| Standard

dtwarzanie plików audio oprócz wygody i potencjalnie wyższej jakości dźwięku niż z płyty CD niesie również obietnicę związaną z czymś bardziej podstawowym – otóż obiecuje ono zerwanie z ogólnie pojętym „standardem”. Pod tym pojęciem rozumiemy najczęściej „normy określające podstawowe wymagania stawiane czemuś” (za: sjp.pwn.pl, dostęp: 21 czerwca 2018). W audio standardem nazywamy zestaw norm określających dany typ nośnika i urządzeń służących do jego odtwarzania lub sposób przesyłu sygnału.

Standardem audio, który osiągnął największy sukces jest Compact Disc

Standardem są więc: płyty LP, CD, SACD, DVD i Blu-ray, kasety magnetofonowe, Mini Disc i wiele innych, z których większość nie wyszła poza fazę wstępnej propozycji i nie stała się formatem masowym. Dzisiejsze rozumienie formatu masowego zostało ukształtowane przez dwa jego typy: płytę LP oraz Compact Disc; ten ostatni jest najbardziej rozpowszechnionym typem nośnika muzycznego w historii muzyki. Obydwa dobrze oddają ducha „standaryzacji”: nośnik ma określone rozmiary, kręci się z określoną prędkością i wykonany jest z konkretnego materiału. Najważniejsze jest jednak to, że muzyka jest na nim zapisywana w ściśle określony sposób, wymagający do jego odtworzenia kompatybilnych z nim urządzeń.

Trudno sobie przecież wyobrazić, abyśmy na gramofonie odtwarzali płytę CD, a w odtwarzaczu CD kręciła się taśma magnetofonowa, prawda? Standard jest czymś w rodzaju bezwzględnego eliminatora – dopuszcza wyłącznie elementy ze sobą kompatybilne. To ograniczenie, nie ma co do tego wątpliwości. Pozwala bowiem zmonopolizować rynek przez kilku producentów – właścicieli licencji, a także zamrozić go na czas w którym prawa licencyjne są ważne. To sztuczne sterowanie rynkiem.

Jest jednak druga strona medalu, którą powinniśmy w audio dobrze rozumieć: trwanie standardu wymaga jego ciągłego ulepszania. A mając określone ramy można się skupić na każdym jego aspekcie. To dzięki temu, że mamy standard Compact Disc byliśmy w ostatnich latach świadkami nowych rozwiązań w postaci płyt SHM-CD i HQCD, lepszych technik obróbki sygnału cyfrowego, jak również lepszego zrozumienia mechanizmów, które nim rządzą..

| Audio komputerowe

Czasem, jak w przypadku płyt HDCD i MQA CD udaje się jednak przemycić ich odmienność w „opakowaniu” innego formatu – w tym przypadku Compact Disc. Z podobnym mechanizmem mamy do czynienia w komputerowych systemach audio.

Audio bazujące na komputerze jako źródle sygnału jest znane od lat. Stosunkowo niedawno jednak zyskało status źródła high-end, głównie za sprawą połączenia technik proponowanych przez branżę komputerową z rozwiązaniami znanymi z tradycyjnego audio. Zapomina się jednak, że komputery od lat stanowią podstawę studiów nagraniowych. Używa się w nich specjalizowanych komputerów ze specjalistycznym oprogramowaniem; takie komputery nazywane są DAW – Digital Audio Workstation.

Ekran systemu Pro Tools – najczęściej stosowanej stacji roboczej audio (DAW)

DAW może służyć do wielu różnych działań – od nagrania, poprzez miksowanie, na masteringu kończąc. Często wykorzystuje się tylko jeden z tych elementów. DAW to jednak tylko część systemu, ponieważ dochodzą do tego zewnętrzne urządzenia. Do przesyłu sygnału cyfrowego pomiędzy nimi opracowano kilka standardów, znanych właściwie wyłącznie w studiach. Ich jedynym powidokiem znanym z domowego audio jest łącze zbalansowane AES/EBU.

W warunkach domowych sygnał może opuścić komputer na kilka sposobów: analogowo, zazwyczaj przez gniazdo mini-jack, cyfrowo optycznie, albo przez USB. W audio jedynym sensownym wyborem jest to ostatnie. USB (Universal Serial Bus) komputerowe złącze komunikacyjne, opracowane przez firmy Microsoft, Intel, Compaq, IBM i DEC, służące do łączenia z komputerem urządzeń peryferyjnych. Można też przesłać w ten sposób sygnał audio PCM do 32 bitów i 705,6 kHz. Paranoja antypiracka doprowadziła jednak do tego, że przez wiele lat nie dało się legalnie, w warunkach domowych, przesłać w ten sposób sygnału DSD. Aby to jakoś obejść, zaproponowano otwarty format DSD over PCM, w skrócie znany jako DoP.

| DSD over PCM

Na stronie internetowej firmy dCS znajdziemy następujący opis:

Pomysł na DoP został rzucony przez dCS w 2011 roku. W systemie tym grupuje się 16 kolejnych sampli 1-bitowego sygnału DSD i pakuje w niższe 16 bitów sygnału 24/176,4. Dane z drugiego kanału pakowane są w ten sam sposób. Specjalny marker zakodowany w górnych 8 bitach identyfikuje ten sygnał jako DSD, a nie PCM. Dzięki temu zabiegowi stream DoP może być przesyłany przez istniejące sieci 24/192 USB, AES, Dual AES lub S/PDIF do kompatybilnych z DoP przetworników D/A, które rozpakowują oryginalny sygnał stereofoniczny w CAŁKOWICIE NIEZMIENIONEJ FORMIE.

dcsltd.co.uk

Jak widać, pomysł był prosty, choć wymagał trochę pracy. Rzucony został w 2011 roku przez firmę dCS, jednak został opracowany wspólnie przez trzech inżynierów: Andreasa Kocha (Playback Designs), Andy’ego McHarga (dCS) oraz Roba Robinsona (Channel D). Ogłoszenie jego pierwotnej wersji 0.1 nastąpiło 20 stycznia 2012 roku (więcej TUTAJ). W przeciągu trzech miesięcy format ten został dopracowany, na przykład umożliwiając przesył sygnału DSD128 i wyżej. W pracach nad dwoma ostatnimi etapami, to jest od 1.0.1 do 1.1, wzięli udział również panowie Gordon Rankin (Wavelenght Audio) oraz Michał Jurewicz z firmy Mytek.

Choć w opisie formatu zwraca się uwagę na to, że sygnał może być przesyłany przez różnego rodzaju łącza, w praktyce sprowadza się to do jednego: USB. Bardzo rzadko producenci oferują bowiem przesył DoP na przykład przez łącze S/PDIF; wyjątkami są – co nie powinno budzić zdziwienia – przetworniki firm dCS, Playback Designs i Mytek. W praktyce jednak niemal wszystkie „daki” konwertują sygnał DSD dostarczony przez gniazdo USB.

I tu zaczynają się schody. Łącze USB nie zostało pomyślane do obsługi sygnału audio iw profesjonalnym audio ma bardzo niski status. Od strony matematycznej wszystko powinno być w porządku – chociaż sygnał przesyłany przez USB charakteryzuje się bardzo wysokim jitterem, to po stronie odbiornika musi być przetaktowany, co znacząco redukuje zniekształcenia czasowe. Porównania z innymi typami przesyłu pokazują jednak, że to wąskie gardło komputerowego audio i dopóki firmy tego nie zrozumieją, dopóty będą miały problem z osiągnięciem wysokiej jakości dźwięku.

Przykład zmiany przesyłu z DoP na Native w odtwarzaczu programowym Foobar2000

Zresztą to tylko jeden z problemów – drugim jest sam format DoP. Od dłuższego czasu wśród profesjonalistów panuje dość zgodna opinia o tym, że lepiej przesyłać sygnał DSD w natywnej formie, to jest bez zmian. O jego wadze świadczy chociażby uwaga rzucona przez Marka Waldrepa w jego nowej książce Music and Audio: A User Guide To Better Sound, który mówi o nim niewiarygodny” i „problematyczny” (s. 702). Potwierdza to również Marcin Ostapowicz, właściciel firmy JPLAY, która właśnie przygotowała swój najnowszy odtwarzacz software’owy (więcej TUTAJ).

MARCIN OSTAPOWICZ
JPLAY, JCAT

Wiele osób jest zdezorientowanych, ponieważ przyjęło się określać metodę odtwarzania DSD z wykorzystaniem ASIO jako natywną (ang. native), co automatycznie stawia DoP w gorszym świetle, a tymczasem obie metody są natywne. Chodzi o to, że w obu przypadkach sygnał DSD jest odtwarzany w czystej, niezmodyfikowanej postaci. Różnica polega w sposobie transmisji (upakowania) danych z odtwarzacza (programu) do przetwornika USB. Oczywiście przetwornik musi obsługiwać daną metodę – odtwarzanie plików DSD w DAC-u, który w ogóle nie posiada wsparcia dla DSD nie ma najmniejszego sensu.

Metoda DSD Native (czasem nazywana też RAW, co wg mnie jest znacznie lepszą nazwą) zawsze wykorzystuje do przesyłu danych protokół ASIO (systemy Windows i MacOS, dla linuxa jest to ALSA). Natomiast DSD over PCM (DoP) w systemie Windows można odtwarzać przez WASAPI, Kernel Streaming, ale również przez ASIO, co może być dodatkowo mylące. Która metoda jest lepsza? Według mnie nie da się tego jednoznacznie stwierdzić.

Teoretycznie DSD Native (RAW) ma przewagę, ponieważ do transmisji sygnału DSD potrzebuje o około 30% mniej danych niż alternatywna metoda DoP. W rzeczywistości bywa różnie, a efekt końcowy będzie zależał od wielu czynników: chipsetu i firmware w DAC-u odpowiadających za wejście USB Audio, sterownika USB Audio po stronie komputera (lub dedykowanego odtwarzacza plików) oraz odtwarzacza programowego wraz z oprogramowaniem typu media server (np. Twonky lub MinimServer).

I tak np. w odtwarzaczu JPLAY, którego jestem autorem, szereg optymalizacji DoP spowodował, że udało się uzyskać lepszy dźwięk za pośrednictwem właśnie tej metody, choć w nowym programie, który ukaże się latem tego roku, będą dostępne obie metody. Jeśli zależy nam na odtwarzaniu materiału DSD o bardzo wysokim próbkowaniu – od fs256 i w górę – DSD Native (RAW) może być jedynym wyjściem, bo DoP dla sygnału DSD256 będzie wymagało od DAC-a pracy z częstotliwością próbkowania 705,6 kHz PCM, a takich jest jak na lekarstwo. MO

I znowu – ludzie mierzący i wierzący temu, co ktoś napisze, którzy nie weryfikują tego własnym słuchem uważają inaczej – dla nich DoP jest formatem „przezroczystym”. Jak czytamy w jednym z wpisów na portalu dsd-guide.com:

O ile rozumiem, jedyną „słabością” DoP jest to, że jeśli chcemy odtwarzać pliki DSD o wysokiej częstotliwości próbkowania, musimy zapewnić przesył PCM o wysokiej szybkości: DSD64 wymaga „opakowania” PCM 176,4, DSD128 – PCM 352,8, a DSD256 – PCM 705,6. Niewiele DAC-ów przyjmuje sygnał PCM 705,6, tak więc przesył DSD256 jest generalnie zarezerwowany dla sygnału Native DSD.

Oprócz tego ograniczenia DoP NIE MA żadnego słabego punktu, ponieważ „dodatkowa obróbka” sygnału jest pomijalna. „Pakowanie” DoP nie działa jak oversampling czy filtrowanie, które wymagają znacznej wydajności procesora. Sprawdziłem to na moim Macu, używając Jrivera do wysłania sygnału DoP: DSD128 nie wymagało większej aktywności CPU niż przy odtwarzaniu natywnego pliku PCM 24/96.

dsd-guide.com

Nie wiem, czy pamiętają państwo spotkanie z Gerhardem Hirtem, który premierowo prezentował Krakowskiemu Towarzystwu Sonicznemu odtwarzacz plików S-3 (HF | No. 91), jeszcze w roku 2011, a więc wtedy, kiedy powstał pomysł DoP. Gerhard po raz pierwszy wspomniał, że jedyną sensowną metodą przesyłu sygnału audio z plików jest zrobienie to w formie natywnej i KAŻDA operacja na sygnale audio „na żywo” wpływa nań niekorzystnie. Bardzo niepochlebnie wyrażał się wówczas o USB.

Ayon Audio CD-35 HF oferuje wiele różnych wejść audio, w tym USB, jednak do przesyłu DSD najważniejsze będzie łącze 3 x BNC widoczne po prawej stronie

Dlatego też przygotowany przez niego transport plików NW-T DSD nie ma wyjścia USB (rozwiązanie problemu nr 1), a sygnał DSD przesyłany jest natywnie (rozwiązanie problemu nr 2) do przetwornika Stratos lub odtwarzacza CD-35 HF poprzez profesjonalne łącze 3 x BNC. Dostępne są też wyjścia DoP, ale po krótkim odsłuchu nie będzie już powrotu i będziemy musieli kupić trzy kable BNC.

| Kto ma uszy, niechaj słucha!

Rezygnacja z nośników fizycznych miała być radosnym festiwalem uwolnienia się od formatów. W rzeczywistości pogrążyła branżę audio w chaosie, a przez to spowolniła rozwój gałęzi związanej z audio komputerowym. ‘Format’ oznacza bowiem poruszanie się w pewnych granicach i skupienie się na podstawach. Jeśli zaś mamy pełną swobodę, kończy się na ciągłej wojnie o parametry, bo choć wczoraj będący szczytem myśli DSD128 dzisiaj jest passé, podobnie jak PCM 24/192, a kiedy firma ogłasza, że jej urządzenie dekoduje sygnał DSD256 i DXD z lekceważeniem wzruszamy ramionami, bo przecież czytaliśmy gdzieś, że któryś z przetworników D/A akceptuje sygnał DSD1024, a jeszcze inny sygnał PCM 32/705,6 kHz. A przez takie idiotyzmy tracimy z oczu to, co najważniejsze.

Przetwornik Mytek Liberty jest jednym z niewielu, który akceptuje sygnał DSD DoP nie tyko poprzez wejście USB, ale również wszystkie pozostałe

Paradoksalnie więc jedyny format, który został zaakceptowany przez środowisko komputerowe i jednocześnie komputerowe audio, format DoP DSD over PCM, okazał się fazą przejściową, która nie zawsze się w ekstremalnym high-endzie sprawdza. I choć wielu „obiektywistów” będzie was przekonywało, że to nie ma sensu i że „matematyka nie kłamie”, z wyniosłą miną puśćcie kilka ulubionych utworów i sami sprawdźcie, czy wiedzą o czym mówią. Bo matematyka rzeczywiście nie kłamie, kłamią jednak ci, którzy uważają, że rozumieją wszystko, co się dzieje w audio i nie dopuszczają rozwiązań innych niż „książkowe”.