MANUALES DE SONIDO – 19 NUEVOS DISCOS COMPACTOS

 

19.1-EL DVD-AUDIO.

19.2-EL SACD.

19.3-EL HDCD.

19.4-EL DUALDISC.

19.5-BLUE-RAY DISC vs HD DVD.

 

19.1-EL DVD-AUDIO.

El formato DVD-Audio está especialmente diseñado para ofrecer la mayor fidelidad de audio en un DVD. Esta supera ampliamente a la calidad de los CD convencionales y a los DVD-Vídeo. En marzo de 1999 el DVD Forum liberó la versión 1.0 (final) del formato DVD-Audio.

El formato DVD-Audio sólo se puede reproducir en lectores Con capacidad de DVD-Audio, (que no son todos los lectores de DVD-Vídeo existentes), más abajo veremos como se puede hacer que sean «compatibles» con DVD-Vídeo.

DVD-Audio aprovecha la ventaja de la gran capacidad de almacenamiento, velocidad y flexibilidad que es posible sólo con el DVD: sonido multicanal. Además permite contener una cantidad limitada de video, que puede ser usada para mostrar textos, letras o notas; o imágenes (como un álbum de fotos). Hasta 16 imágenes estáticas pueden asociarse con cada pista. Como opción en un DVD-Audio se pueden incluir las pistas grabadas en formato compatible con el DVD-Video (Dolby Digital y DTS) para poder reproducirlo en un DVD-Video.

 

DVD-Audio permite una gran variedad de formatos de audio al variar los niveles de especificación. DVD-Audio soporta los mismos formatos de audio multicanal usados en DVD-Video. Por lo tanto, DVD-Video y DVD-Audio pueden ambos disponer de audio de alta definición y multicanal grabado en formato Dolby Digital o DTS. Sin embargo, la verdadera ventaja del DVD-Audio sobre el DVD-Video y el CD está en el significante aumento de la calidad en el audio en formato PCM. PCM o «Pulse-Coded-Modulation» es el estándar de audio para los CDs y está disponible también en muchos DVD-Video.

La especificación DVD-Audio requiere PCM audio mientras que Dolby Digital, DTS o MPEG audio son opcionales aquí. Sólo se incluyen para dar compatibilidad con los DVD-Video que no soportan DVD-Audio. A continuación vemos una tabla comparativa entre el DVD-Audio y el Compact Disc:

 

ESPECIFICACION:	DVD-AUDIO	COMPACT DISC
Formato de audio	PCM	PCM
CAPACIDAD DEL DISCO.	4’7 GB una capa8’5 GB doble capa17 GB,2 caras, doble capa	650 Mb/700 Mb800 Mb/900 Mb
CANALES	HASTA 6	2 (STEREO)
RESPUESTA EN FRECUENCIA.	0 – 96kHz (max)	5 – 20kHz
RANGO DINÁMICO	144dB	96dB
Sampling Rate – 2 canales	44’1, 88’2, 176’4KHzó 48, 96, 192KHz	44’1 Khz.
Sampling Rate – Multicanal	44’1,88’2KHz ó 48,96KHz	n/a
Resoluciones	12,16,20 o 24 bits	16 bits
Data Rate Máximo	9’6 Mbps	1’4 Mbps

 

En PCM, la habilidad para representar fielmente una señal analógica en formato digital depende principalmente del «tamaño del sample» y del «Sample rate». La combinación de esos dos valores se representa como dos números de esta manera:24/96, indicando que se están usando 24 bits de sample y a un ratio de 96000 samples por segundo.

«Sample Size» o «Quantization» es el número de bits de datos usados para representar la señal analógica de audio cada vez que la información digital se convierte a analógica. A mayor valor más precisa es la conversión.

«Sampling Rate» o «Sampling Frequency» es el numero de samples por segundo que se usan cuando se convierte la señal analógica en digital. A mayor «sampling rate» mayor es el rango de frecuencias que se pueden convertir.

«Data Rate» es el numero de bits por segundo que pueden ser procesados. A mayor valor, mayor es la cantidad de datos que se procesa. A mayor número de bits usados por sample y a mayor número de samples por segundo (sample rate) más precisa será la señal analógica que se obtiene de la información digital grabada. Con un tamaño de 24 bits y un sample rate de 192khz(24/192) el dvd-audio es capaz de grabar una señal con un rango de frecuencias de 0 a 96khz y en un rango dinámico de 144db.

 

En las grabaciones multicanal, la especificación PCM de DVD-Audio permite que cada pista sea grabada con un numero diferente de factores. Entre los que se incluyen:

* Sample size y Sample rate pueden ser seleccionados por pista, pudiendo obtener 24/96 para los canales frontales y 16/48 para los traseros.

* Se puede usar una pista para el canal central frontal o crear un «canal central virtual» usando los dos altavoces frontales (ventaja para los sistemas 4.1)

* Uso de downmixing de pistas multicanal en una mezcla de 2 canales si no se incluye una pista para 2 canales ( estéreo). Si existiera esa pista, se usaría automáticamente en vez de realizar un dowmmix. La tecnología «downmixing» aparece como «System Managed Audio Resource Technique» o SMART. Útil si no se dispone de sistema 5.1 y solo de 2.1 o estéreo.

* Posibilidad de uso de la tecnología de compresión «Meridian Lossless Packing (MLP)» o PCM sin comprimir.

 

System Managed Audio Resource Technique (SMART):

Es la tecnología de «downmixing»:pistas multicanal en una «representación» estéreo. Los parámetros para controlar el downmix se asignan y graban en cada pista. Esos parámetros incluyen niveles de volumen y de balance.

Meridian Lossless Packing (MLP): El DV-Forum ha escogido una compresión «lossless»(sin perdidas) para extender el tiempo de reproducción en los dvd-audio. La MLP permite comprimir en un ratio 2:1 sobre el formato PCM sin comprimir(aproximadamente el doble).

Con MLP, un DVD-Audio de simple cara puede grabar alrededor de 2 horas de audio de 6 canales y 24/96 de calidad o alrededor de 2 horas en 24-bit/192kHz estéreo.

 

19.2 EL SACD

Los intentos de mejorar el formato CD-Audio vinieron por parte de los ingenieros de Sony y Philips, curiosamente lo inventores de los discos compactos. Sus investigaciones se vieron materializadas en el formato SACD (Súper Audio CD). En lugar de seguir con la digitalización PCM tradicional (que, curiosamente vienen defendiendo y mejorando desde finales de los setenta), diseñaron un sistema nuevo que da como resultado un sonido más fiel a la onda analógica original. Y que como ellos llaman es un «Salto Quántico» para la música.

¿Cómo funciona un SACD?:

La nueva tecnología descubierta se llama DSD (Direct Stream Digital) y su tecnología, conocida como modulación Delta/Sigma, se basa prácticamente en el modelo opuesto al DVD Audio: en lugar de aumentar la capacidad de los muestreos a 24 bits, el DSD los reduce a sólo uno. Así, cada vez que se toma una muestra de la señal analógica sólo se almacena un bit que, para entendernos, indicará si el valor de la onda en dicha muestra es superior (1) o inferior (0) a la anterior. De esta forma, cuantos más «unos» vayan seguidos, más alta será la frecuencia (y viceversa). Evidentemente, para suplir la falta de información que supone emplear un solo bit, la tasa de muestreo no se limita a 44.100 o 192.000 Hz, sino que asciende nada menos que a los 2.822.400 Hz.

Las ventajas de este sistema son muchas. Por un lado, el sistema de grabación digital se acerca más al empleado en la grabación analógica al ser más continuo y no estar restringido a unos valores mínimos y máximos de cuantificación(los sample rate, sample size, frec., etc), lo que produce un sonido más natural al oído humano. Por otra parte, los componentes necesarios para decodificarlo son, en principio, muy sencillos pues sólo han de trabajar con un único bit de datos. De hecho, en la mayoría de reproductores de CD actuales con un mínimo de calidad se emplean DAC’s (convertidores de digital a analógico) de 1 bit para intentar evitar en lo posible la artificialidad del sonido PCM de 16 bits. La diferencia es que ahora no es necesario suavizar la señal, únicamente introducirla por un filtro paso bajo analógico.

Al igual que el DVD Audio, el formato SACD cuenta con la posibilidad de incluir información de hasta seis canales de audio independientes, codificados mediante un sistema de compresión sin pérdida(lossless) llamado DST (Direct Stream Transfer). Además, del mismo modo que en los discos DVD Audio se suele incluir una pista Dolby Digital para hacerlos compatibles con todos los lectores de DVD, los discos SACD pueden albergar información PCM a 16 bits totalmente compatible con cualquier reproductor de CD, lo que se conoce como discos SACD híbridos. Esto se consigue empleando dos capas de lectura: en la más superficial estará la información DSD en alta resolución, mientras que en la interior se incluirá el audio PCM convencional.

Para identificar los tipos de SACD, existen unos anagramas en las cajas que nos ayudarán a saber en que aparatos se pueden reproducir.

Este modelo sólo funcionará en lectores SACD.

Este modelo funciona en lectores de CD convencional (con la capa PCM) y lectores SACD (con elaudio mejorado).

Este modelo sólo funcionará en reproductores de SACD, reproduciéndose en multicanal en los modelos adecuados o en estéreo en aquellos que no dispongan de multicanal.

Este modelo funciona tanto en lectores CD como en lectores SACD, pero aplicando lo dicho al modelo anterior, si el lector SACD es multicanal, obtendremos sonido multicanal.

Cada SACD multicanal incluye una versión completa estéreo de la música, aparte de añadir la versión multicanal:

Para una máxima libertad artística, el sistema Multicanal de SACD puede ser creado de varias maneras:

* 3 canales. Esto activa los altavoces izquierdo, derecho y central, para un sonido»direccional» o con mejor reproducción de …..un directo (por ejemplo).

* 4 Canales. Usa canal izquierdo, derecho, surround izquierdo, surround derecho, dando así una distribución envolvente a todos los altavoces.

* 5 canales. Añade al modelo anterior un canal central. Sirve para un mejor posicionamiento.

* 5.1 Canales. Añade lo dicho anteriormente mas un .1 de subwoofer. Mejorando así los bajos y teniendo un sistema envolvente completo con reproducción mejorada de las frecuencias.

¿Dónde reproducir SACD?:

Ahora mismo la oferta de reproductores «SÓLO SACD» está casi limitada a equipos de Sony y de Philips, pero esto cuenta con una gran ventaja: el catálogo de audio que maneja Sony Music aparte de los de Virgin, Epic, Geffen, Jive, MCA o Blue Note, frente al catálogo de Warner music, EMI music o Panasonic que se esta publicando en DVD-Audio.

 

19.3-EL HDCD

High Definition Compatible Digital (HDCD) es un proceso de codificación/decodificación que se realiza para alcanzar la riqueza y detalle del sonido original «captado por el micrófono» incluido en Compact Disc y DVD-Audio. HDCD ha sido usado en muchos CD que ya se encuentran en el mercado, fácilmente localizables por el logo. Los Cd codificados como HDCD suenan mejor porque se emplea una tecnología de codificación de 20 bits en vez de la tecnología de 16 bits estándar de los Cd. Esto se consigue usando un sofisticado sistema para codificar los 4 bits extra en el Cd consiguiendo que el soporte permanezca totalmente compatible con los sistemas actuales de Cd audio. HDCD da un rango dinámico mayor, un sistema orientado al audio en ¿3-D? y una naturalidad mayor en las voces y en la música. La tecnología HDCD fue originalmente diseñada por Keith Johnson & Pflash Pflaumer en 1996. Crearon Pacific Microsonics Inc. con la intención de crear un formato totalmente compatible y reproducible en los lectores de Cd normales. En el año 2000, la ¿todopoderosa? Microsoft, adquiere Pacific Microsonics Inc y continúa incorporando esta tecnología a diversos productos.

Como se dijo anteriormente, la información de audio se codifica usando 4 bits de más, con el resultado de cd’s de 20 bits en vez de los clásicos 16. En esos 4 bits «extra» va la información que mejora el audio codificado. Esa información está codificada de forma que un equipo normal de CD pueda leer la información como si fuera un Cd normal. En estos equipos sólo se leen los 16 bits normales de la información, manteniendo así la calidad normal. Un HDCD reproducido en un aparato con posibilidad de leer este formato se escucharía con una mayor fidelidad y por lo tanto …… mejor. El proceso comienza en el estudio de sonido, donde el master original de la grabación se digitaliza a 176.400 Hz y 24 bits. Mediante un convertidor de frecuencia se reduce la tasa de muestreo a la mitad……. dos veces. Primero a 88.200 Hz y luego a 44.100 Hz. A continuación, se llevan a cabo dos procesos destinados a reducir el flujo de datos de 24 a 16 bits. El primero es la limitación de picos de señal mediante el cual se rebaja la frecuencia cuando ésta alcanza valores extremadamente altos. El segundo es la compresión de la gama dinámica, que se basa en analizar los niveles de la grabación y, tras hallar la media, rebajar aquellas frecuencia que caen muy por debajo de ella. Ambos procesos se llevan a cabo con sofisticados algoritmos que suavizan estas reducciones para que sean lo menos drásticas posibles. Con esto se consigue audio en 44.100 Hz y 16 bits apto para «estamparlo» en un Cd. Pero lo realmente interesante es que éstos dos procesos no son del todo «destructivos»; a medida que se aplican se van almacenando instrucciones destinadas a intentar restaurar posteriormente la señal de la que se partió, es decir, la que se encontraba a 24 bits. Por ejemplo, si en el milisegundo número 5.315 la frecuencia se redujo en 3dB, se almacena una instrucción que indicará luego al codificador HDCD que debe incrementar la señal esos 3dB. Te estarás preguntando cómo se consiguieron introducir esas instrucciones en el flujo de datos de un Cd……… Teniendo en cuenta que, obligatoriamente hay que ceñirse a los 16 bits y a 44.100 Hz de muestreo, a los ingenieros de Pacific Microsonics se les ocurrió emplear el bit menos significativo (conocido como LSB) de esos 16 bits. De esta forma, el dato inicial que contuviese (0 ó 1) se sustituiría por otro bit (también 0 ó 1) pero esta vez perteneciente a una instrucción HDCD. El oído humano no percibe la diferencia porque la variación entre, por ejemplo, una frecuencia con valor 43.566 y otra con valor 43.567 es mínima. Juntando varios bits LSB pertenecientes a varias muestras (que además no se encuentran inmediatamente unas detrás de otras), según un patrón fijo, se introduce en el flujo de datos un «ruido digital» imperceptible para nuestros oídos pero que, en la práctica, compone una instrucción reconocible por un chip HDCD. Además, estas instrucciones no se introducen continuamente, sólo cuando se necesitan, lo que en la práctica se traduce en menos de un 5% del tiempo total de reproducción. Con esto se consigue un resultado equivalente a una digitalización de casi 20 bits en lugar de los 16 del Cd de audio. Para reproducir un HDCD bastaría con tener un Pc con Windows, ya que como se dijo anteriormente, Microsoft es ahora la propietaria de esta tecnología. El reproductor predeterminado, el Windows Media es suficiente. Por otro lado, existen en el mercado bastantes reproductores compatibles con el HDCD y también muchos reproductores de DVD que leen y decodifican el HDCD. También es interesante el hecho de que la tecnología HDCD no se limita sólo a los soportes físicos sino que también se usa en receptores de radio. Para terminar, decir que la tecnología HDCD en los Cd’s es perfectamente «copiable», esto significa que si haces una copia de seguridad de un HDCD, la copia obtenida seguirá siendo HDCD.

19.4-EL DUALDISC.

Un consorcio de grandes discográficas compuesto por EMI Music, Sony BMG Music Entertaiment, Universal Music Group, Warner Music Group y 5.1 Entertaiment Group/Silverline Records, anunció el lanzamiento en octubre de 2004 del DualDisc, un disco compacto cuya segunda cara, hasta ahora inutilizada, contendrá un DVD.

El nuevo producto incluirá en una cara la grabación musical y en la otra actuaciones, galerías de fotos, letras, links, vídeos o entrevistas con los artistas. Esto sustituirá la práctica cada vez más generalizada en los lanzamientos de artistas a lo de ofrecer, junto al disco, por separado, un DVD con videoclips o actuaciones. DualDisc será compatible con la mayoría de reproductores de CD, DVD, consolas y PC, y estará disponible en el mercado estadounidense a partir de octubre de 2004, según el consorcio que lo lanza.

 

19.5-BLUE-RAY DISC vs HD DVD

Una vez que el DVD ha llegado al punto culminante de su desarrollo y existencia, cuando los contenidos que ofrece son mejores que nunca (imagen, sonido, extras) y los niveles de ventas son más altos, con el creciente nivel de exigencia del consumidor, no parece lógico -a priori- que haya llegado el momento de efectuar el siguiente paso en la cadena de la evolución.

Sin embargo, durante el transcurso de estos casi 10 años, la resolución de los dispositivos de visualización ha crecido hasta dejar atrás la ofrecida por el DVD y en algunos países como EE.UU. y Japón disfrutan desde hace unos años de la alta definición en sus hogares -en Europa su implantación es aún muy minoritaria-, a través de diversos medios como pueden ser la gran variedad de canales televisivos con emisiones regulares en alta definición o sistemas domésticos como el D-Theater, ya extinto por su carácter circunstancial.

Por este motivo, pese a la madurez alcanzada con el DVD, las multinacionales de la electrónica de consumo junto con las de las tecnologías de información y las del ocio y el entretenimiento, sopesando todos los pros y los contras, han determinado que es el momento oportuno para dar el siguiente paso. Lo que buscan es ofrecernos un nuevo sistema de almacenamiento y distribución de contenidos audiovisuales -o de diversión y esparcimiento en forma de imagen y sonido, según como se quiera ver- en soporte óptico con el propósito de desbancar a nuestro estimable formato actual.

Sin embargo, el acuerdo no es total puesto que, a diferencia de lo ocurrido en los meses previos al lanzamiento del DVD, las corporaciones del sector audiovisual que representan a los consorcios desarrolladores no han llegado a un acuerdo de unificación de formatos, de modo que en la actualidad estamos antes dos estándares muy parecidos, pero incompatibles entre sí en cuanto a sus características fundamentales.

Uno es el HD DVD auspiciado por el DVD Forum y cuyo grupo de empresas impulsoras está encabezado por Toshiba y NEC y el otro, creado al margen del comité que desarrolló y mantiene el estándar del DVD, es el Blu-ray, auspiciado por la Blu-ray Disc Association (BDA), consorcio de empresas de entre las que destacan por méritos propios los gigantes del sector Sony y Philips.

 

FORMATO	PRINCIPALES EMPRESAS IMPULSORAS	CONSORCIO
		DVD FORUM
		BDA (Blu-ray Disc Association)

 

Estos nuevos estándares, creados para sustituir a nuestro querido DVD, gozan de una serie de características técnicas que les confieren una superioridad tanto en imagen y sonido como en interactividad. A continuación, mediante una comparativa detallada de especificaciones, con las características básicas de cada sistema, se ponen de manifiesto, por un lado, las grandes mejoras de los nuevos soportes ópticos respecto al DVD y, por otro, las muchas similitudes y las pocas diferencias que, de hecho, separan los dos nuevos formatos de alta definición.

Características fundamentales.

En el siguiente cuadro se resumen las características principales de los dos nuevos formatos, así como las del DVD:

Lo primero que se observa es que la capacidad de los nuevos soportes es de 3 a 6 veces mayor; ello es debido gracias a la conjunción de dos factores. Primero, el menor tamaño del pitch permite una mayor densidad de información y, en segundo lugar, la disminución de la longitud de onda del láser que permite leer dicha información, gracias a los últimos desarrollos en esta tecnología. El diseño del Blu-ray le otorga mayor capacidad que al HD DVD gracias a que el tamaño de su pitch es algo inferior. Esta pequeña diferencia no es baladí, puesto que permite un incremento de un 66% respecto al HD DVD.

 

 

Desde un principio, el propósito de esta mayor capacidad no es llenar los discos con más contenido sino abastecerlos de mayor calidad. Ésta viene dada por una mayor resolución, tanto de vídeo con 1920×1080 píxeles (5 veces superior al PAL y 6 al NTSC) como de audio al disponer de más canales, una mayor frecuencia de muestreo y cuantificación para los mismos y una compresión global menor. Pero esto no termina aquí, sino que varias empresas buscan expandir los límites de la capacidad de almacenamiento más allá de las especificaciones iniciales de los nuevos formatos. Así, Toshiba ha presentado un disco HD DVD con capacidad para nada menos que 51Gb. Por otro lado, Sony tiene en desarrollo discos Blu-ray de 100 y hasta 200Gb.

Para más información sobre este tema podéis dirigiros a la página original en Zona Dvd.