Рейтинг: 4.6/5.0 (1904 проголосовавших)Категория: Windows: Грабберы, Рипперы
Структура информации на диске CD-DA
В общем случае можно считать, что информационная структура дорожки CD-DA — двухуровневая. Верхний уровень информации — поток амплитудных значений (отсчетов) цифрового звука — представляет собой звучание дорожки. При изготовлении диска из потока отсчетов путем кодирования и перемежения («размазывания» по поверхности диска) формируются так называемые кадры, которые и записываются на диск в виде последовательности отражающих и неотражающих пятен (питов). Последовательность битов, представленная питами на дорожке, — это нижний информационный уровень, он и представляет собой носитель информации.
Преобразование данных из верхнего уровня в нижний является взаимно однозначным, то есть один и тот же поток данных верхнего уровня при кодировании всегда даст один и тот же поток данных нижнего уровня. Обратное же преобразование, за счет корректирующих кодов, в общем случае взаимно неоднозначно, то есть при искажении или выпадении отдельных битов и их групп все равно получается один и тот же поток данных верхнего уровня (если, конечно, количество и плотность ошибок не превышают корректирующей способности кода).
В свете вышесказанного термин «точная копия» корректно применять лишь к информации верхнего уровня. Получение же точной копии информации на нижнем уровне требует сверхточных технологий и является практически нереальным, а главное — совершенно бессмысленным, так как требуется создать копию самого звучания, а не его материального носителя.
Разница в звучании оригинала и копии
Надо отметить, что даже получение абсолютно точной цифровой копии информации верхнего уровня диска не может гарантировать, что его звучание не будет отличаться от звучания оригинала в различных дисковых проигрывателях (CDP). Дело в том, что воспроизведение диска — это своего рода интерпретация записанной на нем цифровой информации, и не все CDP умеют делать это технически верно. Из-за дефектов прессования (у штампованных дисков) или записи (у матриц CD-R) информация на нижнем уровне может существенно различаться, однако в пределах запаса, создаваемого избыточным кодом, звуковые кадры верхнего уровня восстанавливаются одинаково. Технически правильно сконструированный проигрыватель должен полностью отсечь различия нижнего уровня, не допуская их влияния на звук, но на практике многие CDP этого не выполняют (о профессиональных устройствах чтения/записи компакт-дисков читайте на врезке «Как записать качественный CD». Там же вы можете получить представление о ценах на такого рода устройства. — Прим. ред.).
Процесс создания копий можно сравнить с изготовлением некой смеси по рецепту. Если один и тот же текст рецепта напечатать на бумаге разного цвета, шрифтами разных типов и размеров, то эти различия могут повлиять на эмоциональное состояние человека, готовящего смесь, в результате чего он может недомешать, перелить и т.п. даже соблюдая пропорции веществ с достаточной точностью. И как посредством тщательного анализа можно будет обнаружить разницу в составе смесей, так и опытный «слухач» обнаруживает разницу в звучании оригинала и копии одного и того же диска, в то время как рядовой слушатель этой разницы совершенно не замечает.
Справедливости ради следует сказать, что большинство слушателей не замечает разницы даже в звучании оригинального диска и сделанного с него сжатого МР3-файла, а уж там возникают кардинальные различия в кодировании цифровой информации. Это говорит о том, что точным копированием имеет смысл заниматься только в тех случаях, когда крайне важна предельная точность переноса информации и слушатели в состоянии обнаружить ее нарушение.
Разница между дисками CD-DA и CD-ROM
Формат CD-DA — основной, первичный формат, из которого растет целое дерево форматов компакт-дисков (CD-I, Video CD, CD-Text, CD-R, CD-RW и т.п.). Этот формат определяет способ кодирования информации на диске и его структуру — до 99 дорожек, каждая из которых обычно представляет собой одно музыкальное произведение.
Весьма распространено мнение, что на CD-DA якобы нет защиты от ошибок чтения и что, как на грампластинке, любая пылинка или легкая царапинка приводит к сбоям в звуковом потоке, которые исправляются только путем сглаживания (интерполяции), что портит качество звучания диска. Говорят еще, что только на CD-ROM предусмотрены нормальное обнаружение ошибок и их коррекция.
На самом же деле защита от ошибок в формате CD-DA есть, и весьма серьезная: информация как бы размазана по диску, и блоки собственно звуковых данных собираются при чтении из совершенно не смежных между собой кадров низкого уровня, а большинство возникших ошибок исправляются (корректируются) при помощи специального избыточного кода, способного исправлять как единичные, так и множественные ошибки. Избыточность (доля дополнительной информации в ее общем объеме) корректирующего кода Рида-Соломона в CD-DA составляет 25%, а поверх этого кода накладывается еще и канальный код 8/14, так что окончательная избыточность равна 57%. Иными словами, более половины всей информации на диске занимают проверочные и корректирующие данные.
Адресация звуковых блоков (кадров) в CD-DA выполняется по меткам в так называемых подканалах (subchannels), которые кодируются вместе со звуковой информацией. Один кадр имеет длительность 1/75 секунды и вмещает 2352 байтов данных (588 стереофонических звуковых отсчетов).
Формат CD-ROM базируется непосредственно на формате CD-DA. Помимо корректирующей способности CD-DA в CD-ROM имеется еще один уровень защиты от ошибок и их коррекции (дополнительно 12% избыточности), за счет чего надежность чтения CD-ROM заметно возрастает. Впрочем, это тоже не дает никакой гарантии, что хорошо видно на многих китайских дисках, которые надежно читаются только в первые несколько месяцев с момента выпуска. А затем «навороченность» привода уже перестает играть заметную роль, и диск надежно не читается нигде.
Адресация блоков данных в CD-ROM выполняется по специальным адресным заголовкам, которые записываются в каждом кадре CD-DA. Поиск блока происходит вначале грубо, по меткам из адресного подканала, а затем — точно, по адресному заголовку из кадра.
Как происходит чтение с CD-DA и CD-ROM
Чтение информации с CD-DA и CD-ROM — одновременно и очень схожие, и принципиально разные процессы. При чтении CD-DA происходит восстановление кадра (2352 байта), который сразу же подается на цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) — в случае воспроизведения, на магистраль данных контроллера — в случае прямого, так называемого сырого (raw), чтения. При чтении CD-ROM восстановленный кадр CD-DA подается на дополнительный декодер, который выделяет из кадра 2048 байтов данных, 288 байтов корректирующего кода и 16 байтов адресного заголовка и при необходимости исправляет возможные ошибки в области данных, используя эти дополнительные байты корректирующего кода.
Задачи привода для разных форматов диска принципиально различны. При чтении CD-ROM необходимо обеспечить абсолютно точное считывание ранее записанного блока данных, даже если для этого потребуется серия повторных чтений, которые нередко сопровождаются перепозиционированием (привод характерно дергается). Если привод не может считать блок за установленное количество попыток, он возвращает признак ошибки, и тогда читающая программа не пытается использовать полученные данные, даже если реально там испорчен всего один бит.
Совершенно иначе дело обстоит при чтении CD-DA в режиме воспроизведения. В этом случае задача привода — постараться не породить паузы в звучании диска, даже ценой замены нескольких ошибочных отсчетов (которые не удалось полностью исправить) на рассчитанные по соседним, правильным отсчетам (интерполированные). На дисках нормального качества, читаемых в хорошем приводе, интерполяция случается редко, а вот на некачественных или поврежденных дисках, а также в приводах низкого качества она происходит почти постоянно.
Таким образом, грамотно построенный привод CD-ROM, читающий диск CD-DA в режиме «грабления», должен работать по совершенно иному алгоритму, нежели в режиме воспроизведения, причем логика работы должна меняться в первичном декодере формата CD-DA, а не во вторичном декодере CD-ROM. К сожалению, далеко не все приводы могут правильно читать CD-DA в режиме прямого чтения (Digital Audio Extraction, DAE) и в результате либо теряют синхронизацию между кадрами, либо отдают в магистраль блоки с интерполированными отсчетами, никак не информируя контроллер об ошибках чтения. Выловить такие ошибки можно только путем многократного (3-5 раз) чтения одних и тех же дорожек диска, с последующим сравнением получившихся файлов.
Тонкости процесса прямого чтения звука
Несмотря на то что адреса дорожек CD-DA в оглавлении диска указаны с точностью до кадра (1/75 секунды), различные приводы по-разному позиционируются на начало читаемого участка, вследствие чего воспроизведение или чтение начинается не точно с начала первого кадра, а на какую-то часть кадра раньше. Причины этого явления недостаточно ясны, поскольку производители не раскрывают точного алгоритма работы контроллеров в своих приводах. Возможно, это связано с тем, что расшифровка кадра происходит постепенно, путем сборки размазанных по потоку данных нижнего уровня кодовых блоков воедино. При различных алгоритмах сборки моменты восстановления адресной метки кадра будут различными; если привод начинает отдавать накопленные во внутреннем буфере звуковые данные сразу же, как произойдет совпадение адресной метки, то читающая программа получит какую-то часть предыдущего кадра, которую еще не успели перекрыть данные текущего кадра.
При прослушивании возникший сдвиг будет незаметен, однако при чтении в файл с помощью разных приводов получаются файлы, различающиеся размером и содержимым небольших (в несколько килобайт) начального и концевого участков. Хорошо хоть, что обычно конкретный привод ошибается на одну и ту же величину и поэтому все копии дорожки, полученные с его помощью, имеют одинаковую длину.
По той же самой причине многие приводы теряют синхронизацию с дорожкой между операциями чтения. Чтение с CD выполняется блоками, включающими целое число кадров, и внутренний буфер привода непрерывно заполняется данными, считанными с дорожки, периодически отдавая их читающей программе. Если программа делает паузу (для записи блока данных на диск или по причине вытеснения другой программой), то объема буфера привода может не хватить для сохранения данных до поступления следующего обращения от программы; в таком случае привод вынужден позиционироваться заново, а из-за неточности самого позиционирования возникает повтор или выпадение серии отсчетов. Надежно сохранять синхронизацию могут лишь немногие из распространенных приводов.
Для борьбы с нарушениями синхронизации используется программное решение — чтение блоков внахлест, когда программа запрашивает каждый очередной блок данных с отставанием и определяет, где начинается очередная нужная последовательность кадров (режим Sync Read). Это позволяет худо-бедно работать с некорректными приводами, однако в несколько раз снижает скорость чтения.
Можно ли точно скопировать звук с компакт-диска
Можно, но это может потребовать значительных затрат времени для подбора и настройки системы копирования. Необходимо правильно подобрать аппаратуру (приводы CD-ROM и CD-R) и программное обеспечение для работы с ними и корректно выполнить все необходимые процедуры.
Для того чтобы дорожки звукового диска были скопированы точно, необходимо выполнение ряда следующих условий:
Критерием правильного копирования может служить совпадение всех WAV-файлов («сграбленных» с копии) и оригинальных файлов (с которых делалась запись) либо исходного и полученного образов всего диска. В таком случае качество копирования считается идеальным. Несовпадение чаще всего обусловлено смещениями данных в читающем и пишущем приводах, которые не удается компенсировать программно; в этом случае копия получается точной по звучанию, однако длительность начальных/концевых пауз на дисках Track-At-Once (TAO) и моменты стыков дорожек на дисках Disk-At-Once (DAO) будут различаться на несколько сотых долей секунды. Этим можно и пренебречь, однако необходимо иметь в виду, что при копировании копий полученные различия будут усугубляться и в конце концов последовательное копирование по цепочке приведет к такому накоплению ошибок на стыках дорожек диска DAO, которое будет восприниматься на слух.
EZ CD Audio Converter
EZ CD Audio Converter - один из самых универсальных пакетов для оцифровки/записи Audio CD и конвертирования аудио-файлов. Программа поддерживает работу с абсолютным большинством известных музыкальных форматов: MP1, MP2, MP3, Windоws Media Audio 8, Windоws Media Audio 9, Windоws Media Audio 9.1, MP4, M4A, AAC, WAV, AIFF, Shorten, CUE и M3U. Состоит из четырех компонентов: модуль для создания Audio CD, конвертер аудио файлов, CD-граббер и средство для записи MP3/WMA CD.
Одна из основных характерных черт - возможность использования как стандартных Windоws ACM-драйверов, так внешних или внутренних кодеков (Wave/PCM, Wave/ADPCM, LAME MP3 Encoder, TwinVQ VQF Encoder, Fraunhofer MP3 Encoder, Windоws Media Audio Encoder и др.). Поддерживается загрузка данных о диске из CDDB, использование и редактирование CDPlauer.ini, ID3/ID3V2/ID3W-тегов, нормализация уровня громкости, удаление пауз. Работает практически со всеми IDE/SCSI/USB/FIREWIRE-драйвами. Многоязыковой интерфейс, русский присутствует.
Ключевые возможности:
• Поддержка множества аудио форматов
• Высокопроизводительное копирование Audio CD
• Работа с защищенными дисками
• Чтение поврежденных дисков
• Получение сведений о диске из базы freedb
• Продвинутая система обработки звука
• Создание .cue файлов и списков воспроизведения .m3u
• Поддержка CD-текста
• Многоязычный интерфейс, включая русский язык
• Улучшен движок для копирования Audio CD
• Добавлена расширенная поддержка для редактирования метаданных
Все права в отношении данного текста принадлежат автору. При воспроизведении текста или его части сохранение Copyright обязательно. Коммерческое использование допускается только с письменного разрешения автора.
Как устроен компакт-диск?
Конструкция диска CD-DA (Compact Disk - Digital Audio, компакт-диск - цифровой звук) и способ записи звука на нем описывается стандартом предложивших его фирм Sony и Philips, изданным в 1980 году под названием Red Book (Красная Книга).
Стандартный компакт-диск (CD) состоит из трех слоев: основы, отражающего и защитного. Основа выполнена из прозрачного поликарбоната, на котором методом прессования сформирован информационный рельеф. Поверх рельефа напыляется металлический отражающий слой (алюминий, золото, серебро, другие металлы и сплавы). Отражающий слой покрывается сверху защитным слоем поликарбоната или нейтрального лака - так, чтобы вся металлическая поверхность была защищена от контакта со внешней средой. Общая толщина диска - 1.2 мм.
Информационный рельеф диска представляет собой непрерывную спиральную дорожку, начинающуюся от центра и состоящую из последовательности углублений - питов (pits). Промежутки между питами носят название lands. Чередованием питов и промежутков различной длины на диске записывается закодированный цифровой сигнал: переход от промежутка к питу и наоборот обозначает единицу, а длина пита или промежутка - длину серии нулей. Расстояние между витками дорожки выбирается от 1.4 до 2 мкм, стандарт определяет расстояние в 1.6 мкм.
Каким образом на диске представляется звуковой сигнал?
Исходный стереофонический звуковой сигнал подвергается оцифровке в 16-разрядные отсчеты (линейное квантование) с частотой дискретизации 44.1 кГц. Полученный цифровой сигнал носит название PCM (Pulse Code Modulation - импульсно-кодовая модуляция, ИКМ), так как каждый импульс исходного сигнала представляется отдельным кодовым словом. Каждые шесть отсчетов левого и правого каналов оформляются в первичные кадры, или микрокадры, размером 24 байта (192 бита), поступающие со скоростью 7350 штук в секунду, которые подвергаются кодированию при помощи двухуровневого кода CIRC (Cross Interleaved Reed-Solomon Code - избыточный код Рида-Соломона с перекрестным перемежением) по схеме: перемежение с задержкой на 1 байт, кодирование уровнем C2, перекрестное перемежение с переменной задержкой, кодирование уровнем C1, перемежение с задержкой на 2 байта. Уровень C1 предназначен для обнаружения и коррекции одиночных ошибок, C2 - групповых. В результате получается блок длиной 256 бит, данные в котором снабжены разрядами обнаружения и коррекции ошибок, и к тому же "размазаны" до блоку, что приводит к записи смежных звуковых данных в физически несмежных областях диска и снижает влияние ошибок на отдельные отсчеты.
Код Рида-Соломона имеет избыточность 25% и позволяет обнаруживать до четырех ошибочных байтов и корректировать до четырех потерянных или двух ошибочных байтов. Максимальная длина полностью исправляемого пакета ошибок - около 4000 бит (
2.5 мм длины дорожки), однако не любой пакет такой длины может быть полностью исправлен.
После второго перемежения к каждому полученному блоку добавляются разряды субкодов - P, Q, R, S, T, U, V, W; каждый блок получает восемь субкодных битов. Затем каждые 98 блоков с субкодами оформляются в один сверхкадр длительностью 1/75 сек (объем чистых звуковых данных - 2352 байта), называемый также сектором, в котором субкоды первых двух блоков служат признаком синхронизации, а оставшиеся 96 разрядов каждого субкода образуют P-слово, Q-слово и т.д. На протяжении всей дорожки последовательность субкодных слов называют также субкодными каналами.
Слова или каналы субкодов используются для управления форматом записи, индикации фрагментов фонограммы и т.п. - например, канал P служит для пометки звуковых дорожек и пауз между ними (0 - пауза, 1 - звук), а канал Q - для пометки формата дорожек и секторов, записи оглавления TOC (Table Of Contents - таблица содержимого) и временнЫх меток, по которым отслеживается время воспроизведения. Канал Q может использоваться также для записи информации в ISRC (International Standard Recording Code - международный стандартный код записи), предназначенном для представления сведений о производителе, времени выпуска и т.п. а также - для разделения дорожки на отдельные фрагменты (всего на звуковом диске может быть до 99 звуковых дорожек, каждая из которых может включать до 99 фрагментов).
В конце концов оформленные таким образом кадры подвергаются канальному кодированию в терминах "пит - промежуток" с использованием избыточного кода 8/14 (Eight to Fourteen Modulation - EFM), в котором исходные байты кодируются 14-битными словами, повышающими разборчивость сигнала. Между словами вставляется по три связующих бита для соблюдения ограничений на количество смежных нулей и единиц, что облегчает демодуляцию и уменьшает постоянную составляющую сигнала. В результате из каждого первичного микрокадра получается 588 канальных битов, и полученный битовый поток записываются на диск со скоростью 4.3218 (588 x 7350) Мбит/с. Поскольку EFM-кодирование дает цифровой поток, в котором нулей больше, чем единиц, и была выбрана система представления единиц границами пита и промежутка, а количества нулей между единицами - длиной пита или промежутка соответственно.
В начале диска располагается так называемая вводная (lead-in) зона, содержащая информацию о формате диска, структуре звуковых программ, адресах фрагментов, названиях произведений и т.п. В конце записывается выводная (lead-out) зона (дорожка с номером AA), выполняющая роль границы записанной области диска; бит P-кода в этой зоне изменяется с частотой 2 Гц. Ряд бытовых проигрывателей не может опознать диск без этой зоны, однако многие могут обходиться без нее. Между вводной и выводной зонами записывается программная область (Program Memory Area - PMA), содержащая собственно звуковые данные. Программная область отделена от вводной зоны участком из 150 пустых блоков (2 секунды), играющим роль зазора (pre-gap).
Общая длительность записи на компакт-диске - 74 минуты, однако при уменьшении стандартного шага дорожки и расстояния между питами можно достичь увеличения времени записи - за счет снижения надежности считывания в стандартном дисковом приводе.
Как записываются и изготавливаются компакт-диски?
Основной способ изготовления дисков - прессование с матрицы. Оригинал формируется с исходной цифровой мастер-ленты, содержащей уже подготовленный и закодированный цифровой сигнал, специальным высокоточным станком на стеклянном диске, покрытом слоем фоторезиста - материала, изменяющего свою растворимость под воздействием лазерного луча. При обработке записанного оригинала растворителем на стекле возникает требуемый рельеф, который методом гальванопластики переносится на никелевый оригинал (негатив), который может служить матрицей при мелкосерийном производстве, либо основой для снятия позитивных копий, с которых, в свою очередь, снимаются негативы для массового тиражирования.
Штамповка выполняется методом литья под давлением: с негативной матрицы прессуется поликарбонатная подложка с рельефом, сверху напыляется отражающий слой, который покрывается лаком. Поверх защитного слоя обычно наносятся информационные надписи и изображения.
Диски с возможностью записи (CD-R, "болванки") изготавливаются таким же методом, но между основой и отражающим слоем располагается слой органического вещества, темнеющего при нагревании. В исходном состоянии слой прозрачен, при воздействии лазерного луча образуются непрозрачные участки, эквивалентные питам. Для облегчения слежения за дорожкой при записи на диске в процессе изготовления формируется предварительный рельеф (разметка), дорожка которого содержит метки кадров и сигналы синхронизации, записанные со сниженной амплитудой и впоследствии перекрываемые записываемым сигналом.
Записываемые диски за счет наличия органического фиксирующего слоя имеют более низкий коэффициент отражения, чем штампованные, отчего некоторые проигрыватели (Compact Disk Player - CDP), рассчитанные на стандартные алюминиевые диски и не имеющие запаса по надежности чтения, могут воспроизводить диски CD-R менее надежно, чем обычные.
Как воспроизводятся компакт-диски?
При воспроизведении звуковой компакт-диск вращается с постоянной линейной скоростью (Constant Linear Velocuty - CLV), при которой скорость дорожки относительно воспроизводящей головки приблизительно равна 1.25 м/с. Система стабилизации скорости вращения поддерживает ее на таком уровне, чтобы обеспечить скорость считанного цифрового потока равной 4.3218 Мбит/с, поэтому в зависимости от длины питов и промежутков действительная скорость может изменяться. Угловая скорость диска при этом изменяется от 500 об/мин при чтении самых внутренних участков дорожки до 200 об/м на самых внешних.
Для считывания информации с диска используется полупроводниковый лазер с длиной волны около 780 нм (инфракрасный диапазон). Луч лазера, проходя через фокусирующую линзу, падает на отражающий слой, отраженный луч попадает в фотоприемник, где происходит определение питов и промежутков, а также проверка качества фокусировки пятна на дорожке и его ориентации по центру дорожки. При нарушении фокусировки происходит перемещение линзы, работающей по принципу диффузора громкоговорителя (voice coil - звуковая катушка), при отклонении от центра дорожки - перемещение всей головки по радиусу диска. В сущности, системы управления линзой, головкой и шпиндельным двигателем в приводе являются системами автоматической регулировки (САР) и находятся в режиме постоянного слежения за выбранной дорожкой.
Полученный от фотоприемника сигнал в коде 8/14 демодулируется, в результате чего восстанавливается результат кодирования по CIRC с добавленными субкодами. Затем производится отделение субкодных каналов, деперемежение и декодирование CIRC на двухступенчатом корректоре (C1 - для одиночных ошибок и C2 - для групповых), в результате чего обнаруживается и исправляется большая часть ошибок, внесенных нарушениями при штамповке, дефектами и неоднородностью материалов диска, царапинами на его поверхности, нечетким определением пита/промежутка в фотоприемнике и т.п. В итоге поток "чистых" звуковых отсчетов направляется на ЦАП для преобразования в аналоговую форму.
В звуковых проигрывателях после корректора имеется также интерполятор различной сложности, приближенно восстанавливающий ошибочные отсчеты, которые не удалось исправить в декодере. Интерполяция может быть линейной - в простейшем случае, полиномиальной или с использованием сложных гладких кривых.
Для выполнения деперемежения любое CD-читающее устройство имеет буферную память (стандартный объем - 2 кб), которая заодно используется для стабилизации скорости цифрового потока. Для декодирования может использоваться несколько различных стратегий, в которых вероятность обнаружения групповых ошибок обратно пропорциональна надежности их коррекции; выбор стратегии отдается на усмотрение разработчика декодера. Например, для CD-проигрывателя с мощным интерполятором может выбираться стратегия с упором на максимальное обнаружение, а для CDP с простым интерполятором или привода CD-ROM - на максимальную коррекцию.
Каковы параметры звукового сигнала на CD?
Стандартные параметры оцифровки - частота дискретизации 44.1 кГц и разрядность отсчета 16 - определяют следующие теоретически вычисленные характеристики сигнала:В реальных устройствах записи и воспроизведения CD верхние частоты нередко обрезаются на уровне 20 кГц для создания запаса по крутизне АЧХ фильтра. Уровень шума может быть как меньше 98 дБ в случае линейного ЦАП и шумного выходного усилителя, так и больше - в случае передискретизации на более высокой частоте с использованием ЦАП типа Delta-Sigma, Bitstream или MASH и малошумящих усилителей. Коэффициент нелинейных искажений сильно зависит от применяемого ЦАП выходных цепей и качества источника питания.
Динамический диапазон в 98 дБ определяется для CD, исходя из разницы между минимальным и максимальным уровнем звукового сигнала, однако на малом сигнале значительно возрастает уровень нелинейных искажений, отчего реальный динамический диапазон, внутри которого сохраняется приемлемый уровень искажений, обычно не превышает 50-60 дБ.
Коэффициент детонации в системе "компакт-диск" лишен смысла, поскольку нестабильность скорости вращения диска напрямую никак не связана с нестабильностью выходного сигнала, которая практически целиком определяется задающими генераторами. Однако "тонкая" зависимость звука от работы механических и электронных систем CDP может проявляться благодаря распространению помех по цепям питания, наводкам между сигнальны ми линиями, микрофонному эффекту отдельных деталей и прочим паразитным воздействиям на звуковой тракт. В частности, помехи по питанию вызывают дрожание фазы (jitter) опорных генераторов, приводящее к такому же дрожанию фазы цифрового сигнала, поступающего на ЦАП, что в итоге нарушает фазовые характеристики звукового сигнала, ощущаемые на слух как "размывание" и потеря локализации источников звука в пространстве.
Что такое jitter?
Джиттер - быстрое по отношению к длительности периода дрожание фазы цифрового сигнала, когда нарушается строгая равномерность следования фронтов импульсов. Такое дрожание возникает из-за нестабильности тактовых генераторов, а также в местах выделения синхросигнала из комплексного сигнала методом PLL (Phase Locked Loop - петля с захватом фазы, или фазовая автоподстройка частоты - ФАПЧ). Такое выделение имеет место, например, в демодуляторе сигнала, считанного с диска, в результате чего образуется опорный синхросигнал, который путем коррекции скорости вращения диска "подгоняется" к эталонной частоте 4.3218 МГц. Частота синхросигнала, а следовательно - его фаза и фаза информационного сигнала - при этом непрерывно колеблются с различной частотой. Дополнительный вклад может вносить неравномерность расположения питов на диске, порожденная, например, некачественным прессованием или нестабильной записью.
Однако неравномерности сигнала с диска полностью компенсируются входным буфером декодера, так что любое дрожание и детонация, возникшие до помещения сигнала в буфер, на этом этапе уничтожаются. Выборка из буфера управляется стабильным генератором с фиксированной частотой, однако таким генераторам тоже присуща определенная, хотя и гораздо меньшая, нестабильность. В частности, она может быть вызвана помехами по цепям питания, которые, в свою очередь, могут возникать в моменты срабатывания САР и коррекции скорости диска или положения головки/линзы. На дисках низкого качества эти коррекции происходят чаще, давая ряду экспертов повод напрямую связывать стабильность выходного сигнала с качеством диска, хотя на самом деле причиной является недостаточно хорошая развязка систем CDP.
Что означают аббревиатуры AAD, DDD, ADD?
Буквы этой аббревиатуры отражают формы звукового сигнала, использованные при создании диска: первая - при исходной записи, вторая - при обработке и сведении, третья - конечный мастер-сигнал, с которого формируется диск. "A" обозначает аналоговую (analog) форму, "D" - цифровую (digital). Мастер-сигнал для CD всегда существует только в цифровой форме, поэтому третья буква аббревиатуры всегда "D".
И аналоговая, и цифровая формы сигнала имеют свои достоинства и недостатки. При записи и обработке сигнала в аналоговой форме наиболее полно сохраняются его "тонкие элементы", в частности - высшие гармоники, однако возрастает уровень шума и искажаются амплитудно-частотная и фазо-частотная характеристики (АЧХ/ФЧХ). При обработке в цифровой форме высшие гармоники принудительно обрезаются на половине частоты дискретизации, а часто и еще ниже, однако все дальнейшие операции выполняются с предельно возможной для выбранного разрешения точностью. Сигнал, прошедший аналоговую обработку, ряд экспертов оценивает, как более "теплый" и "живой", однако многие современные методы обработки сигнала приемлемо реализуются только в цифровом варианте.
Могут ли два одинаковых диска звучать по-разному?
Прежде всего, необходимо убедиться, что диски действительно содержат идентичный цифровой звуковой сигнал. Полное двоичное совпадение двух дисков на уровне конфигурации питов и промежутков практически невозможно за счет мелких дефектов материала и искажений при обработке матриц и прессовании, однако благодаря избыточному кодированию подавляющее большинство этих ошибок исправляется при декодировании, обеспечивая один и тот же цифровой поток "высокого уровня".
Сравнить цифровое содержимое дисков можно путем чтения их в приводе CD-ROM, поддерживающем режим Read Long или Raw Read - считывания "длинных секторов", которые на самом деле являются сверхкадрами CD-DA объемом 2352 байта каждый. Подробнее об этом можно прочитать в FAQ по CD-ROM или в руководстве к программам считывания звука (CD-DA Grabbers/Rippers). Сравнить диски можно также на студийной аппаратуре, умеющей читать диски в цифровом виде на DAT-магнитофон.
Причин для возникновения цифровых различий между похожими на слух дисками может быть несколько. Некоторые приводы CD-ROM и другие аппараты цифрового чтения CD-DA могут в целях недопущения прямого копирования вносить в сигнал малозаметные на слух искажения (например, применяя сглаживающие полиномы), а большинство приводов, поддерживающих команды чтения полных кадров, делают это неаккуратно и неточно. При изготовлении копий (перепечаток) звуковых дисков, особенно пиратским способом, они нередко копируются с передискретизацией на другую частоту (например, 48 кГц в DAT) с последующей передискретизацией на исходную, либо вовсе через аналоговый тракт с двойным преобразованием цифра/аналог. Ряд версий записывающих программ для CD-R также намеренно или случайно искажает исходные данные, так что копия не совпадает с оригиналом.
Если цифровое содержимое двух дисков совпадает, они тем не менее тоже могут давать различное звучание на одном CDP. Возможными причинами этого могут быть:Надо отметить, что даже если цифровое содержимое двух дисков совпало при их сравнении в некоторой системе (CD-ROM, специальные устройства для сравнения оригинала/копии и т.п.), это вовсе не означает, что на том или ином CDP с них также будут декодироваться идентичные цифровые сигналы. Поэтому наиболее надежным способом выяснения причины различий в звуке будет использование CDP с цифровым выходом, с которого во время прослушивания обоих дисков ведется запись на какое-либо устройство хранения. Последующее цифровое сравнение полученных сигналограмм покажет, в каком месте проигрывателя в сигнал вносятся слышимые ухом изменения.
Разумеется, перед сравнением оригинала и копии таким способом необходимо убедиться в повторяемости результатов многократного считывания одних и тех же дисков. Различные цифровые сигналограммы в этом случае могут свидетельствовать о ненадежном считывании диска или плохой работе цифровых интерфейсов (приемник, передатчик, кабель, разъемы). Идентичность цифровых данных при повторных воспроизведениях нескольких дисков можно считать достаточным признаком надежности как самих дисков, так и систем считывания, декодирования и межмодульной передачи.
Слуховое сравнение звучания дисков должно быть корректным - наиболее признанным является двойной слепой тест (double-blind test). Суть метода состоит в том, что эксперт (слушатель) не должен видеть манипуляций с аппаратурой и производящего их человека, а сам этот человек, произвольным образом меняющий диски, не должен знать особенностей их содержимого. Таким образом максимально исключаются любые влияния, в том числе "тонкие" и неизученные, людей на аппаратуру и друг на друга, а мнение эксперта считается предельно непредвзятым.
Что такое HDCD?
High Definition Compatible Digital - "сверх-система" кодирования звука на CD, использующая стандартный формат CD-DA. Звуковой сигнал с более высокой разрядностью и частотой дискретизации подвергается цифровой обработке, в результате которой из него выделяется основная часть, кодируемая, как обычно, методом PCM, а дополнительная информация, уточняющая мелкие детали, кодируется в младших битах отсчетов (LSB) и маскируемых спектральных областях. При проигрывании диска HDCD на обычном CDP используется только основная часть сигнала, а при использовании специального CDP со встроенным декодером и процессором HDCD из цифрового кода извлекается вся информация о сигнале.
Как обращаться с компакт-дисками?
Избегая механического повреждения любой из поверхностей, попадания на диск органических растворителей и прямого яркого света, ударов и перегибов диска. Надписи на записываемых дисках допускается делать только карандашами или специальными фломастерами, исключая нажим и использование шариковых или перьевых ручек.
При извлечении диска из коробки следует остерегаться его перегиба. Один из удобных и безопасных методов требует участия двух рук - большой палец левой руки слегка нажимает на фиксатор, ослабляя его, в то время как другая рука снимает диск с фиксатора. Метод с использованием одной руки, когда указательный палец ослабляет фиксатор, а большой и средний снимают диск, требует более точного согласования усилий, без которого легко перегнуть диск или сломать лепестки фиксатора.
Загрязненный диск можно мыть теплой водой с мылом или неагрессивным поверхностно-активным веществом (шампунь, стиральный порошок), либо специально выпускаемыми жидкостями. Неглубокие царапины на прозрачном слое можно заполировать - полирующими пастами, не содержащими органических растворителей и масел, или обычной зубной пастой.
Что такое "зеленый фломастер" и зачем он нужен?
Это фломастер, наполненный специальным составом, хорошо поглощающим инфракрасное излучение. Им закрашивается внешняя кромка диска с целью ослабить отражения луча от ее внутренней поверхности, и тем самым снизить помехи от паразитных отражений на основной луч.
Многие пользователи и эксперты утверждают, что обработанный таким образом диск дает более чистое звучание в аппаратах высокого класса, приписывая это более точному считыванию цифровой информации с диска, который в своем исходном виде якобы не может быть достоверно считан в большинстве приводов. Однако тщательно выполненная система (привод и декодер) в состоянии правильно считывать не только необработанные диски, но и диски среднего качества, и даже слегка загрязненные и поцарапанные, поэтому возможные причины улучшения звучания следует искать не в диске. Наиболее вероятными объяснениями этого феномена представляются те же факторы, которые создают различное звучание совпадающих по цифровому содержимому экземпляров дисков.
Где найти более подробную информацию по компакт-дискам?
Создан: 28.06.98
Последняя модификация: 02.12.98.
