Surroundformaten deel 4
Klik hier voor deel 1
Klik hier voor deel 2
Klik hier voor deel 3
Onder andere in het achtergrondartikel “Blu-Ray vs HD-DVD” geschreven door Garmt van der Zel en Bjorn Mateijsen en mijn “VAD 2006 High Definition” verslag heeft u al kunnen lezen over de ‘next big thing’ in de wereld van surround: De komst van hoge resolutie surround audiotracks door middel van de nieuwe generatie ‘codecs’ zoals Dolby TrueHD of DTS-HD.
De formaten Blu-ray en HD-DVD zullen ons niet alleen op het gebied van beeldweergave een hoge resolutie bronsignaal gaan bieden maar ook op het gebied van geluid. Een hoge resolutie meerkanaals geluidsspoor die, afhankelijk van de ‘codec’, zelfs bit-voor-bit identiek kan zijn aan de ‘master’, en daarmee voor een ongekende geluidskwaliteit in surround moet gaan zorgen. Een veel gehoorde “klacht” omtrent de huidige generatie ‘codecs’ is dat het allemaal gecomprimeerd is en daarmee geen audiofiele aspiraties kan hebben. De nieuwe generatie ‘codecs’ zal hierin verandering gaan brengen en daarmee is de laatste barrière voor wat betreft audiofiele aspiraties in surroundweergave wellicht definitief doorbroken?
Deze belofte kan echter ook als sneeuw voor de zon verdwijnen wanneer u een aantal belangrijke aspecten niet in ogenschouw neemt want de komst van nieuwe surroundformaten betekend vaak ook dat de huidige AV-apparatuur alweer verouderd is! Verouderd betekend echter gelukkig niet dat de huidige AV-apparatuur met de nieuwe generatie High Definition spelers niet meer te gebruiken zou zijn. Over het hoe, wat en waarop te letten bij de aanschaf van een HD-DVD en/of Blu-ray speler met betrekking tot de surroundweergave zal ik verderop in dit artikel een duidelijk overzicht geven van de diverse mogelijkheden.
Van Dolby Digital en DTS naar Dolby TrueHD en DTS-HD Master Audio
Het is inmiddels alweer 66 jaar geleden toen het eerste ‘multichannel’ geluidsspoor voor film het levenslicht zag, en de tijd heeft sindsdien zeker niet stil gestaan. Met de komst van de Laserdisc en ‘codecs’ zoals Dolby Digital en DTS begon Home Theater langzaam echt volwassen te worden en toen eenmaal het medium DVD het levenslicht zag leek aan de populariteit lange tijd geen einde te komen. Opslagruimte was nog beperkt en dus moest beeld alsook geluid gecomprimeerd worden. Zowel Dolby Digital als DTS zijn lossy compression ‘codecs’ en bieden ruimte aan 5 ‘full-range’ kanalen en een LFE kanaal. De ‘lossy compression’ is gebaseerd op het perceptuele codering principe en komt er feitelijk op neer dat data gereduceerd wordt door informatie van het oorspronkelijke bronsignaal te verwijderen. De compressie gebeurt lang niet zo radicaal als bijvoorbeeld bij MP3 compressie maar geschiedt geheel volgens het principe dat ons gehoor een auditief maskeringwerking heeft: Enkel de auditieve informatie dat niet gehoord zouden worden in een gegeven situatie wordt verwijderd. Echter hoe men het ook went of keert, ‘lossy compression’ blijft een compressiemethode van het weggooien van al dan niet bruikbare informatie. Met een verhoogde opslagcapaciteit, zoals Blu-ray of HD-DVD medium dat bieden, is er weinig reden meer tot het gebruik van dergelijke compressiemethodes en kunnen audiosignalen in hun hoogste kwaliteit op schijf worden gezet.
Wanneer we naar het opslagmedium CD kijken dan zien we dat muziek staat opgeslagen als een 16-bits PCM signaal met een bemonsteringsfrequentie van 44.1kHz en daarmee een ‘bitrate’ van pakweg 706 kbps per kanaal. De ‘bitrate’ waardes voor zowel Dolby Digital alsook DTS liggen bij een op DVD opgeslagen ‘surroundtrack’ beduidend lager. Respectievelijk maximaal 448 kbps en 1509 kbps, en dat voor alle zes tot zeven kanalen gezamenlijk! Veel DVD’s met een DTS geluidsspoor kennen overigens een halvering in de ‘bitrate’ doordat er niet van de volledige potentie van de ‘codec’ gebruik gemaakt wordt wegens beperkingen van de opslagcapaciteit. Beide surroundformaten zijn 24 bits en kennen een variabele bemonsteringsfrequenties van 32, 44.1 en 48 kHz terwijl de bemonsteringsfrequentie van een DTS geluidsspoor nog kan oplopen tot 192 kHz. Op papier lijkt het verbazingwekkend te noemen dat een Dolby Digital of DTS ‘surroundtrack’ überhaupt nog goed kan klinken, maar dit bewijst eens te meer het rendement en efficiëntie van beide compressiemethodes. Maar hoe effectief een ‘lossy compression’ methode ook kan zijn, verlies van data en daarmee een verschil ten opzichte van de oorspronkelijke signaalbron blijft een feit.
Losless technologie
Via het medium DVD-A heeft de consument al kennis kunnen maken met een andere vorm van compressie namelijk MLP, ‘Meridian Lossless Packing’. Een lossless compressietechniek waarin geen data wordt gereduceerd, en de content dus identiek blijft aan het origineel, maar enkel een efficiëntere wijze van opslag behelst. De drastisch verhoogde opslagcapaciteit van HD-DVD alsook Blu-ray maakt het mogelijk dat ook voor surroundformaten nu eindelijk dergelijke compressiemethode toegepast kan worden. Dolby TrueHD en DTS-HD Master Audio zijn twee nieuwe surroundformaten, gebaseerd op de losless compressiemethodiek, welke bit-voor-bit identiek zijn aan de oorspronkelijke ‘master’ en daarmee voor een ongekende surroundbeleving zullen gaan zorgen.
Was de maximale ‘bitrate’ van bijvoorbeeld Dolby Digital voor het medium DVD nog gemaximaliseerd op 448kbps, voor de nieuwe dragers HD-DVD en Blu-ray heeft ‘Dolby Laboratories’ met Dolby TrueHD de lat gelegd op maximaal 18Mbps. DTS-HD Master Audio zal voor HD-DVD eenzelfde maximale ‘bitrate’ als Dolby TrueHD behalen maar voor de drager Blu-ray legt men de lat nog een stukje hoger en is de ‘bitrate’ gemaximaliseerd tot 24,5Mbps. Voor Dolby TrueHD geldt dat de sampling frequentie en woordlengte, net zoals bij Dolby Digital het geval is, kan variëren. Sampling frequenties van 48khz tot 192khz en een woordlengte van 16 tot 24 bits worden gegarandeerd. Voor DTS-HD Master Audio geldt een minimum sampling frequentie van 96khz, welke tot maximaal 192khz kan oplopen, en een 24 bits woordlengte. Voor beide formaten geldt dat het maximaal aantal kanalen voor de ‘next-gen’ dragers is vastgesteld op 8 in plaats van 7 zoals het geval was bij DVD. Dolby TrueHD samen met de “oude” DTS codec zijn verkozen tot verplichte ‘codecs’ voor HD-DVD. Voor Blu-ray is de “oude” DTS ‘codec’ verplicht en blijft Dolby TrueHD optioneel.
Dolby TrueHD en DTS-HD Master Audio zijn echter niet de enige ‘codecs’ welke we op de ‘next-gen’ dragers zullen gaan tegenkomen. Naast Dolby TrueHD is er bijvoorbeeld ook nog Dolby Digital Plus, een audio ‘codec’ welke in eerste instantie bedoelt was voor ‘high definition broadcasting’ maar eventueel ook op de nieuwe generatie dragers te vinden zal zijn mocht een filmmaatschappij hiertoe besluiten. De ‘bitrate’ van Dolby Digital Plus is maximaal 6Mbps, voor HD-DVD zal de ‘bitrate’ minimaal 3Mbps zijn terwijl deze voor Blu-ray op 1,7Mbps is gesteld. Naast Dolby TrueHD is ook Dolby Digital Plus een verplichte audio ‘codec’ voor HD-DVD en alle HD-DVD spelers zullen er dus mee overweg kunnen.
DTS-HD is onderverdeeld in verschillende ‘subcodecs’. Eerder werd al DTS-HD Master Audio beschreven welke bit-voor-bit identiek is aan de ‘master’. Naast DTS-HD Master Audio kunnen surroundtracks ook gecodeerd worden in DTS-HD High Resolution Audio of DTS Encore wat eerder staat voor een ‘full bitrate’ DTS ‘surroundtrack’. DTS-HD High Resolution Audio heeft een maximale samplefrequentie van 96khz, een 24 bits woordlengte en kent een maximale ‘bitrate’ van 6Mbps. DTS Encore is feitelijk een ‘full bitrate’ DTS ‘codec’ zoals we dat ook al kennen van sommige DVD’s en de oudere Laserdiscs.
Zowel Dolby TrueHD, Dolby Digital Plus en beide DTS-HD versies zijn interactief, wat erop neer komt dat externe ‘bitstreams’, afkomstig van bijvoorbeeld een internetverbinding, kunnen worden toegevoegd aan de op schijf opgeslagen geluidsspoor. Additionele commentaartracks, aangeboden door bijvoorbeeld een filmmaatschappij via het internet, kunnen op deze manier beluisterd worden tijdens het kijken van de film. Het samenvoegen van de surroundtrack en additionele geluidssporen zal door de speler moeten gebeuren en de aanwezigheid van de juiste decoder is dan wel een vereiste!
Compatibiliteit met Dolby Digital en DTS decoders
Wellicht nog het meest geniale aan beide ‘codecs’ is de ‘backwards’ compatibiliteit welke bewerkstelligd is. Ook al beschikt uw huidige AV-receiver niet over de juiste decoders, toch zult u ook met HD-DVD en Blu-ray kunnen genieten van ‘surround sound’. Wanneer we kijken naar de opbouw van DTS-HD dan zien we dat deze bestaat uit een ‘full bitrate’ DTS kern en een extensie welke bepaalt om welke ‘codec’ het gaat. Elke huidige generatie DTS decoders herkent de kern van het complete pakket, kan deze decoderen terwijl de extensie ongemoeid blijft. De enige voorwaarde binnen dit verhaal is dat de HD-DVD en/of Blu-ray speler dient te beschikken over een S/PDIF uitgang en uw AV-receiver of Home Theater voorversterker over uiteraard een DTS decoder. Ook al behaalt u niet de volledige kwaliteit van het ongecomprimeerde DTS-HD Master Audio geluidsspoor, toch zal ook deze manier van aansluiten al een verbetering brengen ten opzichte van vele DTS tracks op het medium DVD. In plaats van de veelgebruikte DTS op halve ‘bitrate’ krijgt u een ‘full bitrate’ DTS geluidsspoor.
Bij Dolby TrueHD en Dolby Digital Plus ligt het iets gecompliceerder daar er geen Dolby Digital kern aanwezig is welke door de huidige generatie Dolby Digital decoders kan worden gedecodeerd. Wel bevat elke Dolby TrueHD geluidsspoor een 5.1 ‘surroundmix’ als kern welke door de speler omgezet kan worden, middels vooraf een PCM conversie, naar Dolby Digital dat vervolgens via een S/PDIF aansluiting als ‘raw bitstream’ naar de AV-receiver gestuurd kan worden. Een Dolby Digital encoder is dus een vereiste optie welke de HD-DVD of Blu-ray speler dient te bezitten mocht u van deze mogelijkheid gebruik willen maken! Net zoals bij DTS-HD profiteert u ook hier van een verhoogde weergavekwaliteit ten opzichte van het Dolby Digital geluidsspoor zoals deze wordt gebruikt op het medium DVD. De omzetting gebeurt namelijk naar de hoogst haalbare Dolby Digital ‘bitrate’ van 640kbps welke niet op het medium DVD wordt gebruikt.
De diverse aansluitmogelijkheden
Nieuwe ‘codecs’ betekenen ditmaal niet dat uw huidige AV-apparatuur direct verouderd dan wel onbruikbaar is. Om de overgang van standaard definitie DVD naar High Definition soepel te laten verlopen zijn zowel de nieuwe Dolby ‘codecs’ alsook de DTS-HD ‘codecs’ backwards compatible. De huidig veel gebruikte S/PDIF verbinding tussen de speler en de AV-receiver is in technische zin niet geschikt voor de nieuwe generatie ‘codecs’, de bandbreedte is niet breed genoeg om de hoge resolutie ‘bitstream’ te kunnen transporteren. Er zijn een aantal opties waarmee u met uw huidige AV-apparatuur toch kunt genieten van surroundgeluid maar de dagen dat elke speler met elke AV-receiver of Home Theater processor samenwerkte, zijn helaas voorbij. U zult dus bedachtzaam moeten zijn wanneer u een HD-DVD en/of Blu-ray speler gaat aanschaffen voor wat betreft de aansluitmogelijkheden welke u heeft. De verschillende opties zullen hierna uiteen gezet worden.
Dolby TrueHD en DTS-HD met nieuwe generatie AV-receiver Dolby TrueHD, DTS-HD decoders
Voor het transporteren van de ‘raw bitstream’ van de nieuwe generatie ‘codecs’, met uitzondering van DTS-HD High Resolution Audio, is een zogehete ‘High Definition Multimedia Interface’ versie 1.3 uitgang op de speler en een HDMI 1.3 ingang op de AV-receiver vereist. Verder dient te AV-receiver uiteraard uitgerust te zijn met de nieuwe generatie decoders om de ‘bitstream’ te decoderen. HDMI 1.3 is op moment van schrijven gestandaardiseerd en de eerste AV-receivers met een dergelijke aansluiting zijn inmiddels al aangekondigd.
Voor DTS-HD Master Audio en DTS-HD High Resolution Audio geldt geen restrictie voor wat betreft de uitvoer van de ‘raw bitstream’ via de zogehete ‘DTS-HD Advanced Digital Out’. In het geval van Dolby TrueHD en Dolby Digital Plus bestaat de mogelijkheid dat de filmmaatschappij een restrictie op de uitvoer van de digitale ‘bitstream’ legt, hetgeen erop neerkomt dat Dolby TrueHD en Dolby Digital Plus niet als ‘raw bitstream’ via een HDMI 1.3 verbinding naar de AV-receiver getransporteerd kan worden. In dergelijke gevallen zal de High Definition speler voorzien moeten zijn van een Dolby TrueHD decoder welke de ‘surroundtrack’ decodeert en omzet naar een PCM signaal welke via de HDMI 1.3 verbinding naar de AV-receiver wordt getransporteerd.
Voor het transporteren van de ‘raw’ DTS-HD High Resolution Audio ‘bitstream’ kunt u volstaan met een HDMI versie 1.1 of 1.2 aansluiting. De HD-DVD of Blu-ray speler dient in dergelijke gevallen te bezitten over een DTS-HD Digital Out en uw AV-receiver uiteraard over de benodigde DTS-HD High Resolution Audio decoder om de ‘bistream’ te decoderen.
Dolby TrueHD en DTS-HD met huidige generatie AV-receiver via HDMI versies 1.1 en 1.2
Dolby TrueHD, Dolby Digital Plus en DTS-HD Master Audio kunnen door een HD-DVD en Blu-ray speler, wanneer deze uiteraard beschikt over de juiste decoders, omgezet worden naar een niet-gecomprimeerde LPCM meerkanaals signaal met maximaal 8 kanalen. Uw huidige AV-receiver of Home Theater processor dient voorzien te zijn van een HDMI versie 1.1 of 1.2 ingang welke een meerkanaals LPCM signaal accepteert. De aanwezigheid van een dergelijke HDMI 1.1 of 1.2 aansluiting op uw AV-receiver betekend helaas niet automatisch dat deze ook geschikt is voor ontvangst van meerkanaals LPCM audiosignalen.
Momenteel fungeert deze aansluiting bij de meeste AV-receivers slechts als videoswitch en worden audio signalen simpelweg genegeerd over deze ingang. Voordat u besluit om een HD-DVD of Blu-ray speler aan te schaffen met een HDMI 1.1 uitgang en uitgerust met de benodigde Dolby TrueHD en DTS-HD decoders, is navraag bij uw leverancier of fabrikant van de AV-receiver over de acceptatie van audiosignalen via de HDMI aansluiting zeker aan te raden!
Dolby TrueHD, DTS-HD met huidige generatie AV-receiver via meerkanaals analoog
Is uw huidige AV-receiver of Home Theater processor uitgerust met een meerkanaals, analoge ingang dan kunt u deze aansluiting gebruiken om Dolby TrueHD, Dolby Digital Plus en beide versies van DTS-HD in zijn hoogste resolutie weer te geven.
In dergelijke situaties dient een HD-DVD of Blu-ray speler voorzien te zijn van de juiste decoders, een digitaal/analoog converter en uiteraard een meerkanaals, analoge uitgang.
HD-DVD en/of Blu-ray speler verbonden aan huidige generatie AV-receiver via S/PDIF
Ook wanneer uw huidige AV-receiver of Home Theater processor niet voorzien is van een van eerder genoemde aansluitingen zult u toch kunnen blijven genieten van surround geluid met de twee High Definition dragers. Eerder werd al vermeldt dat de technische specificaties van S/PDIF niet toereikend zijn om de hoge resolutie meerkanaals ‘bitstream’ te transporteren. Voor wat betreft beide versies van DTS-HD bestaat de kern uit een DTS Encore 5.1 surround codec welke door elke huidige generaties DTS decoders wordt geaccepteerd. Beschikt een HD-DVD of Blu-ray speler over een DTS-HD Digital Out S/PDIF uitgang dan kunt u deze zonder problemen aansluiten op uw huidige AV-receiver of Home Theater processor met 5.1 DTS decoder. U zult in dit geval nog altijd een verbeterde weergavekwaliteit ervaren in vergelijk met vele DVD’s met een DTS ‘surroundtrack’. Dit omdat de DTS Encore de’ full bitrate’ versie van het alom bekende DTS geluidsspoor bevat, waar veel DVD’s slechts een DTS geluidsspoor op halve ‘bitrate’ bevatten.
In het geval van Dolby TrueHD en Dolby Digital Plus ligt het verhaal iets anders daar beide ‘codecs’ niet over een Dolby Digital kern beschikken welke door elke, huidige generatie Dolby Digital decoders kan worden gedecodeerd. Een HD-DVD en/of Blu-ray speler welke middels S/PDIF aangesloten wordt op een huidige generatie AV-receiver met ingebouwde Dolby Digital decoder zal, naast een Dolby TrueHD decoder, moeten beschikken over een Dolby Digital encoder welke niet als standaard is opgenomen in de specificaties. Elk Dolby Digital TrueHD en Dolby Digital Plus ‘surroundtrack’ bevat een 5.1 ‘surroundmix’ welke uit het geluidsspoor wordt geëxtraheerd door de Dolby TrueHD en Dolby Digital Plus decoder van de speler en geconverteerd naar LPCM. Het verkregen LPCM signaal wordt vervolgens door de optionele Dolby Digital encoder vertaald naar een Dolby Digital ‘bitstream’ zoals we dat kennen van de huidige DVD. Deze verkregen ‘raw’ Dolby Digital ‘bitstream’ kan vervolgens via S/PDIF naar de Dolby Digital decoder van uw huidige AV-receiver getransporteerd worden al waar de decodering plaats vind. Net zoals bij de DTS ‘core’ van DTS-HD zult u ook met deze, naar Dolby Digital, conversie een verhoogde weergavekwaliteit behalen. De Dolby Digital encoder van een HD-DVD of Blu-ray speler codeert het signaal namelijk op de, voor Dolby Digital, hoogst mogelijke ‘bitrate’ van 640kbps. Ter vergelijking, de hoogst gecodeerde Dolby Digital ‘bitstream’ op het medium DVD is slechts 448kbps.
Van Dolby TrueHD en DTS-HD surround naar stereo
Beide ‘codecs’ blijven tevens volledig compatibel met stereogebruik. Het decoderen en converteren van digitaal naar een analoog audiosignaal zal volledig in een HD-DVD en/of Blu-ray speler plaats moeten vinden om vervolgens aangesloten te worden op een stereoversterker via de analoge aansluiting.
De speler dient dus voorzien te zijn van een analoge uitgang en tevens de juiste decoders mocht u van deze mogelijkheid gebruik willen maken.