Formatos Multicanal

Miguel Nascimento
Nº 2010426
TIM – LTM
12 Janeiro 2011
Introdução
Existem actualmente diversos formatos para reprodução de som multi-canal,
mas neste trabalho serão abordados os seguintes:
 Estéreo
 LCRS
 5.1
 7.1
Uma nota importante acerca da palavra estéreo é que, apesar de estar
frequentemente associada a reprodução de som com 2 canais, pode significar a
reprodução de som através de qualquer número de canais, pois a palavra tem
origem no grego ―stereos‖ que significa sólido, e não 2 canais…
No entanto, para simplificarmos a questão, a referência a som estéreo será
aplicada a um sistema de reprodução sonora de 2 canais.
Estéreo
O som estéreo, apesar de não ser totalmente realista, permite a
apresentação de um palco sonoro.
Neste caso são utilizados 2 canais independentes de som, que
serão reproduzidos através de 2 colunas de som – a coluna
esquerda e a coluna direita.
Desta forma é possível endereçar o som para o canal esquerdo,
para o direito, ou para ambos com níveis iguais ou diferentes.
Assim é criado um palco sonoro com a distribuição mais ou
menos correcta de, p. ex., uma orquestra, onde conseguimos
perceber o som dos diversos instrumentos como vindo de
diferentes direcções (pelo menos no plano horizontal).
Estéreo 2.1
Consiste basicamente na adição de um
elemento de reprodução de graves, sem
alteração do formato de codificação de 2
canais, ou seja, não existe um 3º canal
dedicado para o subwoofer – a informação
enviada para este elemento é extraída dos
dois canais principais.
Tem a vantagem de estender a gama de
frequências graves reproduzidas no caso de
haver limitação neste aspecto das colunas
esquerda e direita.
LCRS Surround
LCRS significa ―Left‖, ―Center‖, ―Right‖ e ―Surround‖.
Este tipo de surround é vulgarmente conhecido como Dolby Surround,
que codifica 4 canais de som em 2. Um descodificador depois
descodifica os 4 canais e envia-os para as colunas respectivas . Mas o
canal central ainda é virtual, criado a partir do som igual no canal
esquerdo e direito e por isso surgiu o Dolby Pro Logic que adiciona
novos elementos de hardware e firmware que, no processo de
descodificação do sinal, enfatizam o volume de som de elementos
direccionais no respectivo canal. O resultado é um som mais envolvente
onde o som principal vem dos canais esquerdo e direito, a voz/diálogo do
canal central, e os efeitos ou som ambiente do canal traseiro.
Apesar de por vezes se usarem duas colunas traseiras neste tipo de
surround o som enviado continua a ser monofónico, ganhando-se
apenas em cobertura e não em direccionalidade; a largura de banda do
canal traseiro também é mais limitada que o resto do sistema. Este tipo
de surround é igualmente útil na indústria musical e cinematográfica.
LCRS Surround - Esquema
5.1 Surround
Este é o formato mais comum. Inclui um total
de 6 canais — 5 canais com resposta em
frequência de 3 a 20,000 Hz para as colunas
da frente esquerda, frente direita, centro e
colunas traseiras direita e esquerda, mais um
canal de graves (LFE - "low frequency
effects―) mais conhecido como subwoofer
para frequências de 3 a 120 Hz.
Hoje em dia há dois formatos 5.1 principais: o
Dolby Digital e o DTS
5.1 Surround – Dolby Digital vs DTS
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Ambos os formatos codificam 6 canais de audio em blocos de dados.
Num CD o audio é codificado em PCM a uma taxa de amostragem de 44.1KHz – isto implica um
bitrate de 705kbits/s para cada canal, e uma gama dinâmica de 96dB. A codificação de som em 5.1
com a taxa de amostragem e resolução de um CD resulta num bitrate superior a 3.5Mbit/s.
Acontece que as técnicas de codificação do Dolby Digital e do DTS permitem uma taxa de
amostragem de 48KHz e uma resolução de 20 bits, permitindo uma gama dinâmica de
120dB.
Isto significa que estes formatos surround ocupariam demasiado espaço, e toda esta informação
seria complicada de processar de forma eficiente e económica em tempo real durante a reprodução.
Ou seja, num cenário multicanal a compressão torna-se um mal necessário.
É aqui que surgem as diferenças fundamentais entre estes formatos.
Ambos os formatos utilizam técnicas de redução de informação presente no áudio PCM original,
que é redundante para o ouvido humano, reduzindo assim o espaço necessário para o
armazenamento do som multicanal.
O Dolby Digital comprime a informação resultante dos 6 canais digitais discretos do 5.1 até um
máximo de 640 kbit/s. No entanto este bitrate só é suportado em discos Blu-ray. Em DVDs o
bitrate do dolby Digital é limitado a 448 kbit/s, e na implementação óptica de salas de cinema
ainda é mais limitada.
De modo a incluir toda a informação relevante o Dolby Digital usa compressão variável de
cerca de 10 a 12:1.
5.1 Surround – Dolby Digital vs DTS
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O DTS Digital Surround usa um bitrate de 1.5 Mbits/s, apesar de estar limitado a 768 kbit/s
em DVD. Com este bitrate mais elevado o DTS precisa de menos compressão – cerca de 4:1 –
em relação ao Dolby Digital. Isto significa, teoricamente, que o DTS tem potencial para reproduzir um
som de melhor qualidade.
Mas é necessário equacionar outros factores que influenciam a qualidade de som, particularmente a
eficácia dos algoritmos de codificação e descodificação.
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A grande diferença entre os dois formatos surge na implementação de salas de cinema.
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As faixas sonoras Dolby Digital são gravadas em blocos de dados sequenciais com um bitrate de
320 kbit/s, na película de filme de 35mm.
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No caso das faixas DTS, a informação não é armazenada directamente na película, mas sim num CD,
em formato comprimido, com um bitrate de 1103 kbit/s. Existe por isso um timecode
estampado na película de forma a sincronizar o som no CD com a imagem da película.
Mais uma vez, em salas de cinema também o DTS potencia uma maior fidelidade de som do que o
Dolby Digital.
Apesar de haver a complicação de ter mais um item para distribuição dos filmes (o CD extra) existem
algumas vantagens neste método, pois possibilita o uso de gravações multilingue sem ter de gravar
uma nova película, e a informação armazenada no CD está menos sujeita a degradação por utilização
repetida e raramente precisa de substituição.
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5.1 Surround – Dolby Digital
O Dolby® Digital estabeleceu-se rapidamente como
o principal formato, em grande parte graças aos
DVDs. Hoje em dia também é utilizado em
videojogos e HDTV. Apesar de Dolby Digital ser
simplesmente um método de codificação digital do
sinal, é normalmente utilizado para se referir a audio
5.1 – o seu formato mais popular.
Ao contrário das primeiras aparições de surround, o
Dolby digital 5.1 é um formato multicanal discreto, ou
seja, existe uma faixa dedicada para cada canal, o
que melhora a precisão sonora. É um formato que
se estabeleceu principalmente na indústria
cinematográfica.
5.1 Surround - Esquema
LFE
5.1 Surround – DTS
Este formato usa menos compressão que o
Dolby Digital. Apesar da maioria dos
equipamentos suportar este formato, há
poucos videojogos e DVDs codificados neste
formato em comparação com os Dolby
Digital. Este formato é mais utilizado na
indústria da música. Apesar disso foi
inicialmente introduzido por Steven Spielberg
no filme Jurassic Park, pois procurava um
sistema de reprodução melhor que os
existentes.
7.1 Surround
Com a introdução no mercado do Blu-ray e
interfaces HDMI, que permitem maior capacidade
de armazenamento e transferência de dados
respectivamente, surgiram novos formatos
multicanal que permitem a reprodução de 8 canais
discretos, com ou sem perda de informação.
Dolby TrueHD e DTS-HD Master Audio são os
principais formatos ―lossless‖ do 7.1. Existe
também o Dolby Digital Plus e DTS-HD mas já não
são ―lossless‖.
Lançado inicialmente para a indústria
cinematográfica com o filme Toy Story 3, em 3D,
também está a encontrar mercado nos cinemas
caseiros actuais.
7.1 Surround - Esquema
7.1 (3/4.1) Surround Format
7.1 (SDDS-Sony Dynamic Digital
Sound) Surround Format
Referências
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http://www.crutchfield.com/SgYQeO6ntYio/learn/learningcenter/home/hometheater_surround_cha
rt.html
http://www.crutchfield.com/ScAQy2fs6Siz/learn/learningcenter/home/hometheater_surround.html
http://hometheater.about.com/od/beforeyoubuy/a/surroundsound_5.ht
m
http://en.wikipedia.org/wiki/Surround_sound
http://en.wikipedia.org/wiki/Stereophonic_sound
http://documentation.apple.com/en/logicpro/usermanual/index.html#c
hapter=39%26section=1%26tasks=true
http://en.wikipedia.org/wiki/DTS_%28sound_system%29
http://www.dolby.com/DocLibTechLanding.aspx?taxid=1804
http://www.practical-home-theater-guide.com/dolby-vs-dts.html
Sites consultados em Janeiro de 2011