Super-Audio-CD - Super Audio CD

Super Audio-CD
SACDlogo.svg
Medientyp Optische Disc
Codierung Digital ( DSD )
Kapazität 4,38 GiB / 4,7 GB (Single Layer und Hybrid)
7,92 GiB / 8,5 GB (Dual Layer)
lesen  Mechanismus 650-nm-Laser
Entwickelt  von Sony & Philips
Verwendungszweck Audiospeicher
Verlängert  von CD-Digitalaudio
Freigegeben 1999 ; Vor 22 Jahren ( 1999 )

Super Audio CD ( SACD ) ist ein schreibgeschütztes optisches Disc- Format zur Audiospeicherung , das 1999 eingeführt wurde. Es wurde gemeinsam von Sony und Philips Electronics entwickelt und soll der Nachfolger des Compact Disc (CD)-Formats sein.

Das SACD-Format erlaubt mehrere Audiokanäle (zB Surround-Sound oder Mehrkanal-Sound). Es bietet auch eine höhere Bitrate und längere Spielzeit als eine herkömmliche CD. Eine SACD soll auf einem SACD-Player abgespielt werden. Eine Hybrid-SACD enthält eine Red Book Compact Disc Digital Audio (CDDA)-Schicht, die auf einem Standard-CD-Player abgespielt werden kann.

Geschichte

Das Super Audio CD-Format wurde 1999 eingeführt. Royal Philips und Crest Digital haben sich im Mai 2002 zusammengetan, um die erste SACD-Hybrid-Disc-Produktionslinie in den USA mit einer Produktionskapazität von bis zu drei Millionen Discs pro Jahr zu entwickeln und zu installieren. SACD erreichte nicht das Wachstumsniveau der CDs in den 1980er Jahren und wurde vom Mainstream- Markt nicht akzeptiert .

Bis 2007 hatte SACD keine nennenswerten Auswirkungen auf den Markt gehabt; Verbraucher luden zunehmend Musikdateien mit niedriger Auflösung über das Internet herunter, anstatt Musik auf physischen Disc-Formaten zu kaufen. Ein kleiner Nischenmarkt für SACD ist geblieben und dient der audiophilen Gemeinschaft.

Inhalt

Bis Oktober 2009 hatten Plattenfirmen mehr als 6.000 SACD-Veröffentlichungen veröffentlicht, davon etwas mehr als die Hälfte klassischer Musik . Jazz- und Popmusikalben, hauptsächlich remasterte frühere Veröffentlichungen, waren die nächsten beiden Genres, die am stärksten vertreten waren.

Viele bekannte Künstler haben einen Teil oder alle ihrer Back-Kataloge auf SACD veröffentlicht. Pink Floyds Album The Dark Side of the Moon (1973) verkaufte sich bis Juni 2004 in seiner SACD Surround Sound Edition über 800.000 Mal. The Who 's Rock - Oper Tommy (1969) und Roxy Music ' s Avalon (1982), auf SACD veröffentlicht wurden Vorteil des Formats einer Mehrkanalfähigkeit zu nehmen. Alle drei Alben wurden in 5.1 Surround remixt und als Hybrid-SACDs mit einem Stereo-Mix auf der Standard-CD-Schicht veröffentlicht.

Einige bekannte Künstler haben neue Aufnahmen auf SACD veröffentlicht. Die Verkaufszahlen für Sting ‚s Sacred Love (2003) Album erreichten die Nummer eins auf SACD - Verkaufscharts in vier europäischen Ländern im Juni 2004.

Zwischen 2007 und 2008 veröffentlichte die Rockband Genesis alle ihre Studioalben in drei SACD-Boxsets neu. Jedes Album in diesen Sets enthält sowohl neue Stereo- als auch 5.1-Mixes. Die Original-Stereo-Mixe waren nicht enthalten. Die US- und Kanada-Versionen verwenden keine SACD, sondern stattdessen eine CD.

Bis August 2009 hatten 443 Labels eine oder mehrere SACDs veröffentlicht. Anstatt auf die Unterstützung von Major Labels angewiesen zu sein, haben einige Orchester und Künstler selbst SACDs veröffentlicht. Zum Beispiel gründete das Chicago Symphony Orchestra das Label Chicago Resound, um eine umfassende und aufkeimende Unterstützung für hochauflösende SACD-Hybrid-Discs zu bieten, und das London Symphony Orchestra gründete sein eigenes Label „LSO Live“.

Viele SACD-Discs, die zwischen 2000 und 2005 veröffentlicht wurden, sind jetzt vergriffen und nur auf dem Gebrauchtmarkt erhältlich. Im Jahr 2009 veröffentlichten die großen Plattenfirmen nicht mehr regelmäßig Discs in diesem Format, wobei neue Veröffentlichungen auf die kleineren Labels beschränkt waren.

Technologie

SACD-Discs haben identische physikalische Abmessungen wie Standard-Compact-Discs. Die Flächendichte der Disc entspricht der einer DVD . Es gibt drei Arten von Discs:

  • Hybrid : Hybrid-SACDs haben eine 4,7-GB-SACD-Schicht (die HD-Schicht ) sowie eine CD-Audioschicht (Red Book), die von den meisten herkömmlichen CD-Playern gelesen werden kann.
  • Single-Layer : Eine Disc mit einer 4,7 GB SACD-Schicht.
  • Dual-Layer : Eine Disc mit zwei SACD-Layern mit insgesamt 8,5 GB und ohne CD-Layer. Dual-Layer-SACDs können fast doppelt so viele Daten speichern wie eine Single-Layer-SACD.

Im Gegensatz zu Hybrid-Discs sind sowohl Single- als auch Dual-Layer-SACDs mit herkömmlichen CD-Playern nicht kompatibel und können auf diesen nicht abgespielt werden.

Eine Stereo-SACD-Aufnahme hat eine unkomprimierte Rate von 5,6  Mbit/s , das Vierfache der Rate für Red Book CD-Stereo-Audio. Andere CD- und SACD-Parameter:

CD-Schicht (optional) SACD-Schicht
Disc-Kapazität 700  MB 4,7  GB
Audiokodierung 16-Bit- Pulscode-Modulation 1-Bit Direct Stream Digital
Abtastfrequenz 44,1  kHz 2.822,4  kHz (2.8224  MHz)
Audiokanäle 2 ( Stereo ) Bis zu 6 ( diskreter Surround )
Wiedergabezeit bei Stereo 80 Minuten 110 Minuten ohne DST-Komprimierung

Kommerzielle Veröffentlichungen enthalten in der Regel sowohl Surround-Sound (fünf Vollbereich plus LFE -Mehrkanal) als auch Stereo-Mix (Zweikanal) auf der SACD-Schicht. Einige Neuauflagen behalten die Mischungen aus früheren Mehrkanal - Formate (Beispiele , die die 1973 umfassen quadraphonic Mischung aus Mike Oldfield ‚s Röhrenglocken und die 1957 Drei-Kanal - Stereo - Aufnahme durch das Chicago Symphony Orchestra von Mussorgsky ‘ s Bilder einer Ausstellung , neu aufgelegt auf SACD 2001 und 2004).

Lesen von Discs

Eine Super Audio CD verwendet zwei Schichten und die standardisierte Brennweite herkömmlicher CD-Player, damit beide Player-Typen die Daten lesen können.

Objektive in herkömmlichen CD-Playern haben einen längeren Arbeitsabstand oder Brennweite als Objektive, die für SACD-Player entwickelt wurden. Dies bedeutet, dass beim Einlegen einer Hybrid-SACD in einen herkömmlichen CD-Player der Infrarot-Laserstrahl durch die SACD-Schicht hindurchtritt und von der CD-Schicht im Standardabstand von 1,2 mm reflektiert wird und die SACD-Schicht unscharf ist. Wenn dieselbe Disc in einen SACD-Player eingelegt wird, wird der rote Laser von der SACD-Schicht (in einem Abstand von 0,6 mm) reflektiert, bevor er die CD-Schicht erreichen kann. Umgekehrt wird, wenn eine herkömmliche CD in einen SACD-Player eingelegt wird, der Laser die CD als CD lesen, da keine SACD-Schicht vorhanden ist.

Digitaler Direktstream

SACD-Audio wird im Direct Stream Digital (DSD)-Format unter Verwendung von Pulsdichtemodulation (PDM ) gespeichert, wobei die Audioamplitude durch das unterschiedliche Verhältnis von Einsen und Nullen bestimmt wird. Dies steht im Gegensatz zu CD- und herkömmlichen Computer-Audiosystemen, die Pulscodemodulation (PCM) verwenden, bei denen die Audioamplitude durch im Bitstrom codierte Zahlen bestimmt wird. Beide Modulationen erfordern benachbarte Abtastwerte, um die ursprüngliche Wellenform zu rekonstruieren, je niedriger die Frequenz, die codiert werden kann.

DSD ist 1-Bit , hat eine Abtastrate von 2,8224  MHz und verwendet Rauschformungs- Quantisierungstechniken , um 1-Bit-Quantisierungsrauschen auf unhörbare Ultraschallfrequenzen zu bringen. Dies verleiht dem Format einen größeren Dynamikbereich und einen breiteren Frequenzgang als die CD. Das SACD-Format ist in der Lage, einen Dynamikbereich von 120 dB von 20 Hz bis 20 kHz und einen erweiterten Frequenzgang bis zu 100 kHz zu liefern  , obwohl die meisten verfügbaren Player eine Obergrenze von 70–90 kHz angeben und praktische Grenzen diese auf 50 reduzieren kHz. Aufgrund der Natur von Sigma-Delta-Wandlern können DSD und PCM nicht direkt verglichen werden. Der Frequenzgang von DSD kann bis zu 100 kHz betragen, aber so hohe Frequenzen konkurrieren mit einem hohen Ultraschall- Quantisierungsrauschen . Bei entsprechender Tiefpassfilterung kann ein Frequenzgang von 20 kHz zusammen mit einem Dynamikbereich von fast 120 dB erreicht werden, was etwa dem Dynamikbereich von PCM-Audio mit einer Auflösung von 20 Bit entspricht.

Direkte Stream-Übertragung

Um den Platz- und Bandbreitenbedarf von DSD zu reduzieren, wird eine verlustfreie Datenkomprimierungsmethode namens Direct Stream Transfer (DST) verwendet. Die DST-Komprimierung ist für Mehrkanalregionen obligatorisch und für Stereoregionen optional. Es wird normalerweise um einen Faktor zwischen zwei und drei komprimiert, sodass eine Disc 80 Minuten sowohl 2-Kanal- als auch 5.1-Kanal-Sound enthalten kann.

Die Direct Stream Transfer-Komprimierung wurde 2005 als Ergänzung zum MPEG-4 Audio- Standard ( ISO / IEC 14496-3:2001/Amd 6:2005 – Lossless Coding of Oversampled Audio) standardisiert . Sie enthält die DSD- und DST-Definitionen, wie in der Super-Audio-CD-Spezifikation. MPEG-4 DST bietet eine verlustfreie Codierung von überabgetasteten Audiosignalen. Zielanwendungen von DST sind die Archivierung und Speicherung von 1-Bit überabgetasteten Audiosignalen und SA-CD.

Eine Referenzimplementierung von MPEG-4 DST wurde 2007 als ISO/IEC 14496-5:2001/Amd.10:2007 veröffentlicht.

Kopierschutz

SACD verfügt auf physischer Ebene über mehrere Kopierschutzfunktionen , die das Kopieren des digitalen Inhalts von SACD-Discs bis zum Jailbreak der PlayStation 3 erschwerten . Der Inhalt kann ohne SACD-Qualität kopiert werden, indem auf das analoge Loch zurückgegriffen wird oder die herkömmliche 700-MB-Schicht auf Hybrid-Discs gerippt wird. Kopierschutzschemata umfassen physikalische Pit-Modulation und 80-Bit- Verschlüsselung der Audiodaten, wobei ein Schlüssel in einem speziellen Bereich der Disc codiert ist, der nur von einem lizenzierten SACD-Gerät gelesen werden kann. Die HD-Schicht einer SACD-Disc kann nicht auf Computer-CD/DVD-Laufwerken wiedergegeben werden, und SACDs können nur in den Disc-Replikationseinrichtungen in Shizuoka und Salzburg hergestellt werden . Nichtsdestotrotz kann eine PlayStation 3 mit einem SACD-Laufwerk und entsprechender Firmware eine spezielle Software verwenden, um eine DSD- Kopie des HD-Streams zu extrahieren .

Tonqualität

Die mit den Red Book CD-DA- und SACD-Formaten erreichbaren Klangqualitätsparameter im Vergleich zu den Grenzen des menschlichen Gehörs sind wie folgt:

CD SACD Menschliches Gehör
Dynamikbereich 90 dB;
120 dB (mit geformtem Dither )
105 dB 120 dB
Frequenzbereich 20 Hz – 20 kHz 20 Hz – 50 kHz 20 Hz – 20 kHz (Jugendliche);
20 Hz – 8 bis 15 kHz (Erwachsener mittleren Alters)

Vergleich mit CD

Im September 2007 veröffentlichte die Audio Engineering Society die Ergebnisse einer einjährigen Studie, in der eine Reihe von Probanden, darunter professionelle Aufnahmeingenieure, gebeten wurden, den Unterschied zwischen hochauflösenden Audioquellen (einschließlich SACD und DVD-Audio ) und a CD- Audio-Konvertierung (44,1 kHz/16 Bit) des gleichen Quellmaterials unter Doppelblind- Testbedingungen. Von 554 Versuchen gab es 276 richtige Antworten, eine Erfolgsquote von 49,8 %, die fast genau den 50 % entsprach, die allein durch Zufallsraten zu erwarten gewesen wären . Bei einer Anhebung des Signalpegels um 14 dB oder mehr konnten die Testpersonen das höhere Grundrauschen der Schleife in CD-Qualität leicht erkennen. Die Autoren kommentierten:

Nun ist es sehr schwierig, negative Ergebnisse zu verwenden, um die Unhörbarkeit eines bestimmten Phänomens oder Prozesses zu beweisen. Es besteht immer die entfernte Möglichkeit, dass ein anderes System oder ein feiner abgestimmtes Ohrpaar einen Unterschied erkennen lassen. Aber wir haben mit ausreichend unterschiedlichen und leistungsfähigen Systemen und Hörern genügend Daten gesammelt, um festzustellen, dass sich die Beweislast nun verschoben hat. Weitere Behauptungen, dass eine sorgfältige 16/44.1-Codierung hochauflösende Signale hörbar verschlechtert, müssen durch ordnungsgemäß kontrollierte Doppelblindtests gestützt werden.

Nach Kritik, dass die ursprünglich veröffentlichten Ergebnisse der Studie nicht detailliert genug waren, veröffentlichte die AES eine Liste der während der Tests verwendeten Audiogeräte und Aufzeichnungen.

Seit der Meyer-Moran-Studie im Jahr 2007 wurden rund 80 Studien zu hochauflösendem Audio veröffentlicht, davon etwa die Hälfte Blindtests. Joshua Reiss führte eine Metaanalyse von 20 der veröffentlichten Tests durch, die ausreichende experimentelle Details und Daten enthielt. In einem in der Juli-Ausgabe 2016 des AES Journal veröffentlichten Artikel sagt Reiss, dass, obwohl die einzelnen Tests gemischte Ergebnisse hatten und der Effekt "klein und schwer zu erkennen" war, das Gesamtergebnis darin bestand, dass geschulte Zuhörer zwischen Hi . unterscheiden konnten -Auflösende Aufnahmen und ihre CD-Äquivalente unter Blindbedingungen: "Insgesamt gab es eine geringe, aber statistisch signifikante Fähigkeit, zwischen Audio in Standardqualität (44,1 oder 48 kHz, 16 Bit) und hochauflösendem Audio (über der Standardqualität hinaus) zu unterscheiden trainiert wurden, war die Unterscheidungsfähigkeit weitaus bedeutender." Hiroshi Nittono wies darauf hin, dass die Ergebnisse in Reiss 'Papier zeigten, dass die Fähigkeit, hochauflösendes Audio von Audio in CD-Qualität zu unterscheiden, "nur geringfügig besser als der Zufall" war.

Vergleich mit DVD-A

Beim Vergleich von DSD- und hochauflösenden PCM-Formaten wurden widersprüchliche Ergebnisse gefunden. Doppelblind-Hörtests im Jahr 2004 zwischen DSD und 24-Bit, 176,4 kHz PCM-Aufzeichnungen ergaben, dass bei den Testpersonen keine signifikanten Unterschiede zu hören waren. DSD-Befürworter und Gerätehersteller behaupten weiterhin eine Verbesserung der Klangqualität über PCM 24-Bit 176,4 kHz. Eine Studie aus dem Jahr 2003 ergab, dass Menschen trotz des erweiterten Frequenzgangs beider Formate Audio mit Informationen über 21 kHz nicht von Audio ohne solche Hochfrequenzinhalte unterscheiden konnten. In einer Studie aus dem Jahr 2014 haben Marui et al. fanden heraus, dass Hörer unter Doppelblindbedingungen zwischen PCM (192 kHz/24 Bit) und DSD (2,8 MHz) oder DSD (5,6 MHz) Aufnahmeformaten unterscheiden konnten, wobei sie die qualitativen Merkmale von DSD bevorzugten, aber nicht zwischen den beiden unterscheiden konnten zwei DSD-Formate.

Wiedergabehardware

Der Sony SCD-1-Player wurde 1999 gleichzeitig mit dem SACD-Format zu einem Preis von etwa 5.000 US-Dollar eingeführt. Es wog über 26 Kilogramm (57 lb) und spielte nur Zweikanal-SACDs und Red Book- CDs ab. Elektronikhersteller, darunter Onkyo , Denon , Marantz , Pioneer und Yamaha bieten SACD-Player an oder boten diese an. Sony hat SACD-Player für Autos entwickelt.

SACD-Player dürfen keine Ausgabe anbieten, die einen unverschlüsselten DSD-Stream enthält.

Die ersten beiden Generationen der PlayStation 3-Spielekonsole von Sony waren in der Lage, SACD-Discs zu lesen. Ab der dritten Generation (eingeführt Oktober 2007) wurde die SACD-Wiedergabe entfernt. Alle PlayStation 3-Modelle können jedoch das DSD-Disc-Format abspielen. PlayStation 3 war in der Lage, Mehrkanal-DSD in verlustbehaftetes 1,5-Mbit/s- DTS für die Wiedergabe über S/PDIF mit der 2.00 -Systemsoftware zu konvertieren . Die nachfolgende Überarbeitung entfernte die Funktion.

Mehrere Marken haben (meist High-End- ) Blu-ray-Disc- und Ultra-HD-Blu-ray- Player eingeführt, die SACD-Discs abspielen können.

Die inoffizielle Wiedergabe von SACD- Disc-Images auf einem PC ist über den Freeware- Audioplayer foobar2000 für Windows unter Verwendung einer Open-Source- Plug-In-Erweiterung namens SACDDecoder möglich. Die Mac OS X -Musiksoftware Audirvana unterstützt auch die Wiedergabe von SACD-Disc-Images.

Siehe auch

Anmerkungen

Verweise

Literaturverzeichnis

Externe Links