W świecie Hi-fi pokutuje wiele mitów. Przyjrzyjmy się mitowi, który polega na tym, że rzekomo cyfrowe kable mają wpływ na brzmienie. Już na samym wstępie musimy stwierdzić, że cyfrowe kable nie mają i nie mogą mieć żadnego wpływu na brzmienie. Z jednym wyjątkiem – jeśli kabel będzie uszkodzony lub nie będzie go wcale, to dźwięk nie popłynie.
Audiofile wyobrażają sobie, że cyfrowy kabel ma wpływa na brzmienie, bo przez kabel płynie dźwięk zupełnie jak przez kabel analogowy. Nic bardziej mylnego. Przez kabel cyfrowy nie płynie nic co w jakikolwiek sposób może przypominać dźwięk, zwłaszcza taki jak go znamy – dźwięk analogowy. Jednak musimy pójść o krok dalej. Okazuje się bowiem, że nawet na płytach CD, DVD Audio, BD Audio czy we wszystkich możliwych typach plików dźwięk jest zapisany w sposób kompletnie nie przypominający dźwięku analogowego.
Zacznijmy od płyty CD. Okazuje się, że z około 700MB danych na takiej płycie zaledwie mniej niż połowa to dane użyte do kodowania dźwięku. Wygląda to z grubsza w taki sposób (za Wikipedią): „Każda próbka dźwięku jest 16-bitową podpisaną liczbą w kodzie uzupełniania do dwóch, z wartością próbek w zakresie od -32768 do 32767. Źródłowe dane audio są podzielone na ramki, każda z nich zawiera dwanaście próbek (lewy i prawy kanał po sześć próbek, na przemian), łącznie 192 bity (24 bajty) danych audio w ramce.
Ten strumień ramek danych audio, jako całość poddaje się następnie kodowaniu CIRC, które dzieli dane na części przestawia je w innej kolejności i rozszerza je o bity parzystości w taki sposób, że możliwe jest wykrycie i skorygowanie błędów odczytu. Kodowanie CIRC ponadto przemieszcza ramki audio do kilku kolejnych ramek, aby w ten sposób podnieść odporność danych na błędy typu burst. Dlatego fizyczna ramka na płycie w rzeczywistości zawierają informacje z wielu logicznych ramek audio. Ten proces dodaje do każdej ramki 64 bity danymi do korekcji błędów. Następnie dodaje się 8 bitów danych subkodu lub subkanału do każdej z zakodowanych ramek, które to bity są używane do adresowania i sterowania odtwarzaniem CD.
Kodowanie CIRC wraz z bajtem subkodu tworzy ramkę mającą długość 33 bajtów, która jest nazywana ramką danych kanału. Ramki te są następnie modulowane przez EFM (modulacja EFM), w której każde 8 bitowe słowo jest zastępowane odpowiednim 14-bitowym słowem w celu redukcji ilości przejść pomiędzy 0 a 1. Zmniejsza to ilość fizycznych pitów na płycie i stanowi dodatkowy stopień podnoszący tolerancję na błędy. Trzy "łączące" bity dodaje się przed każdym słowem 14-bitowym dla ujednoznacznienia i synchronizacji. W sumie jest 33 × (14 + 3) = 561 bitów. Słowa 27-bitowe (wzór 24-bitowy oraz 3 bity łączące) dodaje się na początku każdej ramki, aby pomóc w synchronizacji, tak by urządzenie odczytujące mogło łatwo zlokalizować daną ramkę. Ostatecznie ramka zawiera 588 bitów "danych kanału" (z których zaledwie 192 bity są wykorzystane do dekodowane do muzyki).”
Widzimy więc, że sam dźwięk jest „poszatkowany” na kawałeczki, porozrzucany przypadkowo, zmodulowany, przemieszany z dużą ilością danych korekcyjnych i zakodowany. Odtwarzacz CD żeby odtworzyć płytę musi wczytać porcję danych do swojej pamięci podręcznej, zdekodować, zdemodulować, poukładać we właściwej kolejności, aż w końcu będzie mógł wysłać tak uzyskane sample do DAC-a odtwarzacza.
Tak się składa, że na twardym dysku, który jest podłączony kablem USB do odtwarzacza plików raczej nie mamy obrazów płyt CD. Będziemy mieć tam pliki dźwiękowe. Mogą być to np. pliki WAV. I tu okazuje się, że sytuacja jest pod względem struktury danych zupełnie taka sama, jak w przypadku samej płyty CD. Plik WAV ma taką samą strukturę danych jak to, co jest na CD i ma taką samą wagę. Jeśli dana płyta CD zawiera 700MB danych, to po zgraniu do WAV będziemy mieć również 700MB danych w plikach. Zatem również w pliku WAV mniej niż połowa danych będzie tymi, które są wykorzystane do kodowania dźwięku.
A jak się sytuacja ma z plikami FLAC? Tu się dopiero robi ciekawie. FLAC to skompresowana wersja pliku WAV. Jego wielkość będzie o połowę mniejsza niż źródłowy WAV. W jaki sposób nasz odtwarzacz plików będzie odtwarzać taki plik FLAC? Otóż najpierw odtwarzacz wczyta do swojej pamięci fragment takiego pliku, względnie nawet całość jeśli plik jest mały a pamięć podręczna duża, podda ten plik lub jego fragment dekompresji czyli uzyska WAV i wreszcie będzie mógł przeprowadzić te wszystkie operacje, które pozwolą na wyodrębnienie oryginalnego ciągu sampli, który to ciąg, a właściwie to dwa ciągi, bo mamy do czynienia z dźwiękiem stereo, czyli zdemodulowanie, odkodowanie i poskładanie w całość we właściwej kolejności. Warto wspomnieć o korekcji błędów, w końcu przecież, jak już wspomniałem, ponad połowa danych to dane korekcyjne.
Ani w pliku WAV, ani w pliku FLAC nie mamy więc niczego, co by dźwięk nawet przypominało. Jest to z analogowego punktu widzenia chaotyczna sieczka, zmodulowana i zakodowana do postaci w żadnym stopniu dźwięku nie przypominającej. To samo dotyczy również plików stratnych czyli np. mp3. Takie pliki z analogowego punktu widzenia w niczym już muzyki nie przypominają. Są jeszcze bardziej skompresowane i o jeszcze jeden stopień kodowania dalej niż pliki bezstratne. No dobrze, audiofile mptrójek nie słuchają. Jednak jeśli chodzi o formaty bezstratne to nawet wartości samych sampli nie są zapisywane zwyczajnie czyli w postaci takiej wartości, jaką one mają. Jak to zostało zacytowane wcześniej, wartości sampli są zapisane w kodzie uzupełnienia do dwu. Wszystkie są zapisane jako kombinacje liczb, na których najpierw trzeba przeprowadzić obliczenia, żeby uzyskać wartość ostateczną sampli. Więc w pliku nawet nie ma nawet faktycznych wartości sampli lecz inne liczby na których kodek musi najpierw przeprowadzić działania, żeby wartość sampli wyliczyć!
Po tym bardzo długim wstępie możemy wreszcie przejść do kabli. Weźmy sobie za przykład kabel USB.
Wiemy już, że już same pliki dźwiękowe są postacią zupełnie do muzyki niepodobną. Co ciekawsze jeśli będziemy transmitować pliki dźwiękowe przez kabel USB, to zostaną one przekształcone do postaci jeszcze innej. Dzieje się to dlatego, że sam protokół transmisji obejmuje kodowanie danych w sposób określony przez dany protokół transmisji danych. Polega to na tym, że przesyłany plik jest „krojony” na małe kawałki, które są z kolei kodowane do postaci rozumianej przez protokół, a po przesłaniu są odkodowane i łączone na powrót do postaci wyjściowej. Wobec tego to co jest faktycznie w kablu to pocięte i jeszcze raz zakodowane (ale w zupełnie inny sposób niż dane w pliku) kawałeczki oryginalnych plików.
Podsumujmy. Pliki muzyczne są czymś zupełnie muzyki nie przypominającym. To zupełnie abstrakcyjne z naszego punktu widzenia zakodowane porcje danych. W czasie transmisji przez USB są one dzielone na fragmenciki, jeszcze raz kodowane, potem odkodowywane i łączone w całość.
Wobec tego możemy zadać bardzo uzasadnione pytanie – jakie mianowicie cudowne przemiany w jednym kablu mogą mieć miejsce, że muzyka zagra ładniej. I z drugiej strony – cóż za straszne rzeczy mogą się stać w innym kablu, bo muzyka zagra gorzej?
Czy zmieni się sposób kodowania? Przypomnijmy – kilkukrotnego nawet kodowania? Inna będzie modulacja w pliku WAV? Oryginalnie jest to modulacja EFM. Inne będzie kodowanie? Oryginalnie jest to CIRC. W samym tanim kablu będzie inny protokół transmisji? Inne kodowanie danych w droższym? Inny będzie sam sterownik?
W czasie transmisji prze kabel USB może dojść tylko do jednego rodzaju zakłóceń. Będzie to utrata danych. Jednak w praktyce to się nie zdarza o ile kabel nie jest uszkodzony. Jeśli weźmiemy jakiś kabel i będziemy w stanie przesyłać przez niego inne pliki a nawet obraz wraz z dźwiękiem i nie wystąpi żadna utrata pakietów danych, to kabel będzie sprawny i będzie go można użyć do transmisji plików audio.
Na koniec jeszcze jedna ważna rzecz. Pliki WAV o wadze 700MB będą odpowiadać 80 minutom muzyki. 700MB danych przez kabel USB2 prześlemy w kilkanaście sekund. xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx żeby uważać, że transmisja tak mikroskopijnych ilości danych, jak mają pliki z dźwiękiem – nawet pliki 24 bity 192 kHz to są w porównaniu z możliwościami przesyłania danych przez kabel malusieńkie – może stanowić dla kabla jakiś problem? Bo przecież mamy do czynienia z sytuacją taką, że do przewiezienia jednej osoby mamy cały skład kolejowy z dwoma lokomotywami i kilkudziesięcioma wagonami. Możliwości kabla USB są takie np. jak hydrantu, przy czym na nasze potrzeby wystarczy, jak ten hydrant będzie kapał. Kropelka na kilka sekund.
No dobrze. Tak się mają sprawy z kablami USB. A co z innymi? Sytuacja jest taka sama. Przede wszystkim przez kable nie płynie dźwięk lecz coś co dźwięku w ogóle nie przypomina. To co idzie przez kable trzeba wczytać do pamięci odtwarzacza, zdekodować odszyfrować, poskładać w całość, przeprowadzić korekcję błędów i dopiero wysłać do DAC.
A czy ja wspomniałem o tym, że kabel jest jeden, a kanały co najmniej 2 więc nawet nie jest tak, że dźwięk idzie przez kabel równolegle dla dwóch kanałów? Najpierw mamy coś dla kanału prawego, potem coś dla lewego itd. A jeśli kanałów jest już 5+1 to sytuacja jest już zupełnie groteskowa z punktu audiofilskiego. Najpierw porcja danych dla kanału nr 1, potem dla kanału nr2 itd. aż do porcji danych dla kanału nr6 i od początku... Przecież kabel optyczny to jedna żyła. Kable elektryczne to też w sumie „jedna” żyła. W sprzęcie analogowym mamy dwa kable dla stereo. Dla 5.1 mamy już 6 kabli, gdzie dźwięk jest transmitowany równolegle. W kablu cyfrowym wszystko się odbywa stopniowo po kolei dla wszystkich kanałów. W sprzęcie cyfrowym przez jedną żyłę możemy przesłać kilka kanałów... Jeśli dźwięk analogowy wielokanałowy możemy porównać z wojskiem maszerującym po sześciu obok siebie, to w dźwięku cyfrowym będą iść gęsiego i dopiero dekoder zrobi z tego formację szóstkową!
Wobec powyższego chyba nie ma i nie może być wątpliwości, że kabel cyfrowy nie wpływa na brzmienie. Chyba, że go brak.
Edytowano przez administrację
Audiofile wyobrażają sobie, że cyfrowy kabel ma wpływa na brzmienie, bo przez kabel płynie dźwięk zupełnie jak przez kabel analogowy. Nic bardziej mylnego. Przez kabel cyfrowy nie płynie nic co w jakikolwiek sposób może przypominać dźwięk, zwłaszcza taki jak go znamy – dźwięk analogowy. Jednak musimy pójść o krok dalej. Okazuje się bowiem, że nawet na płytach CD, DVD Audio, BD Audio czy we wszystkich możliwych typach plików dźwięk jest zapisany w sposób kompletnie nie przypominający dźwięku analogowego.
Zacznijmy od płyty CD. Okazuje się, że z około 700MB danych na takiej płycie zaledwie mniej niż połowa to dane użyte do kodowania dźwięku. Wygląda to z grubsza w taki sposób (za Wikipedią): „Każda próbka dźwięku jest 16-bitową podpisaną liczbą w kodzie uzupełniania do dwóch, z wartością próbek w zakresie od -32768 do 32767. Źródłowe dane audio są podzielone na ramki, każda z nich zawiera dwanaście próbek (lewy i prawy kanał po sześć próbek, na przemian), łącznie 192 bity (24 bajty) danych audio w ramce.
Ten strumień ramek danych audio, jako całość poddaje się następnie kodowaniu CIRC, które dzieli dane na części przestawia je w innej kolejności i rozszerza je o bity parzystości w taki sposób, że możliwe jest wykrycie i skorygowanie błędów odczytu. Kodowanie CIRC ponadto przemieszcza ramki audio do kilku kolejnych ramek, aby w ten sposób podnieść odporność danych na błędy typu burst. Dlatego fizyczna ramka na płycie w rzeczywistości zawierają informacje z wielu logicznych ramek audio. Ten proces dodaje do każdej ramki 64 bity danymi do korekcji błędów. Następnie dodaje się 8 bitów danych subkodu lub subkanału do każdej z zakodowanych ramek, które to bity są używane do adresowania i sterowania odtwarzaniem CD.
Kodowanie CIRC wraz z bajtem subkodu tworzy ramkę mającą długość 33 bajtów, która jest nazywana ramką danych kanału. Ramki te są następnie modulowane przez EFM (modulacja EFM), w której każde 8 bitowe słowo jest zastępowane odpowiednim 14-bitowym słowem w celu redukcji ilości przejść pomiędzy 0 a 1. Zmniejsza to ilość fizycznych pitów na płycie i stanowi dodatkowy stopień podnoszący tolerancję na błędy. Trzy "łączące" bity dodaje się przed każdym słowem 14-bitowym dla ujednoznacznienia i synchronizacji. W sumie jest 33 × (14 + 3) = 561 bitów. Słowa 27-bitowe (wzór 24-bitowy oraz 3 bity łączące) dodaje się na początku każdej ramki, aby pomóc w synchronizacji, tak by urządzenie odczytujące mogło łatwo zlokalizować daną ramkę. Ostatecznie ramka zawiera 588 bitów "danych kanału" (z których zaledwie 192 bity są wykorzystane do dekodowane do muzyki).”
Widzimy więc, że sam dźwięk jest „poszatkowany” na kawałeczki, porozrzucany przypadkowo, zmodulowany, przemieszany z dużą ilością danych korekcyjnych i zakodowany. Odtwarzacz CD żeby odtworzyć płytę musi wczytać porcję danych do swojej pamięci podręcznej, zdekodować, zdemodulować, poukładać we właściwej kolejności, aż w końcu będzie mógł wysłać tak uzyskane sample do DAC-a odtwarzacza.
Tak się składa, że na twardym dysku, który jest podłączony kablem USB do odtwarzacza plików raczej nie mamy obrazów płyt CD. Będziemy mieć tam pliki dźwiękowe. Mogą być to np. pliki WAV. I tu okazuje się, że sytuacja jest pod względem struktury danych zupełnie taka sama, jak w przypadku samej płyty CD. Plik WAV ma taką samą strukturę danych jak to, co jest na CD i ma taką samą wagę. Jeśli dana płyta CD zawiera 700MB danych, to po zgraniu do WAV będziemy mieć również 700MB danych w plikach. Zatem również w pliku WAV mniej niż połowa danych będzie tymi, które są wykorzystane do kodowania dźwięku.
A jak się sytuacja ma z plikami FLAC? Tu się dopiero robi ciekawie. FLAC to skompresowana wersja pliku WAV. Jego wielkość będzie o połowę mniejsza niż źródłowy WAV. W jaki sposób nasz odtwarzacz plików będzie odtwarzać taki plik FLAC? Otóż najpierw odtwarzacz wczyta do swojej pamięci fragment takiego pliku, względnie nawet całość jeśli plik jest mały a pamięć podręczna duża, podda ten plik lub jego fragment dekompresji czyli uzyska WAV i wreszcie będzie mógł przeprowadzić te wszystkie operacje, które pozwolą na wyodrębnienie oryginalnego ciągu sampli, który to ciąg, a właściwie to dwa ciągi, bo mamy do czynienia z dźwiękiem stereo, czyli zdemodulowanie, odkodowanie i poskładanie w całość we właściwej kolejności. Warto wspomnieć o korekcji błędów, w końcu przecież, jak już wspomniałem, ponad połowa danych to dane korekcyjne.
Ani w pliku WAV, ani w pliku FLAC nie mamy więc niczego, co by dźwięk nawet przypominało. Jest to z analogowego punktu widzenia chaotyczna sieczka, zmodulowana i zakodowana do postaci w żadnym stopniu dźwięku nie przypominającej. To samo dotyczy również plików stratnych czyli np. mp3. Takie pliki z analogowego punktu widzenia w niczym już muzyki nie przypominają. Są jeszcze bardziej skompresowane i o jeszcze jeden stopień kodowania dalej niż pliki bezstratne. No dobrze, audiofile mptrójek nie słuchają. Jednak jeśli chodzi o formaty bezstratne to nawet wartości samych sampli nie są zapisywane zwyczajnie czyli w postaci takiej wartości, jaką one mają. Jak to zostało zacytowane wcześniej, wartości sampli są zapisane w kodzie uzupełnienia do dwu. Wszystkie są zapisane jako kombinacje liczb, na których najpierw trzeba przeprowadzić obliczenia, żeby uzyskać wartość ostateczną sampli. Więc w pliku nawet nie ma nawet faktycznych wartości sampli lecz inne liczby na których kodek musi najpierw przeprowadzić działania, żeby wartość sampli wyliczyć!
Po tym bardzo długim wstępie możemy wreszcie przejść do kabli. Weźmy sobie za przykład kabel USB.
Wiemy już, że już same pliki dźwiękowe są postacią zupełnie do muzyki niepodobną. Co ciekawsze jeśli będziemy transmitować pliki dźwiękowe przez kabel USB, to zostaną one przekształcone do postaci jeszcze innej. Dzieje się to dlatego, że sam protokół transmisji obejmuje kodowanie danych w sposób określony przez dany protokół transmisji danych. Polega to na tym, że przesyłany plik jest „krojony” na małe kawałki, które są z kolei kodowane do postaci rozumianej przez protokół, a po przesłaniu są odkodowane i łączone na powrót do postaci wyjściowej. Wobec tego to co jest faktycznie w kablu to pocięte i jeszcze raz zakodowane (ale w zupełnie inny sposób niż dane w pliku) kawałeczki oryginalnych plików.
Podsumujmy. Pliki muzyczne są czymś zupełnie muzyki nie przypominającym. To zupełnie abstrakcyjne z naszego punktu widzenia zakodowane porcje danych. W czasie transmisji przez USB są one dzielone na fragmenciki, jeszcze raz kodowane, potem odkodowywane i łączone w całość.
Wobec tego możemy zadać bardzo uzasadnione pytanie – jakie mianowicie cudowne przemiany w jednym kablu mogą mieć miejsce, że muzyka zagra ładniej. I z drugiej strony – cóż za straszne rzeczy mogą się stać w innym kablu, bo muzyka zagra gorzej?
Czy zmieni się sposób kodowania? Przypomnijmy – kilkukrotnego nawet kodowania? Inna będzie modulacja w pliku WAV? Oryginalnie jest to modulacja EFM. Inne będzie kodowanie? Oryginalnie jest to CIRC. W samym tanim kablu będzie inny protokół transmisji? Inne kodowanie danych w droższym? Inny będzie sam sterownik?
W czasie transmisji prze kabel USB może dojść tylko do jednego rodzaju zakłóceń. Będzie to utrata danych. Jednak w praktyce to się nie zdarza o ile kabel nie jest uszkodzony. Jeśli weźmiemy jakiś kabel i będziemy w stanie przesyłać przez niego inne pliki a nawet obraz wraz z dźwiękiem i nie wystąpi żadna utrata pakietów danych, to kabel będzie sprawny i będzie go można użyć do transmisji plików audio.
Na koniec jeszcze jedna ważna rzecz. Pliki WAV o wadze 700MB będą odpowiadać 80 minutom muzyki. 700MB danych przez kabel USB2 prześlemy w kilkanaście sekund. xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx żeby uważać, że transmisja tak mikroskopijnych ilości danych, jak mają pliki z dźwiękiem – nawet pliki 24 bity 192 kHz to są w porównaniu z możliwościami przesyłania danych przez kabel malusieńkie – może stanowić dla kabla jakiś problem? Bo przecież mamy do czynienia z sytuacją taką, że do przewiezienia jednej osoby mamy cały skład kolejowy z dwoma lokomotywami i kilkudziesięcioma wagonami. Możliwości kabla USB są takie np. jak hydrantu, przy czym na nasze potrzeby wystarczy, jak ten hydrant będzie kapał. Kropelka na kilka sekund.
No dobrze. Tak się mają sprawy z kablami USB. A co z innymi? Sytuacja jest taka sama. Przede wszystkim przez kable nie płynie dźwięk lecz coś co dźwięku w ogóle nie przypomina. To co idzie przez kable trzeba wczytać do pamięci odtwarzacza, zdekodować odszyfrować, poskładać w całość, przeprowadzić korekcję błędów i dopiero wysłać do DAC.
A czy ja wspomniałem o tym, że kabel jest jeden, a kanały co najmniej 2 więc nawet nie jest tak, że dźwięk idzie przez kabel równolegle dla dwóch kanałów? Najpierw mamy coś dla kanału prawego, potem coś dla lewego itd. A jeśli kanałów jest już 5+1 to sytuacja jest już zupełnie groteskowa z punktu audiofilskiego. Najpierw porcja danych dla kanału nr 1, potem dla kanału nr2 itd. aż do porcji danych dla kanału nr6 i od początku... Przecież kabel optyczny to jedna żyła. Kable elektryczne to też w sumie „jedna” żyła. W sprzęcie analogowym mamy dwa kable dla stereo. Dla 5.1 mamy już 6 kabli, gdzie dźwięk jest transmitowany równolegle. W kablu cyfrowym wszystko się odbywa stopniowo po kolei dla wszystkich kanałów. W sprzęcie cyfrowym przez jedną żyłę możemy przesłać kilka kanałów... Jeśli dźwięk analogowy wielokanałowy możemy porównać z wojskiem maszerującym po sześciu obok siebie, to w dźwięku cyfrowym będą iść gęsiego i dopiero dekoder zrobi z tego formację szóstkową!
Wobec powyższego chyba nie ma i nie może być wątpliwości, że kabel cyfrowy nie wpływa na brzmienie. Chyba, że go brak.
Edytowano przez administrację
