Cyfra w świecie winylu
Koń trojański czy konieczność?

Gramofon TechDAS Air Force One w teście „High Fidelity” – analog w najczystszej formie

ako ludzie jesteśmy skłonni przyjmować technologie wśród których żyjemy jako nam współczesne. To znaczy są nam współczesne w tym sensie, że nam towarzyszą, ale też chętnie przyjmujemy, że są one „nowe”. Tym razem myślę o technice cyfrowego kodowania dźwięku. Zanurzeni w zerach i jedynkach zdajemy się nie pamiętać, że to technika mająca niewiele mniej niż sto lat. Byłaby więc niewiele młodsza niż coś, co przez lata przez środki przekazu z głównego nurtu uważane było za retro wspomnienie – od płyty winylowej.

Zrządzeniem losu, dzięki modzie, DJ-om, przez załamanie rynku sprzedaży innych nośników fizycznych – powodów jest zapewne więcej, wśród nich należałoby dodać uparte podtrzymywanie produkcji płyt LP przez audiofilskich specjalistów – nośnik ten jest obecnie modny, obecny na ustach celebrytów i dzieciaków. W zeszłym roku w wielu krajach, m.in. Wielkiej Brytanii, sprzedaż czarnych płyt była większa niż płyt CD. To wciąż zaledwie ułamek tego, co dzieje się w sieci, tj. streamowanych, kupowanych i wymienianych plików cyfrowych. Mimo to, jeśli chodzi o wpływ na wyobraźnię, winyl rządzi.

W drugiej dekadzie XXI wieku meloman, fan – jakkolwiek nas nazwać – ma więc do wyboru trzy główne typy nośników: pliki (zarówno w formie streamingu, jak i odtwarzane z pamięci lokalnej), płyty CD oraz LP. Szczególnie ciekawy wydaje mi się przypadek tych ostatnich. Kojarzone automatycznie z „analogiem” są współcześnie czymś innym niż były jeszcze na początku lat 70. Bo czy naprawdę „winyl” automatycznie równa się „analog”? – To chyba jasne, że tak nie jest. Większość tłoczonych współcześnie płyt LP powstaje bowiem z cyfrowych plików.

Analog, czyli co?

Płyta Long Play i 7” singiel 45 rpm są nośnikami analogowymi. Oznacza to, że sygnał zapisany jest na nich w ciągły sposób, „analogiczny” do sygnału źródłowego. W podobny sposób działają magnetofony analogowe – zarówno szpulowe (reel-to-reel), jak i kasetowe (Compact Cassette). Przed nacięciem acetatu, będącego pierwszym krokiem w produkcji krążka LP, sygnał nie musi być jednak analogowy, może mieć także postać cyfrową. Sygnał tego typu tuż przed podaniem do maszyny nacinającej acetat (cutting lathe) zamieniany jest na analogowy w przetworniku cyfrowo-analogowym, czyli tak jak w dowolnym odtwarzaczu CD czy plików.

Dirk Sommer, naczelny magazynu hifiststement.net, ale również wydawca – w ramach swojej wytwórni Sommelier Du Son wydaje wyłącznie „czyste” analogowe nagrania AAA. Zdjęcie wykonane w czasie spotkania Krakowskiego Towarzystwa Sonicznego #94, Kraków 2014

W taki sposób tłoczy się znakomitą większość obecnie sprzedawanych płyt. Niema wszystkie współczesne wydawnictwa zostały zarejestrowane w technice cyfrowej, tak zmiksowane i zmasterowane. Powstały z myślą o streamingu i sprzedaży w postaci plików, w coraz mniejszym stopniu na potrzeby płyt CD (o SACD nawet nie wspominam). Czym więc jest współcześnie płyta winylowa? Jak się wydaje to swego rodzaju hybryda, która nie jest tożsama z winylem sprzed 1971 roku. Kupując wydanie Music on Vinyl, Back to Black czy dowolnego innego dużego wydawnictwa możemy być niemal na 100% pewni, że dostajemy analogową reprezentację cyfrowego pliku; w Polsce będą to Polskie Nagrania, a z „maluchów” GAD Records.

Powody tego stanu rzeczy są proste i wcale nie jest ich znowu tak wiele: to przede wszystkim przejście niemal wszystkich studiów nagraniowych na technikę cyfrową (w Polsce analogowe są np. OBUH Records i Custom 34), a po drugiej stronie wygoda, jaką daje to tłoczniom płyt. Taśma analogowa niesie ze sobą sporo pracy. Cyfrowy sygnał pozwala na zautomatyzowanie i często zoptymalizowanie pracy głowicy nacinającej. Poza tym, komu chciałoby się bawić w przesyłanie taśm, w ich przewijanie (magazynowane są w ten sposób, ze są przewinięte w odwrotną stronę, co zmniejsza przekopiowanie sygnału z jednej warstwy na drugą), a potem w precyzyjne nacinanie acetatu…

Box The Doors wydany przez firmę Rhino zawierał krążki wytłoczone z materiału cyfrowego 24/192 (2007)

Możemy się zżymać i pomstować na ten stan rzeczy – i dobrze, ostatecznie jesteśmy perfekcjonistami. Producenci i realizatorzy zwracają jednak uwagę na zalety, jakie dostajemy kupując winyl nacięty z pliku zamiast słuchać płyty CD czy pliku w tej jakości (o mp3 nie mówiąc). Na przykład – rozdzielczość. Współcześnie nacina się acetat z plików wysokiej rozdzielczości, najczęściej 24/48 i 24/96, ale często – np. box The Doors wydany przez Rhino – 24/192 (więcej o tym projekcie TUTAJ). Wytwórnie japońskie z kolei korzystają często z cyfrowych plików DSD, przede wszystkim w przypadku nagrań muzyki klasycznej i jazzowej. W Europie tego typu płyty, ale raczej jako ciekawostkę, wytłoczyła firma Stockfisch. W ten sposób dostajemy analogową reprezentację pliku hi-res.

Po drugie, wydania winylowe przez lata, często do dziś, uważane były za fanaberię, nic nieznaczący dodatek do głównej oferty, tj. płyt CD i plików. Przy ich masteringu nie kompresowano więc sygnału i nie korygowano pasma tak, aby płyta dobrze brzmiała na małych słuchawkach dousznych, co wciąż jest powszechne. Masteringowiec miał często wolną rękę, nie było nacisków ze strony producenta czy wytwórni, co znaczy, że dźwięk na płycie winylowej, chociaż teoretycznie to ten sam materiał, co na nośnikach cyfrowych, jest lepszy, bardziej dynamiczny, z lepszą barwą. nie zawsze, ale często. Niekiedy jest jeszcze inaczej. Jacek Gawłowski, dla przykładu, opowiadał mi kiedyś, że wydawnictwo Agi Zaryan zdecydowało o tym, że winylowa wersja jej płyty Remembering Nina & Abbey ma mieć jaśniejszą barwę, jej brzmienie ma być szybsze i bardziej bezpośrednie niż na płycie CD. Dołożyło w ten sposób do równania wymiar artystyczny – to ostatecznie dwie różne wersje tego samego materiału.

Cyfrowy analog

Jednym z najlepszych wydawców płyt LP jest współcześnie holenderska firma Music on Vinyl. Tłoczy ona płyty wyłącznie z plików cyfrowych – na zdjęciu jej wydanie (po prawej) i wydanie AAA firmy Audio Fidelity.

Jak by nie było, płyty winylowe nacięte z pliku cyfrowego nie brzmią tak samo, jak nacięte z taśmy analogowej. Wśród kolekcjonerów istnieje konsensus mówiący, że liczą się wyłącznie pierwsze wydania i to najlepiej te z analogowych źródeł. Problemem współczesnego melomana jest jednak dostępność, cena oraz stan techniczny tego typu wydań. Wszystkie te trzy elementy są ze sobą powiązane i wpływają na cenę płyt, która może sięgać kilku tysięcy dolarów, a w przypadku szczególnie rzadkich krążków znacznie więcej. Nie każdego będzie więc na taki wydatek stać.

A co z nagraniami, które powstały w formie cyfrowej, czyli niemal 100% płyt wydanych po – powiedzmy 1995 roku? Cóż, te z definicji są „hybrydami” o których mówiłem wcześniej (nie mylmy ich hybrydowymi płytami SACD/CD), tj. źródłem jest sygnał cyfrowy, a nośnikiem, z którego odtwarzamy muzykę płyta winylowa. Nagrania tego typu są zazwyczaj rzez kolekcjonerów, część melomanów i audiofilów lekceważona i uważana za „drugi sort”. Często niesłusznie. Paradoksalnie bowiem, cyfrowa rejestracja dźwięku zapoczątkowana była przez fanatyków audio, chcących obejść ograniczenia – tak je wówczas widziano – magnetofonów analogowych, jak niską dynamikę (ok. 70 dB), nieliniowość, zniekształcenia, a przede wszystkim szumy itd.

O tym, jak mocno wierzono w to, że wyeliminowanie tych problemów jest kluczem do poprawy dźwięku niech świadczy wspomnienie Jerry’ego Brucka, inżyniera dźwięku, opisującego sesję z lata 1976 roku, z Santa Fe Opera wykonującą The Mother of Us All do muzyki Virgila Thomsona, z tekstem Gertrudy Stein. Był to pierwszy raz, kiedy w USA zarejestrowano materiał muzyczny w formacie cyfrowym PCM:

Przed właściwą sesją skontaktował się ze mną Tom Stockham (Dr Thomas G. Stockham, Jr. – przyp. red.) i zapytał, czy wyrażę zgodę na to, żeby przyniósł prototyp rejestratora cyfrowego Soundstream i rejestrował dźwięk równolegle z moim (analogowym – przyp. red.) nagraniem. Od razu się zgodziłem, a Tom ze swoim asystentem zainstalowali się w pokoju w (Santa Fe) Armory, gdzie wysłałem sygnał z mojej wielokanałowej konsoli mikserskiej.

O tym, że mam do czynienia z czymś innym dowiedziałem się, kiedy Tom wywołał mnie przez interkom i powiedział, że w sygnale, który mu wysyłamy zauważył przydźwięk. Zdziwiony włączyłem nasze monitory (odsłuchowe), ale niczego nie usłyszałem. Zapytałem go więc, o jakim poziomie mówimy. Tom sprawdził to i odpowiedział: „To około minus osiemdziesięciu decybeli”. Jajć! W tych czasach najlepsze magnetofony szpulowe z systemami redukcji szumów charakteryzowały się dynamiką na poziomie 70 dB, tak więc (w przypadku magnetofonu analogowego) przydźwięk przy -80 dB był całkowicie „schowany” w szumie.

za: Thomas Fine, The Dawn of Commercial Digital Recording, „ARSC Journal”, Volume 39, No. 1, Spring 2008, s. 5

Po latach wiemy, że nie wszystko było tak różowe i techniczne aspekty tak rejestrowanego sygnału były lepsze niż wskazywały na to odsłuchy. Mimo to świat był już na najlepszej drodze do nagrań cyfrowych.

Pionierzy

Nie był to jednak debiut tej technologii. Cyfrowy system Pulse Code Modulation został wynaleziony w latach 30. w amerykańskich laboratoriach Bell Labs. W czasie II wojny światowej wykorzystano go do kodowania transmisji idących kablem po dnie Atlantyku łączących Wielką Brytanię i USA. System, opracowany w Bell Labs, nosił nazwę SYGSALY i został wdrożony do użytku w 1943 roku. Na przełożenie tych osiągnięć na język muzyki trzeba było czekać aż do 1967 roku i aby to obserwować musimy się przenieść do Japonii.

To tam inżynierowie Technical Research Laboratory narodowej sieci telewizyjno-radiowej NHK opracowali działający prototyp rejestratora cyfrowego PCM, a w 1969 roku mieli działający, dwukanałowy rekorder. System pracował z częstotliwością próbkowania 32 kHz i słowami o długości 13 bitów. Do zapisu sygnału wykorzystano szpulową taśmę wizyjną. Pomysł ten, tj. użycie wizyjnego rejestratora ze specjalnym adapterem przetrwał aż do połowy lat 90., a najbardziej znanym systemem był U-matic (modele 1600/1610/1630), opracowany przez firmę Sony, korzystający z ¾” taśmy VCR.

Pierwsza płyta LP z materiałem zarejestrowanym cyfrowo, Steve Marcus + Jiro Inagaki & Soul Media Something z 1971 roku

Pierwszą firmą, która zainteresowała się tym wynalazkiem na serio był Nippon Columbia, znany nam jako Denon. To szczególny przypadek autentycznej potrzeby minimalizacji zniekształceń i dotarcia jak najbliżej wydarzenia na żywo. Nie kto inny, jak Denon był przecież pionierem w rejestracjach direct-to-disc. Inżynierowie tej firmy w cyfrowej rejestracji dostrzegli potencjał w rejestracji PCM i już w 1969 roku wypożyczyli prototyp stereofonicznego rekordera NHK. W ciągu dwóch lat przeprowadzili próbne rejestracje i zaproponowali istotne ulepszenia.

I to właśnie Denon jest autorem dwóch pierwszego, dostępnego komercyjnie nagrania cyfrowego PCM, wydanego na płycie LP: Something Steve Marcus + Jiro Inagaki & Soul Media, które ukazało się w styczniu 1971 roku (Nippon Columbia NCB-7003). Na podstawie tych doświadczeń Denon opracował własny konwerter pozwalający zapisać sygnał PCM na taśmie wideo (w obszarach odpowiedzialnych za czerń i biel). Ośmiokanałowy system DN-023 próbkowany był z częstotliwością 47,25 kHz, a długość słowa wynosiła 13 bitów. System korzystał z 4-głowicowego rejestratora wideo firmy Hitachi.

Reszta świata potrzebowała więcej czasu na rozwinięcie swoich rekorderów. Opracowany przez Soundstream system nagrywania został wykorzystany przez – wówczas – niewielką firmę Telarc, która jako pierwsza w USA, w 1978 roku wydała płytę LP z sygnałem zarejestrowanym cyfrowo, Stravinsky: Firebird & Borodin: Polovtsian Dances w wyk. Atlanta Symphony and Chorus pod dyr. Roberta Shawa (Telarc 80039). Poprawiony system dr. Stockhama oferował osiem kanałów 16-bitowego nagrania o częstotliwości próbkowania 50 kHz.

Pierwsze nagranie cyfrowe, choć jeszcze wydane na analogu, które otrzymało nagrodę Grammy (1979) – płyta Appalachian Spring Coplanda

O ile jednak pierwsze rejestratory cyfrowe Nippon Columbia, jak również system Soundstream były stereofoniczne, a więc ograniczone do rejestracji klasyki i jazzu, o tyle amerykański gigant 3M postawił na nagrania wielościeżkowe, w rejestracji analogowej od lat będące podstawą w produkcji nagrań rockowych. Początkowo jednak był to rejestrator stereofoniczny ochrzczony przez inżynierów Studio80 „Herbie” (od właściciela Herba Pilhofera), użyty do rejestracji (jako backup) Appalachian Spring Coplanda w 1978 roku. Z nie do końca jasnego powodu na płytę ostatecznie trafiła wersja cyfrowa. W 1979 roku krążek zdobył nagrodę Grammy i było to pierwsze cyfrowe nagranie, które otrzymało tę nagrodę.

Bit po bicie

System 3M korzystał z rejestratora wideo i 1” taśmy o prędkości 45 cali/sekundę. Częstotliwość próbkowania wynosiła 50 kHz, podobnie jak drugiej, udoskonalonej wersji systemu Soundstream, a słowa miały długość 16 bitów. W tym samym kierunku, tj. podniesieniu liczby bitów szły w tym czasie wysiłki inżynierów Denona, którzy wraz z systemem DN-034R (1978 rok) mieli w ręku ośmiościeżkowy rejestrator o częstotliwości próbkowania 47,25 kHz i długości słowa 14 bitów, co wraz z preemfazą dawało ekwiwalent rozdzielczości 15,5 bita. O tym, ze była to droga rozwoju, która pójdą inni, przekonywał system opracowany przez firmę Decca. Inżynierowie firmy w 1978 roku zaprezentowali zmodyfikowany rejestrator IVC, z 2” taśmą wideo, ze skonstruowaną przez siebie elektroniką. System charakteryzował się rozdzielczością 18 bitów i częstotliwością próbkowania 48 kHz.

Z dzisiejszego punktu widzenia rozdzielczość i częstotliwość próbkowania wszystkich tych rejestratorów – NHK, Denona, Soundstream/Telarc, 3M i Decca – jest śmiechu warta. Nawet przecież płyty CD (przypomnę: 16 bitów, 44,1 kHz) w późniejszym okresie korzystały z nagrań 18, 20, a wreszcie 24-bitowych, a dzisiejsza pogoń producentów przetworników D/A dobija do sygnału 2 x DXD (768 kHz/32 bity) i Quad DSD, czyli 12 MHz. Jeśli jednak mieliście państwo z kontakt z płytami LP wydanymi przez wspomniane wytwórnie w latach 70. i 80., to zrozumiecie, co mam na myśli mówiąc, że nigdy później płyty LP przygotowane z nagrań cyfrowych nie brzmiały już tak dobrze.

Choć materiał na płytę Yuri Tashiro Piano Trio, Eiji Arai & The Beat Sounds Digital Explosion zarejestrowano z 14 bitowym sygnałem, to jej dźwięk jest wybitny!

Pamiętacie państwo prezentację przygotowaną na wystawę Audio Video Show 2016 przez firmę Nautilus, a konkretnie Grześka Wykę? Nieprzypadkowo siedziałem tam dłużej niż gdziekolwiek indziej, co skończyło się przyznaniem jej przez naszą redakcję wyróżnienia Best Sound • Audio Video Show 2016. Grzesiek puścił wówczas płytę LP Yuri Tashiro Piano Trio, Eiji Arai & The Beat Sounds, Digital Explosion (East World EWJ-80181, 1980). Materiał na ten krążek został zarejestrowany cyfrowo za pomocą systemy cyfrowego Optonica z 1979 roku.

Optonica to używana wówczas przez firmę Sharp marka, pod którą oferował urządzenia konsumenckie audio. Ale logo to znalazło się również na opracowanym przez tę firmę rekorderze RX-1 (PCM Digital Audio Adaptor). Podobnie jak wszystkie inne – poza Soundstream – systemy nagrywania cyfrowego w tamtych czasach, tak i ten opierał się na transporcie wideo oraz opracowanym do niego konwerterze PCM. W odróżnieniu od innych producentów, którzy sięgnęli po znakomite, ale bardzo duże rekordery szpulowe, Optonica mogła współpracować z dowolnym rekorderem kasetowym. RX-1 oferowała nagranie o częstotliwości próbkowania 44,056 kHz i długości słowa 14 bitów. Gwarantowało to dynamikę 90 dB przy zniekształceniach 0,03%.

Analog po cyfrze

Pomimo że sygnał zarejestrowano na półprofesjonalnym rekorderze wideo, mimo że do dyspozycji było tylko 14 bitów, że przetworniki A/D były absolutnie prymitywne, płyta Digital Explosion brzmi wybitnie. Można wskazać problemy z rozdzielczością wysokich tonów, ale tylko jeśli porównamy ją do najlepszych nagrań analogowych, np. Three Blind Mice. Ale już dynamika, zejście basu i ogólne „zejście się” wszystkich elementów w realne wydarzenie muzyczne stawiają ją w szczególnym miejscu. Jeżeliby tak miały brzmieć współcześnie wydawane płyty LP z premierowym materiałem, nie miałbym nic przeciwko temu.

Rzeczywistość jest jednak inna – większość wydawanych obecnie czarnych krążków brzmi co najwyżej poprawnie. Dlaczego? Żeby odpowiedzieć na to pytanie trzeba cofnąć się do początków nagrań cyfrowych. Pamiętają państwo co mówiłem o tym, kto budował rekordery i później z nich korzystał? – Obsesjonaci, mający na punkcie jakości dźwięku pozytywnego szmergla. Inżynierowie, którzy poświęcili swój talent na coś, co im się wydawało ważne, tj. zminimalizowanie problemów współczesnych im nagrań. Korzystano też z najwyższej jakości urządzeń, pod każdym względem dopieszczonych, w tym potężnych rekorderów szpulowych. No i sztuka nacinania acetatu dla płyt LP stała wówczas na niezwykle wysokim poziomie.

Podstawą dobrego tłoczenia jest wysokiej klasy sygnał. Ale równie ważne jest odpowiednie nacięcie acetatu, a w tym pomagają próbne tłoczenia – na zdjęciu test pressing do płyty AIDAN BAKER & IDKLANG In The Red Room, wydanej przez KarlRecords (KR021); recenzja TUTAJ

Dzisiaj sytuacja jest zgoła odmienna. Płyty winylowe są dla dużych wytwórni swego rodzaju „folklorem”, czasową moda, na której warto zarobić. I dobrze, nie mam nic przeciwko zarabianiu, bez tego nie mielibyśmy niczego. Problemem jest podejście do tematu. Krótko mówiąc, duża część nowych wydawnictw powstaje bez żadnej wiedzy o specyfice winylu. Często korzysta się z plików o jakości CD, a czasem nawet plików mp3 konwertowanych w tłoczni do jakości CD. Taka płyta jest kompletnie bez sensu.

Rok 1972 i system Denona z konwerterem DN-023R, służący do rejestracji sygnału PCM - z prawej strony rejestrator wideo

Nawet jednak, jeśli wytwórnia wysyła do tłoczni plik wysokiej rozdzielczości, to i tak nie ma kontroli nad nacięciem acetatu. Większość firm nie zamawia nawet próbnych tłoczeń, uważając, że to strata pieniędzy. Tym większy szacunek należy się tym, którzy to robią, a jeśli są tak maleńcy, jak KarlRecords, a mimo to wykonują dwa, czasem trzy próbne tłoczenia, kłaniam się im nisko do samej ziemi!

Audio Video Show 2017 – zaproszenie na warsztaty

Widać więc – mam taką nadzieję – że płyta winylowa wytłoczona z nośnika cyfrowego nie jest zawsze tym samym. Znamy nagrania tego typu, które zawstydzają tłoczenia AAA, ale mimo to trzeba jasno powiedzieć, że większość jest „wydmuszką”.

Już teraz chciałbym więc zaprosić państwa na warsztaty, jakie wraz z Krakowskim Towarzystwem Sonicznym poprowadzę w czasie wystawy Audio Video Show 2017. Jest jeszcze sporo czasu, ale może już teraz zarezerwujecie sobie godzinę na spotkanie z nami i wspólne wysłuchanie różnych płyt z sygnałem rejestrowanym cyfrowo, porównanie współczesnych remasterów cyfrowych i analogowych, wysłuchanie topowych tłoczeń AAA. Warsztaty przygotowujemy z firmami Nautilus oraz Ayon Audio. W pokazach będę współpracował z Gerhardem Hirtem, członkiem Krakowskiego Towarzystwa Sonicznego.

To w jeden wieczór, a w drugim chciałem z państwem porozmawiać o tym, dlaczego materiał, który wychodzi ze studia masteringowego zmienia się podczas tłoczenia płyty CD i co robią z tym firmy, aby zapobiec jego degradacji. Porównamy płyty Master CD-R z regularnymi płytami CD, zobaczymy, co dają japońskie „wynalazki” w rodzaju Platinum SHM-CD i BSCD2. Zapraszam wszystkich serdecznie!

WOJCIECH PACUŁA
Redaktor naczelny