CD vs Vinil - развенчание мифа #2

Geektimes / Аудиомания / отредактировано

В мире, где на вечеринке кто угодно может поменять плейлист и поставить свою любимую музыку, приятно иметь формат, который не так-то просто подменить.Что-то внутри радуется, когда игла опускается на пластинку, или ты рукой проворачиваешь ее для перемотки. Однако, давайте не будем обманывать себя! Винил – это отличный музыкальный формат, но мысль о том, что его звучание лучше, чем звучание несжатых цифровых записей сама по себе нелепа. Суть в том, что все записи, до того как они попадут на любой из носителей, звучат по-разному и это главное.

Чего не может винил

С точки зрения теории нет никаких причин, по которым винил должен звучать лучше.

При записи музыки на виниловые пластинки (есть специальный материал, разъясняющий сложности мастеринга винила) нужно учитывать ряд особенностей, одной из которых является способ кодирования звука, которому нет эквивалента в формате CD. Также, винил ограничен свойствами материала, но при этом должен воспроизводить весь спектр звуковой волны, не вызывая искажений. Это условие ограничивает динамический звуковой диапазон – другими словами, диапазон частот, которые мы можем услышать.
Если записываются слишком низкие ноты, это будет означать, что на плоскости пластинки поместится запись меньшей длительности. Если же звуковой тон будет слишком высоким, то возникнут искажения, поскольку создать соответствующую дорожку будет очень тяжело. Поэтому инженеры при создании мастер-диска для виниловой записи часто обрезают излишне высокие или низкие частоты, используя для этого различные методы, каждый из которых по-своему влияет на звучание музыки. Например, простым примером высоких частот на записи являются помехи, возникающие при произношении шипящих согласных, или согласных «с» или «з», которые могут при быстром произношении создавать эффект свиста (например в словах: «zip», «shack», «sap»). Это создает серьезные проблемы для специалистов, работающих с винилом, поэтому они часто вынуждены устранять избытки высоких частот на записи, делая свистящие звуки менее выраженными в процессе редактирования, или же просить вокалистов произносить проблемные места по-другому в процессе записи.

И хотя методы обработки аудио, устраняющие слишком высокие частоты, широко применяются и для других форматов звукозаписи, но при записи на винил они жизненно необходимы. Если же необходимо сохранить громкое шипение по каким-либо эстетическим задумкам и сделать виниловую пластинку с такой записью, то это в принципе невозможно. Когда же приходится избавляться от высоких частот, перезаписывая вокал, это может сильно повлиять на звучание. Вокалисты вынуждены исполнять композиции менее «сильно», и как результат – теряется уровень экспрессии.

Что может CD

Поскольку формат CD – это исходный аналоговый аудиосигнал, который подвергся дискретизации, у него есть некоторые ограничения по частоте. Виниловые записи, в теории, сразу кодируют гладкую аудиоволну, CD же измеряет значение аналоговой величины через определенные промежутки времени в различных точках, и, затем, объединяет их. «Неважно насколько высока частота дискретизации, – как-то писал Элиот Ван Бускирк (Eliot Van Buskirk), сотрудник журнала Wired, – всю информацию, представленную аналоговой записью, закодировать невозможно».
Высказывание Элиота Бускирка в целом правдиво: так работает CD-формат – выбирает множество сэмплов из исходной аудиоволны и выстраивает их последовательно. Но такая точка зрения ошибочна по двум причинам. Во-первых, при создании виниловых записей возникают ошибки, из-за которых спрессованная дорожка не получается точной копией аудиоволны, записанной на эталонной пластинке, и не последней причиной этого являются ограничения по частоте. Правда в том, что CD никак не может точно воссоздать эталонную аудиоволну (в большинстве случаев не может – теорема Найквиста-Шеннона утверждает, что такое возможно), но и виниловая запись не может этого тоже.
Еще важнее то, что громкость сэмплов должна быть достаточной, чтобы создать копию, которую человеческое ухо слышит так, словно это оригинальная запись. Частота дискретизации у CD-формата составляет 44,1кГц – это означает, что происходит считывание значений эталонной записи 44 100 раз за секунду в диапазоне звуковых частот до 20кГц — это предел слышимости человеческого уха. Как минимум один эксперимент подтвердил, что слушатели не замечают разницы между записями, в которых есть частоты выше 21кГц и теми, которые таковых не содержат. Вы, конечно, можете считать, что способны слышать частоты, не поддерживаемые форматом CD, но, скорее всего, вы жестоко ошибаетесь.
Спустя некоторое время, инженеры придумали, как выжать большее из 44,1кГц. Скотт Мэткалф (Scott Metcalfe), заведующий кафедрой искусства и науки звукозаписи в Институте Пибоди при Университете Джона Хопкинса, объясняет, что инженеры стали использовать «избыточную дискретизацию» при создании цифровых файлов, значение частоты которой гораздо больше 44,1кГц. Затем запись сжимается обратно до частоты CD-формата. «Сигнал захватывается на гораздо большей частоте дискретизации, которая затем с помощью математических преобразований приводится к частоте 44,1кГц, – говорит Мэткалф, – это позволяет точнее сохранить записываемую информацию».
Мэткалф рассказал о еще одной проблеме, связанной с поступающей критикой в адрес CD-формата. Даже если используемый метод звукозаписи поддерживает частоты выше 20кГц, это бесполезно, если у вас нет микрофона, способного записывать такие частоты, и нет такого динамика, который бы их воспроизводил. У большинства студий нет микрофонов, чувствительных к частотам выше 20кГц, а динамики, их воспроизводящие, встречаются и того реже. В действительности, большинство аудиосистем оснащены фильтрами низких частот, которые обрезают все частоты выше указанной.

Факт, однако, состоит в том, что CD-формат способен создать еще более точную копию звуковой волны, чем винил. 

Что же всё-таки предпочесть?
Известный факт: американцы покупают цифровые копии песен в гораздо большем количестве, чем другие альтернативные музыкальные форматы. В связи с этим можно предположить, что они предпочитают слушать цифровую музыку или CD, а не винил. Так к примеру, в 2013 г. было продано 243,5 млн. цифровых альбомов, 165,4 млн. альбомов изданных на CD и только 6,1 млн. виниловых пластинок. Учитывая, что сжатый цифровой звук значительно хуже по качеству, чем CD или винил, видно, что потребители заботятся в первую очередь об удобстве приобретения и использования, чем о качестве звука. Но сравнение CD и Vinil в объемах продаж будет неадекватным, поскольку разные люди понимают под словом «удобство» разное. Но что, если сравнивать цифровое и аналоговое аудио при равных, контролируемых условиях?

К сожалению, никто не проводил тест на сравнение винила и CD, но есть результативный эксперимент Джона Геринджера (John Geringer) и Патрика Дуннигана (Patrick Dunnigan) из штата Флорида, в котором сравнивались CD и высококачественные кассетные записи. Хотя кассеты, продаваемые покупателям, и обладают худшим качеством звука, чем виниловые записи, к магнитной ленте не предъявляются особые требования при производстве, и сам формат не страдает от ограничений частоты, которые навязывает виниловый формат во избежание звукопотерь. Геринджер и Дунниган использовали одинаковые микрофоны и настройки микшерных пультов, чтобы записать 4 различных концерта, используя цифровую запись и высококачественный аналоговый кассетный рекордер (модель MR-3 марки Nakamichi широко известна среди меломанов). Затем они попросили 40 испытуемых прослушать записи. Участникам эксперимента позволялось пользоваться наушниками и аудиоколонками и в любой момент переключаться между цифровой и кассетной записью. Испытуемые не знали, какая запись является цифровой, а какая – аналоговой. Затем их попросили написать о выборе, который они сделали.

Как оказалось, большинство склонилось в пользу цифровой записи. «Участники эксперимента дали гораздо более высокие оценки качеству низких и высоких частот цифровой записи», – отчитались Геринджер и Дунниган. Результаты оценки цифровых записей оказались хуже по некоторым пунктам (записи струнных оркестров были практически одинаковыми) по сравнению с аналоговыми записями, но их средний балл всегда превышал средний балл аналоговых. Большинство приличных аналоговых записей были исключены из эксперимента, поскольку сами эти записи содержали музыку таких жанров, которые не пришлись испытуемым по вкусу. Однако нашлось и несколько людей, выказавших ярко выраженное предпочтение «цифре» (вне зависимости от жанра).

За что люди любят винил?

Возможно, самым замечательным в звучании винила является именно то, что пластинки как раз-таки изменяют звучание оригинальных записей. Множество фанатов говорят о «теплом» звучании винила, в особенности в области низких частот. Но, как выразился Марк Ричардсон (Mark Richardson), журналист электронного издания Pitchfork: «Тот «теплый» звук, который множество людей ассоциируют с виниловыми пластинками, может быть описан просто как неаккуратно записанный бас».

Сложности при точном воспроизведении баса на виниловой пластинке связаны с тем, что канавки не должны быть слишком большими, поэтому инженеры вынуждены проделывать множество сложных операций для изменения звучания баса, чтобы пластинка звучала нормально, что, по всей видимости, пришлось массам по вкусу. Так называемая «теплота» также является эффектом, возникающим из-за дефектов проигрывателей. Стэнли Липшиц из Университета Ватерлоо как-то объяснил журналу Popular Science, что звук динамика и колебания высоты иглы могут вызывать вибрации в звучании записи, которые иголка считывает и воспроизводит как, якобы, «теплый» звук.
Было бы неправильным судить качестве звука опираясь на своеобразные эстетические оценки. Это так же нелепо, как упрекать расстроенные струны за то, что они «не соответствуют» звуку настроенной гитары. Искажения звука могут быть самыми многообразными, и нет ничего плохого в том, чтобы использовать их. Ведь именно из-за этого «теплого» звучания виниловые записи отличаются от оригинального звука, записанного музыкантами на студии.


«Как инженер звукозаписи, могу сказать, что при работе с цифровыми форматами ты получаешь ровно то, что изначально планировал, – объясняет Мэткалф – но когда работаешь с аналоговым звуком, результат может отличаться от первоначальных установок».

Каждый формат имеет право на жизнь

Различия в качестве звучания чаще всего перекрываются качеством звукозаписывающей аппаратуры, устройств воспроизведения и подходом к звукозаписи. Но если вы коллекционируете пластинки, вам не следует постоянно твердить своим друзьям о том, насколько чище звучит винил. Во-первых – это абсолютно свинское поведение, но важнее то, что это ложь. Цифровые записи гораздо точнее воспроизводят звуковую волну. И это далеко не единственная мысль, над которой стоит задуматься, но она показывает всю несостоятельность аргументов приверженцев звучания винила.