|
Каждый, кто хоть раз сам выбирал себе акустическую систему или собирал домашний кинотеатр, пусть даже начального уровня, мечтает стать аудиофилом. У кого не замирало сердце при так часто звучащих в статьях и обзорах словах «прозрачный и чистый звук», «естественное звучание», «четкая и объемная музыкальная сцена». Пути достижения этого тоже вполне понятны и просты.
Нужно подобрать качественные составляющие домашнего кинотеатра - проигрыватель, усилитель, акустику. Нужно несколько раз послушать выбранный комплект, причем желательно в близких к домашним условиях. Или наоборот дома создать условия, близкие к студийным. А потом посвятить всю свою жизнь постоянной смене предпочтений и поиску идеала. Пляски с бубном при размещении колонок, установка точных настроек временных задержек по каналам, выбор правильных соединительных проводов.
А все из-за того, что любая система, собранная дома, имеет свое звучание, свои особенности, которые она привносит в рождающийся звук на всем пути от оптического диска до уха слушателя. Любые помехи, наводки, особенности оцифровки (ЦАПом - цифро-аналоговым преобразователем) или обратного процесса (АЦП - аналогово-цифровым преобразователем, в случае с визуальной составляющей), привносят свой, порою заметный, вклад. Усилитель же покорно донесет эти примеси до колонок, которые также безропотно зазвучат, но обрадуют ли?
Естественно, на каждом этапе высококачественная техника борется с потерей качества на звуковом или видео тракте, причем иногда очень успешно, но стоят эти усилия вполне серьезных денег. В эру аналогового звука и видео деваться было решительно некуда, но пришла цифровая эра. Принесла ли она облегчение?
С одной стороны, несомненно. Оптические носители по своей природе содержат уже оцифрованные данные, поэтому логично передавать их внутри системы в неизменном цифровом виде вплоть до последнего бастиона аналоговой эры - ЦАПа. Оцифрованный звук, вернее сигнал, который его содержит, избавлен от многих напастей аналогового сигнала. Его меньше волнуют всякие наводки, помехи, шумы и прочие неприятности. Не полностью, конечно, но он гораздо устойчивее и надежнее. Цифра - она и в Африке цифра.
До поры до времени. То есть ровно до тех пор, пока кто-то не произнесет вслух магическое слово «джиттер». Джиттер - это напасть для цифрового сигнала и бич современных аудиофилов. Он как тот суслик из известного фильма, его не видно (вернее, не слышно), но он есть. Конечно, существует огромное количество меломанов, которые утверждают, что джиттер прекрасно слышно. Возможно это и так, но только в очень определенных условиях. Чтобы понять, когда и как можно услышать джиттер, нужно сначала разобраться, что он из себя представляет.
Так как эта статья не является научным трудом по описанию физики джиттера цифрового сигнала, то в ней вы не найдете множество сложных формул и заумных слов. Цель - в упрощенном и понятном виде рассказать о нем, что называется, на пальцах.
Что такое цифровой сигнал? Это сигнал, сформированный таким образом, чтобы принимающая сторона могла по виду сигнала определить цифровое значение, пришедшее от передатчика. Т.е. какой бит сейчас получили - 0 или 1. Сложности начинаются дальше. Скорость передачи данных в современных системах очень велика, так стандарт HDMI в его последней ревизии подразумевает пропускную способность в 10 гигабит в секунду. Т.е. десять миллиардов бит каждую секунду могут передаваться и получаться. Как приемник определяет тот факт, что один бит получен, а вторым получен именно второй, а не третий? Что ни один бит не пропал по дороге?
Для этого существует так называемый тактующий сигнал, который задается тактовым генератором. Этот сигнал определяет, с какой скоростью необходимо делать выборку принимающей стороне, чтобы правильно принять и передать дальше или обработать полученные данные. Такой сигнал понадобился из-за того, что не существует в природе идеального и абсолютно предсказуемого генератора тактовой частоты. Т.е. нельзя гарантировать, что два одинаковых по характеристикам тактовых генератора, один в передатчике, а второй в приемнике, будут выдавать абсолютно одинаковый сигнал. Плюс нет гарантии, что цифровые данные на линии не получат каких-либо помех, а значит, и принимать и расшифровывать их придется с учетом этих помех.
Очень удобным решением оказалось передавать тактующий сигнал вместе с сигналом данных, чтобы по нему принимающая сторона могла скорректировать и подстроить свой прием. Но и у такого подхода есть недостатки. О них чуть позже, а пока вернемся к джиттеру.
Так вот, джиттером называют смещение или отклонение любого сигнала (в данном случае - тактующего) во времени от идеала. Т.е. если сигнал пришел раньше или с опозданием - это джиттер. И так как джиттер присутствует в любом сигнале, то существуют определенные методики по его подавлению и нейтрализации. Звучит как сводки с театра военных действий, но нет - это всего лишь особенности домашнего кинотеатра и цифрового сигнала в нем. Существуют также определенные допуски на величину джиттера, они необходимы потому, что идеала достичь невозможно, но звук проигрывать как-то все-таки надо.
Откуда берется джиттер? Отовсюду. Каждый раз, когда с сигналом что-то происходит - появляется как черт из табакерки джиттер. В момент считывания данных необходимо тактовать сигнал, чтобы показать, как были получены данные - вот и джиттер. При преобразовании данных из аналога в цифру и наоборот снова необходимо тактовать этот процесс - и вот еще джиттер. При передаче сигнала от одного пункта в системе к другому обязательно передавать тактующий сигналю, и снова он здесь - вездесущий джиттер.
Но на самом деле не все так страшно, как кажется. На величину джиттера влияют самые разные обстоятельства, которые могут встретиться в электронных внутренностях компонентов домашнего кинотеатра. Но есть золотое правило: чем качественнее компоненты, элементы микросхем в них, чем идеальнее цепи, по которым проходит сигнал, тем меньше джиттер. И втрое правило. Чем меньше этапов обработки и чем меньше узлов при передаче сигнала встретится на его пути - тем меньше джиттер. Если сигнал обработать несколько раз, да еще передавать не один раз от устройств к устройству, можно получить так называемый эффект накопления джиттера.
Он появляется на каждом этапе, так как каждое новое устройство, процесс или звено основывается на предыдущем сигнале и вполне способно к исходному отклонению от идеала добавить свое. При достаточно большом количестве таких искажений они могут стать настолько значительными, что испортят всю картину. Выход один - не ставить преград на пути сигнала, не обрабатывать и не передавать его множество раз и стараться держать компоненты рядом друг с другом, чтобы избежать джиттера при передаче по проводам. Обычно, в большинстве случаев именно так и происходит, поэтому величины джиттера настолько малы, что не влияют на звуковую картину. Совсем. В противном случае, нужно еще более тщательно подходить к выбору всех компонентов системы, вплоть до соединительных интерфейсных проводов. Но стоят они...
Поэтому попробуем заглянуть немного в будущее. Индустрия идет к тому, чтобы избавить домашнего пользователя от большого количества компонентов. Весь функционал будет собран в едином медиацентре в доме, откуда сигналы будут поступать в любую комнату, в которой не будет более места для стоек с аппаратурой, а будут только колонки и экран (телевизор или проектор). И вот тут встанет вопрос о передаче данных не на один метр, а на сотню.
Самое время вспомнить о существовании технологий, которые позволяют нам получать информацию с другого конца земного шара, не теряя при этом ни единого бита из нее. Это сетевые технологии, например, Fast Ethernet или Gigabit Ethernet. Можно ли на основе этих протоколов передачи данных сделать домашний кинотеатр, и чем они отличаются от HDMI, S/PDIF и DVI-D?
Самое главное отличие - пакетная передача данных с коррекцией ошибок. Это означает, что исходные данные разбиваются на множество составных частей - пакетов, которые имеют заголовок, по которому можно судить о целостности пришедшего пакета. Если на линии возникла ошибка, дефектный пакет запрашивается заново и так пока все пакеты не будут собраны воедино. Звучит заманчиво, но у этой технологии есть и обратная сторона. При таком типе передачи данных невозможно просто сразу взять и начать воспроизводить их. А что если пакет пришел с ошибкой и его нужно запросить заново? Остановить на это время музыку или фильм? Так не пойдет.
Чтобы избежать этого потребуется вводить буфер на принимающей стороне, а в идеале и на передающей. В таком буфере будет накапливаться информация по мере ее поступления, структурироваться по порядку расположения данных, а не по времени получения пакета, и уже оттуда ее можно будет воспроизводить. Мы каждый день пользуемся именно таким буфером - это оперативная память компьютера.
Допустим, что все это у нас есть, но тогда встает следующий вопрос. Как воспроизводить фильм при таком подходе? Его надо сначала закачать целиком в буфер, как мы обычно скачиваем фильм из Интернета, а потом воспроизводить. Это потребует времени, что неудобно, и это потребует огромного буфера, что дорого. Ведь современный фильм на HD-DVD или Blu-Ray дисках занимает более двадцати гигабайт места. Кто может похвастаться домашним компьютером с двадцатью гигабайтами оперативки?
Есть и другой вариант, который потребует других затрат и немного другого подхода. Буфер можно сделать не таким большим, мегабайт на 512, как стандартная планка оперативной памяти у компьютера или как флеш-карта. Фильм будет скачиваться в эту память и сразу же с нее воспроизводиться. Непрерывность будет обеспечиваться гораздо большей скоростью закачки данных в буфер, чем использование их оттуда домашним кинотеатром. Таким образом, в случае сбоя в приеме пакетов с данными, у системы будет время запросить нужные пакеты повторно и делать это до тех пор, пока идет воспроизведение из буфера. Именно таким образом работает всем известная программа записи оптических дисков Nero, так как для прожига необходим постоянный и равномерный поток данных, а буфер в этом случае играет роль страховки на случай задержек со считыванием их с винчестера.
В чем же реальное преимущество такого подхода? Отсутствие джиттера. Практически совсем, так как остается небольшой шанс получить его при декодировании звука на ЦАПе. Плюс возможность передавать данные из любого места в доме в любую комнату. Да что там - в любое место на земном шаре, если уж на то пошло.
И мы видим, что все к этому идет. Уже сейчас доступны устройства, которые имеют в своем арсенале подключение по протоколу Ethernet (LAN), чтобы получать и передавать записи, а потом воспроизводить их. Правда пока они используют винчестер в качестве хранилища видео и аудио данных. Соответственно, остается лишь маленький шаг - отказаться от скачивания данных с одного носителя на другой и перейти к внедрению оперативной памяти в качестве буфера для хранения данных в компонентах домашнего кинотеатра. А собирать и хранить всю информацию нужно в едином медиацентре в доме, на винчестерах, объединенных в массив RAID.
Просто представьте: ЖК-телевизор, 32 дюйма, 1 Гб оперативки. Ресивер, 2 Гб оперативной памяти. Звучит? И заметьте, никакого джиттера.
Источник: Цифровик
|
