Súper CD de audio

Super Audio CD (SACD) es un formato de disco óptico para almacenamiento de audio introducido en 1999. Fue desarrollado conjuntamente por Sony y Philips Electronics y pretende ser el sucesor al formato de disco compacto (CD).

El formato SACD permite múltiples canales de audio (es decir, sonido envolvente o sonido multicanal). También proporciona una tasa de bits más alta y un tiempo de reproducción más prolongado que un CD convencional.

Un SACD está diseñado para reproducirse en un reproductor SACD. Un SACD híbrido contiene una capa de audio digital de disco compacto (CDDA) y también se puede reproducir en un reproductor de CD estándar.

Historia

El formato Super Audio CD se introdujo en 1999 y está definido por el documento estándar Scarlet Book. Philips y Crest Digital se asociaron en mayo de 2002 para desarrollar e instalar la primera línea de producción de discos híbridos SACD en los Estados Unidos, con una capacidad de producción de hasta tres millones de discos al año. SACD no alcanzó el nivel de crecimiento que disfrutaron los discos compactos en la década de 1980 y no fue aceptado por el mercado principal.

Para 2007, SACD no había logrado tener un impacto significativo en el mercado; los consumidores descargaban cada vez más archivos de música de baja resolución a través de Internet en lugar de comprar música en formatos de disco físicos. Se ha mantenido un mercado pequeño y de nicho para SACD, sirviendo a la comunidad de audiófilos.

Contenido

En octubre de 2009, las compañías discográficas habían publicado más de 6000 lanzamientos de SACD, de los cuales un poco más de la mitad eran música clásica. Los álbumes de jazz y música popular, principalmente remasterizados de ediciones anteriores, fueron los siguientes dos géneros más representados.

Muchos artistas populares han lanzado parte o la totalidad de su catálogo anterior en SACD. El álbum de Pink Floyd The Dark Side of the Moon (1973) vendió más de 800.000 copias en junio de 2004 en su edición SACD Surround Sound. La ópera rock Tommy (1969) de The Who y Avalon (1982) de Roxy Music se lanzaron en SACD para aprovechar el formato. 39;s capacidad multicanal. Los tres álbumes se remezclaron en sonido envolvente 5.1 y se lanzaron como SACD híbridos con una mezcla estéreo en la capa de CD estándar.

Algunos artistas populares han lanzado nuevas grabaciones en SACD. Las cifras de ventas del álbum Sacred Love (2003) de Sting alcanzaron el número uno en las listas de ventas SACD en cuatro países europeos en junio de 2004.

Entre 2007 y 2008, la banda de rock Genesis relanzó todos sus álbumes de estudio en tres cajas SACD. Cada álbum de estos conjuntos contiene nuevas mezclas estéreo y 5.1. Las mezclas estéreo originales no se incluyeron. Estados Unidos y amperio; Las versiones de Canadá no usan SACD sino CD en su lugar.

Para agosto de 2009, 443 sellos habían lanzado uno o más SACD. En lugar de depender del apoyo de las principales discográficas, algunas orquestas y artistas han lanzado SACD por su cuenta. Por ejemplo, la Orquesta Sinfónica de Chicago fundó el sello Chicago Resound para proporcionar un soporte completo y floreciente para discos híbridos SACD de alta resolución, y la Orquesta Sinfónica de Londres estableció su propio sello LSO Live.

Muchos discos SACD que se lanzaron entre 2000 y 2005 ahora están agotados y solo están disponibles en el mercado de usados. En 2009, las principales compañías discográficas ya no lanzaban discos con regularidad en el formato, y los nuevos lanzamientos se limitaban a los sellos más pequeños.

Tecnología

Los discos SACD tienen dimensiones físicas idénticas a las de los discos compactos estándar. La densidad de área del disco es la misma que la de un DVD. Hay tres tipos de disco:

• híbrido: Híbridos SACD tienen una capa SACD de 4,7 GB (la capa HD), así como una capa de audio CD (Red Book) legible por la mayoría de los jugadores convencionales Compact Disc.
• Single-layer: Un disco con una capa SACD de 4,7 GB.
• Doble capa: Un disco con dos capas SACD, totalizando 8,5 GB y sin capa de CD. Las SACD de doble capa pueden almacenar casi el doble de datos que un SACD de una sola capa. Como la mayoría de DVDs de doble capa, la espiral de datos para la primera capa se codifica desde el interior hacia fuera, y la segunda capa se codifica desde el punto donde la primera capa termina y termina en la parte más interior del disco. A diferencia de los discos híbridos, las SACD de capas individuales y duales son incompatibles con los reproductores convencionales de CD y no se pueden jugar en ellos.

Una grabación SACD estéreo tiene una velocidad sin comprimir de 5,6 Mbit/s, cuatro veces la velocidad del audio estéreo de un CD Red Book.

Los lanzamientos comerciales suelen incluir mezclas de sonido envolvente (cinco de rango completo más LFE multicanal) y estéreo (doble canal) en la capa SACD. Algunas reediciones conservan las mezclas de formatos multicanal anteriores (los ejemplos incluyen la mezcla cuadrafónica de 1973 de Tubular Bells de Mike Oldfield y la grabación estéreo de tres canales de 1957 de la Orquesta Sinfónica de Chicago de Mussorgsky. 39;s Pictures at an Exhibition, reeditado en SACD en 2001 y 2004 respectivamente).

Lectura de discos

Un CD Super Audio utiliza dos capas y la longitud focal estandarizada de los reproductores convencionales de CD para permitir que ambos tipos de reproductores lean los datos

Los objetivos de los reproductores de CD convencionales tienen una distancia de trabajo o distancia focal más larga que los objetivos diseñados para los reproductores SACD. En los reproductores de DVD, Blu-ray y Ultra HD Blu-ray compatibles con SACD, el láser rojo de DVD se utiliza para leer SACD. Esto significa que cuando se coloca un SACD híbrido en un reproductor de CD convencional, el rayo láser infrarrojo pasa a través de la capa del SACD y se refleja en la capa del CD a la distancia estándar de 1,2 mm, y la capa del SACD queda desenfocada. Cuando el mismo disco se coloca en un reproductor SACD, el láser rojo se refleja en la capa SACD (a una distancia de 0,6 mm) antes de que alcance la capa del CD. Por el contrario, si se coloca un CD convencional en un reproductor SACD, el láser leerá el disco como un CD ya que no hay capa SACD.

Transmisión directa digital

El audio SACD se almacena en formato Direct Stream Digital (DSD) usando modulación de densidad de pulso (PDM), donde la amplitud del audio está determinada por la proporción variable de 1 y 0. Esto contrasta con los discos compactos y los sistemas de audio de computadora convencionales que usan modulación de código de pulso (PCM), donde la amplitud de audio está determinada por números codificados en el flujo de bits. Ambas modulaciones requieren muestras vecinas para reconstruir la forma de onda original; cuantas más muestras vecinas, menor será la frecuencia que se puede codificar.

DSD es de 1 bit, tiene una frecuencia de muestreo de 2,8224 MHz y utiliza técnicas de cuantificación de modelado de ruido para llevar el ruido de cuantificación de 1 bit a frecuencias ultrasónicas inaudibles. Esto le da al formato un mayor rango dinámico y una respuesta de frecuencia más amplia que el CD. El formato SACD es capaz de ofrecer un rango dinámico de 120 dB de 20 Hz a 20 kHz y una respuesta de frecuencia extendida hasta 100 kHz, aunque la mayoría de los reproductores disponibles enumeran un límite superior de 70 a 90 kHz, y los límites prácticos lo reducen a 50 kHz. Debido a la naturaleza de los convertidores sigma-delta, DSD y PCM no se pueden comparar directamente. La respuesta de frecuencia de DSD puede ser tan alta como 100 kHz, pero las frecuencias tan altas compiten con los altos niveles de ruido de cuantificación ultrasónica. Con un filtrado de paso bajo adecuado, se puede lograr una respuesta de frecuencia de 20 kHz junto con un rango dinámico de casi 120 dB, que es aproximadamente el mismo rango dinámico que el audio PCM con una resolución de 20 bits.

Transferencia de transmisión directa

Para reducir los requisitos de espacio y ancho de banda de DSD, se utiliza un método de compresión de datos sin pérdidas llamado Direct Stream Transfer (DST). La compresión DST es obligatoria para las regiones multicanal y opcional para las regiones estéreo. Por lo general, se comprime en un factor de entre dos y tres, lo que permite que un disco contenga 80 minutos de sonido de 2 canales y 5.1 canales.

La compresión Direct Stream Transfer se estandarizó como una enmienda al estándar de audio MPEG-4, ISO/IEC 14496-3:2001/Amd 6:2005 (codificación sin pérdidas de audio sobremuestreado), en 2005. Contiene DSD y DST definiciones como se describe en la Especificación de Super Audio CD. El MPEG-4 DST proporciona codificación sin pérdidas de señales de audio sobremuestreadas. Las aplicaciones objetivo de DST son el archivado y el almacenamiento de señales de audio sobremuestreadas de 1 bit y SA-CD.

En 2007 se publicó una implementación de referencia de MPEG-4 DST como ISO/IEC 14496-5:2001/Amd.10:2007.

Protección anticopia

SACD tiene varias funciones de protección contra copias a nivel físico, lo que hizo que el contenido digital de los discos SACD fuera difícil de copiar hasta el jailbreak de PlayStation 3. El contenido puede copiarse sin la calidad SACD recurriendo al agujero analógico o copiando la capa convencional de 700 MB en discos híbridos. Los esquemas de protección contra copia incluyen modulación de pozo físico y encriptación de 80 bits de los datos de audio, con una clave codificada en un área especial del disco que solo puede leer un dispositivo SACD con licencia. La capa HD de un disco SACD no se puede reproducir en unidades de CD/DVD de computadora, y los SACD solo se pueden fabricar en las instalaciones de reproducción de discos en Shizuoka y Salzburgo. No obstante, una PlayStation 3 con una unidad SACD y el firmware apropiado puede usar un software especializado para extraer una copia DSD de la transmisión HD.

Calidad de sonido

Los parámetros de calidad de sonido que se pueden lograr con los formatos Red Book CD-DA y SACD en comparación con los límites de la audición humana son los siguientes:

CD

Rango dinámico: 90 dB; 120 dB (con éter en forma); rango de frecuencia: 20 Hz-20 kHz

SACD

Rango dinámico: 105 dB; rango de frecuencia: 20 Hz - 50 kHz

Audiencia humana

Rango dinámico: 120 dB; rango de frecuencia: 20 Hz—20 kHz (persona joven); 20 Hz—8-15 kHz (envejecido medio)

En septiembre de 2007, la Audio Engineering Society publicó los resultados de una prueba de un año de duración, en la que se pidió a una variedad de sujetos, incluidos ingenieros de grabación profesionales, que discernieran la diferencia entre fuentes de audio de alta resolución (incluidos SACD y DVD-Audio) y una conversión de audio de disco compacto (44,1 kHz/16 bits) del mismo material fuente en condiciones de prueba doble ciego. De 554 intentos, hubo 276 respuestas correctas, una tasa de éxito del 49,8 % que corresponde casi exactamente al 50 % que se habría esperado solo por acertar al azar. Cuando el nivel de la señal se elevó en 14 dB o más, los sujetos de prueba pudieron detectar fácilmente el piso de ruido más alto del bucle con calidad de CD. Los autores comentaron:

Ahora, es muy difícil utilizar resultados negativos para demostrar la inaudibilidad de cualquier fenómeno o proceso dado. Siempre hay la posibilidad remota de que un sistema diferente o un par de orejas bien ajustadas revelaría una diferencia. Pero hemos recopilado suficientes datos, utilizando sistemas y oyentes suficientemente variados y capaces, para afirmar que la carga de la prueba ha cambiado. Otras afirmaciones de que la codificación cuidadosa 16/44.1 degrada audiblemente señales de alta resolución debe ser apoyada por pruebas doble ciego controladas adecuadamente.

A raíz de las críticas de que los resultados del estudio publicados originalmente no eran lo suficientemente detallados, la AES publicó una lista de los equipos de audio y las grabaciones utilizadas durante las pruebas. Desde el estudio de Meyer-Moran en 2007, se han publicado aproximadamente 80 estudios sobre audio de alta resolución, aproximadamente la mitad de los cuales incluyeron pruebas ciegas. Joshua Reiss realizó un metanálisis de 20 de las pruebas publicadas que incluía suficientes detalles y datos experimentales. En un artículo publicado en la edición de julio de 2016 de AES Journal, Reiss dice que, aunque las pruebas individuales tuvieron resultados mixtos y que el efecto fue "pequeño y difícil de detectar", el resultado general fue que los oyentes capacitados podían distinguir entre grabaciones de alta resolución y sus equivalentes en CD en condiciones ciegas: "En general, hubo una capacidad pequeña pero estadísticamente significativa para discriminar entre audio de calidad estándar (44,1 o 48 kHz, 16 bits) y audio de alta resolución (más allá de la calidad estándar). Cuando se entrenaba a los sujetos, la capacidad de discriminar era mucho más significativa." Hiroshi Nittono señaló que los resultados del artículo de Reiss mostraban que la capacidad de distinguir el audio de alta resolución del audio con calidad de CD era 'solo un poco mejor que el azar'.

Se han encontrado resultados contradictorios al comparar los formatos DSD y PCM de alta resolución. Las pruebas de escucha doble ciego en 2004 entre DSD y grabaciones PCM de 24 bits y 176,4 kHz informaron que entre los sujetos de prueba no se podían escuchar diferencias significativas. Los defensores de DSD y los fabricantes de equipos continúan afirmando una mejora en la calidad del sonido por encima de PCM de 24 bits a 176,4 kHz. Un estudio de 2003 encontró que a pesar de ambos formatos' respuestas de frecuencia extendida, las personas no podían distinguir el audio con información por encima de 21 kHz del audio sin contenido de alta frecuencia. Sin embargo, en un estudio de 2014, Marui et al. descubrió que, en condiciones de doble ciego, los oyentes podían distinguir entre los formatos de grabación PCM (192 kHz/24 bits) y DSD (2,8 MHz) o DSD (5,6 MHz), prefiriendo las características cualitativas de DSD, pero no podían discriminar entre los dos formatos DSD.

Hardware de reproducción

El reproductor Sony SCD-1 se introdujo al mismo tiempo que el formato SACD en 1999, a un precio de aproximadamente 5000 dólares estadounidenses. Pesaba más de 26 kilogramos (57 lb) y solo reproducía SACD de dos canales y CD Red Book. Los fabricantes de productos electrónicos, incluidos Onkyo, Denon, Marantz, Pioneer y Yamaha, ofrecen u ofrecieron reproductores SACD. Sony ha fabricado reproductores SACD para automóviles.

Para reproducir contenido SACD digitalmente sin ninguna conversión, algunos reproductores pueden ofrecer una salida que transporta flujos cifrados de DSD, ya sea a través de IEEE 1394 o, más comúnmente, HDMI.

Los reproductores de SACD no pueden ofrecer una salida que transmita un flujo de DSD sin cifrar.

Las dos primeras generaciones de la consola de juegos PlayStation 3 de Sony eran capaces de leer discos SACD. A partir de la tercera generación (introducida en octubre de 2007), se eliminó la reproducción de SACD. Sin embargo, todos los modelos de PlayStation 3 reproducirán el formato DSD Disc. La PlayStation 3 era capaz de convertir DSD multicanal a DTS de 1,5 Mbit/s con pérdidas para reproducir en S/PDIF utilizando el software del sistema 2.00. La revisión posterior eliminó la función.

Varias marcas han introducido reproductores de Blu-ray Disc y Ultra HD Blu-ray (en su mayoría de gama alta) que pueden reproducir discos SACD.

La reproducción no oficial de imágenes de disco SACD en una PC es posible a través del reproductor de audio gratuito foobar2000 para Windows usando una extensión de complemento de código abierto llamada SACDDecoder. El software de música macOS Audirvana también admite la reproducción de imágenes de disco SACD.