“ไฮ–เรโซลูชั่น ออดิโอ” คืออะไร.?
ในช่วงแรกๆ ที่ยังไม่มีใครกำหนดชื่อเรียกอย่างเป็นทางการ นอกจาก High-Resolution Audio แล้ว บ้างก็เรียกว่า High-Definition Audio ในขณะที่บางแห่งก็เรียกสั้นๆ ว่า HD Audio ก็มี แต่ต่อมาเมื่อกลางปี 2014 มีกลุ่มองค์กรอุตสาหกรรมดนตรีและธุรกิจเพลงที่นำโดย DEG (Digital Entertainment Group, CEA (Consumer Electronic Association) และค่ายเพลงยักษ์ใหญ่ทั้งสามค่ายคือ Sony Music Entertainment, Universal Music Group และ Warner Music Group ได้รวมพลังกันเพื่อร่วมโปรโมทระบบเสียงที่มีความละเอียดสูง โดยตกลงใช้ชื่อเรียกว่า “High-Resolution Audio” หรือเรียกสั้นๆ ว่า Hi Res Audio สำหรับการโปรโมทอย่างเป็นทางการตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา
ความหมายของ High-Resolution Audio อย่างเป็นทางการก็คือ รูปแบบของเสียงที่ให้คุณสมบัติทางด้าน “ไดนามิกเร้นจ์ (dynamic range)” กับ “ความถี่ตอบสนอง (frequency response)” ที่กว้างกว่ามาตรฐาน “redbook” ของซีดี
ฟอร์แม็ต CD-DA ที่ Sony กับ Philips ร่วมกันกำหนดสเปคฯ ขึ้นมานั้นใช้การเข้ารหัส (encode) ด้วยวิธี Pulse-Code modulation (PCM) โดยกำหนดอัตราแซมปลิ้งสัญญาณดิจิตัลไว้ที่ระดับ 44,100 ครั้งต่อวินาที (หรือ 44.1kHz) และใช้บิตข้อมูลจำนวน 16bit ในการแทนค่า amplitude (หรือความดัง) ของตัวอย่างแต่ละครั้งที่แซมปลิ้งออกมา
ในทางทฤษฎีนั้น จำนวน bit ที่ใช้ในกระบวนการแปลงจากอะนาลอกเป็นดิจิตัลจะถูกใช้เพื่อแทนค่าส่วนที่เป็น “ไดนามิกกว้างสุด” ของสัญญาณเสียง ถ้าต้องการทราบว่า ฟอร์แม็ต CD ถูกกำหนดให้มีไดนามิกกว้างสุดแค่ไหน มีวิธีคำนวนง่ายๆ ดังนี้ ให้เอาตัวเลขส่วนที่เป็น bit คูณด้วย 6 (ค่าทางดิจิตัลที่ 1bit สามารถสร้างความแตกต่างของไดนามิกออกมาได้ 6dB) จะได้ออกมาเป็น
16 x 6 = 96dB
นั่นคือฟอร์แม็ต CD ถูกกำหนดอัตราสวิงไดนามิกสูงสุดไว้ไม่เกิน 96dB นั่นเอง ในขณะที่ “แซมปลิ้งเรต” ที่ใช้ในกระบวนการแปลงจากอะนาลอกเป็นดิจิตัลจะถูกใช้เพื่อแทนค่าส่วนที่เป็น “ความถี่ตอบสนองกว้างสุด” ของสัญญาณเสียง หากต้องการทราบว่า ฟอร์แม็ต CD ถูกกำหนดแบนด์วิธ หรือความสามารถในการตอบสนองต่อความถี่เสียงได้กว้างแค่ไหน ตามกฏของ Nyquist-Shannon sampling theorem คำนวนโดยเอาความถี่แซมปลิ้งของสัญญาณตั้ง แล้วหารด้วย 2 ในกรณีของฟอร์แม็ต CD ผลลัพธ์ที่ได้คือ
44,100Hz / 2 = 22,050Hz
นั่นก็หมายความว่า ถ้าเอาสัญญาณ PCM บนแผ่นซีดีไปผ่านกระบวนการแปลงกลับให้ออกมาอยู่ในรูปของสัญญาณอะนาลอกตามต้นฉบับเดิมด้วยอุปกรณ์ D-to-A converter (DAC) ผลลัพธ์ของสัญญาณอะนาลอกที่ได้ออกมาจะมีไดนามิกเร้นจ์ไม่เกิน 96dB และมีความถี่เสียงสูงสุดได้ไม่เกิน 22,050Hz นั่นเอง
เมื่อเพิ่ม bit ข้อมูลให้สูงขึ้น และเพิ่ม sampling rater ให้สูงขึ้นจะได้สัญญาณอะนาลอกที่มีความ “เหมือน” กับสัญญาณอะนาลอกที่เป็นต้นฉบับมากยิ่งขึ้น
เมื่อHi Res Audio ถูกกำหนดไว้ให้เป็นฟอร์แม็ตที่มีคุณสมบัติทางด้านไดนามิกเร้นจ์และความถี่ตอบสนองที่กว้างกว่าฟอร์แม็ต CD ขึ้นไปโดยไม่ได้ระบุตายตัวไว้ว่า สเปคฯ ของฟอร์แม็ต Hi Res Audio จะต้องเป็นเท่าไร แค่กำหนดว่าต้องสูงกว่าฟอร์แม็ตซีดีขึ้นไปเท่านั้น ฉนั้น สัญญาณดิจิตัล PCM ที่มีสเปคฯ เท่ากับ 24bit/44.1kHz ก็ถือว่าเป็นสัญญาณHi Res Audio แล้ว รวมถึงสเปคฯ ที่สูงขึ้นไปกว่านั้นด้วย ไม่ว่าจะเป็น 24bit/48kHz, 24bit/96kHz, 24bit/176.4kHz และ 24bit/192kHz
แต่โดยความหมายของ High-Resolution Audio ที่ DEG และกลุ่มผู้ร่วมรณรงค์กำหนดไว้มิได้จำกัดเฉพาะสัญญาณดิจิตัล ออดิโอที่ใช้วิธีเข้ารหัส (encode) ด้วยกระบวนการ PCM เท่านั้น พวกเขายังได้รวมเอาสัญญาณดิจิตัล ออดิโอที่ใช้วิธีเข้ารหัสด้วยกระบวนการ PWM (Pulse-Width Modulation) หรือ PDM (Pulse-Density Modulation) ไว้ด้วย
สัญญาณดิจิตัล ออดิโอที่ใช้วิธีเข้ารหัสด้วยกระบวนการ PDM ก็คือสัญญาณ DSD (Direct Stream Digital) ที่ใช้กับฟอร์แม็ตแผ่น SACD นั่นเอง
แม้ว่าสัญญาณ DSD จะถูกออกแบบขึ้นมาใช้กับสัญญาณเสียงเหมือนกับสัญญาณ PCM แต่มันใช้เทคนิคในการเข้ารหัสสัญญาณดิจิตัลที่แตกต่างไปจากสัญญาณ PCM นั่นคือ ใช้จำนวน bit เพียงแต่ 1bit ในการแทน amplitude ของสัญญาณ แต่ใช้ sampling rate ที่สูงถึง 2,822,400Hz ในการแซมปลิ้งสัญญาณ เขียนเป็นสัญญาลักษณ์ย่อๆ ว่า 1bit/2.8MHz ด้วยเหตุนี้ สัญญาณ DSD จึงใช้วิธีแปลงกลับเป็นอะนาลอกด้วยภาค DAC ที่ใช้กับสัญญาณ PCM ไม่ได้ ในทางปฏิบัตินั้น การแปลงสัญญาณ DSD ให้กลับมาเป็นสัญญาณอะนาลอกต้นฉบับสามารถทำได้สองลักษณะ แบบแรกคือ ต้องใช้ภาค DAC ที่ใช้ชิป DAC ที่รองรับสัญญาณ DSD ได้ตรงๆ ในการแปลง ส่วนอีกวิธีก็คือ ต้องทำการแปลงสัญญาณ DSD ให้กลายเป็นสัญญาณ PCM ก่อนที่จะส่งเข้าสู่ภาค DAC ที่รองรับเฉพาะสัญญาณ PCM อย่างเดียว
สัญญาณ DSD มีความละเอียดของสัญญาณหลายระดับ เริ่มต้นที่ DSD2.8 ซึ่งตัวเลข “2.8” ที่ตามหลังมาหมายถึงแซมปลิ้งเรตนั่นเอง บางทีก็เรียกว่า DSD64 ซึ่งตัวเลข “64” ที่ตามหลังมาหมายถึง จำนวนแซมปลิ้งเรตที่สูงกว่าฟอร์แม็ต CD เท่ากับ 64 เท่านั่นเอง
44,100Hz x 64 = 2,822,400Hz
ส่วนความละเอียดที่สูงขึ้น จะเพิ่มขึ้นไปทีละ 2 เท่า คือ DSD5.6 (หรือ DSD128), DSD11.2 (หรือ DSD256) และ DSD22.4 (หรือ DSD512) … ลักษณะนี้ไปเรื่อยๆ
เปรียบเทียบคุณสมบัติของ “ไดนามิก”
กับ “ความถี่ตอบสนอง” ระหว่างฟอร์แม็ตต่างๆ
จาก “single-format”
มาสู่ “multi-format”
กระแสของ Hi Res Audio ถูกปลุกเร้ามาตั้งแต่ปี 1995 เมื่อบริษัท Pacific Microsonic นำเสนอรูปแบบการเข้ารหัสสัญญาณเสียงสำหรับฟอร์แม็ต CD ขึ้นมารูปแบบหนึ่ง ใช้ชื่อเรียกว่า HDCD (หรือ High Definition Compatible Digital) ออกมา และเริ่มมีแรงกระเพื่อมเกิดขึ้นอย่างรุนแรงในปี 1999 เมื่อ Sony นำเสนอฟอร์แม็ตใหม่ที่ชื่อว่า Super Audio CD (หรือ SACD) ออกมา นัยว่าเพื่อต่อยอดฟอร์แม็ต CD ที่กำลังจะหมดอายุสิทธิบัตรลงไป ในปีถัดมา ทางด้าน Matsuchita กับ Toshiba ก็ได้ร่วมกันพัฒนาฟอร์แม็ตใหม่สำหรับสื่อบันทึกเสียงขึ้นมาอีกหนึ่งฟอร์แม็ต ชื่อว่า DVD-Audio ซึ่งใช้เทคโนโลยี่ DVD ที่กำลังได้รับความนิยมอย่างสูงในวงการโฮมเธียเตอร์ในขณะนั้น
นั่นเป็นจุดกำเนิดของ Format War ระหว่าง SACD vs. DVD-Audio ซึ่งสุดท้ายทางด้าน DVD-Audio ก็ได้ล่าถอยไป เหลือแต่ SACD แต่จนแล้วจนรอด SACD ก็ไม่ได้รับความนิยมอยู่ดี
ผลของการต่อสู้ระหว่าง SACD กับ DVD-Audio ที่หาผู้ชนะที่เด็ดขาดไม่ได้ นับเป็นจุดเริ่มต้นภาวะล่มสลายของ “สื่อกลาง” (music pre-recorded media) และผันเปลี่ยนไปสู่ยุคของ digital file อย่างที่กำลังเป็นอยู่ในปัจจุบัน ซึ่งนอกเหนือจากความเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นกับ “สื่อกลาง” ที่จับต้องได้ มาเป็น digital file ที่ไร้ตัวตนแล้ว ยังมีอีกสิ่งหนึ่งที่ถูกเปลี่ยนแปลงไปจากเดิมด้วย สิ่งนั้นก็คือการเปลี่ยนแปลงจากมาตรฐานเดียว หรือยุคของ single-format เข้าสู่ยุคของ multi-format นั่นเอง
ก่อนหน้านี้ ธุรกิจสื่อบันทึกเพลงของเราถูกยึดโยงอยู่กับฟอร์แม็ต CD เพียงฟอร์แม็ตเดียว แต่ในปัจจุบันและอนาคตนั้น เราจะไม่มีลักษณะนั้นอีกแล้ว เราจะมี format ของเสียงจำนวนมากมายให้เลือกฟังในเวลาเดียวกัน..! /
**********
คลิ๊กกลับไปอ่าน –
Hi Res Audio ตอนที่ ๑ : เทรนด์ของการฟังเพลงด้วยไฟล์ดิจิตัล
อ่านต่อ –
Hi Res Audio ตอนที่ ๓ : ไฟล์เพลง รูปแบบ (Format) ต่างๆ
Hi Res Audio ตอนที่ ๔ : การฟังเพลงด้วยไฟล์ผ่านคอมพิวเตอร์
Hi Res Audio ตอนที่ ๕ : โปรแกรมที่ใช้เล่นไฟล์เพลงผ่านคอมพิวเตอร์
