Dossiê BJC: Formatos de áudio usados em DVD e Blu-ray

43
804


Com um sistema de áudio desses, entender os formatos é fundamental!

Quando se fala de áudio em DVD e em Blu-ray, existem muitas dúvidas que afligem o colecionador de home video. Os principais obstáculos são a tecnicidade que permeia o assunto, além da subjetividade natural quando se fala de percepção audiovisual. Este artigo não tem a pretensão de esgotar o assunto ou de ser um guia definitivo, mas tem a intenção de tornar os aspectos que envolvem o tema um pouco mais claros para o leitor. Esperamos que vocês apreciem.

Formatos suportados

Iremos inicialmente descrever os formatos suportados por cada uma das mídias, seguido de uma tabela com as especificações de cada um desses formatos.

DVD:

O padrão DVD-Video suporta os seguintes formatos de áudio:

  • LPCM
  • Dolby Digital
  • DTS
  • MP2

De acordo com as especificações, é exigida a presença de pelo menos 1 faixa de áudio nos formatos LPCM, Dolby Digital (DD) ou MP2 (isso em discos PAL; para NTSC, a exigência se restringe a LPCM ou DD). Percebemos que o DTS é opcional; isso explica porque não encontramos DVDs apenas com trilhas DTS.

Segue abaixo uma tabela com as especificações de cada um desses formatos. Não se preocupe se você não entender o que está descrito; mais para frente cada um dos codecs será explicado em mais detalhes. Apenas não falaremos do MP2 (MPEG-1 Layer2, um antecessor do MP3 que é o formato de áudio padrão para VCDs) por ser muito pouco utilizado em DVDs.

Codec Nº máximo de canais Bits de amostragem Taxa de amostragem (kHz) Bitrate máximo (kbps)
LPCM 7.1 (4 em 96 kHz) 16, 20, 24 48, 96 6.144
Dolby Digital 5.1 16, 20, 24 48 448
DTS 5.1 16, 20, 24 48 1.536

Blu-ray:

O padrão BD-ROM suporta os seguintes formatos de áudio:

  • LPCM
  • Dolby Digital
  • DTS
  • Dolby Digital Plus
  • Dolby TrueHD
  • DTS-HD
  • DRA

Esses formatos são permitidos no stream primário, que são as faixas de áudio que acompanham o programa principal. A especificação do Blu-ray permite ainda um stream secundário, que é mixado ao stream primário; a aplicação principal são as apresentações picture in picture que possibilitam comentários com áudio e vídeo em tempo real. Neste caso, os formatos de áudio permitidos são Dolby Digital Plus e DTS-HD LBR. Para os propósitos deste artigo, nos restringiremos apenas aos formatos utilizados no stream primário.

Abaixo, temos uma tabela com as especificações dos formatos de áudio suportados no Blu-ray. Não incluiremos o DRA (Dynamic Resolution Adaptation, formato de compressão com perdas desenvolvido pela empresa chinesa DigiRise Technologies como uma opção ao Dolby Digital e DTS) por não existirem, fora da China, títulos no mercado utilizando este codec.

Codec Nº máximo de canais Bits de amostragem Taxa de amostragem (kHz) Bitrate máximo (kbps)
LPCM 7.1 (5.1 em 192 kHz) 16, 20, 24 48, 96, 192 27.648
Dolby Digital 5.1 16, 20, 24 48 640
DTS 5.1 16, 20, 24 48 1.536
Dolby Digital Plus 7.1 16, 20, 24 48 4.736
DTS-HD High Resolution 7.1 16, 20, 24 48, 96 6.036
Dolby TrueHD 7.1 (5.1 em 192 kHz) 16, 20, 24 48, 96, 192 18.640
DTS-HD Master Audio 7.1 (5.1 em 192 kHz) 16, 20, 24 48, 96, 192 24.500

Iremos agora nos debruçar um pouco na parte técnica do LPCM, uma vez que os conceitos aplicados neste formato são básicos para a compreensão de como o áudio digital funciona, sendo também aplicáveis aos demais formatos. Prometo tentar ser o mais breve possível.

Linear Pulse-Code Modulation (LPCM)

A modulação por código de pulsos (do inglês Pulse-Code Modulation) é um dos métodos mais antigos de armazenamento de áudio digital, tendo sido criado nos anos 1930 e utilizado inicialmente em sistemas de telecomunicações. Posteriormente, foi o formato escolhido para ser utilizado no CD e desde então permanece sendo utilizado tanto no DVD quanto no Blu-ray.

A modulação por código de pulsos consiste em quantizar a onda analógica (ou seja, pegar a amplitude de um ponto da onda e associá-la a um valor binário) e transformá-la em um stream de pulsos que armazenam os valores da amostra. No LPCM, esta amostragem é feita em uma escala de tempo linear, conforme uma certa taxa.

Para vocês compreenderem melhor o processo de quantização, imaginem uma onda senoidal de 1 segundo digitalizada por LPCM com 4 bits de amostra e a uma taxa de 32 Hz. Teríamos algo semelhante ao que se vê abaixo:

pcmNeste caso, a onda analógica (em vermelho) é processada da seguinte forma: a cada 3,125 milissegundos, a amplitude da onda é medida e associada a um dos 16 valores permitidos pelos 4 bits de amostragem. Isto gera uma aproximação da onda senoidal (em preto) que pode ser armazenada de forma digital. Posteriormente, os valores obtidos na quantização são codificados em um sinal que pode ser transmitido para posterior decodificação. Podemos ver um exemplo abaixo:

pcm_2A partir daí, podemos calcular o bitrate do sinal. Utilizando os valores do exemplo anterior, temos: 1 (nº de canais ) x 4 (nº de bits de amostragem) x 32 (frequência de amostragem) = 128 bits por segundo.

Pudemos perceber que a aproximação digital do sinal analógico não é perfeita. Para que a qualidade do sinal digital seja o mais fiel possível ao sinal analógico, é preciso utilizar um número alto de bits de amostra e uma frequência de amostragem elevada. Como consequência, um sinal LPCM de qualidade também possui um alto bitrate; por conseguinte, o espaço ocupado também aumenta. Por uma questão de padronização, no DVD e no Blu-ray existe um limite máximo de bitrate suportado, além de ser necessário utilizar valores determinados de tamanho de amostra e frequência de amostragem. Isso tudo limita o número máximo de canais que se pode utilizar dentro do bitrate permitido para o formato.

No caso do DVD, podemos ter no máximo 8 (7.1) canais, com taxas de amostragem de 48 ou 96 kHz e 16, 20 ou 24 bits de amostra. O bitrate máximo suportado é de 6.144 kbps. No Blu-ray, também podemos ter no máximo 8 canais, mas as taxas de amostragem podem ser de 48, 96 ou 192 kHz e 16, 20 ou 24 bits de amostra. O bitrate máximo suportado é de 27.648 kbps.

Existem mais duas características a se notar no LPCM. A primeira delas é que ele gera um sinal sem perdas (lossless): todo o conteúdo da fonte é armazenado digitalmente, sem nenhuma retirada de informações do sinal. A segunda é que o LPCM gera, em sua forma nativa, um sinal sem compressão (uncompressed): não é utilizado nenhum algoritmo para reorganizar as informações do stream para reduzir o tamanho do arquivo final; um exemplo disso é que mesmo quando não existem informações no sinal fonte (ou seja, amplitude zero), são gastos bits de informação para registrar esta ausência.

Por conta dessas características, o LPCM gera arquivos muito grandes. Como existem limitações de espaço nas mídias ópticas, isso passou a ser uma deficiência que necessitava ser contornada.

Solucionando os problemas de espaço

Para uma mídia como o CD, que consiste apenas em uma única faixa de áudio, espaço não era um problema grave, pois o foco era na qualidade do som. Entretanto, para o DVD, onde existem várias faixas de áudio, além de uma faixa de vídeo, streams com as legendas, menus e os extras, o espaço ocupado no disco passou a ser um fator mais crítico. É possível utilizar LPCM em DVD, mas resta pouco espaço para o restante do conteúdo, tornando este formato uma opção viável apenas para títulos musicais, onde a qualidade de áudio é prioritária. Mesmo no Blu-ray, que possui uma capacidade muito superior à do DVD, a utilização do LPCM também consome bastante espaço, uma vez que as frequências de amostragem também são bem mais elevadas.

Visando solucionar este problema de espaço, começou a se pensar em meios de comprimir os arquivos LPCM. Inicialmente, para que fosse possível a utilização de áudio digital em transmissões de TV, se utilizou o que se chama de codificação perceptual (perceptual coding) para produzir arquivos de áudio menores. Este processo consiste em se usar os princípios da psicoacústica (ciência que estuda a percepção dos sons pelo ouvido humano) para conseguir extirpar informações do sinal de áudio, mas interferindo o mínimo possível na experiência sonora proporcionada ao ouvinte. Isto é possível graças às limitações de nossa audição e por conta da forma como percebemos os sons. Associada a um algoritmo de compressão, a codificação perceptual permite que se gere, a partir de uma fonte sem perdas e sem compressão, arquivos de áudio digital comprimidos (compressed) e com perdas (lossy), mas perceptualmente semelhantes à origem e com um tamanho bem menor.

Existem milhares de codecs que se utilizam desta prática (o mais famoso deles certamente é o MP3). Para o DVD (e posteriormente, Blu-ray), os escolhidos foram os formatos desenvolvidos pelas empresas Dolby Laboratories e Digital Theater Systems (DTS). É o que veremos a seguir.

Formatos Dolby de áudio lossy

Dolby_Digital_sm

Dolby_Digital-new-logo

Logotipo antigo e atual

O Dolby Digital é um codec desenvolvido inicialmente como formato de áudio digital para películas de 35 mm, sendo posteriormente utilizado em sistemas de TV, DVD e Blu-ray. Utiliza como algoritmo de compressão o Audio Compression 3 (AC-3), que é governado pelo padrão ATSC A/52.

Este codec permite até 6 (5.1) canais discretos (ou seja, independentes uns dos outros), utilizando fontes PCM com 48 kHz de taxa de amostragem e 16 a 24 bits por amostra. O bitrate pode variar de 32 até 640 kbps (no DVD, o limite máximo é de 448 kHz); taxas comuns são de 384 ou 448 kbps em 5.1 canais e 192 kbps em 2.0. Para sinais em estéreo, é possível inserir, através de multiplexação (processo de codificar as informações de duas ou mais fontes de dados num único canal; no caso citado, também pode ser chamado de matrix), um terceiro sinal de surround ou um quarto sinal central nos dois canais de áudio; este sinal é decodificado por receivers que suportem as tecnologias Dolby Surround (3 canais) ou Dolby Pro Logic (4 canais). O Dolby Digital também permite a inserção de metadados (dados que trazem informações sobre outros dados) que são utilizados para ativar o controle dinâmico de ganho nos equipamentos que suportarem esta função.

Dolby_Digital_EX

O Dolby Digital EX é uma extensão do Dolby Digital que inclui, de forma multiplexada nos canais traseiros, um canal extra de surround central traseiro, totalizando 6.1 canais. Os demais aspectos são os mesmos do Dolby Digital comum.

dolby_digital_plus

O Dolby Digital Plus é uma versão melhorada do Dolby Digital, que possibilita a utilização de um número maior de canais e um bitrate mais elevado, sendo utilizado nas mídias ópticas de alta definição como HD-DVD e Blu-ray, entre outras aplicações. O algoritmo usado é uma evolução do AC-3, denominado Enhanced AC-3 (E-AC-3). O Dolby Digital Plus é uma das opções que podem ser usadas no stream secundário de áudio em discos Blu-ray.

Este codec permite até 8 (7.1) canais discretos, com possibilidade futura de expansão para até 16 canais. Trabalha com fontes PCM de 32, 44,1, 48 ou 96 kHz de taxa de amostragem (no Blu-ray, a taxa é limitada em 48 kHz), podendo utilizar de 16 a 24 bits por amostra. O bitrate varia entre 32 e 6.144 kbps (no Blu-ray, o limite máximo é de 4.736 kbps); valores típicos em mídias HD variam de 768 kbps a 1,5 Mbps. O suporte a metadados é o mesmo do Dolby Digital. Sinais Dolby Digital Plus são convertidos em tempo real para Dolby Digital, caso o receiver suporte apenas este tipo de sinal.

Formatos DTS de áudio lossy

Digital_DTS_Surround_Red_smDTS 96_24Logotipos do DTS comum e DTS 96/24

O DTS Digital Surround, comumente denominado apenas DTS, foi criado (em 1991) como uma opção ao Dolby Digital e ao Sony Dynamic Digital Sound para uso em cinemas. Posteriormente, foi incorporado ao DVD e às mídias de alta definição. O algoritmo de codificação perceptual utilizado no DTS é o DTS Coherent Acoustics.

Um aspecto interessante da construção do DTS é sua modularidade: melhoramentos podem ser implementados através do uso de extensões. Como o núcleo padrão do DTS (chamado de core) sempre estará presente, os receivers sempre poderão processar o sinal codificado nos formatos estendidos, mesmo que não tenham suporte direto a eles; neste caso, processarão apenas o sinal DTS padrão embutido.

Este codec permite até 6 (5.1) canais discretos, utilizando fontes PCM com 48 kHz de taxa de amostragem (com a extensão X96, suporta fontes de 96 kHz) e entre 16 e 24 bits por amostra. O bitrate máximo permitido é de 1.536 kbps, sendo possível codificar o sinal em um modo half-rate de 768 kbps, a fim de reduzir o espaço ocupado em disco.

DTS-ES

Logotipos do DTS-ES comum e DTS-ES 96/24

O DTS-ES (Extended Surround) é um formato análogo ao Dolby Digital EX, adicionando a extensão XCH (Channel Extension) ao codec DTS comum. Isso possibilita a inclusão de um canal extra de surround central traseiro, totalizando 6.1 canais. Existem duas variantes deste codec: DTS-ES 6.1 Discrete, onde o canal extra é implementado de forma discreta, e DTS-ES 6.1 Matrix, onde o canal extra é multiplexado nos canais traseiros. Também pode ser associado à extensão X96, permitindo 6.1 canais com fontes de 96 kHz/24 bits.

DTS-HD_High_Resolution_Audio_Logo

O DTS-HD High Resolution é um codec da mesma categoria que o Dolby Digital Plus. Consiste no core DTS Digital Surround acrescido das extensões XXCH (Expanded Channel Extension) e XBR (High Bit-Rate Extension), permitindo mais canais e um bitrate mais elevado do que no DTS comum. Sua aplicação é quando o espaço ocupado em mídias de alta definição é mais crítico, impossibilitando o uso de um formato sem perdas.

Este codec permite até 7.1 canais discretos, utilizando fontes PCM com 48 ou 96 kHz e entre 16 e 24 bits por amostra. O bitrate é constante, com taxas partindo de 1.509 kbps e podendo chegar até a 6 Mbps no Blu-ray.

Se utilizado com a extensão XSA (Secondary Audio Extension), pode ser utilizado no stream secundário de áudio do Blu-ray; neste caso, o formato é denominado DTS-HD LBR (Low Bit Rate).

Formatos de áudio lossless

Com o desenvolvimento das mídias de alta definição e sua grande capacidade de armazenamento, a inclusão de áudio lossless voltou a ser uma opção viável tecnicamente. Entretanto, visando solucionar o desperdício de espaço que ocorre com formatos não comprimidos, tanto a Dolby quanto a DTS desenvolveram codecs que permitiam a compressão sem perdas das fontes PCM, gerando arquivos fiéis à master original e de tamanho menor que o equivalente LPCM. Veremos esses codecs a seguir.

Dolby_TrueHD_Logo

O Dolby TrueHD é um codec baseado no Meridian Lossless Packing (MLP) utilizado no DVD-Audio, que encapsula o sinal PCM em um pacote comprimido em uma taxa aproximada de 2 para 1. Comparado ao MLP, possibilita um bitrate superior, mais canais de som e o suporte a metadados.

Este codec permite, em teoria, até 16 canais discretos; na prática, o limite são 8 (7.1) canais. As fontes PCM podem ter de 48 a 192 kHz de taxa de amostragem, com amostras de 16, 20 ou 24 bits. O bitrate máximo permitido no Blu-ray é de 18.432 kbps, o que limita o número de canais a 6 (5.1) quando se trabalha com fontes de 192 kHz. O Dolby TrueHD também suporta metadados, de forma análoga ao Dolby Digital. Isso permite, além do controle dinâmico de ganho, a normalização de diálogos.

dts-hd-ma-logo

O DTS-HD Master Audio é um codec que ocupa o mesmo nicho que o Dolby TrueHD. Utilizando a extensão XLL (Lossless Audio Extension), permite a utilização da fonte PCM original sem perdas. Da mesma forma que os outros codecs DTS, pode carregar o core DTS lossy, permitindo compatibilidade retroativa com receivers mais antigos; a diferença é a possibilidade de se gerar o stream DTS-HD Master Audio sem o core incluído, tornando o stream mais eficiente em troca da perda de compatibilidade.

Este codec não possui limite teórico de canais; as restrições do Blu-ray permitem no máximo 8 (7.1) canais discretos, trabalhando com fontes PCM de 48 a 192 kHz de taxa de amostragem, com amostras de 16, 20 ou 24 bits. O bitrate pode partir de 1.509 kbps até o máximo (no Blu-ray) de 24,5 Mbps, limitando o número de canais a 6 (5.1) ao trabalhar com fontes de 192 kHz.

Algumas perguntas frequentes

Agora que já vimos os codecs utilizados tanto no DVD quanto no Blu-ray, tentaremos responder algumas dúvidas comuns que afligem os colecionadores no que tange áudio nessas mídias.

Afinal, o que é áudio HD?

Uma reclamação comum é a ausência de áudio HD em alguns títulos lançados em Blu-ray. Isso é natural, tendo em vista que uma das vantagens desta mídia é poder armazenar áudio de altíssima qualidade. Mas algo que pouco se vê por aí é a definição do que é áudio HD. Uma imagem em HD é fácil de se definir: basta olhar para sua resolução. Mas e quanto ao áudio? Quais são os critérios que definem se uma faixa de áudio é ou não em alta definição?

Para responder a esta pergunta, precisamos primeiro definir critérios gerais para, a partir daí, definirmos um limite para separar o áudio HD do áudio standard. Utilizarei como base as opiniões de Mark Waldrep a respeito do tema; o foco dele é música, mas é possível extrapolar para home video. Partindo deste ponto, delineei 3 critérios, sendo um essencial e dois opcionais.

O critério principal é seguinte: o áudio HD tem que ser sem perdas. Um argumento favorável ao áudio HD seria o de permitir fidelidade máxima ao trabalho criado pelos engenheiros de som em um filme ou show durante o processo de mixagem. Nada mais falacioso, portanto, do que chamar de alta definição um sinal que possui perdas com relação à master original. Por conta dessa característica, teríamos, claro, menor definição se comparado com um sinal que é bit-a-bit idêntico à fonte.

Isto posto, somente 3 formatos permitem áudio sem perdas em Blu-ray: LPCM, Dolby TrueHD e DTS-HD Master Audio.

Sim, nem o Dolby Digital Plus, nem o DTS-HD High Resolution se encaixariam como áudio HD. Você pode perguntar: “ah, mas o DTS-HD High Resolution possui HD no nome e não é HD?”. Pois é, isso é puro marketing da DTS. Vocês viram que o DTS-HD High Resolution nada mais é do que um “DTS turbinado” e tem suas qualidades, mas não é um codec lossless. DTS-HD HR e DD+ podem ser considerados o topo do áudio SD, mas sendo codecs com perdas, não podem ser considerados formatos de alta definição.

Como complemento, podemos avaliar a taxa de amostragem e os bits por amostra utilizados na fonte PCM (ou no arquivo final, caso se utilize o LPCM diretamente), ou então o resultado desses dois valores: o bitrate da faixa. Já sabemos que quanto maiores forem esses dois aspectos, mais precisa será a onda analógica produzida pelo sinal digital; portanto, quando se busca um áudio HD, se deseja ter um resultado o mais fiel possível à fonte original.

O ideal é que esses valores fiquem acima dos 48 kHz/16 bits mínimos suportados, ficando preferencialmente em 192 kHz/24 bits para faixas em estéreo e 96 kHz/24 bits para faixas 5.1 canais. Uma maneira de podermos avaliar estes quesitos é utilizar um programa como o BDinfo, uma vez que a maioria dos players não mostra este tipo de informação. Podemos ver um exemplo abaixo:

bdinfoPor fim, é sempre bom que o áudio HD possua pelo menos 5.1 canais, se possível. Mesmo em filmes ou séries antigas, onde o áudio utilizado na apresentação original foi mono ou estereofônico, às vezes é possível utilizar os elementos originais armazenados em fita para fazer uma nova mixagem em 5.1. A vantagem é a separação entre os canais permitir um tratamento melhor conforme as características do sinal, como médias frequências no canal central e baixas frequências no canal LFE (subwoofer). Não estou dizendo que uma faixa sem perdas em mono ou estéreo deixem de ser HD, mas faixas multicanal certamente permitem uma melhor sensação de envolvimento sonoro e proporcionando uma maior imersão em seu conteúdo.

Lembrem-se que esses dois últimos itens são critérios opcionais; o essencial mesmo é que o arquivo gerado não possua perdas.

O áudio HD faz diferença?

Essa é uma pergunta difícil de responder, pois a percepção auditiva varia conforme a pessoa. Por exemplo, existem pessoas que não percebem diferença de qualidade entre um MP3 e um áudio de CD; por outro lado, existem pessoas que conseguem fazer essa distinção. Da mesma forma, existem pessoas que não conseguem diferenciar uma boa trilha Dolby Digital ou DTS de uma trilha Dolby TrueHD ou DTS-HD MA. Mas será possível chegar a alguma conclusão?

Sem cair na armadilha de analisar apenas os números para responder a esta pergunta (como apontado neste artigo de Joshua Zyber), podemos partir do seguinte ponto: uma boa faixa lossy pode até ser melhor que uma faixa lossless ruim, mas uma boa faixa lossy não conseguirá ser melhor que uma boa faixa lossless, porque neste caso a superioridade técnica  prevalece. Nas mãos de um engenheiro de som competente, os codecs sem perdas permitem a geração de trilhas perceptivelmente superiores.

Isto posto, afirmo que, baseado em minha experiência pessoal, é possível sim sentir a superioridade de uma boa trilha HD comparada à sua contraparte standard. Outras pessoas podem chegar em outras conclusões, uma vez que é um ponto altamente subjetivo.

Tenho um home theater 5.1. O que acontece quando utilizo áudio 7.1 nele? E 2.0?

A maioria dos HTs à venda no mercado são de 5.1 canais. Isso significa que possuem 2 canais frontais, 1 canal central, 2 canais de surround traseiros e o canal LFE (subwoofer). Nos sistemas 6.1 existe mais um canal de surround central traseiro e nos 7.1, 2 canais de surround laterais. Mas o que acontece quando colocamos áudio 2.0, 6.1 ou 7.1 em um sistema 5.1? Isso é o que veremos a seguir.

Um sinal 2.0 possui apenas os canais frontais direito e esquerdo. Quando reproduzimos áudio estéreo em um sistema 5.1, é utilizado um filtro divisor de frequências para separar os sons de baixa frequência dos de média e alta. Estes são direcionados para os 2 canais frontais, enquanto aqueles vão para o subwoofer. O mesmo ocorre com áudio 1.0, mas sem a panorâmica permitida pelo áudio 2.0. Caso o áudio 2.0 seja do tipo surround, o canal surround multiplexado no sinal 2.0 é direcionado aos alto-falantes traseiros.

Já com sinais 6.1 ou 7.1, o canal de surround traseiro (6.1) ou os canais de surround laterais (7.1) são redirecionados, em um sistema 5.1, para os canais de surround traseiros. Não existe perda sonora destes canais extras se o receiver identificar corretamente o número de canais da faixa de áudio.

Quem é melhor? Dolby ou DTS?

Uma questão que sempre passa pela cabeça dos entusiastas é se os formatos DTS são melhores ou não que os da Dolby. Se você for perguntar para cada uma das empresas, logicamente elas vão falar que seus produtos são os melhores: a DTS afirma que seus codecs permitem um bitrate mais alto e que a modularidade permitida pelas extensões é vantajosa. A Dolby afirma que seus codecs são mais eficientes, permitindo uma compressão maior sem perda de qualidade, além da existência dos metadados para fazer ajustes no sinal em tempo real. Mas, e na prática, qual a vantagem e desvantagem de um sobre o outro?

Para tentar responder esta pergunta, iremos comparar os codecs de ambas as empresas em cada um dos segmentos nos quais elas concorrem.

Dolby Digital x DTS Digital Surround

A mera comparação de bitrates não é a ideal para definir o melhor codec, pois os princípios utilizados em cada um deles diferem. O objetivo inicial do DTS era permitir áudio multicanais dentro da largura de banda permitida pelo padrão de Compact Disc, utilizando também resolução superior à utilizada neste padrão. O Dolby Digital, por sua vez, visava reduzir ao máximo a largura de banda ocupada pelo áudio multicanais sem que isso implicasse em alteração significativa do sinal PCM original. Para isso, o DD utiliza um esquema de compressão bem mais agressivo, se apoiando em codificação psicoacústica extrema e em outros detalhes técnicos, alcançando um excelente resultado no que se propõe. Compararemos então outros aspectos e veremos se conseguimos chegar em alguma conclusão.

Em seu bitrate máximo de 1,5 Mbps, o DTS tem uma resposta de frequência de 20 Hz-24 kHz, enquanto a do Dolby Digital, a 448 kHz, é de 20 Hz a 20 kHz. Isso poderia ser uma vantagem do DTS, mas na prática não é. Os motivos são dois: primeiro, a partir dos 15 kHz, o encoder padrão DTS começa a reduzir a amplitude do sinal para reduzir o consumo de banda; segundo, porque o limite superior de percepção do ouvido humano é de 20 kHz, e são poucas pessoas que conseguem distinguir sons em frequências muito altas. Mesmo assim, na frieza dos números, o DTS sai na frente.

O alcance dinâmico (razão entre o menor e o maior volume possível) de ambos os codecs é, em média, de 108 dB, podendo chegar até a 120 dB; quanto maior esse valor, maior o volume que pode ser alcançado sem distorção. Mas existe uma diferença: por padrão, o Dolby Digital possui um sistema de normalização de diálogos que causa uma atenuação geral de 8 dB no volume. É por isso que comumente percebemos uma trilha DTS mais “forte” que sua contraparte em Dolby Digital. Como este aspecto chama muito a atenção do consumidor, é mais um ponto para o DTS.

A que conclusão chegamos? Bem, a grosso modo, o DTS permite uma qualidade de som melhor, mas o Dolby Digital tem seus méritos por ser bastante eficiente em alcançar bons resultados ocupando bem menos banda e consumindo menos espaço em disco.

Dolby Digital EX x DTS-ES

Como a diferença com relação ao DD/DTS é apenas o canal extra de surround, nos focaremos apenas neste ponto. E aqui a vitória é sem dúvida do DTS-ES. Nele, existe a possibilidade que este canal extra seja implementado de modo discreto, o que permite uma separação entre os canais muito melhor do que na implementação multiplexada.

Dolby Digital Plus x DTS-HD High Resolution

Como o DD+ e o DTS-HD HR são versões “turbinadas” do Dolby Digital e do DTS Digital Surround, respectivamente, vale o mesmo que foi dito anteriormente sobre esses dois codecs.

Dolby TrueHD x DTS-HD Master Audio

Neste caso, como não existem perdas no sinal fonte, a qualidade final de ambos os formatos é o mesmo. Neste caso, as vantagens de cada um deles se dá em outros aspectos: o Dolby TrueHD permite uma compressão maior, ocupando menos espaço em disco, além do suporte aos metadados Dolby; já o DTS-HD MA possui o core DTS embutido, permitindo compatibilidade maior com receivers antigos.

Que negócio é esse de compatibilidade com receivers? Não consigo entender isso!

Se existe algum tipo de “linguagem comum” utilizada pelos equipamentos de áudio, é o PCM. Invariavelmente, o áudio codificado em Dolby ou DTS será convertido para PCM em algum momento, para que finalmente seja amplificado e chegue aos nossos ouvidos.  Essa decodificação pode ser feita tanto pelo player, quanto pelo receiver. É aí que entra o detalhe da compatibilidade.

Para que o player possa fazer a conversão para PCM, é necessário que ele possua um decodificador que suporte os codecs necessários. Normalmente os formatos suportados aparecem em logotipos impressos em algum lugar do aparelho, como se vê no exemplo abaixo:

BD PlayerCom isso, é possível configurar o áudio do player de duas formas. Se ele fizer a decodificação do áudio DTS/Dolby internamente, enviará um sinal PCM pelas saídas HDMI ou S/PDIF, que meramente é convertido para um sinal analógico pelo receiver e amplificado. O receiver não necessita ter suporte nenhum aos codecs Dolby/DTS.

Contudo, pode ser que o receiver tenha um decodificador capaz de converter os formatos Dolby/DTS para PCM. Neste caso, é possível configurar o player para enviar o bitstream Dolby ou DTS pelas saídas HDMI ou S/PDIF. O receiver recebe este bitstream e executa a decodificação, converte para analógico, amplifica e envia aos alto-falantes.

Qual das duas opções é a melhor em termos de qualidade? Não existe consenso: há os que dizem que é indiferente, há os que acham que determinado player ou receiver possui um decodificador melhor ou pior. Não entrarei neste debate, pois foge ao escopo deste artigo. Como regra geral, se o receiver não suportar os codecs Dolby/DTS para áudio HD, é melhor que o player faça a decodificação; caso contrário, o bitstream será convertido para um formato com perdas antes de ser transmitido para o receiver, implicando em perda de qualidade.

Independentemente de quem faça a decodificação, o ideal é utilizar a porta HDMI para conectar player e receiver. A porta S/PDIF, tanto a coaxial quanto a óptica, não tem largura de banda suficiente para trafegar áudio HD multicanal. Neste caso, os formatos HD são convertidos para versões lossy, novamente implicando em perda de qualidade.

Considerações finais

Chegamos ao final desta jornada. A elaboração deste artigo demandou bastante pesquisa e esforço para que ficasse informativo sem ser chato e detalhado sem ficar excessivamente técnico.  Espero sinceramente que este texto tenha sido de alguma utilidade para o leitor do BJC.

Não sou um profissional do ramo como o Julian Conde (sou meramente um entusiasta de tecnologia) e é possível (provável) que eu tenha cometido algum engano em algum lugar. Caso alguém encontre alguma incorreção, por gentileza nos avise pelos comentários.

Para quem quiser ler mais a respeito, segue abaixo uma bibliografia selecionada de parte do material consultado na feitura deste texto:

——————————————————–

Blu-rays referência em áudio com legendas PT-BR na Amazon.com: