Preskočiť na obsah

Digitálny zvuk – príručka od A do Z

Nerozumiete niektorým pojmom používaným na opis vlastností zvukového zariadenia? Vytvorili sme stručnú príručku, ktorá vám ich vysvetlí.


Základné informácie: spôsob záznamu digitálneho zvuku

Keďže zvuk sa v skutočnosti mení plynule, digitálny záznam je vždy iba približným obrazom jeho úplného rozsahu. Pokroky v technológiách záznamu však neustále rozširujú rozsah a presnosť digitálnych zvukových záznamov.

Ak sa vykonáva digitálny záznam analógového zdroja zvuku – napríklad živého koncertu alebo hudobníkov v nahrávacom štúdiu – zvuk sa v pravidelných intervaloch vzorkuje. Amplitúda zvuku sa zaznamenáva ako číslo, a preto je digitálny záznam analógového zdroja zvuku tvorený radom nespojitých čísel.

Vernosť zachytenia pôvodného analógového zvuku v digitálnom zázname závisí najmä od vzorkovacej frekvencie a bitovej hĺbky (čiže od množstva vzoriek odobratých za jednu sekundu a množstva informácií obsiahnutých v každej vzorke).

Ukladanie a archivácia digitálneho zvuku

Po zhotovení digitálneho záznamu ho možno uložiť v množstve rôznych formátov. Každý formát využíva iný spôsob vyváženia kvality zvuku a veľkosti vytvoreného digitálneho súboru: napríklad v prípade malých hudobných prehrávačov nebolo v minulosti praktické používať extrémne kvalitné zvukové záznamy.

S rastúcou dostupnosťou digitálnych úložísk prenosných zariadení s kapacitou na úrovni mnoho gigabajtov sa však stáva veľmi kvalitný digitálny zvuk praktickou realitou pre milióny ľudí.

Príručka ku zvukovým funkciám od A do Z

5.1k
7.1k
Analógový
Bitová hĺbka
Kodek
Kompresia
Digitálny
Dolby Digital
Dolby True HD
DSD
DSEE HX
DTS Digital Surround
DTS Master Audio
Hi-Res Audio
LDAC
LFE
Bezstratový
Stratový
LPCM
S-Master HX
SA-CD
Vzorkovacia frekvencia
SBC
Subwoofer
Priestorový zvuk
Konverzia na vyššie rozlíšenie

5.1k

Skratka pre 5.1-kanálový zvuk, ktorý poskytuje priestorový zvuk vyrovnávajúci sa poslucháčskeho zážitku v kine. Okolo poslucháča je rozmiestnených päť reproduktorov plus subwoofer, pričom každý z nich prijíma iný kanál, a to nasledovne:

  1. Dva predné kanály
  2. Jeden predný stredový kanál
  3. Dva priestorové kanály
  4. Jeden kanál nízkofrekvenčných efektov (LFE)

Subwoofer, ktorý prijíma kanál LFE, možno umiestniť kdekoľvek v miestnosti. V porovnaní so systémami priestorového zvuku bez subwoofera šetrí tento systém miesto: všetky nízke frekvencie sa prenášajú do subwoofera, takže ostatné reproduktory môžu byť menšie, pretože nemusia reprodukovať hlboké tóny (basy). Pozrite si aj pojem 7.1k.

7.1k

Systém 7.1-kanálového priestorového zvuku využíva 7 reproduktorov plus subwoofer. Je podobný systému 5.1k, používa však dva ďalšie zadné priestorové kanály.

Analógový

Pri analógovom zázname sa pôvodný zvuk ukladá vo forme zmien fyzického média, ako je napríklad magnetická páska alebo vinylová platňa. Tento spôsob sa líši od vytvárania digitálneho záznamu.

Bitová hĺbka

Bitová hĺbka digitálneho záznamu udáva počet bitov použitých na uloženie každej vzorky analógového signálu. Štandardná bitová hĺbka pre zvukové disky CD je 16 bitov pri vzorkovacej frekvencii 44,1 kHz – to znamená, že sa odoberá 44 100 vzoriek za sekundu a každá vzorka obsahuje 16 bitov informácií. Vo všeobecnosti platí, že väčšia bitová hĺbka znamená vyššiu kvalitu zvuku, ale aj väčšiu veľkosť súboru.

Formát Hi-Res Audio používa bitovú hĺbku minimálne 24 bitov a vzorkovaciu frekvenciu minimálne 96 kHz.

Kodek

Zvuk sa digitalizuje prechodom cez kodér/dekodér, alebo skrátene „kodek“. Je to softvérová alebo hardvérová súčasť, na ktorej vstup sa pripojí analógový zvukový signál a „kóduje“ ho do digitálneho formátu, ktorý možno uložiť v elektronickej podobe. Pri prehrávaní zvuku kodek „dekóduje“ digitálny súbor, aby sa mohol reprodukovať zvuk.

Každý zvukový kodek využíva inú metódu kódovania analógového signálu, takže jednotlivé kodeky ponúkajú odlišné výhody a nevýhody z hľadiska ukladania a reprodukcie zvuku.

Kompresia

Tvorba digitálneho zvukového záznamu môže viesť k veľmi veľkým súborom, čo limituje praktické využitie tejto technológie – napríklad počet skladieb, ktoré možno uložiť do digitálneho hudobného prehrávača. Z tohto dôvodu väčšina formátov zvukových súborov využíva nejakú formu kompresie vypúšťajúcej určité zvukové informácie, aby sa zmenšila veľkosť ukladaného súboru.

Spôsob kompresie a dekompresie zvuku pri prehrávaní ovplyvňuje výsledný počuteľný zvuk. Formáty súborov, pri ktorých dochádza k strate informácií, sa nazývajú stratové. Formáty súborov, ktoré zachovávajú všetky informácie o zvuku alebo umožňujú ich kompletnú rekonštrukciu pri prehrávaní, sa nazývajú bezstratové.

Digitálny

Na rozdiel od analógového záznamu mení digitálny záznam zvuk na reťazec čísel, ktoré možno uložiť v elektronickej podobe (napríklad na disk CD alebo na pevný disk) a potom ich pri prehrávaní konvertovať späť na zvuk. MP3 je populárny digitálny formát súboru.

Dolby Digital

Štandardný stratový formát zvuku využívaný v prípade diskov DVD a ako základný formát v prípade diskov Blu-ray. Aj keď je to stratový formát, je stále dostatočne dobrý na použitie v kinách. V porovnaní s formátom DTS Digital Surround síce poskytuje nižšiu kvalitu zvuku, ale jeho vyšší kompresný pomer znamená menšie súbory, a preto sa formát Dolby Digital používa častejšie.

Dolby True HD

Bezstratový formát kompresie zvuku podobný formátu DTS Master Audio. Oba formáty sa používajú ako voliteľné formáty zvuku pre disky Blu-ray.

DSD (Direct Stream Digital)

Direct Stream Digital (DSD) je metóda digitálneho záznamu s extrémne vysokou vzorkovacou frekvenciou, ktorá je vyššia ako u formátu Hi-Res Audio a 64- až 128-krát vyššia než v prípade zvukových diskov CD. Podľa názoru niektorých zvukárov ide tento formát až na hranice možností digitálneho súboru z hľadiska vernosti zachytenia pôvodného analógového zvuku. Niektoré modely zariadení Sony Hi-Res Audio dokážu prehrávať aj zvuk vo formáte DSD.

DSEE HX

Digital Sound Enhancement Engine (DSEE) HX je jedinečná technológia konverzie na vyššie rozlíšenie od spoločnosti Sony. Keď sa prehráva digitálny zvuk v komprimovanom formáte, kodek DSEE HX v reálnom čase nahrádza stratené vysoké frekvencie, čo poskytuje takmer kvalitu zvuku s vysokým rozlíšením. Všetok zvuk prehrávaný pomocou zariadenia s kodekom DSEE HX sa vylepšuje, takže máte pocit, ako keby ste boli skutočne v nahrávacom štúdiu alebo na koncerte.

DTS Digital Surround

Štandardný stratový formát zvuku využívaný v prípade diskov DVD a ako základný formát v prípade diskov Blu-ray. V porovnaní s formátom Dolby Digital poskytuje formát DTS Digital Surround lepšiu kvalitu zvuku, používa sa však menej často, pretože vytvára väčšie súbory.

DTS Master Audio

Bezstratový formát kompresie zvuku podobný formátu Dolby True HD. Oba formáty sa používajú ako voliteľné formáty zvuku pre disky Blu-ray.

Hi-Res Audio

Ako zvuk s vysokým rozlíšením sa obvykle označujú digitálne záznamy so vzorkovacou frekvenciou minimálne 96 kHz a s rozlíšením minimálne 24 bitov. To poskytuje kvalitu zvuku, ktorá je oveľa vyššia než v prípade záznamov na disku CD alebo v súboroch MP3 – štandardný formát zvukového disku CD používa vzorkovanie s frekvenciou 44,1 kHz a rozlíšenie 16 bitov.

Keď uvidíte logo Hi-Res Audio na produkte značky Sony, znamená to, že daný produkt bol navrhnutý tak, aby poskytoval maximálnu kvalitu zvuku s vysokým rozlíšením. Od prenosných hudobných prehrávačov po slúchadlá, reproduktory a kompletné systémy domáceho kina – môžete si vytvoriť kompletný systém Sony Hi-Res Audio.

Ďalšie informácie o zvuku s vysokým rozlíšením

LDAC

LDAC je zvukový kodek od spoločnosti Sony, ktorý vám umožní počúvať vysokokvalitný bezdrôtový zvuk cez pripojenie Bluetooth.

Pri prenose zvuku cez Bluetooth sa zvyčajne používa štandardný kodek Bluetooth SBC, čo môže viesť k strate kvality. Kodek LDAC prenáša trikrát viac údajov než kodek SBC, čím zachováva vysokú kvalitu zvuku pri prenose cez Bluetooth a poskytuje lepší zážitok z bezdrôtového počúvania hudby všetkých žánrov.

LFE

Kanál nízkofrekvenčných efektov (Low-Frequency Effects, LFE) je samostatná zvuková stopa, ktorá sa používa pre nízkofrekvenčné zvuky v rozsahu od 3 Hz do 120 Hz – ako sú napríklad nízkofrekvenčné, dunivé zvukové efekty v zvukových stopách filmov. V systéme priestorového zvuku sa tento kanál zvyčajne prenáša do subwoofera.

Bezstratový

Bezstratový formát zvuku ukladá digitálny zvuk tak, že buď zachováva všetky pôvodné digitálne informácie, alebo umožňuje ich rekonštrukciu pri prehrávaní. Medzi bezstratové formáty zvuku patria:

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

Stratový

Stratový formát zvuku odstraňuje z pôvodného digitálneho záznamu niektoré informácie, aby sa ušetrilo miesto, a zároveň sa snaží zachovať čo najviac z pôvodnej kvality zvuku pri prehrávaní nahrávky. Každý z týchto formátov poskytuje inú rovnováhu medzi kompresiou na úsporu miesta a uchovaním pôvodných informácií na zachovanie kvality zvuku.

Medzi stratové formáty zvuku patria:

LPCM

Lineárna impulzná kódová modulácia (Linear Pulse Code Modulation, LPCM) je základom digitálneho nahrávania zvuku. Analógový signál sa vzorkuje v pravidelných intervaloch a jeho amplitúda sa zaznamenáva ako bod na digitálnej stupnici. Keďže nedochádza k žiadnemu spracovaniu ani ku kompresii údajov, kvalita zvuku môže byť rovnako vysoká ako v profesionálnych štúdiách – vytvárajú sa však veľmi veľké súbory, a preto formát LPCM nie je praktický na každodenné používanie.

Vzorkovacia frekvencia určuje presnosť pôvodného digitálneho toku údajov.

S-Master HX

Technológia digitálneho zosilňovača Sony, jedinečne vyvinutá pre zvuk s vysokým rozlíšením, znižuje úroveň skreslenia a šumu v širších frekvenčných pásmach. Keďže S-Master zosilňuje digitálne signály priamo a nekonvertuje ich najprv na analógové signály, zachováva čistotu pôvodného signálu, čím sa dosahuje vernejšia reprodukcia.

SA-CD

Super Audio CD je formát záznamu vyvinutý spoločnosťou Sony na záznam zvuku vo formáte DSD, ktorý prekonáva dynamický rozsah dosiahnuteľný v prípade záznamu na disk CD. Zatiaľ čo dynamický rozsah štandardného zvukového disku CD je 96 dB, v prípade formátu SA-CD dosahuje 120 dB. Formát SA-CD používa vzorkovaciu frekvenciu 2,8 MHz, čo je 64-násobne viac než v prípade štandardného formátu CD.

Na rozdiel od bežného zvukového disku CD formát SA-CD podporuje 5.1-kanálový priestorový zvuk, rovnako ako 2-kanálový (stereofónny) zvuk. Zvuk formátu SA-CD je šifrovaný z dôvodu ochrany proti kopírovaniu, čo znamená, že sa dá prehrávať cez analógové, HDMI alebo i-Link výstupné káble, ale nie cez optické ani koaxiálne káble.

Vzorkovacia frekvencia

Keď sa vytvára digitálny záznam z analógového zdroja, vzorkovacia frekvencia predstavuje časový interval medzi vzorkami. Preto čím je vyššia, tým menej informácií sa vynecháva. Napríklad zvukový disk CD používa štandardnú vzorkovaciu frekvenciu 44,1 kHz, čo znamená, že každú sekundu sa odoberie 44 100 vzoriek.

Vo všeobecnosti platí, že vyššia vzorkovacia frekvencia znamená vyššiu kvalitu záznamu. Formát Hi-Res Audio používa vzorkovaciu frekvenciu minimálne 96 kHz a bitovú hĺbku minimálne 24 bitov.

SBC

Štandardný zvukový kodek na prenos digitálneho zvuku cez Bluetooth. Keďže formát SBC je navrhnutý tak, aby sa uprednostňovalo efektívne využitie šírky pásma pred kvalitou zvuku, nie je ideálny na prenos vysokokvalitného zvuku. Formát LDAC od spoločnosti Sony prenáša trikrát viac údajov než bežný formát SBC, čo umožňuje prenos vysokokvalitného zvuku cez Bluetooth.

Subwoofer

V systéme 5.1-kanálového alebo 7.1-kanálového priestorového zvuku sa subwoofer používa ako reproduktor, ktorý reprodukuje iba zvuky s nízkou frekvenciou alebo vyhradený kanál LFE. Keďže ľudský sluch nedokáže jednoducho zistiť, z ktorého smeru prichádzajú nízke frekvencie, subwoofer možno umiestniť kdekoľvek v miestnosti.

Keďže všetky nízke frekvencie sa prenášajú do subwoofera, ostatné reproduktory môžu byť menšie a celý systém zaberá menej miesta.

Priestorový zvuk

Systémy 5.1-kanálového 7.1-kanálového priestorového zvuku prenášajú samostatné zvukové kanály do reproduktorov rozmiestnených v priestore okolo poslucháča, čím mu poskytujú bohatší zážitok z počúvania. Prípona .1 označuje použitie subwoofera ako doplnkového nízkofrekvenčného reproduktora.

Konverzia na vyššie rozlíšenie

Pri prehrávaní digitálneho zvukového záznamu v stratovom formáte je niekedy možné vyplniť niektoré „medzery“ v pôvodnom zvuku matematickým odhadom pôvodných informácií. To sa nazýva konverzia na vyššie rozlíšenie (v angličtine „upscaling“), pretože to dokáže zvýšiť kvalitu zvuku menej kvalitných nahrávok a priblížiť ich zvuku s vysokou kvalitou.

Jedinečný algoritmus DSEE HX od spoločnosti Sony konvertuje existujúce zdroje zvuku na vyššie rozlíšenie, takže dosahujú takmer kvalitu zvuku s vysokým rozlíšením.