Ke kvalitnímu obrazu patří kvalitní poslech

V poslední době jste měli v CW poměrně dostatek příležitostí seznámit se s mnohými novinkami z oblasti zpracování...


V poslední době jste měli v CW poměrně dostatek příležitostí seznámit se s
mnohými novinkami z oblasti zpracování obrazu. Pravdou však je, že k revoluční
technologii DVD, která nyní prodělává velký rozvoj, patří ještě něco navíc.
Oprávněně můžete namítnout, že (jak název napovídá) kvalita obrazu pro
opravdový požitek vyžaduje odpovídající kvalitu zvuku. Společnost Dolby
Laboratories se právem řadí k těm, kteří již dlouhá léta určují tempo a
kvalitativní standardy ve vývoji poslechových systémů. A nutno dodat, že dnes
již nejen v audio přístrojích.
Z těchto důvodů bude jistě prospěšné, pokusíme-li se zde naznačit, co dnešní
moderní audiotechnika, tentokrát zastoupená zmíněným výrobcem, může nabídnout
těm, kteří stojí o kulturní zážitek bez kompromisu způsobeného nedokonalým
zvukem.
Věnovat se budeme konkrétně takzvanému multikanálovému surround zvuku
(multichannel surround sound), což bychom mohli volně překládat jako prostorový
zvuk. To jest takový, jaký jsme do nedávné doby mohli znát pouze z některých
kin (v naší republice jich, pravda, zatím mnoho není). Pro toho, kdo se s tímto
doposud nesetkal, lze dojem výsledného vjemu oproti normálnímu přiblížit
nejlépe asociací s grafikou srovnáváme-li 2D a 3D.
Postupem času se tato technologie rozšířila i do "obyčejných" domácností pod
názvem Dolby Surround. Takto vznikly systémy označované jako takzvané domácí
kino (home theater). Posléze se ovšem tato technologie rozšířila do dalších
oblastí. Proto dnes můžeme vybavit technologií pro prostorový zvuk také herní
zařízení a PC počítače. V tomto případě do označení PC zahrňme taktéž výrobky
Applu, zejména můžeme připomenout inovované iMacy.
Dolby Surround domácí kino
Jak již bylo předesláno, technologie Dolby Surround se na spotřebitelský trh
dostala původně pro systémy domácího kina. Její funkci si můžeme představit
jako kódování čtyř zvukových kanálů, tj. levého, středního, pravého a surround,
do dvou stop jakéhokoliv stereofonního média (včetně např. her pro PC nebo
herní konzole).
Médium s tímto záznamem je pak samozřejmě možné přehrávat na běžném mono či
stereofonním přístroji. Přednosti technologie se ovšem takto evidentně
neprojeví. Plného čtyřkanálového prostorového zvuku dosáhneme teprve se
systémem vybaveným dekodérem Dolby Surround Pro Logic.
Systémy pro domácí kino vyžadují ve své základní konfiguraci pro dosažení
prostorového vnímání zvuku pro skupinu posluchačů, respektive diváků, pět
reproduktorů (reproduktorových soustav). To jest vedle levého, středního a
pravého jsou zde navíc dva surround reproduktory po stranách (zapojené do
jednoho kanálu).
Dva pro jednoho Virtual Dolby Surround
V případě jednoho člověka je předchozí řešení zbytečně nákladné. Zejména jedná-
li se o PC nebo herní konzole, jež jsou víceméně právě pro jednu osobu určeny,
jistě se nám může zdát (a právem), že není třeba mít soustavu pěti reproduktorů
rozestavěných po pokoji (nebo kanceláři). A to nemluvě o situaci, kdy se v
jedné místnosti nachází počítačů hned několik.
Technologie Virtual Dolby Surround pak poskytuje řešení, kdy dojem prostorového
zvuku je vytvářen pouze dvěma reproduktory (resp. reproduktorovými soustavami)
v běžné stereofonní konfiguraci po stranách monitoru pro posluchače
nacházejícího se před nimi uprostřed.
Signál je opět zpracován dekodérem Pro Logic, přičemž čtyři kanály jsou
rozděleny tak, že střední jde rovnoměrně do pravého i levého reproduktoru. Je
tak vytvořen jakýsi zdánlivý střed (phantom center).
Surround signály jsou upraveny tzv. virtualizačním obvodem (programem). Ten
funguje na principu tzv. Dopplerova efektu, který spočívá v měnící se
frekvenční charakteristice zvuku v závislosti na změně vzdálenosti jeho zdroje
od pozorovatele. Pokud by někdo ze čtenářů nevěděl, oč se jedná, připomeňme pro
názornost klasický příklad: jedná se o efekt, který vytváří kolem stojícího
pozorovatele projíždějící auto (nebo "prolétávající" letadlo).
Virtualizovaný signál je (podobně jako střed) rozdělen rovnoměrně do obou
kanálů. Úpravou signálu surround kanálu je dosaženo jeho oddělení od signálu
hlavního po jejich smíchání, a je tak vytvořena potřebná prostorovost, neboť
ucho člověka jej skutečně vnímá jako zvuk ze surround reproduktorů, zde
označovaných jako phantom surround.
Jiné řešení stejného problému K dosažení prostorového zvuku pomocí dvou
reproduktorových soustav je určena také technologie Dolby Surround Multimedia.
Jedná se o stejný případ, kdy máme reprobedny po stranách monitoru, ale princip
je naprosto odlišný. V tomto případě se totiž nejedná o zpracování signálu
virtualizací surround zvuku, nýbrž o použití speciálních reproduktorových
soustav. Soustavou zde nemáme na mysli aktivní nebo pasivní dělení signálu na
basové, středové a výškové pásmo do samostatných reproduktorů. Jednotlivé
reproduktory přenášejí celé pásmo. Signál je dekódován a stejně jako v případě
Dolby Surround rozdělen do čtyř kanálů. Každá ze soustav obsahuje tři
reproduktory a princip je tento: V každé z nich je jeden reproduktor nasměrován
dovnitř, a oba (pravý a levý) tak tvoří střed. Další reproduktor směřuje přímo
dopředu a tvoří klasický pravý (levý) kanál. A poslední reproduktor je směrován
ven, tj. od posluchače, a vytváří iluzi surround signálu.
Zkusíme-li jednotlivá řešení porovnat, dospějeme pravděpodobně k závěru, že
systém Multimedia působí méně přirozeným dojmem, má užší zvuk než Surround.
Nicméně s ním lze naopak docílit lepších výsledků nežli s technologií Virtual
Surround.
Stinnou stránkou systému Multimedia je ovšem to, že na rozdíl od Virtual
Surround je výsledný zvukový dojem závislý na místnosti, v níž se nachází. Tady
nemáme na mysli pouze akustické vlastnosti místnosti, neboť ty samozřejmě
ovlivňují zvuk vždy. Dojem totiž dosti ovlivňují boční zdi místnosti (vzhledem
k reproduktorům), právě od nich se odráží signál ze surround reproduktorů.
Proto je výsledný zvuk relativní vzhledem ke vzdálenosti a postavení zdí
místnosti od svého zdroje.
Dolby Digital posun v kvalitě
Dalším zlepšením ve snaze docílit prostorového zvuku se stalo představení
technologie Dolby Digital, jež je označována jako 5,1kanálová.
Digitální kódování audio signálu na kompaktním disku (16bitové PCM) přenáší
dynamický rozsah 96 dB (od signálových špiček po práh šumu). Toho je dosaženo
44 100 16bitovými vzorky za sekundu (v každém kanálu), což je dosti velký objem
dat jak pro přenos, tak pro jejich uchovávání. Proto je používáno kódování
(tzv. perceptual coding), které eliminuje přebytečná data tak, aby byl
redukován jejich rozsah, ale nedošlo k degradaci zvukové kvality. Technologie
Dolby Digital navíc kóduje signál multikanálový.
Eliminace pracuje na podobném principu jako technologie redukce šumu, která
byla společností vyvinuta v oblasti analogové audio techniky. Její funkci lze
nejjednodušeji popsat tak, že čím je signál silnější, tím větší má šum úroveň.
Jde o to, že zatímco při nepřítomnosti signálu je šum eliminován zcela
(principem šumové brány), za přítomnosti silného signálu je jím šum vlastně
maskován. Celý systém je dále vylepšen rozdělením celého frekvenčního spektra
na několik pásem. Signál maskuje šum v těch pásmech, v nichž je přítomen,
zatímco v ostatních je šum zcela eliminován.
U Dolby Digital je frekvenční spektrum rozděleno do úzkých pásem nestejné
šířky. Šířky a hranice pásem jsou optimalizovány na základě odlišného vnímání
různých frekvencí lidským uchem. Takto je dosaženo nejen eliminace přebytečných
dat (pásem v nichž se nenachází signál), ale současně i k účinné eliminaci šumu.
Data jsou na tomto principu do jednotlivých kanálů také dělena v různém
množství. Kanály obsahující signál o vyšší úrovni využívají většího objemu dat
než ty, do nichž směřuje signál o úrovni nižší. Technologie Dolby Digital
přenáší 24bitový dynamický rozsah digitálního audio signálu a frekvenční rozsah
20 Hz-20 kHz (20 Hz-120 Hz u LFE, viz níže). Samplovací frekvence jsou 32, 44,1
a 48 kHz.
Zvýšení počtu kanálů
Pomocí Dolby Digital je signál dělen do šesti samostatných (oddělených) kanálů,
z nichž každý je schopen simultánně zpracovávat vlastní (různý) signál.
Srovnáme-li Dolby Surround (DS) a Digital, vypozorujeme hned několik dalších
rozdílů. DS má kanály čtyři, jedná se však pouze o odvozené kanály, což
znamená, že v daném čase je dekódován pouze jeden dominantní signál.
Pět kanálů Dolby Digital pokrývá celé frekvenční pásmo téměř stejně jako DS.
Podobně jako DS má Dolby Digital levý, střední a pravý kanál.
Rozdíl u kanálu surround spočívá v tom, že je nyní rozdělen do skutečného
sterea, což umožňuje přesnější lokalizaci v zvuku prostoru. Další odlišností je
skutečnost, že surround reproduktory DS přenášely pouze pásmo 100 Hz-7 000 Hz,
kdežto u Dolby Digital je to celé slyšitelné pásmo (20 Hz-20 000 Hz).
Signál v kanálech surround je oproti signálu hlavních tří kanálů opožděn. Jedná
se o malé zpoždění pohybující se kolem hodnoty 15 ms. Má to své opodstatnění v
tom, že surround reproduktory jsou ve většině případů umístěny ve větší
blízkosti posluchače, tedy signál dorazí k jeho uchu o něco málo dříve. Toto
zpoždění bývá výrobcem nastaveno tak, že vyhovuje většině domácích aplikací,
ale v případě znatelně nevyhovujících rozměrů místnosti (z hlediska původního
nastavení) lze dobu zpoždění na základě rozměrů místnosti vypočíst a změnit.
Podobně je možno nastavit zpoždění signálu středního kanálu. To bývá obvykle
nulové, nicméně v situaci, kdy šířka místnosti je taková, že vzdálenost
reproduktoru středního kanálu od posluchače je podstatně menší nežli vzdálenost
reproduktorů pravého a levého kanálu, je u středu vhodné určité zpoždění
nastavit.
Větší možnosti máme také, pokud jde o panorámování (panning), které se u stereo
soustav projevuje jednoduše změnou poměru pravého a levého kanálu, čímž vznikne
dojem pohybu zvuku (resp. jeho zdroje) příslušným směrem.
Dolby Surround nám poskytuje o něco více: můžeme měnit poměr zprava doleva a
naopak, ale také zepředu dozadu (a naopak). Největší prostor ovšem v tomto
směru nabízí Dolby Digital, neboť je možné panorámování mnohonásobné. To v
praxi znamená, že u uvedených pěti kanálů lze měnit poměr každého s každým,
tedy pohyb zvuku všemi směry.
Doposud jsme mluvili o pěti kanálech, ale o několik odstavců výše byla řeč o
šesti, padlo také číslo 5,1. "Nula celá prvním" kanálem je označován šestý
samostaný kanál systému Dolby Digital LFE kanál. Zkratka LFE značí Low
Frequency Effects, tedy něco jako efekty s nízkou frekvencí.
Označení 0,1 je odvozováno ze skutečnosti, že tento kanál je určen pouze pro
pásmo 20-120 Hz, což je přibližně 1/10 frekvenčního rozsahu ostatních kanálů.
Jeho úkolem je realisticky a přesvědčivě reprodukovat zvuky na spodní hranici
slyšitelnosti lidského ucha. Toto pásmo je navíc o 10 dB hlasitější než zbytek,
a to z toho důvodu, že jde o takové efekty, které už více než uchem vnímáme a
cítíme celým tělem a navozují náladu (napětí) nebo určují charakter určitého
místa či scény.
Zajímavá je funkce Bass Management. Poskytuje totiž schopnost přesměrovat
libovolným způsobem basové frekvence, a tím nám umožní, že si můžeme sami
určit, jaký druh reproduktorů pro který kanál použít. Lze si například zvolit,
že basové frekvence budeme skutečně přenášet pomocí subwooferu (basového
reproduktoru) nebo, nejsme-li nároční, že je přesměrujeme do hlavních tří nebo
všech pěti kanálů a subwoofer nepoužijeme vůbec.
Basy postranních surround reproduktorů lze vyzařovat subwooferem a použít na
jejich místě reproduktory s omezeným frekvenčním pásmem (které jsme předtím
používali s méně dokonalým Dolby Surround systémem). Stejně tak lze subwooferem
vyzařovat celé basové pásmo a pro hlavních pět kanálů použít satelity (tzn.
bedny, které vyzařují horní část frekvenčního spektra). A pro nejnáročnější
existuje samozřejmě i opačný případ pro každý kanál použijeme samostatný
subwoofer.
Slovo na závěr
Dodejme, že pod oním výše uvedeným médiem využívajícím tuto technologii si
netřeba nutně představovat pouze takové, které slouží k záznamu zvuku nebo
zmíněné hry. Vedle rostoucího počtu hudebních CD, videonahrávek (kazet, disků)
s tímto kódováním mezi ně patří také televizní vysílání jak filmů, tak i
pravidelných pořadů. Seznam her a filmů kódovaných technologií Dolby naleznete
(kromě dalších užitečných informací) přímo na stránkách www.dolby.
com.
Je pravda, že v době, kdy pojmy DVD a Dolby jsou téměř synonyma (i když se
samozřejmě nejedná o jedinou technologii), by se dalo říci, že zmiňované domácí
kino v naší republice stále ještě nezískalo příliš velkou popularitu a
masovější rozšíření. A to i přes skutečnost, že většina těch, kdo se alespoň
trochu zajímají o nové technologické trendy, se již velmi kladně a s nadšením
staví k technologii DVD. Může to být otázkou zbytnosti a nezbytnosti, tedy
ekonomických důvodů. Na druhou stranu může jít i o efekt psychologického
charakteru, neboť divákovi obvykle tak nějak podvědomě vždy vadí více
nekvalitní obraz nežli zvuk.
9 3576 / wep









Komentáře
K tomuto článku není připojena žádná diskuze, nebo byla zakázána.