Tout sur DVD Partie 4: DVD-Audio et SACD

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Nouveaux formats sonores: DVD-Audio et SACD

Lorsque le format audio-CD a émergé, la plupart des producteurs de musique et des amateurs de musique étaient absolument sûrs que le CD audio offre le meilleur son de qualité possible et que rien d’autre ne sera jamais exigé. Cependant, certains audiophiles ont immédiatement refusé d’accepter un nouveau CD audio et sont retournés à d’anciens disques vinyliques. Au début, personne ne les prenait au sérieux, cependant, au fur et à mesure que le temps passait, un nombre croissant d’auditeurs ont commencé à remarquer, en particulier lors de la comparaison d’albums CD avec les mêmes disques sur vinyle, que les CD ne sont pas capables de transmettre une gamme complète de sons. Finalement, il devient clair qu’il y a des raisons scientifiques derrière cela, à savoir la plage dynamique et le taux d’échantillonnage .

La gamme dynamique est la différence entre les sons les plus forts et les plus doux dans les enregistrements audio. Les données sonores sont enregistrées sur CD en format PCM 16 bits et, par conséquent, sa plage dynamique ne dépasse pas 96 décibels. Et la gamme supérieure pour l’oreille humaine est de 120Db. La différence est évidente. Alors que le manque de gamme dynamique pourrait être difficile à remarquer pour la musique pop, mais pour quelque chose comme l’orchestre symphonique, les ingénieurs du son ont souvent un problème avec des instruments trop souples ou trop forts qui dépassent la portée dynamique et donc perdus dans l’enregistrement.

En dehors de la gamme dynamique, il est également devenu évident que les CD audio ont un taux d’échantillonnage insuffisant. L’enregistrement numérique se compose de petits morceaux appelés échantillons, chacun d’entre eux contient des informations sur le son en particulier dans le temps. Plus les échantillons sont par unité de temps, plus la qualité d’enregistrement est élevée. Fondamentalement, l’échantillon est un analogue numérique de l’oscillation du son et, pour cette raison, ils sont mesurés en utilisant la même unité, hertz (Hz). La fréquence maximale du son que les humains peuvent entendre est d’environ 20 000 hertz (20 kHz). Pour reproduire correctement le son, les informations sonores doivent être numérisées avec un taux d’échantillonnage supérieur à celui qu’un humain peut entendre.

Pendant le développement du CD audio, on a cru que le doublement de ce taux – jusqu’à 44,1 kHz serait suffisant. Mais pour certains enregistrements, une partie du son a été perdue et transformée en bruit. Surtout souvent ce qui est arrivé pour la musique classique et le jazz, avec des instruments à haute fréquence tels que le violon et la flûte étant les plus malchanceux. Il est scientifiquement prouvé maintenant que pour le son le plus précis, le taux d’échantillonnage ne doit pas être inférieur à 64 kHz. Bien sûr, cela va bien au-delà des capacités du CD audio.

Pour résoudre ces problèmes, le format DVD-Audio a été développé. Il a fallu plus de temps pour approuver que DVD-Video, car DVD-Forum devait justifier entre deux technologies alternatives: l’une de Toshiba et l’autre de Sony-Philips (elles ont également développé une CD audio). Le problème était de décider, quel format était mieux. Les deux ont résolu avec succès les inconvénients du CD audio.

Toshiba a simplement amélioré le standard PCM existant et l’a transformé en un 24 bits. La gamme dynamique a atteint 144 dB et le taux d’échantillonnage a augmenté jusqu’à 192 kHz. Ces valeurs dépassent les capacités de l’oreille humaine par une bonne marge. Ce format a également pris en charge le son multicanal.

Sony et Philips ont pris une autre route et ont inventé un nouveau format audio à un bit appelé DSD (Direct Stream Digital) . L’idée était de lire les données du disque dans des quantités nettement plus petites (un bit à la fois, par rapport à 16 bits pour le CD audio et 20-24 bits pour les DVD-Audio ) mais avec un taux d’échantillonnage fou – 2,8224 MHz. Un principe similaire est effectivement employé dans le pick-up vinyle. En raison de cela, la gamme dynamique pour le nouveau format est passée à 120db. En dehors de ce support multi-canaux a été ajouté avec la compatibilité avec le CD audio. Ce dernier a été obtenu en ajoutant une deuxième couche avec du son au format CD audio. Si un tel disque est inséré dans un lecteur audio-CD générique, il sera joué comme n’importe quel CD audio, avec toutes les limites de ce format.

À la fin, en 1999, Toshiba a finalement régné. Cela est dû à plusieurs raisons. Tout d’abord, la bande son de DSD est difficile à créer même en studio. Deuxièmement, lorsque cette technologie est apparue pour la première fois, il n’y a pas d’équipement spécial qui pourrait l’accompagner. Tous les périphériques existants ont pu fonctionner uniquement avec le son PCM et la conversion requise par DSD . Cela a finalement réduit les bénéfices de DSD à zéro. Toshiba, cependant, a sélectionné un DVD comme moyen pour le nouveau format, qui a permis de créer des disques audio dans ce format, même à la maison. La situation avec la création de Sony-Philips était complètement différente. Il fallait l’enregistrer sur des disques spéciaux, qui étaient semblables en apparence et en tailles au DVD normal, mais totalement différent, sinon. Ces disques nécessitaient également des équipements spéciaux pour l’impression et l’enregistrement. Toutes ces raisons ont été les raisons pour lesquelles Toshiba a reçu des droits pour le nom de marque DVD-Audio .

Mais cela n’a pas empêché Sony et Philips et ils ont décidé de présenter leur propre format – indépendamment de la décision de DVD-Forum. Le nouveau format s’appelait Super Audio Compact Disc . En conséquence, il n’y avait pas de norme unique et ni SACD ni DVD-Audio ne parvenaient à se rapprocher des volumes ordinaires de vente de CD audio.

La différence de son entre SACD et DVD-Audio n’a pas été détectée même par les audiophiles les plus avancés.

Examinons chacune des technologies dans les détails: DVD-Audio

Étant donné que la norme DVD-Audio est basée sur un DVD ordinaire, ce disque peut être double face ou double couche ou une combinaison de ces deux. Contrairement à SACD, un son peut être enregistré sur un DVD-Audio de qualité différente et sous différents formats, stéréo ou multicanal. Le taux d’échantillonnage pour DVD-Audio peut varier de 44,1 kHz à 192 kHz (cependant, le son peut être uniquement stéréo à 192 kHz, car il ne suffit tout simplement pas d’espace pour un son multicanal de cette qualité). Généralement, DVD-Audio est capable de fournir un son 1000 fois plus précis par rapport au CD audio!

Pour pouvoir faire fonctionner un son non compressé multicanal (ce qui nécessite habituellement beaucoup d’espace), les développeurs ont utilisé une technologie de compression sans perte spéciale appelée MLP (Meridian Lossless Packing), qui, à certains égards, est similaire à celle des paquets d’archivage PC tels que Zip ou RAR.

Pour être compatibles avec les lecteurs de DVD génériques, les disques DVD-Audio peuvent contenir une copie de la bande son codée en Dolby Digital et DTS de l’autre côté du disque. Ces disques sont connus sous le nom de disque hybride DVD-Audio – HDAD. Parfois, il est possible de rencontrer des disques qui ne possèdent que des bandes sonores codées Dolby Digital ou DTS, mais ces disques n’ont presque rien à voir avec les DVD-Audio.

En plus de cela, plusieurs sociétés d’enregistrement sonore ont développé en 2004 un nouveau format appelé DualDisc. Essentiellement, il s’agit d’un disque double face, dont un côté est un DVD à une ou deux couches et l’autre côté est un CD simple. Le format de CD utilisé dans ce disque est légèrement différent du CD normal. L’épaisseur standard du disque CD ou DVD est de 1,2 mm. La couche de CD audio occupe tout cet espace, et le DVD ne nécessite que la moitié, ou 0,6 mm. Par conséquent, il n’est pas possible de créer un disque avec les deux couches de DVD et de CD appropriées, car il serait de 2 mm d’épaisseur et ne correspondra à aucun lecteur. Pour cette raison, les développeurs ont décidé de tricher un peu et une épaisseur réduite de la couche CD audio à 0,9 mm. En conséquence, il est possible de jouer DualDisc sur la plupart des joueurs, mais il est encore trop épais et ne correspond pas à la plupart des CD de voiture. En plus, cela peut endommager certains équipements Hi-End, et annulera également la garantie. Un autre effet intéressant de rendre la couche de CD audio plus mince est l’incapacité d’enregistrer n’importe quoi grâce à des méthodes normales d’enregistrement de CD en raison d’aberrations sphériques. Cela signifie que le laser ne peut pas se concentrer sur les puits de données et “voir” uniquement une image floue qui ne peut fournir aucune donnée réelle. Le problème a été résolu, ce qui rend les fosses plus grandes, mais leur quantité est réduite. En conséquence, la capacité du disque a chuté et, au lieu de 74 minutes standard, ces disques ne contiennent que 60 et il n’y a que 525 Mo disponibles au lieu de 650.

Très probablement, la technologie DualDisc ne durera pas longtemps. Il existe en fait une nouvelle technologie pour la remplacer – Onedisc / DVDplus. Les ingénieurs allemands ont réussi à créer un milieu hybride avec une épaisseur standard – 1,2 mm. Plus important encore, la capacité du côté CD ne souffre pas; il peut encore contenir 650 millions de données ou 74 minutes d’audio. Les développeurs de cette norme, cependant, ne partagent pas leurs secrets, et comment ont réussi à surmonter des problèmes évidents est encore un mystère. De nombreux studios d’enregistrement ont acheté une licence pour cette technologie et Onedisc sera probablement bientôt disponible sur les étagères.

Outre les données audio, le disque DVD-Audio est capable de contenir tout type de données DVD-Vidéo. Il peut s’agir de la vidéo, du menu, des diapositives, etc. (il est également possible de mettre du son au format DVD-Audio sur un disque DVD-Vidéo). La norme fournit également une nouvelle technologie pour stocker des informations textuelles, une sorte de remplacement pour CD-Text. Le disque peut contenir des titres, des paroles, des informations sur les interprètes, etc. Le texte peut être visualisé sur l’écran du téléviseur ou du lecteur audio. Tout comme DVD-Vidéo, DVD-Audio peut fournir une sélection de plusieurs langues pour les informations textuelles.

La protection de copie DVD-Audio est également à noter. Après que les fabricants célèbres de DVD-Video hack ont ​​décidé de reporter les DVD-Audio jusqu’à ce qu’une meilleure protection soit disponible. Cette meilleure protection était le CPPM (Protection de contenu pour les supports préenregistrés), qui comprend plusieurs mesures de protection différentes:

1. Selon la nouvelle norme, les données DVD-Audio sont cryptées. Un ensemble unique de clés ne peut être conservé que dans un lecteur légal (c’est-à-dire un lecteur DVD-Audio conforme aux exigences CPPM). Dans le cas où les clés ne correspondent pas au disque (par exemple, lorsque le lecteur DVD-Audio est fabriqué sans une licence appropriée), il ne sera pas possible de décrypter les données et le disque DVD-Audio ne fonctionnera plus.

Théoriquement, il est possible de copier de telles clés en piratant le périphérique, mais il est pratiquement inutile que les clés volées soient révélées, toutes les versions ultérieures de disques DVD-Audio ne les supporteront plus. Et la plupart des fabricants effectuent une révision mensuelle des clés.

2. Le contenu du DVD-Audio est également lié au support physique. Ceci est obtenu en enregistrant des “filigranes numériques” sur le disque. Cette information cachée contient les détails du disque et les informations sur le nombre de fois que ce disque peut être copié. Les filigranes sont enregistrés avec des intervalles de plusieurs secondes et si le joueur découvre que les filigranes ne correspondent pas au moyen, il arrête instantanément la lecture.

En dehors de cela, si le lecteur DVD-Audio est équipé d’une sortie numérique Firewire (iLink), il ne sera pas possible de l’utiliser pour la copie illégale. Toutes les informations sortantes sont chiffrées et, à cause de cela, il est possible de connecter le câble à un amplificateur ou un récepteur prenant en charge le cryptage. Il ne sera pas possible de connecter le lecteur au PC et ne sera donc pas possible de copier les sorties numériques.

Les disques SACD sont composés de trois saveurs: une couche, double couche et hybride.

Dans le cas où les disques hybrides SACD ont deux couches. La couche inférieure contient des données de CD audio et une couche semi-transparente supérieure contient des données SACD. Si un tel disque est inséré dans un lecteur de CD normal, il n’y aura pas de problèmes avec la lecture – le joueur ne remarquera jamais la couche supérieure.

Les disques à une ou à deux couches ne contiennent que des données SACD, également appelées HD (haute définition). Chaque couche HD prend le même espace que la couche DVD standard – 4,7 Go. Le son peut être enregistré en format mono, stéréo ou multicanal. Certains lecteurs SACD ne peuvent lire que des disques mono ou stéréophoniques, et il faudra un appareil spécial pour lire des disques multicanaux. Dans la plupart des cas, cependant, il existe des versions multi-chaînes et stéréo. Chaque type de bande son possède son propre espace sur le disque – les données stéréo sont enregistrées plus près du centre du disque, les données multicanaux suivent ensuite et des données supplémentaires (telles que des photos ou des paroles) sont enregistrées près du bord. Chaque zone sonore contient au moins 74 minutes de son. Il existe cependant des disques purement multicanaux avec plusieurs heures d’audio sur eux.

Dans le but de réduire la taille des données, les développeurs SACD ont utilisé la compression DST (Direct Stream Transfer). Cette compression est similaire à MPL ​​et ressemble à un utilitaire d’archivage PC. Il fonctionne en compriant des séquences répétitives de bits et peut obtenir une réduction significative de taille sans pertes.

Tout comme DVD-Audio, SACD dispose d’un ensemble complexe de mesures de protection contre la copie:

1. Les disques SACD ne sont pas compatibles avec les lecteurs de DVD d’ordinateur, ce qui rend impossible la copie illégale à la maison.

2. Les contenus du disque sont inaccessibles jusqu’à ce que le SACD-Mark de lecture principal soit lu. Cette étiquette est située dans une zone cachée du disque et contient des informations essentielles pour la lecture. Seuls les périphériques certifiés peuvent le lire et le décrypter.

3. Les contenus du disque sont également protégés par les filigranes PSP-PDM (Pit Signal Processing-Physical Disc Mark). En changeant la largeur des pits (pistes), il est possible d’écrire des informations supplémentaires sur le disque (par exemple, une clé de la bande son chiffrée). Ces filigranes ne peuvent être reproduits que sur un équipement spécialisé sous licence. Sans eux, la lecture s’arrêtera après quelques secondes seulement. En outre, il est possible de créer une image visible sur la surface de travail du disque – par exemple, le logo de l’entreprise, de sorte que le disque original peut être reconnu même à l’œil nu. Pour éviter les problèmes de compatibilité, la deuxième couche de SACD est protégée autant que n’importe quel CD audio normal.

Pour la sortie audio, la sortie analogique est utilisée, mais la sortie numérique cryptée via Firewire (iLink) est également possible, tout comme dans les DVD-Audio. Les sorties coaxiales et optiques ne sont pas du tout supportées.

Résumé

Très probablement, les deux formats resteront encore une technologie coûteuse pour les vrais fans de musique et audiophiles. La majorité des consommateurs ont déjà fait leur choix en faveur d’un format de musique indépendant moyen – MP3. Il est donc très possible que DVD-Audio et SACD restent la meilleure qualité audio disponible, car toute qualité supérieure n’a pas beaucoup de sens et sera trop coûteuse à atteindre.