BD tracce lossless vs. PCM: perché non uguali?

[EdoFede]

Magari hanno già risposto nell'intero thread, ma l'ho letto solo ora..

non capisco come le due tracce possano essere differenti

Spesso le tracce usano mix o mastering differenti, così come avveniva con Dolby Digital e DTS sui DVD film o PCM e DTS sui DVD musicali

una traccia lossless è identica ad una PCM. Non so perché molta gente si ostina ad affermare il contrario

Tecnicamente è esattamente come dici.
Il problema sta nella trasposizione sul supporto ottico e la gestione degli errori.
Un banale CD contiene una marea di errori che i circuiti di correzione errore dei CD tentano di correggere "al volo" in fase di lettura.
Questo è il motivo per cui, se tutto viene fatto "come si deve" (ottimo lettore, ottimo masterizzatore, ottimo software e ottimo supporto), un CD audio rippato e poi rimasterizzato può suonare pure meglio dell'originale.

Lo stesso vale per tutti i supporti ottici. A livello di dati estratti (o scritti) le tracce sono identiche, ma quando vai in lettura in tempo reale (che non permette eventualmente di andare a ri-leggere un settore poco chiaro) gli errori possono avere effetti differenti a seconda della traccia.

Ricordiamoci che un supporto ottico non ospita uno o due errori in totale, ma si arriva anche a diversi errori al secondo.

[lorenzo82]

Quant'è il bit-rate massimo che può raggiungere una traccia LPCM non compresso 5.1/7.1?
La frequenza di campionamento è standard a 48KHz?
Lorenzo.

[ciuchino]

Puo' essere anche 96 e 192 Khz.
Qui' trovi un po' di esempi:
http://www.avsforum.com/avs-vb/showthread.php?t=760714

Il massimo che mi e' capitato su un disco demo , non un granche' da sentire , e' 24 bits 96khz 7.1 canali
24 bits * 96,000Hz * 8 canali = 18,4 Mbps

Con i codec lossless come bitrate medio ti attesti piu' o meno intorno alla meta' del corrispondente LPCM ricavato dopo decodifica.

[lorenzo82]

Grazie
A inizio discussione mi pare di aver letto di bit-rate massimi altissimi per tracce dolby e dts hd...del tipo 25-30Mbit/s...possibile? Più alti di tracce PCM?
Lorenzo.

[ciuchino]

L'avranno letto comprensivo di traccia video
Bo' chiedi a chi l'ha detto.

[lorenzo82]

Il bitrate max che può raggiungere il dts è 24.5 Mbit/s mentre il trueHD è 18 Mbit/s. Dubito però che qualcuno ne percepisca la differenza

Mi sembrano un pò troppo alti, o no?
Lorenzo.

[ciuchino]

Allora bari prima mi dici 25-30 ...
Se prendi un LPCM cosi' ... quasi ci siamo

24 bits * 192.000Hz * 8 canali = 36,8 Mbps

[vincent89]

Mi sembrano un pò troppo alti, o no?

No 192 KHz 24bit multicanale

[lorenzo82]

Ah, ciao Vincent .
Perfetto, praticamente il miglior campionamento possibile...
Ma algoritmi di compressione come dolby e dts non dovrebbero avere, a parità di risultato con una traccia pcm, bit-rate molto più bassi?
Lorenzo.

[EdoFede]

Si, hanno bitrate inferiori perchè utilizzano la compressone (lossy o lossless che sia, a seconda del tipo di codec usato)

[william]

Spesso le tracce usano mix o mastering differenti, così come avveniva con Dolby Digital e DTS sui DVD film o PCM e DTS sui DVD musicali

"spesso" è una parola grossa: noi non lo abbiamo mai fatto, per una semplice ragione: riceviamo la colonna sonora su un nastro digitale o su file in PCM. Questo è l'unica fonte che abbiamo, perché dovremmo modificarla per fare una delle codifiche e non l'altra? Voglio assicurare tutti che i titoli da noi realizzati che hanno sia PCM che DTS MA partono rigorosamente dalla stessa, identica fonte.

Tecnicamente è esattamente come dici.
Il problema sta nella trasposizione sul supporto ottico e la gestione degli errori.
Un banale CD contiene una marea di errori che i circuiti di correzione errore dei CD tentano di correggere "al volo" in fase di lettura.
.......
Lo stesso vale per tutti i supporti ottici. A livello di dati estratti (o scritti) le tracce sono identiche, ma quando vai in lettura in tempo reale (che non permette eventualmente di andare a ri-leggere un settore poco chiaro) gli errori possono avere effetti differenti a seconda della traccia.

Questo è vero solo per i CD. Quando uscì lo standard CD, nel 1980, la tecnologia era ancora "acerba" sotto il profilo della correzione degli errori, e quindi si pensò che non era grave permettere al sistema di correzione di "inventarsi" dei dati ad esempio interpolando. Sempre meglio della interruzione del flusso, si era pensato. Su questa base, i convertitori DA possono ricevere dei dati che per vari motivi (Jitter compreso) possono essere abbastanza differenti da quelli realmente incisi.
Dal DVD in poi la complessità del flusso di dati non ha più permesso questo approccio. La decodifica mpeg2, l'estrazione dei vari flussi audio richiede che i dati siano assolutamente integri, pena un visibile o udibile deterioramento (quadrettoni nel video, violenti scratch nell'audio) che tutti una volta o l'altra avranno notato, o addirittura la temporanea interruzione della riproduzione. L'unica cosa che si è voluta salvare, per ovvie ragioni, è la trasmissione dei dati a "pacchetti" non necessariamente interdipendenti, questo allo scopo di potere riprendere la riproduzione una volta passata la causa di "disturbo" (un graffio, o problemi sulla ricezione nel caso del satellite). Ne consegue che non ci sono ragioni (di questo tipo) affinché ci siano differenze tra le codifiche lossless e PCM. Com'è stato detto, può darsi però che il costruttore inserisca di sua iniziativa delle modifiche a livello di filtrature digitali o di equalizzazioni di livelli che possono alterare il risutato.

Si, hanno bitrate inferiori perchè utilizzano la compressone (lossy o lossless che sia, a seconda del tipo di codec usato)

Le codifiche lossy possono avere un bitrate ben definito. Le codifiche lossless essendo a bitrate variabile ed essendo influenzate dal contenuto sonoro possono avere un bitrate istantaneo pari a quello del PCM non compresso, in alcuni casi. Quello che si risparmia, in realtà, è lo spazio occupato, ma la banda necessaria è la stessa del PCM.
Ad esempio, se in 10 secondi di audio io ho 5 secondi di silenzio e poi una esplosione, durante il silenzio il bitrate sarà pari a zero (o meglio pari al core), durante l'esplosione sarà al pari del PCM. MEDIAMENTE questo mi farà risparmiare circa il 50% di spazio (è statistico), ma ISTANTANEAMENTE non è possibile sapere quale sarà il bitrate, se non dopo avere codificato.

[lorenzo82]

...Quello che si risparmia, in realtà, è lo spazio occupato, ma la banda necessaria è la stessa del PCM.

Ma se il bit-rate di una traccia lossless è variabile proprio per consentire un risparmio di spazio occupato, nel momento in cui è possibile sfruttare la compressione, come ad esempio nell'attimo di silenzio in un film, il bit-rate istantaneo non dovrebbe essere inferiore a quello della equivalente traccia pcm sorgente? e quindi consentire un risparmio anche di banda?
Premetto che sono abbastanza ignorante in materia
Lorenzo.

[william]

Ma se il bit-rate di una traccia lossless è variabile ... nel momento in cui è possibile sfruttare la compressione, ... il bit-rate istantaneo non dovrebbe essere inferiore a quello della equivalente traccia pcm sorgente?

Faccio un esempio:
il primo secondo c'è silenzio, e il bitrate è 1500 kbps (il core).
il secondo secondo (!!!) c'è un leggero brusio e il bitrate sale a 2000 Kbps
Il terzo secondo ho un'esplosione e il bitrate sale al massimo perché in quella condizione è incomprimibile, e cioè a 4500 Kbps (circa).
Il PCM sarebbe stato sempre a 4500 Kbps e avrebbe occupato 4500 X3 = 13500 kbits
Il DTS MA dell'esempio invece occupa 1500 + 2000 + 4500 = 8000 Kbits.
Il bitrate MEDIO sarà di 2666 Kbps, ed ho risparmiato spazio per 5500 Kbits, ma nel momento più critico il bitrate è stato comunque alto a 4500 kbps e quindi avevo bisogno di quella banda, sia pure per un istante.
Lo stesso concetto si applica al video, peraltro, quando si usa il bitrate variabile, e con alcuni player è proprio possibile vedere il bitrate che varia istante per istante. In quel caso, quello che vediamo è la somma dei bitrate audio e video insieme.
Non so se è stato chiaro, spero di si

[EdoFede]

William, non so di cosa ti occupi, ma chiaramente non volevo generalizzare, se lavori nel campo.

Però è innegabile che nel mondo dei DVD ci siano, nella maggior parte dei casi, differenze abbastanza nette tra una traccia DD ed una traccia DTS o PCM.
Parlo a livello di mix o mastering, non di compressione e tutto ciò che ne consegue.
Ad esempio, in quasi tutti i dvd musicali che ho, la traccia DTS ha bassi più profondi ed enfatizzati rispetto alla Dolby Digital o, ma qua è un discorso a parte, alla PCM.

Quello che volevo sottolineare è che a livello tecnico tra una traccia PCM multicanale e DTS-MA/Dolby-truehd, essendo queste ultime lossless, dovrebbero restituire il medesimo risultato all'ascolto.

Se si trovano differenze ampie su parametri di mix/mastering (l'equalizzazione, ad esempio), è probabile che le due tracce siano state masterizzate in maniera differente.
Concordi?


Riguardo alla correzione errori, invece, non sono così convinto. Il supporto è sempre ottico e la tecnologia di lettura è piuttosto simile.
Se ci sono algoritmi di correzione più evoluti è un conto, ma a livello ottico e meccanico, gli errori ci sono comunque e ci sarà un circuito di correzione che "sistema" questi errori prima di passarli allo stadio successivo (che, come dici giustamente tu, può contenere altri algoritmi più o meno complessi di controllo).
Stando a quanto dici, però, i lettori con uscite digitali (HDMI, SDI per video e HDMI, SPDIF per audio - jitter a parte) dovrebbero dare i medesimi risultati qualitativi (salvo qualche salto o pixelatura).


Riguardo al bitrate, bisogna tenere presente che da un lettore si vede sempre e comunque un valore medio, mai un bitrate istante per istante (sarebbe anche impossibile da leggere).
Va da se che, a meno di tracce con complessità notevole per tutta la durata, il bitrate medio sarà sempre inferiore al PCM.

Sul dimensionamento di una linea di trasmissione digitale si tiene conto, chiaramente, dei valori massimi che possono raggiungere i bitrate audio e video.
Sul calcolo dello spazio, invece, si terrà conto del bitrate medio, che è quello utile per stimare l'occupazione di un contenuto audio/video.

[lorenzo82]

...ma nel momento più critico il bitrate è stato comunque alto a 4500 kbps e quindi avevo bisogno di quella banda, sia pure per un istante.

Quindi la banda "stanziata" è sempre quella equivalente al bit-rate di picco anche se ci sono momenti a bit-rate inferiore?
Lorenzo.