DDD ZIN EN ONZIN
ZIN EN ONZIN ROND DDD EN ANDERE AFKORTINGEN De wonderbaarlijke bittoename in een opgeklopte bitrace Toen de compact disc kort na zijn revolutionaire introductie nog behoefte had aan veel toelichting, voerde de Society of Professional Audio Recording Services (SPARS) de afkortingen AAA tot DDD in om duidelijk te maken welke stappen in het opname- en reproductieproces analoog en welke digitaal waren. Dat was aan het begin van de jaren tachtig, toen de digitale audiotechniek nog in de kinderschoenen stond en zo zijn fouten en zwakke punten had.Sindsdien is er een hele cult ontstaan, waarbij velen denken, dat alleen een DDD opname de moeite waard is: de afkorting is - ten onrechte - een soort kwaliteits waarmerk geworden. Ten onrechte, omdat het feit, dat digitaal inplaats van analoog wordt opgenomen, op zichzelf helemaal geen garantie voor kwaliteit is; daarvoor komen heel wat andere factoren kijken.Nu kun je jezelf dus afvragen, of het niet verstandig is om voortaan af te zien van deze SPARS code. Want digitale noch is analoge opname is hetzelfde als tien jaar geleden. Er zouden hooguit meer en langere afkortingen moeten komen om alle stappen bij het opname-, montage- en registratieproces exact aan te geven. De gebruikte microfoons bijvoorbeeld werken altijd nog analoog en ook in het verwerkingsproces komen analoge stappen voor. Bovendien kunnen de verschillen tussen de gebruikte apparatuur en verwerkingsmethodes van "het digitale deel" allang niet meer worden gevat met dat simpele begrip DDD, dat oorspronkelijk de voor de cd vastgelegde technische norm 16-bit bemonstering bij een bemonsteringsfrequentie van 44,1kHz markeert.Hoezeer de situatie intussen is gedifferentieerd, weet zelfs de leek, die wordt geconfronteerd met plaatjes, waarop trots "4D Audio Recording" en "20-bit Super Mapping" staat vermeld, of vager "High Definition Compatible Digital". Digitaal is niet langer simpel digitaal.Laten we deze kwestie maar eens wat nader in detail beschouwen. Datareductie en datavermeerderingAlsof het al niet ingewikkeld genoeg is, wordt tegelijkertijd aan datavermeerdering en datareductie gedaan. Datareductie werd toegepast bij media als cd-i (de interactieve cd), MD (Mini Disc) en DCC (Digitale Compact Cassette). In de toekomst bijvoorbeeld ook voor DAB (Digital Audio Broadcast).In een lofwaardige poging om de gewone cd technisch op te waarderen, wordt met meer dan 16 bit gegoocheld. Daarbij is 18-bit al niets meer, nee het gaat om 20 tot 26 bit intussen. Maar dat alleen bij bepaalde stapjes in het digitale verwerkingsproces. Aan het eind moet weer worden teruggeschakeld op de norm van 16-bit. Dat is het goede nieuws; het slechte is, dat er intussen door allerlei eigen initiatieven een chaos is ontstaan. Een chaos geflankeerd door veel claims, nieuwe afkortingen en marketing slogans. Vrijwel elk zichzelf respecterende firma komt met eigen ontwikkelingen zonder dat van veel onderlinge coördinatie sprake is. Er bestaan intussen tenminste zes nieuwe types cd met de claim, dat ze beter klinken, maar ze zijn alle gebaseerd op verschillende technieken en de een is beter uitwisselbaar met de bestaande cd spelers dan de andere. Jammer, want bij alle verwarring hebben we met de beste bedoelingen te maken. De vraag is: Heeft al dat gemanipuleer werkelijk zin, is het gesleutel in de marge, of zelfs boerenbedrog? Bepaalt de lengte van digitale woorden de geluidstechnische kwaliteit van muziekopnamen? Zou het verstandig zijn de 16-bit norm aan te passen? Terug naar de oorsprongToen Philips eind zeventiger jaren de cd uitvond, stelde men voor om de muziek op te slaan in 14-bit digitale woorden. Vrijwel niemand protesteerde, dat zulks een slecht compromis was. Philips en Sony bundelden hun krachten en aan het begin van de jaren tachtig werd de bekende cd norm vastgesteld: 1-bit/44,1kHz.Toen de cd in 1983 op de markt kwam, konden zelfs de beste, nog redelijk betaalbare chips die 16-bit woorden aan. Effectief kwam men vaak niet verder dan 14-bit en daarvoor waren dan nog trucjes als "noise shaping" (waarop we dadelijk terugkomen) nodig.Sindsdien heeft de chiptechnologie natuurlijk niet stilgestaan: ze werden beter en goedkoper. Het is voor een opnamestudio niet moeilijk meer om in echte 18-20 bit technologie te werken. Dit betekent, dat heel wat "master" opnamen een stuk zijn verbeterd. Dat geeft meer speelruimte bij het kopiëren en monteren. Maar belangrijker nog is, dat men bij microfoon opnamen altijd een royale uitsturingsreserve in acht moet nemen. Bij het huiselijke cassettedeckje is het niet zo belangrijk of de VU meters wel eens in het rood slaan bij luide passages. De daarbij optredende vervorming is relatief gering. Het kan zelfs nuttig zijn voor de volle dynamiek om tot even in het rood uit te sturen. Maar bij digitale opnamen is oversturing uit den boze omdat dan desastreuze vervorming optreedt. Maar hoe weten de opnamemensen bij aan zaalopname vooraf precies hoe krachtig een pianist in de toetsen grijpt, of hoe hard het koper uit een orkest schettert? Omdat hij dat niet weet, stuurt hij behoudend uit, neemt reserves in acht en geeft zo dus wat haalbare dynamiek cadeau.Het probleem is: hoe laat ik die kwaliteitswinst aan de consument met zijn "16-bit speler" deelachtig worden?Daar komt nog wat bij. Kwalitatief bezien voelt de cd de hete adem van de datagereduceerde media MD en DCC in zijn nek. Vooral DCC opnamen en afspeelapparatuur claimen al 18-bit. Als dat zo doorgaat, wordt de cd bedreigd.Tot nu toe hebben de studio's aan het eind van de rit, wanneer het geluid van 20-bit band naar 16-bit cd moet worden omgezet, min of meer weggegooid; men spreekt van 'truncating".Dat zou misschien niet zo erg zijn, ware het niet, dat dit gepaard ging met een kwalijk effect: in de stilste muziekpassages en de rusten kon men de altijd aanwezige achtergrondruis horen in- en uitschakelen. Het klankgemiddelde werd scherper, harder, onaangenamer. Goed is dat te horen aan opnamen met "authentieke" instrumenten. Met name violen met hun groter aandeel aan zachte boventonen met een groot ruisaandeel vertonen verkleuring, onaangename scherpte. Zo bleek de 20-bit oplossing slechter dan de 16-bit kwaal. Dither en noise-shapingEén oplossing was: toevoeging van "dither", een soort kunstmatige want elektronische ruis op het laagste geluidsniveau, die dat in- en uitschakelen markeert. Een lage, constante ruisvloer is namelijk minder storend dan een fluctuerende. Het piekachtige digitale signaal in heel zachte muziekpassages wordt afgerond en vervorming wordt ingeperkt. Decca past deze techniek al jaren toe. Toevoeging van dither betekent een minimale comprimatie van de dynamiek, maar de klank zelf wordt aangenamer, ronder, milder, meer "analoog".Wel is de spectrale samenstelling van de ditherruis belangrijk. Denon heeft in zijn digitale trucendoos liefst tien instelbare curven, waarmee de energieverdeling per muzieksoort kan worden veranderd. Een standaard oplossing is altijd een compromis, waarbij men streeft naar de geringste verkleuring. Bovendien maakt het bij stereo-opnamen verschil of men gecorreleerde of ongecorreleerde dither gebruikt, ongecorreleerd is beter, omdat daarmee de stereo basisbreedte niet wordt verkleind. Apogee ontwikkelde hiervoor apparatuur, de AV 22 en AV 1000, waarmee van 20-bit naar 16-bit wordt geconverteerd onder toevoeging van dither. Ook Sheffield Lab gebruikt laatstgenoemde omzetter bij het pre-mastering proces met de eigen "20+ naar 16 Ultra Matrix Processing".De andere oplossing is "noise shaping". Daarmee wordt bereikt, dat de achtergrond ruis uit de middelste frequenties, zo tussen de 3 en 4kHz - waar het menselijk oor het gevoeligst is - wordt verschoven naar lagere, maar vooral naar hogere frequenties, waar deze minder goed waarneembaar is.De diverse nieuwe technieken, die door de muziekindustrie worden toegepast goochelen met deze gegevens, die ze soms ook combineren. Helaas meestal zonder daar een duidelijke verklaring voor te geven.Een derde soort verfijning biedt Mobile Fidelity Sound Lab met het GAIN systeem: "Greater Ambient Information Network", waarin een 16-bit A/D omzetter met 8-voudige overbemonstering zorgt voor een betere ruimtelijke afbeelding bij zaalopnamen. DeccaEen voorloper is Decca. Daar werd in het Recording Centre in West Hampstead al in een vroeg stadium dither toegevoegd, toen deze voorziening nog niet eens op commerciële basis ter beschikking stond. Decca heeft altijd veel aan eigen ontwikkeling gedaan en was na het Japanse Denon de eerste met digitale opnamen (die toen nog op LP werden uitgebracht). Decca ontwikkelde al in 1977 een eigen digitale recorder, die voorbereid was op 18-bit niveau. Maar pas sinds een jaar of twee beschikt men over A/D omzetters met 18-bit nauwkeurigheid om ook daadwerkelijk die 2-bit extra op de band te krijgen. Sony SBMSony gebruikt 20-bit Super Bit Mapping. Hieraan komt in eerste instantie alleen noise-shaping te pas; men doet nogal geheimzinnig over de researchbasis, waarop het principe is gebaseerd. Het gaat erom, de ruis zo slim te spreiden, dat het oor zich in de luren laat leggen. Bovendien past Sony noise-shaping zodanig toe, dat het principe steeds is gerelateerd aan het muzieksignaal: de vervelende ruis wordt steeds daar geconcentreerd, waar hij door dat muzieksignaal wordt gecamoufleerd en dus onhoorbaar is. Het lijkt een beetje op wat er bij datareductie gebeurt, alleen wordt hier van 20 naar 16 bit gereduceerd en niet dramatisch van 16 naar 4 bit. Net als anderen ging men bij Lipschitz te rade, maar de gebruikte algoritme is aan de bescheiden kant en werkt bijvoorbeeld hoorbaar minder fraai dan het BW 102 systeem van Harmonia Mundi Acustica, dat door David Weiss en Ben Bernfeld werd ontwikkeld. Intussen past Sony naast noise-shaping ook dither toe. Waarschijnlijk om SBM op te waarderen. 4D en ABIDe oplossing van Deutsche Grammophon. ABI, "Authentic Bit Imaging" is het antwoord op Sony's SBM om meer-dan-16-bit tape masters te herleiden tot 16-bit voor de cd. De firma legt uit, dat het gaat om een "Rekwantisatie systeem van 24- naar 16-bit met gebruikmaking van niet-afgetrokken dither en noise-shape fout feedback volgens de principes van Stanley Lipschitz en John Vanderkooy", bekende audio goeroes, die vrijwel jaarlijks tijdens conventies van de AES (Audio Engineering Society) nieuwe ontwikkelingen aandragen. In wat duidelijker Nederlands betekent dit, dat wanneer DG het met meer dan 16-bit gekwantificeerde geluid naar 16-bit terugbrengt, dither wordt toegevoegd (à la Decca), maar tot slot niet wordt geëlimineerd (zoals sommige anderen doen) en dat verder noise-shaping wordt toegepast.Of die 24-bit niet wat hooggegrepen is? Men claimt in elk geval 21-bit A/D omzetting te halen. Dat komt overeen met 30dB meer dynamiek. Niet te versmaden!In ronkende marketingtaal, ook te vinden op de nieuwe cd's: "een 32-voudige verbetering van de cd standaard, gericht op 24-bit omzetting en een digitale schakeling, die een dynamiekbereik van 144dB mogelijk maakt".Er zit hier wel een adder onder het gras. Tot de eerste 4D opnamen, die DG uitbracht, behoorden namelijk oudere opnamen van Karajan, die niet met de nieuwe 24-bit Nagra recorders werden gemaakt en die dus, hoe men ook manipuleert, nooit helemaal technisch kunnen worden opgewaardeerd tot echte 4D. Misleidend dus!En de 4D technologie? Die heeft niets met vierdimensionaal te maken, maar is gebaseerd op een reeks verbeteringen:1) de toepassing van nieuwe Nagra recorders, die volgens DG in staat zijn om met 24-bit code te werken.2) Gebruik van de zogenaamde Stage Box, die het digitale proces wat dichter naar de microfoons opschuift. Lange kabels voor analoge signaaloverdracht tussen de microfoons op het podium en het mengpaneel in de regiekamer vormden altijd al een zwakke schakel in de opnameketen. Daarom is het voor een storingsvrij, "schoon" signaal beter om het microfoonsignaal meteen op het podium met zo'n Stage Box te digitaliseren. Zo'n Box bevat acht speciaal ontwikkelde, extreem ruis- en vervormingsvrije microfoon voorversterkers, die vanuit de regiekamer worden gestuurd. Dezelfde Box bevat ook de door Yamaha ontwikkelde 21-bit A/D omzetters.3) Toepassing van het bijzondere Yamaha mengpaneel, dat intern zelfs 28-bit (!) kan verwerken. Maar minstens zo belangrijk is, dat met deze mixer onder andere ook de looptijdverschillen tussen de diverse microfoonsignalen in de tijd exact kunnen worden gecompenseerd. Om het HiBit signaal geschikt te maken voor het cd formaat, wordt het ook opnieuw gekwantiseerd. Met als gevolg klankverbetering (minder verliezen en vervorming) bij de Re-Mix. TelarcEen technisch "State of the Art" label uit de V.S., dat al in analoge tijden met lp's aan de weg timmerde, die getuigden van een enorme dynamiek. De legendarische opname van Tschaikovsky's Ouverture 1812 met echte kanonschoten vormde voor de meeste pick-up elementen een onneembare barrière. De nu gebezigde 20-bit techniek zorgt bij opnamen als het Straussfest II voor prachtig ruis- en vervormingsvrije klank. De dynamiek is enorm. Alleen - en daaruit blijkt, dat deze technologie inderdaad niet alleenzaligmakend is - is de klank vrij dof en sprankelen de klankkleuren niet erg.Voor de remastering van oudere, analoge opnamen worden deze eerst met door Soundstreams Thomas Stockham ontwikkelde apparatuur eerst in 20-bit gedigitaliseerd en met re-dithering terugvertaald naar 16-bit. Re-dithering is ook iets wat elders met Lexicon apparatuur gebeurt. ANREen afkorting die staat voor Advanced Noise-Shaping Redither, een combinatie van bovengenoemde technieken, geïntroduceerd door de Zwitserse firma Gambit Audio. Naders is hierover nauwelijks bekend. DREPrism Sound uit Cambridge en Engeland ontwikkelde Dynamic Range Enhancement, ook gebruikmakend van dither en noise-shaping. Maar men comprimeert bij opname tevens de dynamiek, zodat deze met een speciale cd speler bij weergave weer moet worden "opgerekt". Meer iets voor de professionele dan voor de consumentenwereld. AutoditherEen door het Engelse merk Meridian gebruikte toepassing, ontwikkeld door theoretici Michael Gerzon en Peter Craven. Ook hier gebruikmaking van dither én noise-shaping maar met toevoeging van een derde geheimzinnig element. Autodither cd's kunnen via gewone spelers worden weergegeven, maar geven mooiere resultaten via een speciaal uitgeruste, waarin een schakeling zit, die de door de recorder toegevoegde dither weer aftrekt, waardoor het ruisniveau tot het laagst mogelijke niveau wordt teruggebracht. Reference Recordings:Een Amerikaanse oplossing van Keith Johnson, een kei op zijn gebied, werkzaam bij Pacific Microsonics uit Berkeley, Californië. Onder andere toegepast door Reference Recordings, maar zonder veel nadere uitleg. Het schijnt ook hier in principe om een 20-bit proces te gaan, maar er moet meer aan te pas komen. Om de geboden geluidskwaliteit ten volle te kunnen uitbuiten, heeft de consument eigenlijk een aparte decoder nodig, maar ook met een normale cd speler klinken de opnamen al extreem ruisvrij. ConclusieIn principe moeten we dankbaar zijn, dat de 16-bit cd norm blijft, nadat de datareductie zo in de hemel is geprezen. Het is vooral bemoedigend, dat twee grote software industrieën zich sterk maken voor HiBit technologie, terwijl de hardwaretak van beide juist naar datareductie streeft.Bij de Sony BMP opnamen valt een afname van de ruis op en in sommige gevallen een verruiming van de dynamiekWat DG met 4D en Original-Image Bit Processing bereikt, imponeert ons het meeste. Wie oudere, "gewone" opnamen vergelijkt met de gerecycleerde, moet opvallen, dat kwaliteitsbepalende factoren als plaatsing en klankkleuren inderdaad zijn verbeterd.