24-bit Crystalizer
После справедливых упрёков в адрес рекламы 24-битных карт предыдущего поколения, касающихся ненужности 24 бит для прослушивания 16-битных CD и MP3 (обычно составляющих 99,9% среди цифровых записей современного меломана), маркетологи Creative в срочном порядке изобрели технологию, использующую 24 бит в реальной жизни. Встречайте 24-bit Crystalizer!
Прежде чем ознакомиться с технологией на деле, я прочитал и услышал рекордное число псевдонаучной белиберды и откровенных небылиц.
Самую забавную фразу я прочел на сайте Creative, где приписывали технологии воссоздание из MP3 фонограммы качеством выше, чем было в оригинале на CD, ещё до сжатия в MP3. Эта фраза воистину изобретение маркетологов, которые имеют какое-то своё, альтернативное представления о качестве.
Технология преподносится под соусом расширения динамического диапазона 16-битных записей до диапазона 24 бит, за счёт некоего интеллектуального анализа записи и возвращения ей утраченных в процессе преобразований детальности, и компенсации компромиссов, возникающих на стадии мастеринга.
На практике, менее чем через минуту после прослушивания мне стало ясно, что собой представляет Crystalizer. Технология сродни тому, что мы видели у Intel с HDA, в их комплектном софте Intel Audio Studio.
Действительно, с фонограммой производят ремастеринг с помощью "широко известного в узких кругах" мастерингового плагина, под названием "многополосный компрессор". Чтобы на 100% убедиться в своей правоте, я сравнил работу Crystalizer с тремя мастеринговыми многополосными компрессорами: Waves LinMB, iZotope Ozone, Steinberg MultiBand Compressor. При включении этих плагинов характер звука меняется аналогично включению Crystalizer.
Чтобы удостовериться на все 200%, я протестировал Crystalizer нашей программой RMAA и сопоставил с результатами Waves LinMB Linear Phase MultiBand compressor (со стандартным пресетом Low-Level Enhancer — сообщаю для тех, кто захочет повторить измерения). Тесты были проведены с настройкой Crystalizer по умолчанию, в среднем положении.
Обратите внимание на эквализацию АЧХ и большие интермодуляционные искажения — по измерениям характер воздействия плагинов аналогичен. Однако на слух ситуация намного лучше. Это связано с тем, что характер музыкального сигнала отличается от тестового. Согласно психоакустике, перегрузка менее 6 мс человеком не фиксируется, а качественный компрессор не допускает длительной перегрузки, оперативно снижая уровень сигнала, что регулируется временем атаки.
Можно найти аналогию технологии Crystalizer в мире цифровой фотографии. Предположим, появляется некий плагин, который переводит JPEG, полученный сжатием из некоего качественного TIF, в формат 16-бит на цвет, затем поджимает уровни (грубо говоря, повышает яркость/контрастность) и резкость на 10-20% в некой зависимости от исходника. Готово! Получаем новый гениальный "48-bit Picturelizer", который делает JPEG лучше исходных TIF. Внимание, вопрос: в каком случае качество будет лучше? Правильно, только в случае, если JPEG обладает запасом по качеству для подобных надругательств, а устройство отображение имеет проблемы с передачей самых светлых и самых темных полутонов исходного изображения.
В звуке ситуация с MP3 и WAV примерно такая же, однако есть и разница. В мастеринговых студиях применяется весьма дорогостоящее оборудование, анализирующее исходный файл не в реальном времени, а с некоторым забеганием вперёд или даже не в один проход, с применением точности вычислений не 24 бит, а 64 бит с плавающей запятой. Далее, параметры мастеринговой компрессии должны кропотливо подстраиваться индивидуально под каждую запись на высококачественных контрольных мониторах среднего и дальнего поля. Доверять аналогичную функцию автомату в реальном времени и говорить о превосходстве над студийным результатом — самонадеянно. В финальной же стадии мастеринга проходит этап формирования психоакустического распределения шумов дизеринга (нойз-шейпинг), что на слух превращает 16-битную запись в 20-битную, так что остаётся лишь побитно переслать запись на входной интерфейс ЦАПов. Любое вмешательство в этот процесс пагубно отражается на качестве, и уж из MP3-записи первоначальную фонограмму превзойти никак не удастся, а многополосная компрессия может до неузнаваемости исказить тональный баланс и привести к перераспределению энергетики сигнала, что вызовет перегрузку на высоких или низких частотах.
Другое дело, если мы ведём разговор о посредственной бытовой акустике с ограниченным динамическим диапазоном и ущербной АЧХ, так что даже самый примитивный регулятор тембра субъективно существенно повышает комфортность восприятия. В таком случае дополнительная полосовая компрессия высоких и низких частот облегчает восприятие фонограммы через данные конкретные колонки, особенно в сочетании с умеренно поджатой исходной фонограммой, с меньшей агрессивностью (соотношение пиковой мощности к среднему значению). В этом случае итоговые искажения от обработки не превзойдут искажения воспроизводящего тракта.
Так и обстояло дело на практике. На недорогих активных стереоколонках некоторые записи субъективно звучали разборчивее, хотя и c большей агрессией. На качественной акустике (студийных мониторах и Hi-Fi колонках среднего класса) я без труда нашел несколько MP3, а также оригинальных CD, качество которых Crystalizer существенно ухудшал, так что была слышна перегрузка, либо звук делался излишне агрессивным, что приводило к быстрому утомлению от прослушивания.
При измерениях выяснилось, что кроме многополосной компрессии сигнала осуществляется поднятие уровня примерно на 3 дБ. Так что любые тихие записи будут казаться субъективно лучше даже без действия компрессора.
Таким образом, 24-bit Crystalizer пойдет на пользу обладателям недорогой акустики или бюджетных наушников, что практически автоматом означает недостаток НЧ и ВЧ, а также проблемы с детальностью СЧ. Для обладателей качественной акустики хорошая новость в том, что данная технология легко отключается.
Технология 24-bit Crystalizer вполне имеет право на жизнь, однако сама подача, с выдачей желаемого за действительное, совершенно не радует. В реальности Crystalizer не расширяет, а сужает динамический диапазон, а 24 бита действительно используются, но только для того, чтобы не накапливалась ошибка округления (это нормальная практика, ни один современный DSP не работает в том же разрешении, что и исходные данные).
СMSS-3D
Технология CMSS-3D призвана решить основную проблему молодого поколения пользователей многоканальных звуковых карт: "У меня 5.1 набор колонок. В фильмах всё классно, но в MP3 играют только 2 фронтальные колонки! А я хочу, чтобы все!!!"
Как было сказано выше, технология CMSS (Creative Multi Speaker Surround) обновлена до CMSS-3D. Используются разработки и патенты IRCAM, UC Davis, Aureal, Sensaura и Creative's Advanced Technology Center.
CMSS-3D виртуализирует источник звука любой канальности на любое устройство, таким образом, обеспечивается:
- CMSS-3DHeadphone: объемное звучание в наушниках;
- CMSS-3DVirtual: объемное звучание в стереоколонках;
- CMSS-3DSurround: конвертация стерео в многоканальный звук;
- CMSS-3DInteractive: 3D-звук из нескольких источников.
Тестирование проводилось в наушниках Sennheiser HD600. Была выявлена проблема двойного наложения эффектов виртуализации, с ухудшением эффекта объемности. Дело в том, что все музыкальные записи последних лет уже содержат в той или иной мере расширение стереопанорамы, так что результат может оказаться неожиданным.
В то же время, демонстрационный файл "The Rising of the Sun" с CD "Essential Anuna", содержащий практически сырое стерео, показал хорошие результаты, и даже превосходство над технологией DolbyHeadphones.
Помимо музыки, технология CMSS-3D может использоваться и в играх. В этом случае игра рассчитывает трехмерный звук на 5.1 колонки, а CMSS-3DHeadphone преобразует многоканальный звук в объемное звучание в наушниках.