По большинству технических параметров, таких как динамический диапазон, искажения, шум и разделение стереоканалов, винил как аудиоформат уступает CD-Audio. По этой причине многие меломаны считают, что и звучать «компакты» должны лучше. Но на самом деле это не всегда так. Почему? Давайте разберемся.
Более широкий динамический диапазон
Итак, что говорят цифры? 16-битный формат CD Audio обеспечивает динамический диапазон записи около 96 дБ по сравнению с 55-70 дБ у винила. Этот дополнительный запас по уровню должен позволить CD сохранять больший контраст между тихими и громкими моментами. Но на практике произошло нечто другое.
У виниловых пластинок есть физические ограничения. Если запись сделана со слишком большим уровнем сигнала, канавки становятся настолько «извилистыми», что игла может выскочить из них. Из-за этого ограничения звукорежиссерам приходится оставлять пространство для пиков и избегать чрезмерного сжатия исходного звукового сигнала. А у CD таких ограничений нет. И начиная с 1990-х годов многие цифровые релизы стали мастериться со всё более высоким уровнем за счет использования компрессии, так что средний уровень сигнала приближался к максимальному (0 дБ).
В результате разрыв между пиками и средним уровнем сигнала сократился, что создало плотное и агрессивное звучание композиций на CD. А виниловые релизы сохранили более естественный динамический контраст в музыке. Так, ограничения аналогового формата делают звучание музыкальных композиций более открытым и живым.
Станок NEUMANN VMS70, используемый для создания мастер-дисков для виниловых пластинок.
Разный мастеринг
Виниловые и цифровые издания проходят разный мастеринг, даже если исходный аудиофайл у них один и тот же. И это также может объяснить значительную разницу в звучании CD и пластинки.
Из-за известных ограничений винила как носителя аудиоинформации звукорежиссёры часто вносят корректировки, специфичные для данного формата. Глубокие басы записывают в моно для повышения стабильности трекинга. Очень яркие или резкие звуки плавно смягчают для уменьшения искажений при воспроизведении. Даже порядок следования композиций на виниловом альбоме может быть скорректирован таким образом, чтобы самые сложные треки оказались в начале пластинки. Эти решения, принятые при мастеринге, изменяют тональный баланс и стереокартину записей еще до того, как музыка достигнет слушателя. Вот почему виниловый релиз редко является точной копией цифровой записи. И у него может быть более плотный бас или немного снижена яркость звучания. Поэтому, когда меломаны предпочитают виниловую версию альбома, это может быть связано с особенностями мастеринга, а не только с самим форматом. Для них винил звучит лучше, даже несмотря на то, что цифровые копии более точные.
Влияние RIAA-коррекции
При подготовке аудиофайла для записи на пластинку сигнал подвергается частотной коррекции согласно стандарту RIAA. В процессе мастеринга уровень низких частот снижается, а высоких – повышается. При воспроизведении пластинки фонокорректор с помощью специальной схемы восстанавливает правильный тональный баланс сигнала.
Теоретически две этих коррекции должны идеально компенсировать друг друга. Но на практике это происходит не всегда. Картриджи, тонармы и фонокорректоры вносят небольшие изменения в частотную характеристику. Эти различия хотя и незначительные, но они могут влиять на средние и высокие частоты. В результате часто получается более мягкое или менее резкое звучание винила.
Теплый виниловый звук
Воспроизведение виниловых пластинок не является идеально линейным. По мере того как игла движется по канавке, небольшие механические нелинейности создают дополнительные гармонические составляющие, которых не было в исходной записи. Это можно измерить как гармонические искажения.
Цифровое воспроизведение остается в гораздо большей степени линейным при нормальных уровнях громкости и не добавляет новых тонов, если только в сигнале не появляются ограничения (клиппинг). Однако не все искажения звучат одинаково. Гармоники низкого порядка, особенно вторая гармоника, более созвучны исходному тону. На низких уровнях громкости их можно воспринимать как дополнительную насыщенность или теплоту, а не как явную зернистость.
Таким образом, хотя винил демонстрирует более высокий уровень суммарных гармонических искажений, чем цифровые носители, характер этих искажений будет восприниматься скорее как теплота, чем резкость. Эта разница в профиле искажений помогает объяснить, почему некоторые слушатели предпочитают именно виниловое звучание.
Более комфортный стереозвук
На виниле оба стереоканала записаны в одной канавке, поэтому сигнал из левого канала отчасти проникает в правый и наоборот. Это перекрестное влияние снижает разделение каналов по сравнению с цифровыми записями, которые позволяют записывать каналы в большей степени изолировано.
Меньшее разделение стереоканалов на виниле может показаться недостатком. Но в типичном помещении напоминает естественное перекрестное распространение звука, который от каждой колонки достигает обоих ушей, хотя и с небольшими различиями во времени и уровне громкости. Это означает, что для убедительной стереокартины не требуется экстремальная изоляция каналов друг от друга. На самом деле небольшое перекрестное проникновение каналов на пластинке сделает общее звучание менее привязанными к колонкам и расположенным между ними, что в некоторых случаях создаст более цельную звуковую картину.
Изменения громкости треков в ремастерированных версиях альбома Abba «Super Trouper» на LP и CD
Уровень фонового шума
Цифровые записи имеют чрезвычайно низкий уровень собственного шума. В паузах между композициями практически полная тишина. Но это не только обеспечивает точную передачу мельчайших деталей на композициях, но и демонстрирует все их недостатки. В то же время даже на абсолютно новой и чистой пластинке наблюдается небольшой фоновый шум, возникающий из-за движения иглы и ее трения в канавках. Этот шум имеет широкую частотную полосу и относительно постоянен.
В этом отношении виниловые пластинки могут создавать маскирующий эффект для звука – явление, известное в психоакустике. Когда шум стабилен, мозг адаптируется к нему и воспринимает его как часть окружающей среды. В то же время мельчайшие несовершенства записи композиций будут не так заметны, как в случае полной цифровой «тишины».
На самом деле аналогичный прием (задействование небольшого фонового шума) применяется и и в цифровых записях. Он называется дизеринг и состоит в добавлении низкоуровневого шума для предотвращения искажений во время уменьшения битовой глубины файла. При производстве винила шум намеренно не добавляют. Он возникает от самой природы механического воспроизведения, но, по сути, может создавать аналогичный маскирующий эффект. В результате меньшая слышимость небольших искажений может способствовать тому, что некоторым слушателям со временем станет комфортнее воспринимать звучание пластинок.
Плавное ограничение пиковых сигналов
Каждая музыкальная нота (удар в барабан или щипок струны) имеет резкое нарастание, за которым следует сустейн (постоянный уровень), несущий большую часть тона. Начальное нарастание сигнала до полной амплитуды короткое по времени, но при этом оно придает резкий характер звучанию. Если пик сигнала превосходит допустимый уровень сигнала для конкретного устройства, наступает его ограничение. Оно воспринимается как искажения, а в некоторых случаях может даже привести к повреждению колонок или усилителя.
Аналоговые записи обычно не «достигают предела», как цифровые. Они, как правило, сглаживают самые высокие пики, что является постепенным эффектом, часто называемым мягким ограничением. Мягкий клиппинг заранее начинает ограничивать сигнал, оставляя большую часть ноты нетронутой. Это может создать впечатление более плавного начала звука без потери выразительности. Цифровое воспроизведение таким эффектом не обладает. Здесь звучание остается неискаженным до некоторого максимального значения, а потом сразу происходит клиппинг (срез амплитуды). Из-за этого может показаться, что искажения появляются внезапно.
Хотя мягкий клиппинг увеличивает измеренные искажения, плавное сглаживание пиков сигнала может снизить ощущение резкости в наиболее динамичных фрагментах. Для некоторых слушателей это также делает звучание винила менее агрессивным и более комфортным.