Dolby digital - Dolby Digital

Dolby digital

Zkratka	DD
Formace	1986
Typ	Formát komprese zvuku, ztrátová komprese
Umístění
Obsluhovaná oblast	Celosvětově
webová stránka	profesionální .dolby .com /tv /dolby-digital /

Dolby Digital , původně synonymum pro Dolby AC-3 , je název toho, co se nyní stalo rodinou technologií pro kompresi zvuku vyvinutých společností Dolby Laboratories . Původně se do roku 1995 jmenoval Dolby Stereo Digital , s výjimkou Dolby TrueHD, komprese zvuku je ztrátová , založená na modifikovaném algoritmu diskrétní kosinové transformace (MDCT). První použití Dolby Digital bylo poskytnout digitální zvuk v kinech z 35 mm filmových tisků; dnes se také používá pro aplikace, jako je televizní vysílání, rozhlasové vysílání přes satelit, streamování digitálního videa, DVD , Blu-ray disky a herní konzole.

Hlavním základem vícekanálového standardu kódování zvuku Dolby AC-3 je modifikovaná diskrétní kosinová transformace (MDCT), algoritmus ztrátové komprese zvuku . Jedná se o modifikaci algoritmu diskrétní kosinové transformace (DCT), který byl poprvé navržen Nasirem Ahmedem v roce 1972 a původně byl určen pro kompresi obrazu . DCT byl upraven do modifikované diskrétní kosinové transformace (MDCT) JP Princen, AW Johnson a Alan B.Bradley na University of Surrey v roce 1987.

Společnost Dolby Laboratories přizpůsobila algoritmus MDCT spolu s principy percepčního kódování k vývoji zvukového formátu AC-3 pro potřeby kina . Formát AC-3 byl vydán jako standard Dolby Digital v roce 1991. Dolby Digital byl nejranějším standardem komprese zvuku na bázi MDCT, který byl vydán, a byl následován dalšími standardy komprese zvuku založenými na MDCT pro domácí a přenosné použití, jako je Sony ‚s ATRAC (1992), MP3 standard (1993) a AAC (1997).

Kino

Batman Returns byl prvním filmem, který byl oznámen jako využívající technologii Dolby SR-D, když měl premiéru v kinech v létě roku 1992. Zvukové stopy kina Dolby Digital jsou opticky zaznamenány na 35mm vydání s použitím sekvenčních datových bloků umístěných mezi každým otvorem pro perforaci na zvuková stopa filmu. Používá se konstantní bitová rychlost 320 kbit/s. Zařízení se zdvojeným nábojem (CCD), skener v obrazu projektoru zvedne skenovaného obrazu této oblasti, a procesor koreluje rozsah snímku a extrahuje digitálních dat jako AC-3 bitového toku . Data jsou poté dekódována do 5.1kanálového zdroje zvuku. Všechny potisky filmů s daty Dolby Digital mají takéanalogové zvukové stopy Dolby Stereo využívající redukci šumu Dolby SR a takové výtisky jsou známé jako tisky Dolby SR-D. Analogový zvukový doprovod poskytuje záložní možnost v případě poškození datové oblasti nebo selhání digitálního dekódování; poskytuje také kompatibilitu s projektory, které nejsou vybaveny digitálními zvukovými hlavami. Téměř všechny aktuální kinematografické výtisky jsou tohoto typu a mohou také obsahovatdata SDDS a stopu časového kódu pro synchronizaci disků CD-ROM sezvukovými stopami DTS .

Penthouse Soundhead Dolby Digital namontovaný na projektoru Kalee model 20 z poloviny 50. let minulého století

Fotografie z filmového tisku 35 mm představovat všechny čtyři audio formátů (nebo quad stopy ) - zleva doprava: Sony Dynamic Digital Sound (SDDS) (modrá oblast na levé straně řetězových otvorů), Dolby Digital (šedá zóna mezi otvory pro pastorky označené logem Dolby Double-D uprostřed), analogový optický zvuk (dvě bílé čáry vpravo od otvorů pro řetězová kola) a časový kód DTS (přerušovaná čára zcela vpravo)

Nejjednodušší způsob převodu stávajících projektorů je přidání takzvané penthouse digitální zvukové hlavy nad hlavu projektoru. U nových projektorů však dávalo smysl používat duální analogové/digitální zvukové hlavy v normální poloze optické zvukové hlavy pod hlavou projektoru. Aby bylo umožněno uspořádání dvou zvukových hlav, jsou data zaznamenávána o 26 snímků před obraz. Pokud se použije soundhead penthouse, musí být data v procesoru zpožděna o požadovanou dobu, přibližně 2 sekundy. Toto zpoždění lze nastavit v krocích po čase mezi perforacemi (přibližně 10,4 ms).

Od roku 2015 je Dolby Digital při míchání zvuku filmu postupně nahrazován Dolby Surround 7.1 , přičemž na oblibě získává i pokročilejší technologie Dolby Atmos . Zatímco většina kin v současné době využívá Dolby Digital, prakticky všechny dnes vydané filmy jsou smíchány v Dolby Surround 7.1 a Dolby Atmos.

Verze

Dolby Digital má podobné technologie, zahrnuté v Dolby Digital EX, Dolby Digital Live, Dolby Digital Plus, Dolby Digital Surround EX, Dolby Digital Recording, Dolby Digital Cinema, Dolby Digital Stereo Creator a Dolby Digital 5.1 Creator.

Dolby digital

Dřívější logo Dolby Digital s názvem „Aurora“, které se někdy zobrazovalo na začátku vysílání, hraných filmů a videoher

Staré logo Dolby Digital

Dolby Digital je běžná verze obsahující až šest diskrétních zvukových kanálů. Nejpropracovanější režim při běžném používání zahrnuje pět kanálů pro reproduktory normálního rozsahu ( 20 Hz-20 000 Hz ) (pravý, středový, levý, pravý prostorový, levý prostorový) a jeden kanál ( 20 Hz-120 Hz přidělený zvuk) pro subwoofer řízené nízkofrekvenční efekty . Podporovány jsou také mono a stereo režimy. AC-3 podporuje vzorkovací frekvence zvuku až 48 kHz.

Tento formát má různá jména:

• Dolby digital
• DD (zkratka pro Dolby Digital, často kombinovaná s počtem kanálů; například DD 2.0, DD 5.1)
• AC-3 (Audio Codec 3, Advanced Codec 3, Acoustic Coder 3. [Toto jsou backronymy . Adaptive Transform Acoustic Coding 3 je samostatný formát vyvinutý společností Sony .])
• ATSC A/52 (název standardu)
• Před rokem 1996 byl prodáván jako Dolby Surround AC-3, Dolby Stereo Digital a Dolby SRD.

V roce 1991 se ve 3 amerických kinech hrálo omezené experimentální vydání hry Star Trek VI: The Uniscovered Country ve formátu Dolby Digital. V roce 1992 je Batman Returns prvním filmem, který byl uveden na trh v Dolby Digital. V roce 1995 představila verze LaserDisc hry Clear and Present Danger první mix domácího kina Dolby Digital, rychle následovaný mimo jiné True Lies , Stargate , Forrest Gump a Interview with the Vampire .

Dolby Digital EX

Dolby Digital EX je v praxi podobný dřívějšímu formátu Dolby Pro Logic , který využíval maticovou technologii pro přidání středového prostorového kanálu a jednoho zadního prostorového kanálu do stereofonních zvukových stop. EX přidává rozšíření ke standardnímu 5.1kanálovému kodeku Dolby Digital ve formě maticových zadních kanálů, čímž vytváří 6.1 nebo 7.1kanálový výstup.

Dolby Digital Surround EX

Poskytuje ekonomické a zpětně kompatibilní prostředky pro zvukové stopy 5.1 pro přenášení šestého středového zadního prostorového kanálu pro lepší lokalizaci efektů. Navíc prostorový kanál je matice zakódována na diskrétní levého prostorového a pravého prostorového kanálů 5.1 mixu, stejně jako přední středového kanálu pro Dolby Pro Logic zakódované stereofonní zvukové stopy. Výsledek lze přehrát bez ztráty informací na standardních systémech 5.1, nebo přehrávat v systémech 6.1 nebo 7.1 na systémech s dekódováním Surround EX a přidanými reproduktory. Řada disků DVD má možnost zvuku Dolby Digital Surround EX.

Kino verze Dolby Digital EX byla představena v roce 1999, kdy Dolby a Skywalker Sound , divize Lucasfilm Ltd. , společně vyvinuly Dolby Digital Surround EX ™ pro vydání Star Wars: Episode I - The Phantom Menace . Dolby Digital Surround EX od té doby byl použit na DVD vydáních Star Wars prequel a originální trilogií.

Odznak domácího kina Dolby na přenosném počítači

Dolby Digital Live

Dolby Digital Live (DDL) je technologie kódování v reálném čase pro interaktivní média, jako jsou videohry. Převádí jakýkoli zvukový signál na PC nebo herní konzoli na 5,1kanálový 16bitový/48 kHz formát Dolby Digital rychlostí 640 kbit/s a přenáší jej pomocí jediného kabelu S/PDIF . Podobnou technologii známou jako DTS Connect nabízí konkurenční DTS . Důležitou výhodou této technologie je, že umožňuje použití digitálního vícekanálového zvuku se spotřebitelskými zvukovými kartami, které jsou jinak omezeny na digitální stereo nebo analogový vícekanálový zvuk PCM, protože S/PDIF přes RCA, BNC a TOSLINK může podporovat pouze dvoukanálové PCM, vícekanálový zvuk Dolby Digital a vícekanálový zvuk DTS. HDMI byl později představen a může přenášet nekomprimovaný vícekanálový PCM, bezeztrátový komprimovaný vícekanálový zvuk a ztrátový komprimovaný digitální zvuk. Dolby Digital Live je však stále užitečný s HDMI, který umožňuje přenos vícekanálového zvuku přes HDMI do zařízení, která nejsou schopna zpracovat nekomprimované vícekanálové PCM.

Dolby Digital Live je k dispozici ve zvukových kartách využívajících zvukové čipové sady různých výrobců. SoundStorm , který se používá pro Xbox herní konzole a některých nForce2 desky, který se používá jedna z prvních verzí této technologie. DDL je k dispozici na základních deskách s kodeky, jako jsou Realtek ALC882D, ALC888DD a ALC888H. Mezi další příklady patří některé zvukové karty C-Media PCI a zvukové karty řady X-Fi a Z Creative Labs, jejichž ovladače podporovaly podporu DDL.

NVIDIA se později rozhodla zrušit podporu DDL na svých základních deskách kvůli nákladům na související licenční poplatky, takže v tomto ohledu na trhu se zvukovými kartami zůstalo prázdné místo. V červnu 2005 přišel Auzentech , který se svou kartou X-Mystique PCI poskytl první spotřebitelskou zvukovou kartu s podporou Dolby Digital Live.

Zpočátku žádné zvukové karty založené na Creative X-Fi nepodporovaly DDL (2005 ~ 2007), ale spolupráce Creative a Auzentech vedla k vývoji Auzentech Prelude, první X-Fi karty podporující DDL. Původně se plánovalo rozšířit podporu DDL na všechny zvukové karty založené na X-Fi (kromě řady „Xtreme Audio“, která není schopná hardwarové implementace DDL), od plánu se upustilo, protože licencování Dolby by vyžadovalo platbu licenčních poplatků za všechny karty X-Fi a problematicky již prodané. V roce 2008 společnost Creative vydala řadu zvukových karet X-Fi Titanium, která plně podporuje Dolby Digital Live, přičemž u všech verzí PCI Creative X-Fi stále chybí podpora DDL.

Od září 2008 podporují všechny zvukové karty založené na Creative X-Fi DDL (kromě 'Xtreme Audio' a jeho řady, jako je Prodigy 7.1e, který není schopen hardwaru DDL). Pouzdro X-Fi se liší.

Zatímco zapomněli na plán, programátor Daniel Kawakami udělal žhavý problém tím, že použil modul Auzentech Prelude DDL zpět na karty Creative X-Fi maskováním hardwarové identity jako Auzentech Prelude.

Creative Labs údajně Kawakami porušil jejich duševní vlastnictví a požadoval, aby přestal distribuovat své upravené ovladače.

Nakonec společnost Creative uzavřela dohodu s Dolby Laboratories ohledně licenčních poplatků Dolby tím, že zajistila, aby licenční náklady byly zahrnuty do pořizovací ceny karet Creative X-Fi PCI, nikoli jako licenční poplatek, který si Creative platí sami. Na základě dohody, v září 2008 Creative začal prodávat Dolby Digital Live balíčky umožňující Dolby Digital Live na sérii Creative X-Fi PCI zvukových karet. Lze jej zakoupit a stáhnout z Creative. Následně společnost Creative přidala svůj balíček DTS Connect do balíčku DDL bez dalších nákladů.

Dolby Digital Plus

E-AC-3 (Dolby Digital Plus) je vylepšený systém kódování založený na kodeku AC-3 . Nabízí vyšší přenosové rychlosti (až 6,144 Mbit/s), podporu ještě více zvukových kanálů (až 15,1 diskrétních kanálů v budoucnosti) a vylepšené techniky kódování (pouze při nízkých přenosových rychlostech) pro snížení artefaktů komprese , což umožňuje nižší přenosové rychlosti než ty podporované AC-3 (např. 5.1kanálový zvuk při 256 kbit/s). Není zpětně kompatibilní se stávajícím hardwarem AC-3, ačkoli kodeky E-AC-3 jsou obecně schopné překódovat do AC-3 pro zařízení připojená přes S/PDIF . Dekodéry E-AC-3 mohou také dekódovat bitové toky AC-3. Čtvrtá generace Apple TV podporuje E-AC-3. Ukončený systém HD DVD přímo podporoval E-AC-3. Blu-ray Disc nabízí E-AC-3 jako možnost naroubování přidaných kanálů na jinak 5.1 AC-3 stream, stejně jako pro doručování sekundárního zvukového obsahu (např. Komentář režiséra), který má být smíchán s primárním zvukem zvukový doprovod v přehrávači disků Blu-ray.

Dolby AC-4

Dolby AC-4 je standard komprese zvuku podporující více zvukových kanálů a/nebo zvukových objektů. Podpora 5.1kanálového zvuku je povinná a další kanály až 7.1.4 jsou volitelné. AC-4 poskytuje 50% snížení přenosové rychlosti oproti AC-3/ Dolby Digital Plus .

Dolby TrueHD

Dolby TrueHD, vyvinutý společností Dolby Laboratories, je pokročilý bezztrátový zvukový kodek založený na Meridian Lossless Packing . Podpora kodeku byla povinná pro HD DVD a je volitelná pro hardware Blu-ray Disc . Dolby TrueHD podporuje 24bitové bitové hloubky a vzorkovací frekvence až 192 kHz. Maximální přenosová rychlost je 18 Mbit/s, zatímco podporuje až 16 zvukových kanálů (standardy HD DVD a Blu-ray Disc aktuálně omezují maximální počet zvukových kanálů na osm). Podporuje metadata, včetně normalizace dialogů a řízení dynamického rozsahu.

Konfigurace kanálů

Ačkoli je Dolby Digital běžně spojován s konfigurací 5.1 kanálů, umožňuje řadu různých výběrů kanálů. Možnosti jsou:

• Dolby Digital 1/0 - Mono (pouze střed)
• Dolby Digital 2/0 - 2kanálové stereo (vlevo + vpravo), volitelně nesoucí maticový Dolby Surround
• Dolby Digital 3/0 - 3kanálové stereo (vlevo, uprostřed, vpravo)
• Dolby Digital 2/1 - 2kanálové stereo s mono prostorovým zvukem (levý, pravý, prostorový)
• Dolby Digital 3/1 - 3kanálové stereo s mono prostorovým zvukem (levý, středový, pravý, prostorový)
• Dolby Digital 2/2 - 4kanálový kvadrofonní (levý, pravý, levý prostorový, pravý prostorový)
• Dolby Digital 3/2 - 5kanálový prostorový (levý, středový, pravý, levý prostorový, pravý prostorový)

Tyto konfigurace volitelně zahrnují kanál extra nízkofrekvenčních efektů (LFE). Poslední dva se stereo prostorovým zvukem volitelně používají maticové kódování Dolby Digital EX pro přidání dalšího kanálu zadního prostorového zvuku.

Mnoho dekodérů Dolby Digital je vybaveno downmixováním pro distribuci kódovaných kanálů do reproduktorů. To zahrnuje takové funkce, jako je přehrávání prostorových informací prostřednictvím předních reproduktorů, pokud nejsou k dispozici prostorové reproduktory, a distribuce středového kanálu doleva a doprava, pokud není k dispozici žádný středový reproduktor. Při výstupu na samostatné zařízení přes 2kanálové připojení může dekodér Dolby Digital volitelně kódovat výstup pomocí Dolby Surround, aby se zachovaly prostorové informace.

'.1' v 5.1, 7.1 atd. Se týká kanálu LFE, který je také diskrétním kanálem.

Aplikace

Zvuk Dolby Digital se používá na DVD-Video a dalších čistě digitálních médiích, jako je domácí kino. V tomto formátu je bitový tok AC-3 prokládán video a řídicími bitovými toky.

Tento systém se používá v aplikacích s omezenou šířkou pásma jiných než DVD-Video, například v digitální televizi. Standard AC-3 umožňuje maximální kódovanou přenosovou rychlost 640 kbit/s. Potisky 35 mm filmů používají pevnou rychlost 320 kbit/s, která je stejná jako maximální přenosová rychlost pro 2kanálové MP3 . Disky DVD-Video jsou omezeny na 448 kbit/s, přestože mnoho hráčů může úspěšně přehrávat bitové toky s vyšší rychlostí (které nejsou v souladu se specifikací DVD). HD DVD omezuje AC-3 na 448 kbit/s. Standardy ATSC a digitálních kabelů omezují AC-3 na 448 kbit/s. Blu-ray Disc, PlayStation 3 a herní konzole Xbox mohou vydávat signál AC-3 při plných 640 kbit/s. Některé konzolové hry Sony PlayStation 2 jsou schopné vydávat také standardní zvuk AC-3, a to především během předem vykreslených scén.

Dolby je součástí skupiny organizací zapojených do vývoje AAC (Advanced Audio Coding), která je součástí specifikací MPEG, a je považována za nástupce MP3.

Dolby Digital Plus (DD-Plus) a TrueHD jsou podporovány v HD DVD, jako povinné kodeky, a v Blu-ray Disc, jako volitelné kodeky.

Technologie Dolby ve formátech zabalených médií

AC3RF

Ve světě LaserDisc je AC3RF termín široce používaný na konektorech hráčů, kteří podporují Dolby Digital. Specifické demodulátory a přijímače z doby LaserDisc (devadesátá léta až počátek dvacátých let dvacátého století) také zahrnují umístění tohoto pojmu na konektory.

Titulky LaserDisc se stopami Dolby Digital mají často na svých obalech logo THX.

Technické údaje

Rozložení dat AC -3 je v oficiálních specifikacích popsáno zjednodušeným jazykem „podobným C “. Stream AC-3 je řada rámců; kód velikosti rámce se používá spolu s kódem vzorkovací frekvence k určení počtu (2 bajtů) slov před dalším syncwordem. Bloky kanálů mohou být buď dlouhé, v takovém případě je celý blok zpracován jako jediná modifikovaná diskrétní kosinová transformace , nebo krátké, v takovém případě jsou na bloku provedeny dvě transformace poloviční délky. Níže je zjednodušená hlavička AC-3. Podrobný popis je ve standardu ATSC „Digital Audio Compression (AC-3) (E-AC-3) Standard“ , oddíl 5.4.

Licence

Na AC3 se vztahovaly patenty (platnost vypršela od března 2017). Byly použity patenty k žádosti o zaplacení komerční licence za zveřejnění aplikace, která dekóduje AC3. To vedlo některé vývojáře zvukových aplikací k zákazu AC3 ve svých aplikacích, ačkoli open source VLC media player podporoval zvuk AC-3, aniž by platil jakýkoli poplatek za patentovou licenci.

V původních a pozměněných spisech S-1 společnosti Dolby z roku 2005 u SEC společnost Dolby připustila, že „patenty týkající se našich technologií Dolby Digital vyprší v letech 2008 až 2017“.

Platnost posledního patentu pokrývajícího AC-3 skončila 20. března 2017, takže je nyní obecně volně použitelné.

Implementace open source

Bezplatný dekodér proudu ATSC A/52 (AC3), liba52 , je k dispozici pod licencí General Public License GNU . FFmpeg a VLC media player obsahují kód pro zpracování AC-3.

Viz také

• C-Media -výrobce zvukových čipových sad DDL používaných v mnoha zvukových kartách a základních deskách
• Dialnorm - parametr metadat Dolby Digital ovládající zisk dekodéru
• Dolby Laboratories - historie společnosti a vývoj technologií
• Dolby systém redukce šumu - analogový záznam na magnetickém pásku, včetně kompaktních magnetofonových pásků
• Dolby Stereo - první analogový prostorový zvukový systém v kině
• Dolby SR - profesionální analogový záznam na magnetickou pásku
• Dolby Surround - v roce 1987 přejmenován na Pro Logic
• Dolby Pro Logic - spotřebitelská verze analogového systému prostorového zvuku Dolby Stereo
• Dolby TrueHD -bezztrátový kodek pro HD DVD a Blu-ray Disc
• Dolby E - umožňuje komprimaci 6 až 8 kanálů zvuku do digitálního audio streamu AES3
• DTS (zvukový systém) - dříve Digital Theater Systems
• Domácí kino
• Reproduktor
• SoundStorm -kodér AC-3 v reálném čase, který je součástí některých základních desek nForce2
• díky

Reference

externí odkazy

• Oficiální webové stránky , Dolby Laboratories
• Standardy ATSC
• Digital Audio Compression Standard (AC-3, E-AC-3) na webových stránkách ATSC