Что нужно знать об аудиоформатах Dolby Atmos, DTS:X и Dolby Digital для звуковой панели и домашнего кинотеатра

В связи с растущим успехом Dolby Atmos и иммерсивного звука как на платформах SVOD для фильмов и сериалов, так и на платформах для потоковой передачи музыки, мы приглашаем вас оценить различные стандарты, действующие в настоящее время.

Мы объясним, как работает многоканальный звук и какие форматы поддерживают саундбары и ресиверы для домашних кинотеатров.

Что такое многоканальный звук

Многоканальный звук – это просто запись звука на несколько отдельных дорожек и его распределение на максимальное количество динамиков, расположенных вокруг или даже над слушателем.

Для обозначения его мы используем номенклатуру с цифрами, например 1.0, 2.0, 5.1 или даже 5.1.4. Первая цифра соответствует количеству горизонтальных каналов, вторая – наличию или отсутствию канала, предназначенного для низких частот, а третья – количеству каналов над слушателем.

В частности:

• 1.0: 1 фронтальный канал (моно)
• 2.0: 2 фронтальных канала (стерео)
• 2.1: 2 фронтальных канала и 1 басовый канал
• 5.1: 2 передних канала, передний центральный канал, 2 левых и правых тыловых канала и 1 басовый канал
• 5.1.4: то же, что и 5.1 с 4 вертикальными каналами

Многоканальный звук – давняя мечта звукорежиссера. Действительно, с момента изобретения пластинки гонка за звуковым погружением никогда не прекращалась, поскольку она позволяет погрузиться в самое сердце музыки. Если сегодня легко погрузиться в музыкальную атмосферу или в самое сердце действия фильма, с прикрученными к ушам наушниками и смартфоном в руке, или даже с простым саундбаром, то для этого понадобились десятилетия прогресса технологий. И мы прошли долгий путь, очень далекий...

Что такое Dolby Digital

С 1980-х годов переход с помощью компакт-дисков от аналогового к цифровому формату произвёл революцию в способе записи музыки и звука фильмов. Благодаря оцифровке место для хранения звука значительно сокращается. Кроме того, Dolby начала уделять внимание психоакустической обработке звука, чтобы исключить из звукового потока звуки, считающиеся неслышимыми, и ещё больше сократить объём необходимой памяти. Основная идея состояла в том, чтобы напечатать по краям плёнки уже не две аналоговые дорожки, а шесть цифровых каналов, которые будут передаваться на три передних динамика – один из которых отведён для диалога – два тыловых боковых динамика и один для усиления низких частот.

В 1992 году Dolby запустила Dolby Digital 5.1 с фильмом «Бэтмен: вызов», первый художественный фильм с объёмным звуком в кинотеатрах.

Давайте поговорим о цифрах. На плёнке дорожка Dolby Digital 5.1 имеет битрейт 320 Кбит/с – в 5 раз меньше, чем CD-Audio – из которых 10% соответствует данным низкочастотного канала, отсюда и название .1. С технической точки зрения этот канал .1 называется LFE (Low Frequency Effects): он, по существу, содержит частоты ниже 120 Гц.

Dolby Digital является гибким форматом, и, как только он появился в комнатах, по кабельным каналам и, более широко, с DVD-Video, его скорость была увеличена для 5.1 до 448 Кбит/с.

Фильмы в моно или стерео, доступные на DVD с 1995 года, выигрывают от дорожки в формате Dolby Digital 1.0 или 2.0 с битрейтом 192 Кбит/с, которую можно слушать в режиме объёмного звучания благодаря домашним усилителям – кинотеатрам, оснащенным Dolby Surround Pro Logic (2 эмулированных монофонических тыловых канала), затем Dolby Pro Logic II (1 центральный канал и 2 эмулированных стереоканала объёмного звучания).

Некоторое время спустя Dolby представила Dolby Digital EX на DVD-носителях с дополнительной задней центральной дорожкой (микшированной в объёмных каналах), но без особого успеха, поскольку добавление динамика за точкой прослушивания не понравилось публике.

От Dolby Digital отказались в пользу более эффективных форматов, таких как Dolby True HD и Dolby Atmos, о которых мы поговорим позже. Тем не менее, он по-прежнему используется некоторыми потоковыми платформами, тем более что его патент стал общественным достоянием в 2017 году, а его использование не требует лицензионных отчислений.

Что такое DTS

Digital Theater Sound (DTS) – это многоканальный аудиоформат, разработанный вслед за Dolby Digital, которым мы обязаны Стивену Спилбергу. Во время производства «Парка Юрского периода» режиссер хотел обеспечить более качественный объёмный звук, чем Dolby Digital. Компания DTS создаёт новую технологию сжатия (аудиокодек), называемую APT (Audio Processing Technology), которая позже станет aptX, используемой для передачи звука по Bluetooth.

Зная, что использование плёнки в качестве носителя для записи ограничивает качество звука, DTS выбирает запись на CD-Rom. Битрейт дорожки DTS 5.1 достигает 768 Кбит/с, а затем 1,536 Мбит/с, когда формат поступает на DVD-Video.

Как и Dolby Digital, DTS может содержать от 1 до 5 каналов и дорожку низкочастотного усиления LFE. Чтобы быть точным, канал LFE DTS на практике смешивается с каналами окружающего звучания. При декодировании все частоты ниже 80 Гц направляются на сабвуфер или, при его отсутствии, на основные динамики.

Какое-то время DTS даже появлялся на компакт-дисках, и поэтому некоторые музыкальные альбомы (без видео) предлагались в DTS 5.1. Для их чтения необходимо иметь проигрыватель компакт-дисков с цифровым выходом в сочетании с DTS-совместимым ресивером домашнего кинотеатра.

Как и Dolby, DTS предлагает расширенную версию своего аудиоформата под названием DTS-ES 6.1, опять же с дополнительным центральным задним каналом (микшированным с каналами окружающего звучания). И здесь добавление динамика за точкой прослушивания вряд ли будет привлекательным.

Хотя этот формат 6.1 исчезает, процессоры DTS, встроенные сегодня в ресиверы домашних кинотеатров, по-прежнему сохраняют возможность эмуляции этого шестого канала даже из программ в стереофоническом режиме благодаря постобработке окружающего звучания DTS Neo 6.

Что такое Dolby TrueHD и DTS-HD Master Audio

Появление на рынке HD-DVD, а затем дисков Blu-Ray в 2000-х годах стало революцией для изображения, которое переходит в формат высокой четкости, а затем в формат Ultra High Definition 4K. Не меньшее влияние это оказало на звук. При емкости накопителя до 50 ГБ (по сравнению с 9 ГБ на DVD) на него можно записывать звук без потерь (без потерь качества) с одной стороны, и в высоком разрешении с другой.

Кроме того, чтобы заменить Dolby Digital в середине 2000-х, Dolby запустила Dolby TrueHD, который может содержать до 16 каналов с максимальным цифровым разрешением 24 бита и 192 кГц. Переход на 24-битный формат даёт больше динамического запаса – большие промежутки между тихими и громкими звуками, а увеличенная выборка способствует более точному и плавному звучанию при декодировании.

Однако, битрейт Dolby True HD на дисках Blu-Ray ограничен 18 Мбит/с, поэтому большинство фильмов или сериалов предлагаются в формате 5.1 или 7.1 24 бит/48 кГц или даже в формате 24/96. Чтобы воспользоваться преимуществами Dolby TrueHD, вам понадобится проигрыватель Blu-ray, с одной стороны, и усилитель домашнего кинотеатра, оснащенный декодером Dolby TrueHD. Однако, Dolby добавил обратную совместимость, и каждая дорожка Dolby TrueHD имеет ядро Dolby Digital.

В ответ DTS создаёт DTS-HD Master Audio (DTS-HD MA), который имеет более или менее те же характеристики, что и его конкурент: звук 7.1 HD без потерь, с классическим ядром DTS 5.1 для обеспечения обратной совместимости со старыми материалами. Как и Dolby TrueHD, DTS-HD MA обеспечивает исключительное качество звука, соответствующее студийному миксу.

Однако будьте осторожны, учитывая относительно ограниченное пространство дисков Blu-Ray, издатели нередко предлагают только одну дорожку в формате Dolby TrueHD или DTS-HD Master Audio. Обычно это дорожка в оригинальной версии, тогда как версия на другом языке иногда ограничивается Dolby Digital или DTS.

Что такое Dolby Digital Plus (DD+)

Если Dolby TrueHD и DTS-HD MA предлагают эффектный звук с установкой домашнего кинотеатра – и отличными динамиками – но эти форматы HD совершенно не подходят для SVOD, который развивается на всех парах.

Всё очень просто, битрейт дорожки Dolby TrueHD, как минимум, в пять раз превышает пропускную способность, которую Netflix выделяет для потоковой передачи видео своих фильмов и сериалов. Потоковые платформы, которые используют Dolby Digital в течение многих лет, также требуют нового, более экономичного формата (сжатого), по крайней мере, с эквивалентным качеством, с целью экономии полосы пропускания.

Компания Dolby, продолжающая исследования в области сжатия звука – она участвовала в разработке кодека AAC, который Apple использует сегодня, – доработала кодек E-AC3 (Enhanced AC3) и с 2005 года предложила Dolby Digital Plus (DD+).

Этот новый многоканальный формат использует значительно более эффективное сжатие с потерями и может содержать до 8 каналов, включая LFE/.1 для усиления низких частот. Его диапазон битрейта также шире: от 32 Кбит/с для одного канала (1.0) до 3 Мбит/с для 7.1. На практике большинство потоковых платформ транслируют свои фильмы и сериалы в формате DD+ 5.1 со скоростью 256 Кбит/с.

Сегодня Dolby Digital Plus (DD+) доминирует в сервисах SVOD (Netflix, Amazon Prime Video, Apple TV+, HBO Max и т.д.). Он также всё более широко поддерживается телевизорами, видеоплеерами, проигрывателями Blu-ray, ресиверами домашних кинотеатров и музыкальными барами.

Dolby Digital Plus также обязан своим большим успехом совместимости с Dolby Atmos…

Что такое Dolby Atmos

Dolby Atmos – это революционный многоканальный аудиоформат во многих отношениях. Запущенный Dolby в 2012 году, он содержит от 6 до 8 звуковых дорожек (5.1/7.1) со звуковыми элементами, которые можно динамически перемещать во время воспроизведения на нескольких динамиках, некоторые из которых расположены на потолке.

Декодер Dolby Atmos может одновременно управлять более чем 100 динамиками и управлять сотней звуковых объектов в одном фильме. В кинотеатре, оборудованном для Dolby Atmos, звук идёт со всех сторон и окружает зрителей.

В домашних условиях ситуация немного иная, потому что редко можно встретить закрепленные или утопленные в потолке динамики, а уж тем более установить их десятки. Но это не проблема, потому что процессоры Dolby Atmos, встроенные в саундбары и ресиверы для домашних кинотеатров, адаптируются к количеству имеющихся динамиков или громкоговорителей.

Кроме того, производители динамикво Hi-Fi разработали новые продукты, в том числе небольшие динамики с вертикальным рассеиванием, которые можно разместить поверх существующих. Саундбары, такие как Bose Soundbar 900, LG S95QR, Samsung HW Q990B или Philips Fidelio B97, ничем не отличаются и также оснащены динамиками, обращенными к потолку.

Кроме того, если мы пренебрегаем вертикальным измерением звука, Dolby Atmos предлагает более точную циркуляцию горизонтальных звуков.

Dolby Atmos 5.1.2, 7.1.4, 9.1.4 – что это значит

Технически ядром программы Dolby Atmos является либо поток Dolby Digital Plus 5.1 или 7.1 (на потоковых платформах), либо поток Dolby TrueHD 7.1 (на дисках Blu-ray), а также метаданные для идентификации и позиционирования дополнительных звуковых объектов. Количество каналов, предназначенных для этих звуковых объектов, зависит от возможностей саундбаров и ресиверов домашнего кинотеатра.

Обозначения 5.1.x, 7.1.x или 9.1.x напрямую связаны с возможностями ресивера домашнего кинотеатра или звуковой панели, которые декодируют Dolby Atmos, но не с самим потоком Dolby Atmos, имеющим формат 5.1 или 7.1.

В версии 5.1.x x – это просто количество вертикальных каналов. Таким образом, звуковая панель 7.1.4 воспроизводит горизонтальный звук по 7 каналам, низкочастотный звук по 1 каналу и дополнительно по 4 вертикальным каналам из потока Dolby Atmos 5.1. Именно встроенные метаданные позволяют использовать все динамики и передавать звуки между ними.

В случае усилителей для домашнего кинотеатра пользователю часто предлагается указать, какой тип динамиков он подключил. Если нет потолочных динамиков, ресивер может распределить звук на большее количество горизонтальных динамиков, например, по бокам комнаты. Таким образом, дорожка в формате Dolby Atmos 5.1 может воспроизводиться на 11 динамиках на полу с большой точностью и эффектом погружения. То же самое касается звуковых панелей, оснащенных десятками преобразователей.

Dolby Atmos для музыки

В 2021 году Dolby совместно с Apple Music, Tidal и Amazon Music запустила Dolby Atmos для музыки. В студии были сделаны ремиксы на сотни альбомов и тысячи треков, от простого стерео до Dolby Atmos. Apple и Amazon решили использовать файлы DD+JOC (Dolby Digital Plus с Joint Object Coding), которые полностью совместимы со звуковыми панелями и ресиверами для домашних кинотеатров при условии, что вы используете Apple TV с Apple Music и проигрыватель Amazon Fire TV с Amazon Music. Tidal выбрала новейший формат Dolby AC4-IMS (Immersive Stereo for Mobile), который обеспечивает бинауральный стереосигнал, адаптированный для наушников.

Какое оборудование нужно для Dolby Atmos

Для фильмов, сериалов, концертов и документальных фильмов со звуком в Dolby Atmos возможно использование несколько типов оборудования. Менее громоздкое состоит из телевизора и звуковой панели, совместимых с Dolby Atmos. Если вы смотрите свои фильмы, сериалы, документальные фильмы или концерты в потоковом режиме, просто установите приложение соответствующей службы, и звук будет автоматически передаваться на звуковую панель через простой кабель HDMI.

Если вы решите заменить телевизор проектором Android TV, имейте в виду, что Dolby Atmos редко может передаваться с проектора на звуковую панель. Поэтому лучше использовать проигрыватель Blu-ray или совместимый видеопроигрыватель, подключенный непосредственно к звуковой панели, которая должна быть оснащена входами и выходами HDMI.

Для качества звука HD лучше всего вооружиться проигрывателем Blu-Ray 4K. Для более впечатляющего звукового погружения идеально сочетать сертифицированный Dolby Atmos усилитель домашнего кинотеатра с Hi-Fi динамиками того же диапазона.

Основная идея состоит в том, чтобы использовать динамики с одинаковыми преобразователями, чтобы предотвратить изменение высоты звука, переходящего от одного к другому.

Наконец, сабвуфер – это настоящий плюс, потому что он придаёт большую глубину воспроизведению, а для самых мощных моделей – физическое давление.

Что такое DTS:X – главный конкурент Dolby Atmos

Давайте закончим с DTS:X, – иммерсивным многоканальным аудиоформатом DTS, конкурирующим с Dolby Atmos.

Как и последний, DTS:X использует метаданные пространственной обработки, которые поддерживаются усилителями домашних кинотеатров и (редко) совместимыми саундбарами, чтобы получить максимальную отдачу от присутствующих динамиков. Чем больше динамиков или динамиков в саундбаре, тем лучше погружение.

DTS:X доступен только на носителях Blu-Ray в последних фильмах, сериалах или на концертах.

DTS:X на практике представляет собой дорожку в формате DTS-HD Master Audio с дополнительными метаданными пространственной обработки. Его очень высокое качество – 24 бита / 96 кГц и сжатие без потерь – делает этот формат предпочтительным для домашнего кинотеатра. Однако, он не используется стриминговыми платформами из-за слишком высокой скорости (до 25 Мбит/с).

Также здесь стоит упомянуть THX, который является не аудиоформатом, а стандартом качества, разработанным по инициативе режиссера Жоржа Лукаса. Звуковой дорожки, сертифицированной THX, не существует, только усилители и динамики, помеченные за их способность воспроизводить очень громкий звук с очень небольшими искажениями. Точно так же улучшенный аудиопроцесс IMAX – это не аудиоформат, а постобработка, применяемая к определенным дорожкам DTS: X, чтобы усилить их звуковое воздействие.

Сравните различные стандарты DOLBY И DTS

И, наконец, небольшая сводная таблица различных многоканальных аудиоформатов: