Digitális világunkban a nagyobb mérőszám általában mindig jobbat jelent. Nem győzzük számadatok mögé rejteni a témával kapcsolatos tudatlanságunkat, ezért ebben a cikkben az alapoktól kiindulva segítünk megérteni a bitek világát. Szokásunkhoz híven ezt felszínes ám közérthető módon műveljük, és ígérjük, hogy a legkellemetlenebb kérdéseket csak akkor tesszük fel, amikor már úgy tűnik, minden világos.
Kezdjünk valami egyszerűvel! Képzeljük el a villámot, ahogyan lesújt. A jelenség digitális leképezéséhez elegendő 1 másodperces felbontást biztosító mintavételezési frekvenciát, és egy bit szóhosszt használni. Igaz ez az egyszerű mód elmázolja a különbséget a kis és nagy villámok között, de higgyük el, a digitális leképezés során vétenek az elektronikák ennél nagyobb hibákat is. Meg aztán a kis villám is villámra hasonlít, elég félelmetes, ha már földet ért, vagy nem? A többit meg el lehet képzelni… (de erről majd később)
Összetett hangok leképezéséhez emeljünk a bitrátán, és a mintavételezés frekvenciáján! A lenti ábrán megtekinthető, mire képes a 4 bit felbontás. Itt már egy kicsit bonyolítjuk a dolgot. A 4 bit 16 különféle hangerő szintet tud egymástól megkülönböztetni. Fontos, hogy a leképezni kívánt frekvenciát meghaladóval végezzük a mintavételezést, különben az adat egy része elvész. Szóval bejött a képbe két paraméter. Az egyik a mintavételezés frekvenciája, ami azt jelenti, hogy egy másodpercen belül hányszor ellenőrizzük az adott jel szintjét, és egy bit adat, amely azt jelenti, hogy a mintavételezés pillanatában az adott jel nagysága mekkora volt.
Ez így egy kicsit „kockás”, az ábrán látottakat lefordítva nagyon digitális a hang, de legalább a miénk, és ez is szinusz lesz a végén, ha nem is tökéletes, de valami eredetihez hasonló. Jól szemlélteti az ábra azt, hogy mi történik a hanghullámokkal, ha bármire visszavezethető módon adat vész el. Erre még visszatérünk később, tartsa észben! Szerencsére a CD formátum hallgatásakor van lehetőségünk ennél sokkal komolyabb bitráta alkalmazására. A 16 bit/44,1 kHz értékének jelentését még álmából felébresztve is tudja egy zene rajongó. Nos, ha mégsem, akkor tisztázzuk itt és most. Másodpercenként 44100 alkalommal ellenőrzi az elektronika, hogy mi történik, és 65536 hangerősség szintet tud megkülönböztetni. Király nem? Hát régen még az volt, de hol vagyunk már ettől? Kapaszkodjunk meg(!), csak számszakilag vagyunk messze, információ mennyiségében a dolog sok mindentől függ.
Mitől függ? Az adatátvitel és a jelfeldolgozás sebességétől. A bekezdésben említett rettenetes mennyiségű információ bizony csak akkor áll rendelkezésre, ha azt tudjuk is továbbítani, meg persze feldolgozni! Szerencsére ez kacagva megy napjaink elektronikáinak, alig sikkad el valami. Nos, ez ebben a formában sajnos nem feltétlenül igaz. Tömörítési és átviteli formátumok hegyei állnak rendelkezésünkre, hogy csökkentsük valahogy. A jobban sikerültek még nevet is kaptak, és MP3, FLAC, WMA, WAV, esetleg Ogg Vorbis, stb. néven emlegetjük őket a keresztségben. Aztán persze rendelkezésre áll még a PCM és az optikai átvitel, illetve a drótmentes Bluetooth, és a Wi-Fi. Bár a maga nemében mindegyik műalkotás, de megvannak a maguk korlátai, illetve a hitvallásuk a muzsika megközelítés/szállítás módjáról. Hozzátesznek, de még inkább elvesznek belőle. Melyik mennyit? Ez változó, de ez alapján választ a zenebarát kedvenc formátumot, és ennek a cikknek nem is tárgya.
Azzal még nem is lenne baj, ha csak a bitrátát növelnénk, mondjuk a közkedvelt 24-re, amely már 16 777 216 (több, mint 16 millió hétszázezer) szintet tud megkülönböztetni, mivel ez nem növeli az adat mennyiséget jelentősen, hiába 256-szor finomabb felosztás. A gondot az okozza, hogy a mintavételezés számát is szertelen módon fokozzuk 96, 192, vagy éppen 384, illetve 768 kHz értékig. Bizony ezek némelyike olyan adat mennyiséget jelent, hogy egyes tömörítési és átviteli módok képtelenek vele boldogulni. (zárójelben jegyezzük meg, hogy nem volt véletlen a DSD formátum megjelenése, sőt akár szükségszerűnek is nevezhetnénk, de ez sem témája ennek az írásnak) Tehát, az egyik oldalon érdek az, hogy a lehető legtöbb információt állítsuk elő, hiszen ez garantálja a lehető legpontosabb leképezést. Mivel ez a muzsika-rajongók legnagyobb álma, ezt természetesen meg is teszik. Aztán, hogy mi történik ezzel a rettenetes mennyiségű adattal, az már más kérdés. Itt jön képbe a tömörítés, és az átvitel módja, mert azt ugye nem képzeli senki sem, hogy mindezek hiánytalanul átkerülnek a DAC-ba?
Álljon itt egy példa amit nap, mint nap használnak sokan, ez pedig az optikai, vagy Toslink kapcsolat. Szeretni lehet, mert a kábel minősége nem nyomja rá bélyegét olyan nagyon a hangzásra. (itt a legalább közepes árkategóriás, azaz, már eléggé jó minőségű kábelre gondolunk) A régebbi optikai átalakítók 96 kHz 24 bitre korlátozták az átvitel adat mennyiségét. Igen, manapság már vannak 192 kHz-es darabok, de mindkét kábel oldalon ilyen tartózkodik? Nos ha nem, nincs is miről beszélni, veszteség lép fel! Vagy itt van a zenehallgatásra régen Szent Grálnak tartott koaxiális kapcsolat. Ez már jóval régebben képes volt a 192 kHz átvitelére, mint az optikai, ezért esküdtek rá sokan. Persze ezzel is van egy „kis” gond, amit összekötő kábelnek nevezünk. Ha ez nem konstans 75 Ohm impedanciát bitosít – márpedig ritkán az – akkor szűrni fog. Ha pedig szűr, mit távolít el a jelfolyamból? Ez kábel függő, melyik, mit – talán soha nem derül ki, ha nem próbálunk ki másik fajtát.
Fontos! Eddig még nem is beszéltünk a tárolás helyigényéről! Hova menti a családi fotókat, ha a számítógép memóriája muzsikával van tele? Mese nincs, csökkenteni kell a helyigényt! A különböző tömörítés módok mindegyike más és más dolgot tart fontosnak a zenéből. A nagy mennyiségű alap adatból kimazsolázzák a tervezőjük által fontosnak tartott részeket, és csak ezeket „tartják” meg, a többi elsikkad. Igen vannak veszteségmentes tömörítésnek nevezett algoritmusok, de gondoljon a töltött káposztára. Ha azt kisebb helyen tárolhatóvá teszi, és megoldja a zsebben szállítás módját, ezt-azt ki kell belőle vonni. Vajon mikor újra megpróbálja fogyasztható, hagyományos töltött káposztává tenni, megmaradhat benne minden íz, amit Anyuka bepakolt főzéskor? Alig hihető. Az elveszett információt gyakorlatilag képtelenség pótolni, akárki ígér bármit is.
Hogy egy adott rendszerben melyik tömörítés mód, azaz formátum lejátszása fog tetszeni a gazdának, azt a rendszer kvalitásai fogják meghatározni, érdemes többfélét kipróbálni. Alapvetően túl lágy, vagy fedett magas hangos hangrendszerben a FLAC csodákra képes – egyéni vélemény, lehet nyugodtan másként gondolni, ez ízlés dolga. Ám ha inkább visítós a hangfal, ugyanez a formátum már fárasztó, túlságosan analitikusnak tűnik – számunkra. Nem akarjuk bántani vagy kiemelni egyik formátumot sem, hiszen önmagukban ezek nehezen bírálhatók, mivel van még körülmény, ami még rajtuk is túltehet minőség rontás tekintetében!
Visszatérve a korábbi töltött káposztás hasonlatunkhoz, adva van tehát egy „zsebben szállítható” tömörített verzió, amely esetében gőzünk sincs, hogy mit vettek ki belőle az átalakítás során, amit elkezdünk szállítani. Szállítás során is elszóródik ez-az. Hogy micsoda? Fogalmunk sincs! Most képzeljük magunkat annak a DAC-nak a helyébe, amelynek ennyi ismeretlenből kéne valami művet alkotnia. Semmi gond, ettől függetlenül meg fogja próbálni némi ecetből, rizsből meg húscafatból főzni a töltött káposztát, mert erre programozták. Emellett szegény még azt sem tudja megsúgni a forrásnak (USB kapcsolat esetén), hogy mennyi az 1 másodperc pontosan, hacsak nem aszinkronizált, hogy a mintavételezés frekvenciáját pontosan meg lehessen határozni. Nos, ha ez nem sikerül, akkor jön a jitter torzítás, amiért mindenki a DAC-ot hibáztatja. Mielőtt Dunába vetjük magunkat a sok fenti szomorúság hallatán, azért tisztázzunk még egy dolgot! Rengeteg adatról beszélünk, amiből ha sok el is vész, még rengeteg marad is, amiből azért lehet főzőcskézni a végén! Ki akarna a nagy számok törvényéből minden egyes abban szereplő értékről tudni? Minek.
Apropó, nagy számok. Törvényszerű, hogy az átvitel sebessége is legyen a lehető legnagyobb számérték. Minden átvitel módnak megvan a maga árnyéka, amit képtelen átlépni. Nagyon lényeges, hogy ne az ígéreteknek, hanem a füleinknek higgyünk. Nem véletlen, hogy olyan ordító különbségeket tapasztalni, hiszen az átvitel során még két csonkításon átesik az adat. Egyszer átalakítják a kapcsolaton továbbítható formátumra, majd a túloldalon vissza. Eközben az adott kapcsolat által továbbítható bitmennyiségre kell redukálni. Ugye, látni már az összefüggést? Hiába van az adatok nagy tömege, ha azt egy kapcsolat nem tudja továbbítani! Persze vannak sokra képes kapcsolati protokollok, de az a baj velük, hogy már nem divat őket használni. Mindenki a „drót mentességre” tör – mert csak! Gond egy szál se, de ebben az esetben a High-End, HD, de még a CD minőség helyett is az „izé” szó lenne ildomos. Ha mégis a szájára veszi bárki, akkor az a még rosszabb hangminőséggel összehasonlítva értendő. Meg sem merjük mondani, mekkora kilobit per másodperc adattovábbítási képességre lenne szükség, mondjuk a jogtalanul lebecsült CD minőség eléréséhez, pedig ezt sokan ígérik – gyakran minden alap nélkül. Miért tehetnek ilyet? Mert minden javulást úgy él meg a zenerajongó, mint amikor jutalmat kap, és azonnal elhiszi, mert annyira erre vágyik. Összehasonlítás hiányában meg amúgy is hihetőnek tűnik.
Mit tehet a minőségre éhes zenehallgató? Többféle stratégia közül választhat. Egyrészt jó megoldás lehet, ha az ingyenes programmal rippelt CD-lemez anyagát nem szaporítja a végletekig a tárolás előtt azzal, hogy egzotikus formátumra alakítja az eredetit többszörösen meghaladó mintavételezéssel. Az eredetinél csak rosszabb lehet, sőt minél többször konvertálja, annál több vész el belőle. A kevesebb adatot talán nem ritkítja meg annyira az átviteli lánc, és ha olyan átalakítót biggyeszt a sor végére, amely dekódolás előtt felskáláz, talán jobb lehet a hatásfok. A másik stratégia pedig, hogy tényleg nagy adatmennyiség továbbítására alkalmas összeköttetést választ, a nagy mennyiségű adathoz. Ez jelen pillanatban a drótos otthoni hálózat, meg az USB kábel. Ne kövesse az aktuális trendet, eszébe ne jusson 384 kHz, esetleg 768 kHz jelekkel másnak nekifutni,
Félreértés ne essen, ez a cikk nem azért született, hogy gátat szabjon a digitális alapú zenehallgatásnak. Sokkal inkább azért íródott, hogy ész nélkül senki ne higgyen el minden ígéretet a hangminőség csodálatosságáról. Igenis vannak tényleg kimagasló hangminőségre képes eszközök, a kérdés csak az, hogy rendelkezik-e velük. Akkor sincs baj, ha nem, de talán a fentiek ismeretében jobban megismerte az Ön zenei élvezetét korlátozó tényezőket, és tehet ellenük.
A cikk elején elhangzott fenyegetést most valóra váltjuk, és egy elgondolkodtató kérdést teszünk fel. Mennyi adat olvasható ki egy CD-DA lemezről? (Ez a 700 megás kérdés!)
A CD-DA nem pillanatfelvételeket mutat az adatról, az algoritmus egy adott „szót” többször is fel tud használni. Elvileg akár több százszor is! Szorozzunk egyet fejben(!), hány száz megáról beszélünk? Emellett a rendszer tartalmaz paritás bitet – illetve valami hasonlót, így a dekóder értesül arról, ha adat vész el. A profi futóművek ezért olvasnak néha kétszeres sebességgel, hogy az „előre dolgozó” elektronika vissza tudja küldeni az olvasót a lemez adott pontjára, és kényszeríteni az adat újbóli kiolvasására. Ha pedig ez sem sikeres, akkor jöhet az újból felhasznált adat a környékről, hogy ne legyen észrevehető a hiány. Tudomásunk szerint minden más digitális formátum nélkülözi ezt a hibajelzés/visszacsatolás módot, ezért azok esetében az elektronika az elveszett adatot meg sem próbálja helyreállítani, egyszerűen elvész és kész. A dekóder meg majd csuklik egy kicsit, de az kit érdekel? A WAV adatfolyam, ahogy a számítógép beolvassa a CD-DA formátumot, sajnos nem minden részét tartalmazza az alap adatnak, viszont így „belátható méretű” marad a fájl – és igen, ahányszor beolvassa, annyiszor fog másként szólni a külső zavaró tényezők hatására.
Létezik egyáltalán megoldás arra, hogy elkerüljük az időegység alatt átvitt korlátozott mennyiségű információ hatásait? Igen! Az analóg jelátvitel. Itt végtelen a határ, nem véletlenül választják/térnek hozzá vissza egyre többen. Több házi feladatot mára nem adunk, találkozunk később, ahol további gondolatokat ébresztünk.
Az ábráért köszönet a Tested.com-nak
