Razvoj formata DTS

DTS je sinonim za visokokakovosten digitalni zvok po vsem svetu. Večina nas je za DTS (Digital Theatre System) prvič slišala leta 1993, ko se je v kinematografih pojavil megahit Stevena Spielberga Jurski park. Vsi, ki so ta film gledali v kinu, so bili presenečeni nad realističnostjo zvočnega zapisa in kakovostjo zvočnih učinkov. Naslednje besedilo obravnava tehnologijo, zaradi katere je format DTS tako boljši.

Ker je glavni tekmec formata DTS znameniti Dolby Digital, bomo prvi del tega besedila namenili neposredni primerjavi teh dveh tehnologij. Za razliko od formata Dolby Digital, kjer je zvočni zapis posnet na filmski (kinematografski) trak, DTS postavi zvok na CD. Filmski trak v primeru DTS vsebuje samo časovne kode, ki se uporabljajo za sinhronizacijo slike in zvoka. To je že prva prednost, saj je CD predvajalnik veliko cenejši od kompleksnega optičnega bralnika v projektorju, ki je namenjen skeniranju zvočnega zapisa, izdelanega v tehnologiji Dolby Digital. Poleg tega ima CD drastično večjo kapaciteto v primerjavi s prostorom na filmskem traku, namenjenem za zvočne posnetke Dolby Digital. To omogoča DTS bistveno nižje kompresijsko razmerje (4:1), ki zagotavlja 882 kilobitov na sekundo. Pri formatu Dolby Digital je zaradi manjše zmogljivosti, namenjene sprejemu zvočnih posnetkov, le 320 kilobitov na sekundo, s kompresijo 12-13 proti 1. Razlike so že očitne, vendar se seznam prednosti DTS še ne konča. V primeru jezikovne sinhronizacije ali kakršnihkoli sprememb v zvočnem zapisu filma ponuja veliko enostavnejšo in cenejšo rešitev, saj je dovolj, da želene spremembe le posnamete na nov CD. Pri formatu Dolby Digital je ta postopek veliko bolj zapleten in dražji, saj se zvok namesti neposredno na filmski trak in je treba na nov trak najprej posneti celoten video, nato pa nanj posneti želeni zvok. Z vsemi omenjenimi prednostmi se formatu DTS ni bilo težko uveljaviti kot nov zvočni standard v kinematografih in postati resen tekmec že uveljavljenemu sistemu Dolby Digital. Kmalu je sledil nov napad na trg, ko je bil DTS v spremenjeni obliki predstavljen kot večkanalni format, namenjen izključno reprodukciji glasbe, pa tudi kot prostorski format za domače izdaje DVD-Video.

tehnologija
DTS predstavlja zelo inovativen in vsestranski avdio format, uporaben na številnih področjih. Skrivnost je seveda zelo resen pristop in daljnovidnost njegovih snovalcev. Pri ustvarjanju novega formata je bilo nujno ustvariti kompresijski algoritem, ki bo omogočal vrhunski, studijski zvok, a bo hkrati prilagodljiv, hkrati pa je bil razvit večkanalni format, ki bo zagotavljajo vrhunsko zvočno izkušnjo v domačih pogojih predvajanja. Z vidika tržnega razmišljanja je bil končni cilj, da je izdelani algoritem razmeroma enostaven in kompatibilen z že obstoječimi standardi, da bi se čim lažje vklopil in našel pot do končnih uporabnikov. O tem, kako uspešen je bil, pove dejstvo, da DTS v vseh svojih različicah danes predstavlja nabor orodij za kodiranje in ne posamezno orodje. Številni parametri kodiranja so spremenljivi, njihova prilagoditev pa je odgovornost tonskih inženirjev. Zelo pomemben je variabilni večkanalni zvok, ki omogoča obstoj do osmih kanalov stisnjenega zvočnega signala (z neodvisnimi individualnimi nastavitvami) na samo enem podatkovnem toku. Frekvenca vzorčenja je lahko v območju od 8 do 192 kilohercev na kanal, digitalni zapis v obliki 16-bitne do 24-bitne verige, kompresijsko razmerje pa od 1:1 do 40:1. Ta omogoča visoke zvočne frekvence, v območju od 3,5 do 90 kilohercev, s teoretičnimi 144 in realnimi 138 decibeli, medtem ko je izhodni signal kodirnika od 32 kilobitov do 4.096 megabitov na sekundo. Količina bitov na kanal je lahko tudi fiksna ali spremenljiva, odvisno od zahtev kodirane aplikacije in kompleksnosti samega kodirnika, obstajajo pa tudi številne vnaprej določene konfiguracije kanalov. S to stopnjo variabilnosti so možnosti formata DTS jasne.

Kodiranje/dekodiranje
Kot večina digitalnih procesov je tudi postopek kodiranja DTS precej zapleten. Za razliko od formata Dolby Digital, ki poskuša najti kompromis med visoko kompresijo in kakovostnim zvokom, DTS zagotavlja nizko kompresijsko razmerje z daljšo digitalno snemalno verigo. Ponuja tudi prilagodljivo kodiranje, vektorsko kvantizacijo in dinamično dodeljevanje bitov. Da bi razumeli, kaj ti zapleteni izrazi v resnici pomenijo, si moramo podrobneje ogledati procese, vključene v kodiranje DTS.

Za začetek je pomembno vedeti, da običajne digitalne avdio naprave, kot so predvajalniki CD ali DAT, uporabljajo linearno strukturo shranjevanja podatkov v PCM (Pulse Code Modulation). Podatki so torej shranjeni po enostavnem in nespremenljivem vzorcu, frekvenca vzorčenja in hitrost (dolžina verige) sta fiksni, branje podatkov pa prav tako poteka po fiksnem vzorcu.

Nosilec Frekvenca vzorčenja Velikost vzorca Bitna hitrost
CD 44,1 kHz 16 bitov 705,6 kbps
DANO 48 kHz 16 bitov 768 kbps
DVD-avdio 96 kHz 24 bitov 2304 kbps

Ta preprosta strategija je bila zelo uspešna in zvočni format CD je hitro postal sinonim za kakovost snemanja in predvajanja zvoka. Vendar je linearni PCM daleč od standarda, ki ga določa digitalno snemanje visoke ločljivosti, saj ni dovolj optimiziran za tipičen zvočni signal in je v bistvu precej neusklajen s človeškim sluhom. Po mnenju ustvarjalcev DTS so to ključne omejitve vseh formatov, ki uporabljajo linearni PCM. Prav tako linearnost modulacije PCM pomeni, da vsako zvišanje ravni kakovosti povzroči povečanje zmogljivosti samega nosilca (primer: format DVD-Audio). Strokovnjaki DTS kažejo, da je linearni PCM idealen za kodiranje dosledno celotnega frekvenčnega območja in linearnih zvočnih signalov. Toda glasba običajno ne pokriva celotnega frekvenčnega območja, še posebej pa ni linearna, zato je prednost spremenljivega PCM očitna.

Nosilec Frekvenca vzorčenja Velikost vzorca Bitna hitrost
CD 44 kHz 16 bitov 705,6 kbps
DTS 192 kHz 24 bitov 705,6 kbps

Postopek kodiranja DTS se začne z razdelitvijo celotnega frekvenčnega območja na 32 delov. Nato je bil vsak posamezen del frekvenčnega območja analiziran in kodiran posebej, na način, ki najbolj ustreza njegovim značilnostim. Za učinkovito in visokokakovostno kodiranje, ki je prisotno v formatu DTS, je zelo pomembno, da se v končni zvočni signal prenese le minimalna količina napak. Procesorsko vezje namreč, ki določa strategijo kodiranja posameznega odseka, hkrati simulira proces dekodiranja in poišče morebitne napake ter vzroke za motnje. Informacije o teh napakah so shranjene skupaj z drugimi parametri, pri dekodiranju pa se uporabljajo filtri, ki bodo preprečili, da bi se že napovedane anomalije pomešale s končnim zvočnim signalom. Format DTS je poleg že omenjenih lastnosti tudi pripadnik tako imenovanih »future proof« tehnologij. Ta izraz se nanaša na tehnologijo, ki je prilagodljiva in združljiva z že obstoječimi in razširjenimi formati in izdelki. Tako kot pri HDCD je vsa inventivnost formata DTS v njegovem variabilnem sistemu kodiranja, ki prinaša zares ogromno možnosti. Zasnovan je kot izboljšana različica že obstoječih formatov in njegova variabilnost omogoča optimalne lastnosti kodiranja v vsakem posameznem primeru, celotno tehnologijo DTS pa je mogoče nenehno spreminjati in izboljševati.

DTS na DVD-ju
Jeseni 1999 je DTS na zahtevo založb spremenil svoj prvotni prostorski avdio format, namenjen DVD filmom. Razlog je bil precej banalen: založniki so namreč, da bi pritegnili čim več kupcev, na filme na DVD-jih dajali vse več dodatnega materiala, kot so intervjuji z igralci, kadri s snemanja, dodatni prizori … V nekem trenutku je preprosto začelo manjkati mesta za spremljajočo zvočno podlago. Ker je bil DTS že od začetka njegove prisotnosti na domačih DVD-jih obravnavan kot opcija in ne kot standard, je bilo pričakovati, da se bodo na njem lomili avtomobili. Nekateri celo trdijo, da je takšno ravnanje z DTS na DVD-ju posledica političnih spletk in lobiranja konkurence proti tej tehnologiji. Kakor koli že, DTS je bil zaradi lastnega preživetja prisiljen povečati kompresijsko razmerje zvoka DVD-ja, da bi se prilagodil zmanjšanemu prostoru, ki je ostal na disku. Nova različica je imela bitno hitrost 754 kilobitov na sekundo, v nasprotju z začetnimi 1,5 megabita na sekundo. Kompresijo so povečali na nazivnih 8 proti 1. Nekateri oboževalci in pionirji DTS so bili tako razočarani nad razvojem situacije in načinom, kako se je DTS odzval, da so novi format celo poimenovali "DTS light". To je seveda pretirano, saj se skoraj vsi strokovnjaki strinjajo, da DTS, tudi tako stisnjen, ohranja večino zvočno-dinamičnih vrednosti originalne različice formata in da ni razloga za kritike in nezadovoljstvo. Ker pa je bitka za kupce neizprosna, so gibanja trga pogosto nepredvidljiva. Industrija DVD filmov je dodajala vedno več dodatnega materiala in sčasoma začela izdajati vse več izdaj na dveh ali več ploščah. To je spet zagotovilo dovolj prostora in danes se DTS vrača v domače kinematografe v vsej svoji prvotni 1,5 megabitni slavi.

Novi formati DTS
Da bi držali korak s konkurenco in v praksi dokazali prilagodljivost samega koncepta, so strokovnjaki DTS trgu ponudili več različnih različic tega formata, za različne namene.

DTS ES (Extended Surround) je funkcionalno enak formatu Dolby Surround EX, saj običajni konfiguraciji 5.1 doda še en zadnji sredinski prostorski kanal. Ta razširjena konfiguracija ustreza režiserjem in zvočnim inženirjem na filmu v primerih, ko potreba po prostorski definiciji zvočnega zapisa presega zmogljivosti standardnega prostorskega formata. Format DTS ES lahko postavi zvok eksplozije neposredno pred občinstvo, za razliko od rahlega učinka "tam zunaj" sistema 5.1. Tehnologija je naslednja: trije zadnji prostorski kanali so poslani v poseben "mix encoder", ki je odgovoren za njihovo stiskanje in postavitev v samo dva kanala. Če se dekodiranje in predvajanje izvaja na sistemu, ki podpira format DTS ES, se razume, da je prisoten tudi "mix decoder", ki spet loči zadnje kanale in omogoča predvajanje in popolno izkušnjo prostorskega sistema 6.1. Poleg tega je predvajanje še vedno možno na sistemih 5.1, ker DTS ES prenaša digitalni posnetek v tej obliki.

DTS ES Discrete temelji na standardnem formatu DTS ES, izboljšave pa so ponovno osredotočene na zadnji sredinski prostorski kanal. ES Discrete ima popolnoma ločen sredinski zadnji kanal, ki se na nobeni točki ne zlije s preostalima zadnjima kanaloma. V tem primeru se kodira ločeno, med dekodiranjem pa se pošlje neposredno v "mix decoder", popolnoma mimo standardnega dekoderja 5.1. Prednost te postavitve je še boljša prostorska umeščenost in kvaliteta zvočnih efektov, za katere je zadolžena zadnja prostorska skupina, ker je mešanje in prekrivanje kanalov izključeno, ter doseganje še večjega števila prostorskih kanalov, zgolj s priklopom dodatnih kanalov. dekoderji. Edina prava ovira pri povečanju števila prostorskih kanalov je kapaciteta samega diska in morebitna cena sistema, ki je sposoben dekodirati in reproducirati vse kanale. Seveda je za uživanje v polni izkušnji DTS ES Discrete potrebno predvajanje tega kodiranega diska na dekoderju ES Discrete, ki ga podpira ustrezno število zvočnikov.

DTS 24/96 je format, ki vam, kot že ime pove, omogoča uživanje v večkanalnem 24-bitnem digitalnem zapisu s frekvenco vzorčenja 96 kilohercev. Te funkcije, v katerih so lahko dolgo uživali le tisti, ki se z zvokom ukvarjajo profesionalno, se danes vsiljujejo kot nov standard, razlike v kakovosti v primerjavi s standardnim formatom CD (16 bitov, 44,1 kiloherca) pa so odveč. našteti. Zahvaljujoč zmogljivosti nosilca DVD se je 24-bitno snemanje pri frekvenci 96 kilohercev razširilo iz studijskih v domače avdio sisteme, vendar le v dvokanalni obliki, pojav formata DVD-Audio pa je to težavo rešil šele delno. Po drugi strani je bilo treba večkanalno snemanje, ki se večinoma uporablja pri filmih, bolj stisniti, da je na disku ostalo dovolj prostora za snemanje videa. DTS 24/96 ponuja vse to, na enem mestu – večkanalni 24-bitni zapis na frekvenci 96 kilohercev, s postavitvijo na standardni DVD-Video nosilec ali na video cono DVD-Audio nosilca. Poleg enake kakovosti zvoka kot pri studiu 24/96 master je na voljo tudi popolna združljivost z vsemi obstoječimi tipi dekoderjev, tako da je predvajanje možno tako na klasičnih kot DVD-avdio predvajalnikih.

DTS Neo:6 je namenjen predvsem tistim, ki želijo izboljšati reprodukcijo zvoka starejših avdio ali video posnetkov. Veliko glasbenih in televizijskih posnetkov ter filmov še vedno obstaja samo v dvokanalnem (stereo) formatu. Čeprav že obstajajo dekoderji, ki bolj ali manj uspešno ustvarjajo prostorske učinke iz stereo posnetkov, je Neo:6 šel daleč najdlje. Ta dekoder omogoča do šest prostorskih kanalov polnega obsega iz samo dveh kanalov izvirnega posnetka. Poleg tega Neo:6 zagotavlja optimalno dekodiranje skladbe, posnete v formatu ES (Extended Surround), kot tudi generiranje zadnjega sredinskega (6.1) kanala iz skladbe 5.1. Ker so vsi kanali neodvisno krmiljeni, je zvok zelo naraven, prostorska lokalizacija pa natančna.

Kompatibilnost
Danes zvočni posnetki v formatu DTS obstajajo tako na nosilcih CD kot DVD. Resnici na ljubo CD z DTS skladbo nima veliko skupnega s klasičnim CD nosilcem, saj se lastnosti formata DTS bistveno razlikujejo od CD avdio formata. In seveda, za predvajanje DTS CD nosilca je nujen ustrezen dekoder, saj če ga poskušamo predvajati preko standardnega CD predvajalnika, je zelo verjetno, da bomo zvočnike resno poškodovali. Namreč, brez posredovanja DTS dekoderja bo klasični digitalno-analogni pretvornik podatke iz formata DTS pretvoril v beli šum celotnega zvočnega obsega. Če je nadzor glasnosti nastavljen na neko razumno raven, recimo sobo, bo za trenutek zaslišal izjemno glasen hrup, šele naslednjo sekundo bodo tuljave gonilnikov zvoka popolnoma pregorele. Čeprav najsodobnejše različice kodirnikov DTS zmanjšajo signal belega šuma za 12 decibelov, je skok iz fotelja ob poskusu igranja brez dekoderja DTS vseeno zagotovljen, naši zvočniki pa zagotovo ne bodo veseli. Situacija pri DVD predvajalnikih je še vedno ugodnejša, saj lahko skoraj vsi obstoječi predvajalniki uspešno posredujejo DTS signal do dekoderja ali zvočnega procesorja, preko digitalne povezave. Prav tako ima veliko število trenutnih modelov že vgrajen DTS dekoder, vendar je na splošno potrebno aktivirati funkcijo DTS dekodiranja v meniju predvajalnika. Če imate DVD predvajalnik zadnje generacije, priporočamo, da v navodilih, ki so priložena predvajalniku, preverite, ali obstaja možnost obdelave formata DTS in kako jo aktivirati.

Namesto zaključka se bomo vrnili na sam začetek tega besedila – k Stevenu Spielbergu in njegovi viziji našega planeta v pradavnini. Če nas velikemu filmskemu magu ni uspelo povsem prepričati, da so dinozavri izgledali, se premikali ali lovili natanko tako, nas je DTS vsekakor prepričal, da so zveneli točno tako.

DTS na kratko
DTS je sinonim za visokokakovosten digitalni zvok po vsem svetu. Digital Theater Systems, Inc. (skrajšano DTS) se ukvarja s stalnim razvojem in izboljšavami ter licenciranjem različnih vrst digitalnih avdio tehnologij in izdelkov na področju profesionalnih in domačih kino sistemov.

V skladu s svojim motom: »Ultimativna zabavna izkušnja« je ta proizvajalec ustvaril medijski format, ki omogoča bolj dinamičen in realističen zvok, bližje izvirnemu viru kot kateri koli format pred njim. DTS, ki ga dopolnjuje tridimenzionalni občutek prostorske tehnologije, prinaša dramatične izboljšave kakovosti zvoka. Danes podjetje DTS še naprej razvija svoje tehnologije in tržno ponudbo ter stremi k razširitvi ponudbe na celovit multimedijski zabavni program.

Sedež podjetja je v Kaliforniji, v Agoura Hills, s podružnicami v Veliki Britaniji, na Japonskem in Kitajskem.