la stabilizarea notei muzicale emise.
Neplăcut e că amândouă aceste proprietăți sunt afectate de conversia A/D (analog-digitală), și în special de rata de eșantionare.
În muzica unei formații de muzică pop, rock sau jazz se pot manifesta simultan 3-4 instrumente (inclusiv vocea umană), iar în cea simfonică sau de big-band se ajunge la zeci de instrumente. Fiecare instrument emite, la fiecare notă muzicală, mai multe frecvențe de sunet (fundamentala plus armonicele). Mai mult,instrumentele polifonice (pian, chitară, harpă, etc) pot genera concomitent mai multe note (fie emise simultan în acorduri, fie emise succesiv, în arpegii, dar prezente prin sustain-ul instrumentului). Un calcul estimativ minimal ne duce la valori de ordinul a 200000 de vibrații pe secundă, vibrații pe care sistemul ar trebui să le capteze. Ceea ce înseamnă că acel 44100 va rata multe dintre acele vibrații. (Vedețiși articolul meu, Sunetul digital, din revista Market Watch nr.6/2021.)

Tentative de reforme
Desigur că specialiștii implicați au observat această limitare și au încercat să propună noi soluții tehnice pentru a obține înregistrări digitale de fidelitate mai înaltă. Astfel, în 1999 a apărut formatul SA-CD (SuperAudio-CD), propus (tot de Philips și Sony) ca urmaș al lui CD-DA. Și pentru că piața se dovedea reluctantă la schimbare, în anul 2000 a fost lansat și formatul DVD-Audio, concomitent cu formatul video. Iar în 2005 apărea și standardul Blu-ray Disc, cu și mai mult potențial. Desigur, principalul argument al noilor formate consta în rata de eșantionare mult mai mare (până la 192 kHz, frecvență care avea să devină standard pentru aplicațiile A/D de calitate înaltă). În succesiunea urmărită mai notăm, pentru anul 2014, standardul generic „Hi-Res Audio", propus de JEITA (Japan Electronics and Information Technology Industries Association) ce propunea rate de eșantionare în domeniul 96-384 kHz.
Trebuie precizat că aici avem de fapt două conversii ale sunetului: una dinspre analogic înspre digital (la înregistrare) și una dintre digital înspre analogic (la redare/ascultare). Reformulăm și aspectul esențial: convertirea unui semnal analogic în informație digitală (A/D) presupune aplicarea continuă a două procese – (1) eșantionarea și (2) cuantificarea –, procese cumva ortogonale dacă le raportăm la cele două axe ale graficului închipuind semnalul originar: timpul și amplitudinea. Ei bine, spre deosebire de CD-A, DVD-A și BD-A (care foloseau codificarea Pulse‑Code Modulation), conceptul SA-CD propunea o altfel de codificare (Pulse-Density Modulation, stocată/transmisă prin tehnică Direct Stream Digital), în care eșantioanele nu mai sunt independente ci depind continuu de cele anterioare. (Schimarea abordării aducea avantajul unei rate de eșantionare extrem de mari, însă era problematică pentru tehnologiile de post-procesare a sunetului, această din urmă chestiune putând fi una dintre cauzele pătrunderii slabe pe piață. Dar notăm faptul că ulterior tehnologia DSD avea să fie asimilată și la transmiterea fluxurilor media prin internet.) Desigur, pentru redarea materialului sonor de tip Super Audio CD era necesar un player care să aibă implementate circuitele electronice destinate acesti noi codificări, și de atunci pe fațada acestor echipamente găsim aplic logo-ul SACD. (Aspect distinctiv pentru SACD: suprafața de lucru a discului are tentă galben-auriu. Plus logo-ul pe cealaltă suprafață și pe carcasă.)
Însă atât producătorii de echipamente electro-muzicale cât și editorii de muzică erau conștienți că introducerea pe piață a formatului SACD nu va fi ușoară, astfel că s-a recurs la o soluție tehnică prin care discul de tip SACD să poată fi citit și de player-ele de CD-uri audio: mai toate discurile SACD sunt de fapt discuri hibride, în sensul că au două straturi optice (suprapuse), unul pentru materialul sonor SACD și unul cu o variantă CD a aceluiași material sonor. Mai mult, stratul SACD cuprinde adesea două înregistrări, una în format stereo (pentru 2 canale) și unul în format multi-canal (pentru 5+1 canale). De altfel, unul dintre motivele reformei în domeniul discurilor optice a constat în dorința de a înregistra muzica și în format surround (multi-canal). Recapitulăm: discul SACD poate conține același material sonor/muzical în trei versiuni/variante – CD stereo, SACD stereo, SACD multi-canal – și alegerea de a reda oricare dintre aceste versiuni depinde de player și de opțiunea ascultătorului. (De reținut și faptul că există atât playere SACD dedicate, cât și playere de DVD-uri sau de Blu-ray-uri care au abilitatea de a reda formatul SACD.)



Opțiune predilectă pentru audiofili
Pentru iubitorii de audiții muzicale de calitate (dar și pentru producătorii de muzică) criteriul opțiunii pentru Super Audio CD devine simplu: când este vorba de instrumente muzicale acustice, fomatul SACD este capabil de o textură sonoră mai bună decât formatul CD (și se apropie de cea a discurilor vinil). De aceea, mai toate discurile de tip SACD apărute pe piață sunt din zona muzicii clasice/simfonice, jazz și folk. (Însă de avantajul formatului SACD pot beneficia și înregistrările instrumentelor de sinteză electronică, mai ales dacă la origine acestea au generat impulsurile digitale la frecvență mare.) Și încheiem cu o mențiune cvasi-mercantilă: desigur că discurile de tip SACD sunt ceva mai scumpe decât CD-urile, și că pleyer-ele SACD sunt ceva mai rare decât cele CD, DVD sau BD, dar cumva ele merită, prin experiența audiofilă oferită.



Parerea ta conteaza:

(0/5, 0 voturi)

Lasa un comentariu



trimite