Digitaalisen äänentoiston perusopas

Tuottaako äänilaitteiden kuvauksissa käytetyn kielen ymmärtäminen sinulle vaikeuksia? Olemme tehneet avuksesi pikaoppaan.


Perusteet: digitaalisen äänen tallentaminen

Koska ääni vaihtelee todellisuudessa jatkuvasti, digitaalinen tallenne antaa aina vain likimääräisen kuvan maailman äänistä. Tallennustekniikan kehittyminen laajentaa kuitenkin jatkuvasti digitaalisesti tallennettavissa olevien sisältöjen kirjoa ja tarkkuutta.

Kun digitaalisen tallenteen perustana on analoginen lähde, kuten elävä konsertti tai äänitysstudiossa soittavat muusikot, äänestä otetaan näytteitä säännöllisin väliajoin. Äänen heilahteluväli tallennetaan numerona, ja analogisesta äänilähteestä luodaan digitaalinen tallenne, joka muodostuu erillisten numeroiden sarjasta.

Se, kuin paljon analogisesta äänestä pystytään tallentamaan digitaaliseksi tallenteeksi, vaihtelee lähinnä näytteenottotaajuuden ja bittisyvyyden (sen, kuinka monta näytettä otetaan sekunnissa ja että kuinka paljon tietoa kussakin näytteessä on) mukaan.

Digitaalisen äänen tallentaminen ja säilyttäminen

Digitaalinen tallenne voidaan tallentaa useissa eri muodoissa. Jokaisen muodon tapauksessa äänenlaatu ja luotavan digitaalisen tiedoston koko ovat eri suhteessa keskenään, esimerkiksi erittäin laadukkaat tallenteet eivät historiallisesti ole olleet käytännöllisiä pienissä musiikkisoittimissa.

Useita gigatavuja tallennustilaa sisältävien kannettavien laitteiden ansiosta digitaalinen tallennus on kuitenkin yhä helpompaa, joten miljoonat ihmiset voivat nauttia erittäin laadukkaasta digitaalisesta äänestä.

Äänitoimintojen perusopas

5.1-kanavainen
7.1-kanavainen
Analoginen
Bittisyvyys
Koodekki
Pakkaus
Digitaalinen
Dolby Digital
Dolby True HD
DSD
DSEE HX
DTS Digital Surround
DTS Master Audio
Hi-Res Audio
LDAC
LFE
Häviötön
Häviöllinen
LPCM
S-Master HX
SA-CD
Näytteenottotaajuus
SBC
Bassokaiutin
Tilaääni
Ylösskaalaus

5.1-kanavainen

Käsite viittaa 5.1-kanavaiseen äänentoistoon. Tekniikan avulla luodaan tilaääni, joka tuottaa elokuvateatterimaisen kuunteluelämyksen. Kuuntelijan ympärille sijoitetaan viisi kaiutinta ja bassokaiutin, joista jokainen ottaa vastaan eri kanavan:

  1. kaksi etukanavaa
  2. yksi keskikanava edessä
  3. kaksi tilaäänikanavaa
  4. yksi Low Frequency Effects (LFE) -kanava.

LFE-kanavan vastaanottava bassokaiutin voidaan sijoittaa huoneessa minne tahansa. Bassokaiuttimen sisältämättömään tilaäänijärjestelmään verrattuna tämä säästää tilaa: koska kaikki matalataajuuksiset äänet siirretään bassokaiuttimeen, muut kaiuttimet voivat olla pienempiä, sillä niiden ei tarvitse tuottaa bassoa. Katso myös 7.1-kanavainen

7.1-kanavainen

7.1-kanavaisessa tilaäänijärjestelmässä käytetään seitsemää kaiutinta ja bassokaiutinta. Se vastaa 5.1-kanavaista järjestelmää, mutta siihen on lisätty kaksi takakeskikaiutinta.

Analoginen

Analogisessa tallenteessa alkuperäinen ääni tallennetaan tekemällä muutoksia fyysiseen välineeseen, kuten magneettinauhaan tai vinyylilevyyn. Toimintatapa poikkeaa digitaalisesta tallenteesta.

Bittisyvyys

Digitaalisen tallenteen bittisyvyys kertoo, kuinka monta numeroa kunkin analogisen signaalinäytteen tallennukseen käytetään. CD-levyjen vakiobittisyvyys on 16 ja näytteenottotaajuus on 44,1 kHz. Tämä tarkoittaa, että sekunnissa otetaan 44 100 näytettä, ja jokaisessa näytteessä on 16 bittiä tietoa. Yleensä äänenlaatu paranee bittisyvyyden lisääntyessä, mutta samalla myös tiedostokoko kasvaa.

Hi-Res Audio -äänen bittisyvyys on vähintään 24 bittiä ja näytteenottotaajuus on vähintään 96 kHz.

Koodekki

Digitaalinen ääni kulkee kooderin/dekooderin läpi, jota kutsutaan lyhyesti koodekiksi. Se on ohjelmisto tai laitteisto, joka ”koodaa” analogisen äänisignaalin sähköisesti tallennettavissa olevaan digitaaliseen muotoon. Kun ääni toistetaan, koodekki ”dekoodaa” digitaalisen tiedoston äänen tuottamiseksi.

Analoginen signaali koodataan jokaisessa äänikoodekissa eri tavalla, joten koodekeilla on erilaisia etuja ja haittoja, kun on kyse äänen tallentamisesta ja toistamisesta.

Pakkaus

Digitaalisissa äänitallenteissa tiedostokoko voi olla hyvin suuri, mikä rajoittaa tekniikan käytettävyyttä, kuten sitä, kuinka monta kappaletta digitaaliseen musiikkisoittimeen saadaan mahtumaan. Tästä syystä useimmissa äänitiedostomuodoissa käytetään jonkinlaista pakkausta, jolla tallennetun tiedoston kokoa pienennetään poistamalla joitakin äänitietoja.

Tapa, jolla ääni pakataan ja toistettaessa puretaan, vaikuttaa kuulemaasi lopulliseen ääneen. Tiedostomuotoja, joissa tietoja menetetään, kutsutaan häviöllisiksi. Tiedostomuotoja, joissa kaikki äänitiedot säilyvät tai jotka voidaan toistettaessa palauttaa, kutsutaan häviöttömiksi.

Digitaalinen

Analogisista tallenteista poiketen digitaalisissa tallenteissa ääni muunnetaan numerosarjaksi, joka voidaan tallentaa sähköisesti (esimerkiksi CD-levylle tai kiintolevylle) ja sitten muuntaa toistettaessa takaisin ääneksi. Yksi suosittu digitaalinen tiedostomuoto on MP3.

Dolby Digital

Standardi häviöllinen äänimuoto, jota käytetään DVD-levyillä ja Blu-ray Disc -levyjen perusmuotona. Vaikka se on häviöllinen muoto, se on silti riittävän laadukas käytettäväksi elokuvateattereissa. DTS Digital Surround -muotoon verrattuna sen äänenlaatu on huonompi, mutta suuremman pakkaussuhteen ansiosta tiedostot ovat pienempiä, joten Dolby Digital on yleisemmin käytetty muoto.

Dolby True HD

DTS Master Audion tapainen häviötön äänenpakkausmuoto. Molempia käytetään Blu-ray Disc -levyillä vaihtoehtoisina äänimuotoina.

DSD (Direct Stream Digital)

Direct Stream Digital (DSD) on digitaalinen tallennustapa, jonka näytteenottotaajuus on erittäin suuri: Hi-Res Audio -ääntä suurempi ja 64–128 kertaa CD-äänilevyjä korkeampi. Joidenkin ääni-insinöörien mielestä digitaalinen tiedosto vastaa alkuperäistä äänilähdettä parhaiten tässä muodossa. Jotkin Sonyn Hi-Res Audio -mallit pystyvät toistamaan myös DSD-muotoista ääntä.

DSEE HX

Digital Sound Enhancement Engine (DSEE) HX on Sonyn ainutlaatuinen ylösskaalaustekniikka. Pakatussa muodossa olevaa digitaalista ääntä toistettaessa DSEE HX -tekniikka korvaa hävinneet korkeataajuuksiset äänet reaaliajassa ja tuottaa lähes korkean resoluution äänen veroisen äänenlaadun. Kaikkea DSEE HX -laitteella toistettua ääntä parannetaan, mikä luo äänitysstudion tai konsertin veroisen äänielämyksen.

DTS Digital Surround

Standardi häviöllinen äänimuoto, jota käytetään DVD-levyillä ja Blu-ray Disc -levyjen perusmuotona. Dolby Digitaliin verrattuna DTS Digital Surroundin äänenlaatu on parempi, mutta sitä ei käytetä niin yleisesti, sillä tiedostot ovat suurempia.

DTS Master Audio

Dolby True HD:n tapainen häviötön äänenpakkausmuoto. Molempia käytetään Blu-ray Disc -levyillä vaihtoehtoisina äänimuotoina.

Hi-Res Audio

High Resolution Audio viittaa yleensä digitaalisiin tallenteisiin, joiden näytteenottotaajuus on vähintään 96 kHz / 24 bittiä. Tuloksena on CD-levyjä tai MP3-tallenteita paljon parempi äänenlaatu: CD-levyjen normaalin äänimuodon näytteenottotaajuus on 44,1 kHz / 16 bittiä.

Kun näet Sony-tuotteessa Hi-Res Audio -logon , se kertoo, että tuote on suunniteltu parantamaan High Resolution Audio -äänen laatua. Olipa kyse kannettavista musiikkisoittimista, kuulokkeista, kaiuttimista tai täydellisistä kotiteatterijärjestelmistä, voit rakentaa itsellesi täydellisen Sony Hi-Res Audio -järjestelmän.

Lue lisää Hi-Resolution Audio -äänestä

LDAC

LDAC on Sonyn äänikoodekki, jonka avulla voit nauttia laadukkaasta langattomasta äänestä Bluetooth-yhteyden kautta.

Kun ääntä siirretään Bluetooth-yhteyden kautta, siinä käytetään tavallisesti normaalia Bluetooth SBC -koodekkia, mikä voi heikentää äänenlaatua. LDAC siirtää kolme kertaa niin paljon tietoja kuin SBC-koodekki, mikä takaa erinomaisen äänenlaadun Bluetooth-yhteyttä käytettäessä ja tuottaa parannetun langattoman kuunteluelämyksen musiikin tyylilajiin katsomatta.

LFE

Low-Frequency Effects (LFE) -kanava on erillinen ääniraita, joka on varattu 3–120 Hz:n matalataajuisille äänille, kuten elokuvien matalille, jyriseville äänitehosteille. Tilaäänijärjestelmässä tämän kanavan signaali siirretään yleensä bassokaiuttimeen.

Häviötön

Häviöttömässä äänimuodossa digitaalinen ääni tallennetaan niin, että kaikki alkuperäiset digitaaliset tiedot säilyvät tai ne voidaan toistettaessa palauttaa. Häviöttömiä äänimuotoja ovat seuraavat:

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

Häviöllinen

Häviöllisissä äänimuodoissa alkuperäisestä digitaalisesta tallenteesta poistetaan tilan säästämiseksi joitakin tietoja, samalla kun alkuperäinen äänenlaatu pyritään säilyttämään mahdollisimman hyvin, kun tallenne toistetaan. Tilansäästöön tarvittava pakkaus ja äänenlaadun säilyttämiseen vaadittavien tietojen määrä ovat joka muodossa eri suhteessa keskenään.

Häviöllisiä äänimuotoja ovat seuraavat:

LPCM

Linear Pulse Code Modulation (LPCM) on digitaalisen äänentallennuksen perusta. Analogisesta signaalista otetaan näyte säännöllisin väliajoin, ja sen heilahteluväli tallennetaan pisteenä digitaalisella asteikolla. Koska tietoja ei käsitellä tai pakata, äänenlaatu voi vastata studion ammattitasoisia masternauhoja. Tiedostot ovat kuitenkin hyvin suuria, joten LPCM ei sovellu jokapäiväiseen käyttöön.

Näytteenottotaajuus määrää alkuperäisen digitaalisen äänivirran tarkkuuden.

S-Master HX

Sonyn erityisesti Hi-Resolution Audio -ääntä varten kehittämä digitaalinen vahvistintekniikka, joka vähentää vääristymiä ja kohinaa tavallista suuremmilla taajuusalueilla. Koska S-Master vahvistaa digitaalisia signaaleja suoraan niitä ensin analogisiksi signaaleiksi muuttamatta, se tuottaa entistä todenmukaisemman äänen säilyttämällä alkuperäisen signaalin puhtauden.

SA-CD

Super Audio CD on Sonyn DSD-muotoa varten kehittämä tallennusmuoto, jonka dynaaminen alue on CD-levyjä suurempi. Tavallisten CD-levyjen äänen dynaaminen alue on 96 db, kun taas SA-CD-levyjen äänen dynaaminen alue on 120 db. SA-CD-levyjen näytteenottotaajuus on 2,8 MHz, tavallisia CD-levyjä 64 kertaa suurempi.

Normaalien CD-levyjen äänestä poiketen SA-CD-levyt tukevat 5.1-kanavaista tilaääntä, kuten myös 2-kanavaista (stereo)ääntä. SA-CD-levyjen ääni salataan kopiosuojauksen vuoksi, mikä tarkoittaa, että levyt voidaan toistaa analogisten sekä HDMI- ja i-Link-lähtökaapeleiden, mutta ei optisten kaapeleiden tai koaksiaalikaapeleiden kautta.

Näytteenottotaajuus

Kun digitaalinen tallenne tehdään analogisesta lähteestä, näytteenottotaajuus on näytteiden aikaväli, ja mitä suurempi se on, sitä vähemmän tietoja menetetään. CD-levyn äänen vakionäytteenottotaajuus on esimerkiksi 44,1 kHz, mikä tarkoittaa, että joka sekunti otetaan 44 100 näytettä.

Yleensä tallenne on sitä laadukkaampi, mitä suurempi näytteenottotaajuus on. Hi-Res Audio -äänen näytteenottotaajuus on vähintään 96 kHz ja bittisyvyys on vähintään 24 bittiä.

SBC

Bluetooth-yhteyden kautta siirrettävän digitaalisen äänen standardi äänikoodekki. Koska SBC on suunniteltu priorisoimaan kaistanleveyden tehokas käyttö äänenlaatuun nähden, se ei sovellu ihanteellisesti laadukkaan äänen siirtämiseen. Sonyn LDAC siirtää kolme kertaa niin paljon tietoja kuin SBC ja mahdollistaa laadukkaan äänen siirtämisen Bluetooth-yhteyden kautta.

Bassokaiutin

5.1-kanavaisessa tai 7.1-kanavaisessa tilaäänijärjestelmässä bassokaiutin on kaiutin, joka toistaa vain matalataajuuksiset äänet tai erillisen LFE-kanavan. Koska korva ei pysty helposti erottamaan, mistä suunnasta matalataajuuksiset äänet tulevat, bassokaiutin voidaan sijoittaa huoneessa minne tahansa.

Koska kaikki matalataajuuksiset äänet siirretään bassokaiuttimeen, muut kaiuttimet voivat olla pienempiä, ja näin koko järjestelmä vie vähemmän tilaa.

Tilaääni

5.1-kanavainen ja 7.1-kanavainen tilaääni viittaavat järjestelmiin, joissa erillisten äänikanavien signaalit siirretään kuuntelijan ympärillä oleviin kaiuttimiin, ja kuunteluelämys on entistä rikkaampi. .1 tarkoittaa bassokaiuttimen käyttöä ylimääräisenä matalataajuuksisena kaiuttimena.

Ylösskaalaus

Kun häviöllisessä muodossa oleva digitaalinen äänitallenne toistetaan, jotkin alkuperäisessä äänessä olevat ”aukot” voidaan joskus täyttää arvioimalla matemaattisesti, missä alkuperäiset tiedot olivat. Tämä ”ylösskaalaukseksi” kutsuttu tekniikka nostaa heikkolaatuisempien tallenteiden äänenlaadun lähes korkean resoluution äänen veroiseksi.

Sonyn ainutlaatuinen DSEE HX algoritmi skaalaa olemassa olevat äänilähteet lähes Hi-Resolution Audio -tasoisiksi.