Сердечно приветствую всех любителей кассетных магнитофонов! Как я уже писал, аудио-CD в своё время практически обошли меня стороной. Сейчас, выбирая себе «взрослый» CD-проигрыватель, я потихоньку стараюсь восполнить матчасть. И вот в процессе этого ликбеза я столкнулся со старой, и даже уже устаревшей, технологией, о которой ранее ничего не слышал. Название технологии вынесено в заголовок. Таким образом понятно, что в сегодняшней заметке речь пойдёт о технологии предыскажений, или, для кого-то в более привычном понимании, об Emphasis’е.
Для тех, кто, также как и я, не был в курсе что это за технология такая, приведу вкратце то, что мне удалось накопать.
Итак, Emphasis (акцент или предыскажение) — это технология, используемая при записи аудио-CD для улучшения качества звука, особенно в высокочастотном диапазоне. Она применяется для компенсации возможных потерь и искажений, которые могут возникать при воспроизведении звука.
Как это работает:
1. При записи: Высокочастотные компоненты звука искусственно усиливаются (подчеркиваются) перед записью на CD. Это называется предыскажением (pre-emphasis).
2. При воспроизведении: Во время воспроизведения CD-плеер или другая воспроизводящая система автоматически снижает уровень высоких частот, используя деэмфазис (de-emphasis). Это возвращает звук к его исходному балансу, одновременно уменьшая шумы и искажения, которые могли возникнуть при записи или воспроизведении.
Для чего используется:
- Улучшение отношения сигнал/шум: Высокочастотные шумы, которые могут возникать при аналоговой записи или цифровой обработке, подавляются.
- Компенсация ограничений оборудования: Ранние CD-плееры и записывающие устройства могли иметь ограничения в точности воспроизведения высоких частот. Emphasis помогал минимизировать эти проблемы.
- Сохранение качества звука: Особенно полезно для записей с большим количеством высокочастотных деталей (например, классическая музыка или записи с высоким динамическим диапазоном).
Современное использование:
С развитием цифровых технологий и улучшением качества записи и воспроизведения, Emphasis стал использоваться реже. Большинство современных CD записываются без предыскажения, так как современное оборудование обеспечивает высокое качество звука без дополнительной обработки.
Мне всё это напомнило систему шумопонижения Dolby – там тоже перед записью вносятся коррективы в частотную характеристику звука, а при воспроизведении всё восстанавливается обратно, нивелируя при этом шум плёнки. Но в случае с Dolby принятие решения о том, нажимать кнопку Dolby NR или нет, полностью ложится на пользователе, так как только пользователь знает применялась ли данная технология в процессе записи кассеты. А вот что касается Emphasis, то тут всё полностью автоматизировано. Данные о том, применялся ли фильтр pre-emphasis для конкретного трека хранится в TOC (Table of Contents) - служебной области диска. Современные CD-плееры автоматически распознают наличие Emphasis и применяют de-emphasis при воспроизведении. Всё это происходит автоматически и незаметно для пользователя. А так как всё это прописано в международном стандарте хранения оцифрованного звука (Red Book), то устройства, имеющие на борту логотип Compact Disk Digital Audio, обязаны корректно обрабатывать предыскажения.
Некоторые CD-проигрыватели имеют специальный индикатор, который показывает, что воспроизводимый трек записан с предыскажением.
С проигрывателем, который сам всё считал, декодировал и выдал на выход аналог, вроде всё понятно. А что происходит, если, как в моём случае, использовать внешний ЦАП? На каком этапе должен накладываться фильтр de-emphasis? Выяснилось, что всё это должно происходить непосредственно в ЦАП’е. То есть CD-транспорт считывает трек и информацию о нём, и далее по цифровому интерфейсу передаёт сырые данные и указывает, что к этим данным далее должен быть применён de-emphasis. А дальше уже дело за ЦАП’ом. Некоторые внешние ЦАП’ы также имеют индикатор Emphasis:
Вот так оно всё должно работать. Но это в теории. А на практике бывают и исключения. Как выяснилось, некоторые аппараты, особенно из современных, начисто игнорируют Emphasis. А в случае, например, с проигрывателем MoonDrop DiscDream 2 вообще всё плохо – он всегда жёстко шлёт информацию о включенном pre-emphasis. Можете себе представить, какое будет качество воспроизведения на записях без pre-emphasis, на которые ЦАП будет накладывать фильтр de-emphasis.
Кроме того, информация о том, что треки были записаны с предварительными искажениями, может потеряться при неправильном копировании аудио-CD. В результате такая копия будет звучать иначе, чем оригинальный диск, так как из-за утерянной информации проигрыватель не наложит на запись необходимый фильтр de-emphasis. Или, например, если вы скопируете треки с такого диска себе на компьютер, то без дополнительной обработки они также будут звучать с искажениями.
В общем, на мой взгляд, хорошо, что всё это в прошлом и что такие диски сейчас это большая редкость!
Однако несмотря на то, что таких дисков у меня нет и, скорее всего, не предвидится, мне всё же стало любопытно, а сможет ли правильно проигрывать моя текущая связка диски, записанные с pre-emphasis? А как это узнаешь, если у меня нет ни таких дисков, ни какой-либо индикации на этот счёт?
Для начала я попытался выяснить, а смогу ли я вообще самостоятельно записать диск с метками pre-emphasis? А то вдруг, это нечто типа защиты от копирования, и эти метки можно записывать только в заводских условиях? Оказалось, что в этом плане всё хорошо, и вся информация о pre-emphasis прекрасно пишется той же программой ImgBurn, которой я пользуюсь. Для этого в файле CUE с описанием структуры аудио-CD после номера трека стоять строка FLAGS PRE. Я порылся в своих образах и не нашёл ни одного с таким флагом! Тогда я полез в Интернет за образом диска с фотографии, которую я привёл выше – Dire Straits. Нашёл его и убедился, что там действительно выставлен этот флаг. Но только в немецком издании! А на точно таком же диске, но изданном в США, такого флага уже нет. Любопытно…
Ну ОК. Записал я этот диск, а чем проверить-то, записался этот флаг или нет? А проверить можно, например, популярной программой Exact Audio Copy. Под это отведена последняя колонка в главном окне с информацией о текущем диске.
Далее я решил посмотреть, что с моим АЦП, он вообще что-то про pre-emphasis знает? Индикаторов на нём никаких нет, конечно. В спецификации никаких упоминания про emphasis тоже нет. Полез смотреть что за чип там используется, и выяснил, что это MS8412. В DataSheet на эта этот чип на блок-схеме я нашёл интересующую меня информацию:
Что ж, похоже, что мой АЦП должен корректно понимать, что делать, если ему на вход придёт музыка в предыскажением. Но знает ли что-нибудь об Emphasis мой DVD-проигрыватель? Никакой информации на этот счёт нет. А на самом аппарате даже значка Compact Disk Digital Audio не стоит, который хотя бы косвенно мог свидетельствовать, что аппарат поддерживает стандарты Red Book.
В общем, чтобы понять правильно работает моя связка или нет нужны эксперименты и тесты.
Зная, что теперь я могу записывать диски с pre-emphasis, я решил поискать, а нет ли каких-нибудь тестовых CD, записав и послушав которые, можно будет сделать вывод о том, что с воспроизведением такого контента у меня полный порядок. К сожалению, мне попадались только вариант, где были вперемешку записаны тестовые файлы с pre-emphasis и без, но это в моём случае не давало ничего.
Тогда мне в голову пришла шальная мысль сделать такой диск самостоятельно. Например, взять некий музыкальный файл, самому наложить на него фильтр pre-emphasis, выставить соответствующий флаг в TOC, а рядом записать его же без всяких фильтров и флагов. И по идее, если всё в моей системе работает корректно, то оба файла будут звучать одинаково.
Начал искать как самому наложить фильтр pre-emphasis. И ничего толкового не нашёл. Людей в основном интересует обратная процедура - как файлы с pre-emphasis, сграбленные с соответствующего диска, привести к нормальному звучанию.
В общем, что-то я там безуспешно экспериментировал, а потом до меня дошло. А для чего мне вообще фильтр накладывать-то? Можно же просто один и тот же файл записать с флагом и без него. Если всё работает должным образом, то один и тот же файл будет звучать по-разному. А если флаг игнорируется, теряется где-то по пути или не работает фильтр, то звучание обоих треков будет идентичным.
Открываю ImgBurn, иду в Tools – Create CUE File… и закидываю туда дважды один и тот же музыкальный файл:
По нажатию на Quick OK создаю и сохраняю CUE-файл. Теперь его нужно открыть в текстовом редакторе и после второго трека добавить строчку FLAGS PRE:
Теперь с помощью той же программы ImgBurn записываю аудио-CD, воспользовавшись подготовленным CUE-файлом. Убеждаюсь в EAC, что всё записалось именно так, как мне требовалось:
Вставляю диск в проигрыватель и тестирую, включая попеременно то первый, то второй трек. Ура! Успех! Второй трек звучит ощутимо глуше первого. Для чистоты эксперимента пригласил послушать жену. Она тоже подтвердила, что разница есть, и что второй трек играет хуже.
Что ж, оказалось, что мои проигрыватель и ЦАП хорошо понимают друг друга и поддерживают те функции, которые должны поддерживать. В случае, если бы оба трека у меня воспроизводились одинаково, то сбой мог быть на любом этапе и потребовались бы дополнительные эксперименты с другими аппаратами. Но, к моему счастью, мне этого не понадобилось. Галочка выставлена, душевное спокойствие восстановлено. Чего и всем вам желаю! 😉
А что вы думаете об этой технологии? Есть ли у вас такие диски?
P.S. Большой список фирменных дисков, записанных с pre-emphasis, вы можете найти здесь.