MOJE WAKACYJNE MARZENIA

o „daku”, który naprawdę wszystko potrafi

PAŁ NIEMIŁOSIERNY, 36º C w cieniu, parno, nie ma czym oddychać – zamknę więc oczy i oddam się marzeniom. Małe to marzenia, nie jakieś wielkie, jak o „pokoju na świecie”, w dodatku dość egoistyczne. A marzy mi się przetwornik cyfrowo-analogowy, który wszystko potrafi. Ale nie w tym sensie, że potrafi wszystko to, co potrafią współczesne, wielofunkcyjne urządzenia, ale to, co mnie interesuje najbardziej: zamienić sygnał cyfrowy na analogowy dla każdego rodzaju sygnału cyfrowego znanego z historii rejestracji sygnału muzycznego. To rzecz niewykonalna, dlatego są to tylko marzenia.

⸜ Wydawnictwo DMP było jedną z pierwszych firm korzystających z magnetofonów cyfrowych Mitsubishi X-80 z sygnałem 16 bitów, 50,4 kHz

Niewykonalność tego projektu polega na tym, że takie urządzenie musiałoby się składać z wielu oddzielnych produktów w jednej obudowie. Nie dałoby się bowiem wykonać uniwersalnego DAC-a, każdy z nich musiałby być osobnym układem. A to dlatego, że firmy zaangażowane w projekty wczesnych rejestratorów cyfrowych robiły to po swojemu, a ich nagrania zazwyczaj nie są kompatybilne z a innymi. Co więcej, nie są one kompatybilne ze współcześnie stosowanymi przetwornikami, dekodującymi 16, 24 lub 32 bity, z częstotliwościami próbkowania 44,1 i 48 kHz lub ich wielokrotnościami (88,2, 96 kHz itd.). A to wymusza na wydawcach pójście na kompromis.

Początkowo rejestratory cyfrowe pomyślane były jako zamienniki analogowych tylko po to, aby zmniejszyć szumy i zniekształcenia. Medium na którym materiał muzyczny się ukazywał i tak był analogowy, więc taki cyfrowy magnetofon stał w studiu masteringowym, gdzie przez cyfrową linię opóźniającą podawał sygnał do lathe, czyli gramofonu z głowicą nacinającą lakier, z którego następnie wykonywano matryce dla płyt LP.

⸜ Płyta Archiego Sheppa nagrana w listopadzie 1977 roku za pomocą magnetofonu Denona DN-034R o częstotliwości próbkowania 47,25 kHz i długości słowa 14 bitów.

Nie było żadnego problemu z tym, że – na przykład – sygnał miał częstotliwość próbkowania 50,4 kHz (MITSUBISHI X-80), 50 kHz (SOUNSTREAM, M3), albo głębokość bitową 12 (DENON), 14, 16 czy 18 bitów (DECCA). Magnetofony odtwarzały sygnał przez wbudowane do nich przetworniki D/A bez żadnej konwersji – dzisiaj powiedzielibyśmy: „natywnie”.

Problem pojawił się w momencie, w którym właściciele materiału muzycznego zdecydowali się wydać go na płycie CD. Od strony matematycznej sprawa nie była specjalnie skomplikowana, choć wymagała pewnej wrażliwości. Konwersja sygnału o częstotliwości innej niż podstawowe dla CD 44,1 kHz przeprowadzana była w urządzeniach zwanych – bez zaskoczenia – konwerterami częstotliwości próbkowania (ang. SRC ‘sample rate converter’), wraz ze zmianą głębokości bitowej. Konwersja zachodziła w sposób asynchroniczny, czyli częstotliwość próbowania sygnału wyjściowego nie miała nic wspólnego z częstotliwością próbkowania sygnału wejściowego.

⸜ Płyta Yuri Tashiro Piano trio zarejestrowana we wrześniu 1979 roku za pomocą procesora PCM Optonica RX-1 z sygnałem 14 bitów, 44,1 kHz

I teraz – matematycznie prosta operacja od strony dźwiękowej okazała się niezwykle problematyczna. Nie ma bowiem „standardowego” algorytmu konwertującego, a każda firma stosowała (i stosuje) własne rozwiązania. I chociaż matematycznie wejście i wyjście dowolnego układu (programu) SRC jest identyczne, to sposób, w jaki jest to robione zmienia dźwięk. Doświadczyć tego mogli wszyscy, którzy swego czasu fascynowali się upsamplerami – każdy brzmiał przecież inaczej, prawda?

⸜ Koncert Horovitza zarejestrowany w listopadzie 1981 roku na magnetofonie Soundstream z sygnałem 16 bitów, 50 kHz

Myślę, że był to podstawowy powód słabej jakości dźwięku płyt CD z materiałem zarejestrowanym cyfrowo na magnetofonach poprzedzających format Compact Disc. Wprawdzie rejestratory cyfrowe z taśmami na których materiał był masterowany wciąż stały w studiach masteringowych, to pomiędzy nimi i komputerem sterującym nacięciem szklanej matrycy służącej do tłoczenia metalowych matryc dla płyt CD znajdował się element pośredni w postaci układu SRC.

Dzisiaj robi się to jeszcze inaczej. Z jednej strony konwertery częstotliwości próbkowania są bardziej zaawansowane, dają lepsze rezultaty dźwiękowe. Mimo to płyty CD i LP z materiałem zarejestrowanym na niestandardowym urządzeniu cyfrowym tłoczy się dzisiaj bez udziału tych maszyn. Po prostu zniknęły one z panoramy studyjnej i poza kilkoma „wariatami” korzystają z nich jedynie wyspecjalizowane firmy świadczące usługi w kopiowaniu ich zawartości na dyski twarde, już z klasycznymi wartościami próbkowania i długości słowa. Niemal zawsze sygnał jest zresztą upsamplowany i wytwórnia otrzymuje sygnał PCM 24/96 ew. 24/88,1.

⸜ Unikatowa płyta demonstracyjna firmy M3 z jedną stroną nagraną w systemie masteringowym M3, na 32-ścieżkowym magnetofonie i 4-ścieżkowym masteringowym, w rozdzielczości 16 bitów, 50 kHz

Z każdym krokiem odchodzimy więc dalej od źródła sygnału, a to zawsze powoduje degradację dźwięku. Co ciekawe z podobnymi problemami zetknęły się wytwórnie chcące wydać tego typu materiał na płytach SACD. Nie da się takiego sygnału skonwertować synchronicznie i trzeba korzystać z układów asynchronicznych. Zmiany w dźwięku okazały się tak duże, że wiele firm zdecydowało się odtworzyć oryginalne taśmy z ich oryginalnymi częstotliwościami próbkowania, zdekodować je natywnie do postaci analogowej i dopiero sygnał analogowy przekonwertować na sygnał DSD.

I właśnie dlatego marzy mi się DAC, który zaakceptowałby dowolny sygnał PCM, nawet z plików audio, bez ich konwersji i w natywnej formie zamieniłby je na analogowy. Po raz pierwszy melomani usłyszeliby więc to, co ludzie w studio, a nie cień tych nagrań, często zapierających przecież dech w piersiach. Można by to ładnie „opakować” marketingowo, nawiązując do rosnącej popularności przedwzmacniaczy gramofonowych z rożnymi krzywymi. Każdy z sygnałów cyfrowych zapalałby ładne, klasyczne dla danego projektu logo i byłoby pięknie. Dodałoby się do tego dekodowanie sygnałów DSD, HDCD i MQA, dzięki czemu mielibyśmy komplet.

⸜ Jedna z najbardziej znanych płyt zarejestrowanych za pomocą systemu masteringowego M3 (16 bitów, 50 kHz), The Nightfly Donalda Fagena

Nigdy się to jednak nie uda. Projekt ten zrodził się w mojej głowie dlatego, że w serii artykułów przyjrzałem się głębiej pierwszym rejestratorom cyfrowym i zachwyciło mnie ich skomplikowanie, nakład pracy, zaangażowanie ich projektantów – najczęściej audiofilów i muzyków – a także znakomita odporność na błędy, której nigdy później nie udało się już powtórzyć. Mam jednak wrażenie, że jestem w tym sam i że myśląc „cyfra” wszyscy inni automatycznie kojarzą ją z komputerem i systemem Pro Tools. A to nieprawda, zupełna nieprawda… ■

WOJCIECH PACUŁA
redaktor naczelny