66Опыт и практика

предыдущая статья | оглавление | в архив | следующая статья



"Домашний кинотеатр" и технологии Dolby Laboratories


Г. Высоцкий,
Дженерал Сателайт Урал
Теле-Спутник - 3(65) Март 2001 г.


Все чаще на упаковках видеокассет, компакт-дисков, в титрах художественных фильмов мы встречаем логотипы Dolby Stereo, Dolby Surround и Dolby Digital. Для большинства наших соотечественников значение этих терминов непонятно. Между тем, технологии Dolby открывают нам новый мир электронного звука — звука surround. Многоканальные системы делают звук "пространственным", не связанным с одним или двумя источниками, создают "эффект присутствия". И ощутить этот эффект можно прямо сегодня, и не только в специально оборудованном кинозале, но и в собственной квартире.

История

 Аналоговая система Dolby для кинотеатров

Аналоговая система Dolby для кинотеатров

Впервые успешное коммерческое использование многоканального звука осуществилось в начале 50-х годов в "целлулоидном" кинематографе. В отличие от домашнего аудио и видео, до сих пор использующих двухканальный звук, в кино с самого начала для объемного звучания использовались как минимум 4 звуковых канала. Одними из первых многоканальных звуковых форматов были 4-канальный CinemaScope (пленка 35 мм) и 6-канальный Todd-AO (пленка 70 мм). Оба формата использовали для каждого канала звука отдельную магнитную дорожку, нанесенную поверх светочувствительного материала пленки.

Первоначально кинозалы были оборудованы двумя акустическими системами, расположенными фронтально — перед зрителями.

К 80-м годам экраны кинозалов стали огромными. Кроме традиционных правой и левой акустических систем потребовалась третья, центральная, чтобы обеспечить пространственное восприятие для зрителей, сидящих не в центральной части зала. Затем добавился еще один звуковой канал, громкоговорители которого размещались в задней части зала — за спинами зрителей. Изначально он использовался не постоянно, а только для организации единовременных эффектов (голоса призраков, ангелов и т.п.). Из-за ограниченного места на пленке ширина дорожки для канала эффектов была меньше, чем для основных каналов, поэтому он имел ограниченную полосу частот и более ощутимый уровень шума.

В широкоэкранных форматах (70 мм) для всех звуковых каналов предусматривались дорожки с одинаковыми характеристиками, поэтому оказалось возможным использовать канал эффектов постоянно — даже для передачи относительно негромких и продолжительных звуков. Результат превзошел ожидания — пространственное восприятие звука значительно приблизилось к реальному. Так канал эффектов стал пространственным каналом — surround channel, а акустические системы, расположенные в задней части кинозала (а в современных кинозалах — и по бокам), получили название "the surrounds". Сформировалась классическая схема объемного звука в кино: четыре канала — левый (Left, L), правый (Right, R), центральный (Center, C) и пространственный (Surround, S).

Домашняя звуковая аппаратура развивалась и совершенствовалась независимо от разработок для кино. Первые бытовые магнитофоны со стереозвуком, появившиеся в 1958 году, имели только два канала. Это не было обусловлено ни требованиями потребителей, ни рекомендациями профессионалов: просто существовавшие к тому времени аппараты можно было относительно легко адаптировать только для двухканального звука. Такой звук создавал гораздо более реальное ощущение пространства, чем монофонический, и при этом мог быть легко реализован в существующей и вновь разрабатываемой аппаратуре. Именно поэтому с тех пор и до сегодняшних дней двухканальный звук для домашней аппаратуры стал нормой. Появившееся вскоре двухканальное радиовещание с частотной модуляцией (FM Stereo) окончательно закрепило в сознании слушателей термин stereo за двухканальным звуком.


 Цифровой проигрыватель Dolby

Цифровой проигрыватель Dolby

Если развитие вещательного телевидения в 50-60-х годах привело к упадку кинематографа, то появление бытовых видеомагнитофонов (и особенно — видеокассеты) в 70-х, напротив, способствовало его небывалому расцвету. Даже те ленты, которые в кинопрокате были убыточными, на кассетах распродавались весьма успешно. В эти же годы появилось и стремительно развивалось кабельное телевидение. Многочисленные кабельные каналы надо было чем-то заполнять, поэтому, опять же, рос спрос на художественные ленты. Вскоре появился лазерный видеодиск — CD Video, обеспечивший невиданное до того качество изображения и звука. Производители телевизионных приемников внедрили в свою продукцию принципиально новые типы кинескопов с высокой разрешающей способностью, яркостью и верностью цветопередачи. Использование телевизора более не ограничивалось приемом эфирных каналов, появилось несколько альтернативных источников телевизионных программ. Так "телевидение" превратилось в "видео", а телевизор — в видеомонитор. Это явление получило впоследствии название "революции видео" (video revolution).

Первые видеокассеты предполагали только монофонический звук посредственного качества, однако вскоре начали тиражироваться кассеты с двухканальным звуком. Сначала использовались просто раздельные звуковые дорожки, затем технология Hi-Fi. Лазерные диски с самого начала выпускались с двухканальным стереозвуком высокого качества. Вскоре и большинство стандартов вещательного телевидения — эфирного и кабельного — были адаптированы для двухканального звукового сопровождения.

Популярность стереофонической домашней аппаратуры росла, вместе с ней росла и конкуренция среди ее производителей. Разработчики начали серьезно задумываться над качественно новыми возможностями, которые помогли бы осуществить прорыв на рынке.

В начале 70-х годов ими активно продвигался 4-канальный формат — квадро. Две дополнительных акустических системы устанавливались в дальних углах комнаты, за спиной у слушателя. Однако практически все существующие аппараты имели два канала звука, и добавить еще два независимых канала не представлялось возможным. Возникли несколько разработок, позволивших передать информацию четырех звуковых каналов, используя два физических канала. Большинство из них использовали матричную технологию: суммирование сигналов дополнительных каналов, предварительно сдвинутых по фазе на 90 или 180 градусов, с сигналами основных каналов.

Аппаратура квадро не получила ожидаемого распространения. С одной стороны, существование несколько несовместимых технологий приводило в недоумение покупателя. С другой стороны, производители так и не смогли прийти к единому формату.

Альтернативное решение было предложено в конце 70-х Dolby Laboratories — компанией, производящей профессиональное звуковое оборудование для кинотеатров. За основу была взята все та же матричная технология с двумя принципиальными изменениями. Первое — расположение акустических систем и назначение каналов соответствовали классической схеме кинематографа — L, C, R, S. Второе — была серьезно усовершенствована схема аналогового декодера (процессора), в нем были реализованы более интеллектуальные алгоритмы. Так появилась технология Dolby Surround.


 Структурная схема кодера Dolby Surround

Структурная схема кодера Dolby Surround

В полноэкранном кино этот формат по сей день является стандартом пространственного звука, процессорами Dolby оборудованы десятки тысяч кинотеатров во всем мире. Даже теперь, с появлением цифрового формата Dolby Digital, на кинопленках остаются две аналоговых оптических дорожки Dolby Surround — для обеспечения совместимости со всеми существующими проекторами.

На рынке бытовой аппаратуры первыми появились простые, "пассивные" декодеры Dolby Surround, которые выделяли сигнал только одного дополнительного канала — surround. Впоследствии был разработан более интеллектуальный декодер, Dolby Surround Pro Logic, который выделял и центральный канал — center channel. Получился "домашний кинотеатр" — комплекс аппаратуры для высококачественного воспроизведения звука и видео с декодером Dolby Pro Logic.

Аппаратура Dolby Surround производится в массовых масштабах и постоянно совершенствуется. Во-первых, технология Dolby Pro Logic удачно совмещает оптимальную конфигурацию пространственных каналов (R, L, C, S) с возможностями записи и передачи (два физических канала), которыми обладает практически вся бытовая аппаратура. Во-вторых, возможности и качество Dolby Pro Logic отвечают актуальным требованиям современного пользователя. И, в-третьих, используются единые стандарты на аппаратные и программные средства, которые разработаны и поддерживаются одной организацией — Dolby Laboratories.

Сегодня в Dolby Surround кодируется звуковое сопровождение вещательного телевидения, причем не только художественных фильмов, но музыкальных, спортивных передач и даже новостей. Dolby Surround используется и в областях, не связанных с видео — например, звукозаписывающие компании Delos, RCA Victor/BMG Classic, Concord Jazz выпустили на рынок CD и аудиокассеты с музыкальными записями в Dolby. Многими разработчиками ведутся успешные эксперименты по внедрению Dolby Surround в видеоигры и другие мультимедийные приложения.

Кодер Dolby Surround

Сразу оговоримся: система не предназначена для передачи четырех независимых сигналов звука, каждый из которых надо прослушивать раздельно (например, звука одной ТВ программы на разных языках). В этом случае развязка между двумя любыми каналами должна была бы быть максимальной, а амплитуды и фазы сигналов могли бы быть совершенно не связаны между собой. Напротив, задача Dolby Surround — передать четыре канала звука (soundtrack), которые будут прослушиваться одновременно и при этом воссоздавать в сознании слушателя пространственную звуковую картину. Эта картина составляется из нескольких звуковых образов (sound images) — звуков, которые слушатель воспринимает связанными со зрительными образами на экране. Звуковой образ характеризуется не только содержанием и мощностью звука, но и направлением в пространстве.

На входе кодера Dolby Surround присутствуют сигналы четырех каналов — L, C, R и S, а на выходах — сигналы двух каналов Lt (left-total) и Rt (right-total). Слово "total" (общий) означает, что каналы содержат не только "свой" сигнал (левый и правый), но и кодированные сигналы других каналов — C и S. Функциональная схема кодера показана на рисунке.

Сигналы каналов L и R передаются на выходы Lt и Rt без каких-либо изменений. Сигнал канала С делится поровну и складывается с сигналами каналов Lt и Rt. Предварительно сигнал С ослабляется на 3 дБ (чтобы сохранить неизменной акустическую мощность сигнала после сложения его "половинок" в матрице декодера). Сигнал канала S также ослабляется на 3 дБ, но, кроме того, перед сложением с сигналами Lt и Rt он подвергается следующим преобразованиям:

  • Полоса частот ограничивается полосовым фильтром (BPF) от 100 Гц до 7 кГц.
  • Сигнал обрабатывается шумоподавителем — процессором Dolby B-type Noise Reduction.
  • Сигнал S сдвигается по фазе на +90 и -90 градусов, таким образом, составляющие сигнала S, предназначенные для сложения с Lt и Rt, оказываются в противофазе друг с другом.

Совершенно ясно, что сигналы L и R не влияют друг на друга, они совершенно независимы. На первый взгляд не столь очевидно, но факт — между сигналами C и S развязка теоретически также идеальная. Действительно: в декодере сигнал S получается как разность сигналов Lt и Rt. Но в этих сигналах присутствуют совершенно одинаковые компоненты сигнала С, которые при вычитании взаимно компенсируются. Напротив, сигнал C выделяется декодером как сумма Lt и Rt. Так как компоненты сигнала S, присутствующие в этих сигналах, находятся в противофазе, при сложении они также взаимно компенсируются.

Кодирование реализуется простыми аналоговыми методами. Сигнал Dolby Surround не содержит каких-либо управляющих сигналов или инструкций для декодера. По своим электрическим характеристикам он ничем не отличается от обычного двухканального сигнала стерео, и опознать его простыми "аппаратными" методами (например, с помощью осциллографа или анализатора спектра) невозможно.

Представим себе, что сигнал, кодированный в Dolby Surround, прослушивается на обычной стереофонической аппаратуре, без декодера Surround. Сигнал Lt поступает на акустическую систему левого канала, сигнал Rt — на систему правого. При записи двухканального звука сигнал от источника, расположенного у левого микрофона, поступает преимущественно в левый канал, от источника, расположенного у правого микрофона, — преимущественно в правый канал. Если источник равно удален от левого и правого микрофонов, его сигнал делится поровну между правым и левым каналами. В кодере Dolby Surround сигнал С делится между каналами Lt и Rt именно таким образом, но не на акустическом, а на электрическом уровне. Поэтому при прослушивании на две акустические системы L и R звук канала С воспринимается как сигнал виртуальной акустической системы, расположенной между реальными системами L и R. Кроме сигнала С, в каналах Lt и Rt присутствуют компоненты сигнала S, но они находятся в противофазе, и акустические сигналы, соответствующие этим компонентам, компенсируются в пространстве между акустическими системами. Поэтому звук канала Surround — "призрачный" (phantom sound), он практически не воспринимается. Таким образом, сигнал Dolby Surround совместим с любой аппаратурой стерео, как с декодером surround, так и без него.

Пассивный декодер Dolby Surround

 Структурная схема пассивного декодера Dolby Surround

Структурная схема пассивного декодера Dolby Surround

Простейший декодер Surround выделяет только один дополнительный канал — канал S. Функциональная схема декодера показана на рисунке. Сигнал Lt без каких-либо изменений поступает на выход L декодера. Сигнал Rt таким же образом поступает на выход декодера R. Сигналы Lt и Rt содержат "половинки" сигнала центрального канала С, которые создают виртуальную акустическую систему между реальными акустическими системами L и R. Узел вычитания L-R выделяет сигнал surround, который поступает на отдельную акустическую систему. Компоненты сигнала S воспроизводятся также акустическими системами R и L, но, так как они в противофазе, слушателем не воспринимаются. Так как основу декодера составляет простой дифференциальный усилитель, выполняющий операцию вычитания L-R, такой декодер получил название "пассивного декодера".

Если на входе кодера присутствует только сигнал левого канала, он воспроизводится одновременно громкоговорителями левого канала и канала surround — в правом канале звука нет. То же самое происходит, если на входе только сигнал правого канала. Если на входе только сигнал центрального канала, он воспроизводится громкоговорителями левого и правого каналов, при этом пространственно формируется виртуальный громкоговоритель канала С. Таким образом, даже простейший пассивный декодер обеспечивает восприятие сигналов трех фронтальных каналов — L, R и C с идеальной развязкой между ними. Это не удивительно — этот же психоакустический эффект лежит в основе двухканального стерео. Именно поэтому слушатель стереосистемы старается разместить громкоговорители двух каналов как можно более точно — на равном расстоянии прямо перед собой. Для четвертого канала достаточная развязка не обеспечивается.

Действительно, если источник звука расположен на разных расстояниях от микрофонов L и R, уровень сигналов в этих каналах будет различным. В результате на выходе дифференциального усилителя кроме сигнала surround неизбежно будет присутствовать разностный сигнал (L-R). Эксперименты показали, что прослушивание сигналов фронтальных каналов в громкоговорителях surround, особенно речи, в большой степени портит впечатления от саундтрека. Для того чтобы обеспечить развязку центральных каналов и канала surround, в пассивном декодере используются дополнительные преобразования:

  • Временная задержка (около 10 миллисекунд). Если слушатель располагается ближе к акустическим системам Surround, чем к системам фронтальных каналов, он сперва слышит компоненты сигналов L и R, проникшие в канал surround, и только затем сами эти сигналы, из фронтальных акустических систем. Несмотря на то что мощность звука на фронтальном направлении больше, из-за временного опережения звуковой образ в сознании слушателя связывается с направлением тыла. Задержка гарантирует, что звук фронтальных каналов достигнет слушателя раньше, чем тот же звук, попавший в канал surround.
  • ФНЧ 7 кГц используется по нескольким причинам. Основная из них: если источник сигнала удален от микрофонов L и R не одинаково, то, чем выше частота, тем больше амплитуда разностного сигнала (L-R), проникающего в канал S. Вторая причина: чем выше частота звука, тем более точно слушателем определяется направление на его источник (тем острее "диаграмма направленности" ушей). Исключение высокочастотной составляющей "размазывает" звуковые образы в канале surround, благодаря этому слушатели, сидящие рядом с акустическими системами surround, не связывают звуки в этом канале с направлением на громкоговорители.
  • Система шумопонижения Dolby Noise Reduction типа "В" используется для подавления проникающих сигналов каналов L и R, если их уровни значительно ниже уровня сигнала surround.

Как видно из вышесказанного, технологии Dolby Surround используют особенности восприятия звуков человеком — психоакустические эффекты.

Активный декодер Pro Logic

 Адаптивная матрица

Адаптивная матрица

Несмотря на специальную обработку сигнала surround, в пассивном декодере невозможно добиться полного разделения сигналов surround и R/L, поэтому использование пассивных декодеров ограничено.

В активном декодере Pro Logic используется техника взаимной компенсации (cancellation concept). Чтобы исключить компоненты сигналов, проникающие из соседнего канала, к выходному сигналу декодера добавляется противофазный сигнал. Например, чтобы исключить проникновение части сигнала R в канал S, к выходу S добавляется некоторая часть инвертированного сигнала Rt. Однако сигнал Rt, кроме сигнала R, содержит еще и "половинку" сигнала С, который в этом случае попадет в некоторой степени в канал S. Таким образом, активный декодер, осуществляя пространственную фокусировку (directional enhancement) звуковых образов в направлении R, "размазывает" звуковые образы на других направлениях. Использование такой технологии возможно благодаря нескольким психоакустическим эффектам, главный из которых — принцип маскирования (signal masking concept). Суть его в следующем: если один из одновременно присутствующих в саундтреке звуковых образов намного мощнее остальных (доминирующий образ — dominant sound), то на время его воздействия способность слушателя к определению направления на другие образы снижается. Декодер Pro Logic фокусирует доминирующий образ, перераспределяя при этом в пространстве мощность остальных образов. Сигнал доминирующего звукового образа является для декодера управляющим, под его воздействием изменяются сигналы остальных образов. Чтобы их изменения были незаметны для слушателя, необходимо, чтобы суммарная мощность каждого звукового образа, перераспределенная в пространстве, оставалась постоянной. В этом заключается другой психоакустический эффект — принцип постоянства мощности (constant-power concept).

В реальном саундтреке четкое доминирование одного образа наблюдается не всегда. Иногда одновременно присутствуют несколько звуковых образов, направления на которые отличаются значительно, а мощности примерно одинаковы. Тем не менее, мощность одного из них больше, чем остальных. Если использовать его сигнал как управляющий, произойдет перераспределение мощности других образов в пространстве. Но, так как в этом случае четкого доминирования нет, эффект маскирования проявляется слабо, и такие изменения могут быть заметны. Чтобы обеспечить эффективное декодирование для обоих случаев, декодер Pro Logic автоматически выбирает один из режимов работы, "быстрый" или "медленный". "Быстрый" режим используется, если доминирующий звуковой образ намного мощнее других образов. Если такие образы возникают на разных направлениях последовательно во времени, декодер должен последовательно воспроизвести их на соответствующих направлениях. Для этого необходимо, чтобы время реакции управляющей цепи декодера на изменение входных сигналов было минимальным. Второй режим, "медленный", включается декодером, если мощности разных образов отличаются незначительно. В "медленном" режиме декодер отслеживает изменения входных сигналов с большей задержкой.

В таких условиях маскирование проявляется слабо, поэтому, если декодер продолжит работу в "быстром" режиме, модуляция мощности недоминирующих образов станет заметной.

Основа декодера Pro Logic — адаптивная матрица. Она содержит два параллельных канала: канал прохождения входных сигналов Lt и Rt к суммирующей цепи и сложный канал управления. Большая часть электронных компонентов декодера используются для анализа входных сигналов и генерации сигналов управления, и относительно небольшая их часть занята собственно в обработке сигнала.

Полосовой фильтр отсекает низкочастотные составляющие, не несущие информацию о направлении, и высокочастотные составляющие, и фазы которых сильно зависят от фазовых характеристик физических каналов. Задача управляющей цепи — определить направление на доминирующий звуковой образ и степень доминирования. Для этого четыре сигнала Lt, Rt, (Lt-Rt) и (Lt+Rt) детектируются амплитудными детекторами, полученные огибающие подаются на входы дифференциальных усилителей с логарифмической характеристикой. На выходах двух дифференциальных усилителей выделяются два ортогональных управляющих сигнала, пропорциональные разности логарифмов от амплитуд, т. е. пропорциональные отношению самих амплитуд. Знаком и уровнем этих двух сигналов однозначно определяется направление на доминирующий образ. Например, если сигнал на выходе дифференциального усилителя оси "L-R" положителен, доминирующий образ расположен слева от оси "C-S", если этот сигнал отрицателен, образ расположен справа от оси "C-S".

Мгновенное значение управляющих сигналов постоянно сравнивается с пороговым значением, чтобы определить степень доминирования по той или иной оси в данный момент. Если сигнал хотя бы одной оси превышает пороговое значение, логическая цепь переключает тракты обеих осей по принципу "ИЛИ" в "быстрый" режим.

Хотя управляющих сигнала всего два, каждый из них биполярный — он может принимать как положительные, так и отрицательные значения. Преобразователи полярности делают из двух биполярных сигналов четыре униполярных сигнала — El, Er, Ec и Es. Они используются для управления компенсирующими регулируемыми усилителями (Voltage Controlled Amplifier, VCA). Имеем: на входе сигнала — два входных сигнала Lt и Rt, на входе управления — четыре управляющих сигнала El, Er, Ec и Es. Получаем матрицу из восьми VCA и восемь выходных сигналов ElL, ElR, ErL, ErR, EcL, EcR, EsL и EsR. Вместе со входными сигналами Lt и Rt получается десять сигналов. Для получения выходных сигналов декодера четыре комбинирующих цепи суммируют и вычитают все десять сигналов с определенными весовыми коэффициентами. Выбор амплитуды и полярности каждого из сорока сигналов на входах комбинирующих цепей обеспечивает точную передачу направления на доминирующий образ, перераспределение мощности недоминирующих сигналов по направлению и сохранение мощности каждого звукового образа постоянной.

Цифровая технология Dolby Digital

 Возможности декодеров разного уровня

Возможности декодеров разного уровня

В конце 1980-х, на волне возобновившегося интереса к кино, Dolby Laboratories разработала цифровую технологию записи и воспроизведения многоканального звука для 35 мм целлулоидной пленки. Несколько аналоговых сигналов звука преобразовывались в цифровой поток, который затем подвергался информационному сжатию по алгоритму Dolby AC-3. Было использовано весьма оригинальное решение. Так как к этому времени огромное число существующих проекторов использовали двухканальный стерео или аналоговую систему Dolby Pro Logic, две аналоговых оптических дорожки на ленте необходимо было сохранить. Цифровая информация была размещена на "нерабочей" части пленки — между окошками перфорации. Система использует шесть каналов звука, поэтому получила наименование Dolby Digital 5.1.

"5.1" предполагает 5 полноценных каналов звука, в полном диапазоне — левый, правый, центральный, пространственный правый (Right Surround, RS), пространственный левый (Left Surround, LS) — плюс шестой канал с ограниченной полосой частот. Этот канал получил название канала низкочастотных звуковых эффектов (Low Frequency Effects, LFE). Акустическая система канала LFE (subwoofer) располагается перед экраном, между системами каналов L и C. Для канала LFE требуется полоса частот примерно в 10 раз меньшая, чем для 5 основных каналов. Отсюда обозначение " .1" (одна десятая). Первое коммерческое использование систем Dolby Digital состоялось в кинотеатрах в 1992 году, и на сегодняшний день этот формат звука используется не только в кино, но в цифровом вещательном телевидении (спутниковом и кабельном), в DVD и множестве мультимедийных приложений.

Появление Dolby Digital практически уравняло возможности кинозала и домашнего кинотеатра. В домашнем кинотеатре с Dolby Digital реализуются шесть каналов — L, C, R, LS, RS и LFE. Если в аналоговой системе Dolby Surround использовался только один канал surround с ограниченной полосой частот (как правило, для его воспроизведения используются две акустических системы, синфазно излучающие один и тот же сигнал), то Dolby Digital предоставляет пользователю два раздельных канала surround с полной полосой.

Другое важное достоинство технологии Dolby Digital — масштабируемость аппаратуры. В рамках одной технологии производится целый ряд аппаратно и программно совместимых декодеров. В декодерах высшего уровня возможности Dolby Digital реализованы полностью — на выходе декодера шесть звуковых каналов по схеме "5" или "5.1" — L, C, R, LS, RS (LFE — если имеется subwoofer). Декодеры уровнем ниже формируют из цифрового потока Dolby AC-3 два аналоговых канала в Dolby Pro Logic — Lt и Rt, из которых декодер Pro Logic затем выделяет четыре канала Dolby Surround — L, C, R, S. Более простые декодеры имеют на выходе традиционный двухканальный стерео — R и L. Наконец, самый простой декодер предназначен для монофонической аппаратуры — на выходе единственный канал звука.

Возможности Dolby Digital на этом не исчерпываются. Например, декодер предусматривает управляемую компрессию (сжатие динамического диапазона). Использование компрессии удобно, если слушателю по какой-либо причине необходимо ограничить общую громкость звука. Компрессор повышает уровень слабых звуков, чтобы они были отчетливо слышимы, и наоборот, ослабляет слишком сильные звуки.


Dolby Surround и Dolby Digital в спутниковом телевидении

 В аналоговом спутниковом телевидении с самого начала были предусмотрены два канала звука, поэтому звук Dolby Surround — привычный атрибут спутниковых программ. Как это ни странно, но моделей спутниковых ресиверов с декодерами Dolby Surround — единицы. Типичный аппарат — ресивер MSS1038G (GP) британской фирмы Pace Micro Technology Ltd.

Это полноценный домашний кинотеатр Dolby Surround Pro Logic на базе аналогового спутникового ресивера высшего класса.

В него встроен 4-канальный усилитель HiFi 4х25 Вт, он рассчитан на подключение акустических систем с омическим сопротивлением от 4 до 8 Ом. Четыре акустические системы Force-1 фирмы Wharfedale Professional могут быть включены в комплект. Ресивер оборудован пятью выходами звука с коннекторами RCA для подключения внешних усилителей. Пользователь имеет возможность сконфигурировать свой кинотеатр в соответствии с размерами помещения и своими возможностями. Можно использовать MSS1038 как законченное устройство с акустическими системами Wharfedale, можно установить четыре внешние акустические системы или пять акустических систем с внешними усилителями. MSS1038G имеет три звуковых входа стерео, поэтому декодер может обрабатывать как сигнал собственного спутникового ресивера, так и сигналы трех внешних источников — видеомагнитофона, цифрового спутникового ресивера, DVD-проигрывателя, CD или DVD-ROM и т. д.

Назначение выходных каналов задается пользователем. Возможные варианты подключения:






  • 3/2. Встроенные усилители с четырьмя акустическими системами используются в каналах L, R, LS, RS. В центральном канале используется звуковой тракт и акустическая система телевизора. Предусмотрено подключение телевизора как по радиочастоте (к выходу встроенного PLL модулятора ресивера), так и по A/V (SCART).
  • 3/1. Ресивер используется как законченный домашний кинотеатр с четырьмя акустическими системами по классической схеме surround — R, C, L, S.
  • 3/0. Канал surround отключен. В каналах R и L работают встроенные усилители и две внешних акустических системы. В канале С может использоваться как встроенный усилитель с внешней акустической системой, так и звуковой тракт и акустическая система телевизора.
  • 2/0. Обычный стерео. Звук каналов L и R воспроизводится через усилители ресивера и внешние акустические системы, либо через звуковой тракт и акустические системы стереофонического телевизора.
  • Моно. Встроенные усилители и внешние акустические системы не используются, ресивер подключен к телевизору со звуком моно.

Чтобы можно было наиболее эффективно использовать возможности ресивера для прослушивания обычных стереофонических программ, добавлен еще один режим — Simulated. В этом режиме процессор Dolby Surround не работает, однако некоторые его цепи используются для создания пространственных эффектов, соответствующих различной обстановке. Режим Simulated позволяет оперативно выбрать один из эффектов — Studio, Club, Cinema, Concert, Stadium, Cosmos.

В специальном меню ресивера Listening Position пользователь может изменить время задержки для канала surround, соответствующее размерам помещения и положению слушателя. В ресивере предусмотрены четыре варианта эквалайзера (sound shape). Каждый вариант настраивается пользователем программно (две регулировки — Treble и Bass) и затем может быть выбран оперативно.

Несколько сложнее с цифровым спутниковым телевидением. Разумеется, любой цифровой спутниковый ресивер предполагает стереофонический звук с качеством CD, следовательно, может быть использован для приема программ со звуком, кодированным в аналоговой системе Dolby Surround. Для воспроизведения всех четырех каналов требуется внешний аналоговый декодер. Таким образом, пользователь может прослушивать звук в Surround и на цифровых спутниковых программах, используя дополнительно к ресиверу MPEG-2/DVB, например, упомянутый Pace MSS1038G или другой аналоговый домашний кинотеатр. Во-первых, это не совсем удобно для пользователя. Во-вторых, в этом нет принципиальной необходимости: пропускная способность цифровых спутниковых каналов DVB более не ограничивает количество каналов звука, их может быть сколько угодно. Действительно, не логично аналоговыми методами уплотнять четыре звуковых канала в два, чтобы затем передавать их в цифровом потоке, если можно сразу мультиплексировать по времени все четыре или более каналов. Увы, единого стандарта для звука surround в цифровом телевидении на сегодня не существует.

Система спутникового телевидения DTV (DigiCipher-II) и эфирного цифрового телевидения ATSC изначально предполагают декодирование Dolby Digital (цифровой поток Dolby AC-3), т. е. позволяют передавать звук surround "5.1", если приемник оборудован декодером соответствующего уровня. Однако Dolby Digital является официальным стандартом звука в цифровом телевидении только в странах Северной Америки (США и Канада), Южной Корее и Австралии. В Европе и Азии повсеместно принят универсальный стандарт DVB, использующий другую технологию цифрового информационного сжатия звука — MPEG. Только совсем недавно в дополнение к старому документу ISO/IEC11172-3 был принят ISO/IEC13818-3, описывающий алгоритм сжатия для звука surround в системах цифрового телевидения DVB — MPEG-2-5.1. Эта технология по своим возможностям аналогична Dolby Digital — пять полноценных каналов звука плюс один канал с ограниченной полосой частот. К сожалению, ресиверов с декодером surround MPEG-2-5.1 на российском рынке пока нет. А вот носителей видео и аудио и мультимедийных приложений в Dolby Digital, несовместимом с MPEG, уже достаточно, как в нашей стране, так и в Европе вообще. Соответственно, есть парк цифровых домашних кинотеатров Dolby Digital, и желательно обеспечить их совместимость с цифровыми ресиверами.

Решение такой задачи нашлось в рамках DVB. Это мультимедийный стандарт, который позволяет одновременно с видео и аудио в одном цифровом потоке передавать любые данные с гарантированной скоростью. Поэтому оказалось возможным передавать звуковое сопровождение цифровых программ DVB параллельно — как собственно звук в MPEG и как дополнительные данные в виде потока Dolby Digital AC-3. Поток AC-3 выделяется демультиплексором ресивера и направляется через соответствующий порт на внешний декодер. Типичный ресивер с такой опцией — HUMAX VACI-5300.

Это стандартный цифровой спутниковый приемник MPEG-2/DVB со встроенным декодером системы условного доступа Viaccess и двумя слотами Common Interface для подключения двух модулей условного доступа любых других систем (Irdeto, Mediaguard и пр.). Он оборудован оптическим портом S/P-DIF (Sony/Philips Digital Interface) для подключения к домашнему кинотеатру Dolby Digital 5.1.

На базе двух ресиверов — цифрового HUMAX VACI-5300 и аналогового Pace MSS-1038G можно создать цифро-аналоговый домашний кинотеатр, в котором можно прослушивать звук surround:

Источник программКодированиеИсточник сигналаДекодер Surround
ВидеокассетыDolby SurroundВидеомагнитофон HiFi StereoMSS1038G, вход внешнего источника
Лазерный видеодискDolby SurroundCD-Video проигрыватель MSS1038, вход внешнего источника
Аналоговые спутниковые каналыDolby SurroundСпутниковая антеннаMSS1038, вход спутниковой антенны
Цифровые спутниковые каналыDolby SurroundHUMAX VACI-5300 MSS1038, вход внешнего источника
Цифровые спутниковые каналыDolby SurroundHUMAX VACI-5300 Внешний домашний кинотеатр Dolby Digital

Перечень художественных фильмов, звук которых кодирован в Dolby Surround и Dolby Digital, можно найти, например, на Интернет-страничке Dolby Laboratories: http://www.dolby.com/film.html . Полный список содержит более 10 000 фильмов и занимает в формате *.html 200 кбайт, поэтому рекомендуем воспользоваться системой поиска фильмов по ключевым словам названия. Например, поиск по слову "blood" — кровь — возвращает названия 33-х фильмов с Dolby Surround, 8 из которых, кроме того, имеют саундтрек Dolby Digital.

Сокращенный вариант. Полная версия размещена на сайте http://www.satpro.ru



 
Теле-Спутник Март 2001
наверх
 



Уважаемые посетители!
В связи с полной реконструкцией Архива, возможны ситуации, когда текст будет выводиться не полностью или неправильно (отсутсвие статей в некоторых номерах это не ошибка). Если заметите какие-то ошибки, то, пожалуйста, сообщите нам о них. Для связи можете воспользоваться специальной формой:

Номер журнала: *
Страница: *
Дополнительные сведения: *
Желательно четко опишите замеченную проблему - это поможет быстрее ее решить.
Мы не отвечаем на вопросы! Их следует задавать на нашем форуме!
Антиспам: * Нажмите мышкой на синий квадрат:


Поля, помеченные звездочкой (*)
обязательны для заполнения





Новый сайт