В начале восьмидесятых стало бурно развиваться домашнее видео, сначала с моно-, а затем и со стереозвуком, в 1980-м появился лазерный видеодиск. Домашние стереосистемы класса Hi-Fi уже стали обыденным делом, и в 1982 году Dolby представила домашний декодер для окружающего звука. Сначала этот декодер (для потребителей он был назван Dolby Surround) мог декодировать только три канала - левый, центральный и правый, но уже в 1987 году был представлен Dolby Surround Pro Logic, способный извлекать из двухканальной фонограммы на видеокассете все четыре дорожки окружающего звука. С этого момента «домашние кинотеатры» стали стремительно завоевывать рынок и из предметов роскоши превратились в обычную бытовую технику.

Девяностые годы характеризуются развитием цифровых технологий, и киноиндустрия не стояла в стороне. Первым на ниве доставки звука в кинотеатры в цифровой форме стал формат Cinema Digital Sound (CDS), разработанный Optical Radiation Corporation совместно с Eastman Kodak. Дорожка цифрового звука в этом формате помещалась вместо аналоговой, а роль битов выполняли мельчайшие точки (пикселы) на кинопленке. Размер этих точек был очень мал, так как формат разрабатывался при поддержке Kodak, которая изготовила для CDS специальную кинопленку. Благодаря малому размеру пикселов и тому, что они были расположены по всей длине кинопленки, на цифровую дорожку удалось «втиснуть» шесть (а точнее 5.1) каналов несжатого цифрового звука с разрешением 12 бит (правда, эти биты были не линейные, как на компакт-диске, а логарифмические, то есть квантование звука было лучше адаптировано к особенностям человеческого слуха, что делало динамический диапазон записи в таком формате практически равным «обычным» 16 битам). Но несмотря на то, что CDS был достаточно «продвинутым» для своего времени (например, там применялась схема обнаружения и коррекции ошибок), особого успеха он не снискал, и в нем успело выйти всего несколько фильмов. Причина этому - пренебрежение прошлым, то есть аналоговой оптической дорожкой. Из-за того, что она была вытеснена цифровой, CDS остался без подстраховки, и когда цифровая дорожка давала сбой (что случалось, в том числе из-за малого размера пикселей), то в лучшем случае в зале воцарялась тишина. Отсутствие аналоговой дорожки также требовало изготовления специальных прокатных копий для цифровых кинотеатров, что было накладно и неудобно.

Пустующая ниша не могла долго оставаться незаполненной, и в 1992 году вместе с премьерой фильма «Batman Returns» была представлена система Dolby Digital, в настоящее время являющаяся самым распространенным способом доставки цифрового звука в кинотеатры. В Dolby Digital цифровой звук на кинопленке также кодируется с помощью пикселей, но располагаются они между перфорациями, что позволило сохранить аналоговую звуковую дорожку. Ввиду большого размера пикселей (чтобы избежать проблем, возникавших с CDS) и ограниченного пространства между перфорациями, Dolby был применен алгоритм сжатия цифровых данных AC3 (о нем подробнее во врезке), который позволил «упаковать» звук формата 5.1 в цифровой поток скоростью всего 320 кбит/с. Достаточно мощной коррекции ошибок в Dolby Digital не предусмотрено, только их обнаружение через контрольные суммы, поэтому при возникновении серьезных проблем с цифровым звуком декодер просто переключается на аналоговую дорожку со звуком Dolby Stereo, что, по крайней мере, дает возможность не прерывать показ из-за незначительных проблем с фонограммой. Новая система довольно быстро завоевала признание кинопрокатчиков благодаря простоте инсталляции оборудования (нужна только специальная насадка на проектор и декодер), а также тому, что копия фильма с Dolby Digital могла быть воспроизведена (пусть не во всем многоканальном блеске) практически в любом кинотеатре - даже со старым аналоговым монозвуком.

Фирма Dolby не оставляла своим вниманием также и любителей домашних кинотеатров. Уже в 1993 году появился чип Zoran ZR38000, представляющий собой декодер Dolby Digital для потребительского рынка. В домашних условиях требования к декодеру отличаются от «киношных», например необходимо было обеспечить совместимость с установленными у пользователей стерео-, моно- и аналоговыми Dolby Surround-системами. Возможность микширования во все эти форматы из исходной шестиканальной фонограммы была изначально заложена в кодек AC3 (хотя для кинотеатров такое микширование совершенно не нужно) и реализована в бытовых декодерах. Именно благодаря этой способности декодеров мы имеем возможность смотреть DVD-фильмы на компьютере со стереофонической звуковой картой, не теряя при этом ни диалогов, ни спецэффектов. Специально для DVD в AC3-кодеке была также предусмотрена возможность кодировать моно-, стерео- и Dolby Pro Logic-фонограммы, а в декодер введены функции управления каналом низкочастотных эффектов (ведь не у всех есть сабвуфер, и, чтобы не потерять низкочастотную составляющую взрывов и землетрясений, LFE-канал подмешивается в основные, и наоборот, низкочастотная составляющая основных каналов может направляться на сабвуфер). Dolby Digital не остановился на кинопленке, и сейчас этот формат является стандартом для DVD-Video, цифрового телевещания и телевидения высокой четкости. Для нужд вещателей даже была специально разработана модификация формата, названная Dolby E, которая адаптирована для передачи по существующим в вещании цифровым сигнальным линиям и может быть закодирована/раскодирована (что необходимо при редактировании телепрограмм) до десяти раз без заметной потери качества.

Но в стремлении завоевать рынок цифрового звука в кино Dolby была отнюдь не одинока. В 1993 году вышел фильм Стивена Спилберга «Jurassic Park», где цифровой звук был закодирован по системе DTS (Digital Theater Systems) от одноименной компании (интересно, что совладельцами DTS являются сам Спилберг и Universal). DTS сочла, что выкраивать место на кинопленке для еще одной звуковой дорожки не стоит, и перенесла все звуковое сопровождение на CD-ROM, а на кинопленке расположила только узкую дорожку временного кода, с помощью которого декодер поддерживал синхронность картинки и звука. Таким образом, для воспроизведения звука в этом формате в кинотеатр кроме рулонов кинопленки привозят еще и компакт-диски, которые заряжаются в декодер. В DTS также применяется сжатие данных (алгоритм называется apt-X100, коэффициент сжатия 4:1, поток данных 882 кбит/с), что позволило вместить на один диск 100 минут шестиканального (5.1) звука. Благодаря меньшему сжатию данных и более совершенному алгоритму, чем в AC3, качество звука, закодированного в DTS, выше, чем у Dolby Digital, что, однако, не мешает последней занимать господствующее положение на рынке. Высокое качество звука DTS послужило причиной его выбора для издания чисто музыкальных компакт-дисков, смикшированных в surround sound. Для этого (а также для DTS-звука на видеодисках Laser Disc) применяется немного измененный алгоритм (названный Coherent Acoustics) и меньшие коэффициенты сжатия. В производстве DVD с фонограммой DTS тоже используется Coherent Acoustics, причем скорость кодированного потока получается даже выше, чем у DTS на CD (подробнее см. в таблице) из-за частоты дискретизации в 48 кГц (против 44,1 кГц у DTS в кино и на CD), что делает этот формат самым высококачественным из существующих ныне способом кодирования звука для DVD-фильмов.

Последний из трех существующих сегодня форматов называется Sony Dynamic Digital Sound (SDDS), разработанный фирмой Sony и представленный в 1993 году вместе с картиной «Last Action Hero». SDDS является в настоящее время самым «продвинутым» форматом, так как позволяет кодировать на кинопленку до восьми независимых каналов звука по схеме 7.1. Два «лишних» канала разработчики из Sony отдали для дополнительных левого и правого громкоговорителей за экраном (совсем как в системе Todd-AO). Цифровая дорожка SDDS располагается по самому краю кинопленки за перфорацией, а биты представлены все теми же пикселями, хотя и меньшего размера, чем в Dolby Digital. Из-за того, что дорожка идет по всей длине пленки и размер пикселов довольно невелик, в SDDS удалось вместить 8 каналов звука с довольно низким коэффициентом сжатия (используется алгоритм ATRAC, впервые появившийся на мини-диске), поэтому качество звучания фильмов в этом формате очень высокое. В SDDS воплощена очень мощная система коррекции ошибок, кроме того, цифровая звуковая дорожка дублируется по обеим сторонам пленки, что создает двойную избыточность. Если же вдруг цифровая дорожка все-таки откажет, декодер переключается на резервную аналоговую, как и во всех современных цифровых форматах. К сожалению, SDDS доступен только в кинотеатрах, для бытового применения этот формат не был адаптирован, что является принципиальной позицией Sony.

Что же ждет нас в будущем? Несомненно, рост количества каналов в окружающем звуке. Dolby и DTS уже представили системы Dolby Digital Surround EX и DTS-ES соответственно, в которых предусмотрена запись в стандарте 6.1. Дополнительный канал в обеих системах кодируется матричным способом (так же, как и в Dolby Stereo), а громкоговорители располагаются позади зрителя. Sony также ведет работу над реализацией дополнительного «заднего» канала в SDDS, но пока новая система еще не вышла. Ведутся эксперименты по различному расположению громкоговорителей в кинотеатрах, например под потолком, чтобы уж совсем окружить зрителя звуком. Несомненно появятся системы окружающего звучания, разработанные специально для компьютеров или игровых приставок, ведь прямой перенос технологии с кинопленки на жесткий диск не всегда является удачным. Можно ожидать, что surround sound будет присутствовать буквально везде - на радио, телевидении, да, наверное, и в Интернете. Так что вскоре ошеломлявшие еще недавно технологии станут вполне привычными, как сегодняшнее двухканальное стерео. А киношники тем временем еще что-нибудь придумают…

Характеристики современных цифровых форматов в сравнении с аналоговым Dolby Stereo (Pro Logic)

* для формата Dolby Digital Surround EX
** кодек Coherent Acoustics используется для CD и DVD, а apt-X100 для кино
*** для формата DTS-ES
**** для музыкальных компакт-дисков, закодированных в DTS, битрейт составляет 1235 кбит/с