Год назад один из редакторов GT опубликовал интереснейший материал на тему цифровых кассет DCC (Digital compact cassette). Мне тогда показалось, что ранее я видел что-то похожее, поэтому в опросе, который был опубликован в завершение поста, я смело кликнул ответ: «видел». Как выяснилось позднее — ошибался, на самом деле — это были совсем другие носители, которым, собственно, и посвящён этот пост.
Речь пойдёт о формате DAT (Digital audio tape) или R-DAT (Rotary head Digital Audio Tape), который появился в 1987-м году и мог бы стать полноценной заменой как CD, так и СС (компакт кассеты), если бы не ряд обстоятельств. Именно DAT стали первыми цифровыми кассетами, на короткое время взяв пальму первенства в состязании профессиональных цифровых носителей для записи звука. Как и в случае с DCC, DAT имеет прямое отношение к компании Philips, которая разрабатывала носитель и устройства чтения, тогда ещё в партнёрстве с будущим соперником, компанией SONY.
Краткая предыстория
Справедливости ради необходимо отметить, что SONY и Philips не были пионерами цифровой записи звука. Первый цифровой магнитофон был разработан в электроакустической лаборатории Японской телерадиовещательной компании NHK в 1967-м году. В качестве носителя использовались катушки с широкой (2,54 дюйма) плёнкой, а в качестве рекордеров/плееров применялись катушечные видеомагнитофоны. Это чудо техники 60-х позволяло получить звук со следующими характеристиками: частотный диапазон: 10 Гц – 15 кГц, чувствительность: 75 Дб, КНИ+шум: 1 %.
Преобразование сигнала осуществлялось с частотой дискретизации 31,5 кГц и 12-ти битным квантованием. Устройство обладало невероятными для того времени характеристиками, но имело массу недостатков, главными из которых были: масса (более 200 кг), просто адские габариты (примерно, как 2 советские радиолы) и астрономическая стоимость, которая сегодня, с учетом инфляции, составила бы около 900 000 долларов.
Позже, в 1979 году компания SONY выпустила приставку к VHS-видеомагнитофону, которая позволяла прослушивать цифровые аудиозаписи. Масса устройства составляла 4 кг, цена – $1000 (сегодня, с учетом инфляции, это составляет около $ 3300).
Необходимость в новом формате
В середине 80-х разработчики хорошо понимали перспективы «цифры» и знали, что аналоговая запись постепенно уходит в прошлое. Пытаясь опередить время, инженеры SONY и PHILIPS поставили себе задачу создать идеальный (для своего времени) аудио формат.
Среди проблем, которые он должен был решить, были следующие:
- обеспечить возможность записи квадро звука (в то время квадро считалось наиболее перспективной заменой стерео);
- добиться возможности производить запись без потери качества исходного сигнала с 16-битной PCM (импульсно-кодовая модуляцией) без сжатия;
- обеспечить частоту дискретизации выше чем у CD или такую же;
- добиться качества воспроизведения записей, превосходящее компакт-кассеты и равное качеству CD;
- увеличить функциональность управления устройством;
- уменьшить габариты носителя и уровень его защищенности от воздействия внешних факторов;
- уменьшить габариты устройств записи/воспроизведения;
- добиться возможности записывать на один носитель 120 минут звука.
Проблема: подвижная или статичная магнитная головка
При разработке нового формата исследования, эксперименты велись по двум направлениям, которые касались механизма считывания информации. Первое направление — использование статичной (неподвижной) магнитной головки, казалось более предпочтительным, нежели применение движущейся (вращающейся). Так как вращение головки предполагало более сложную, а соответственно, менее надёжную механику.
Первые тесты, проведенные в 1985 году, показали, что применение статичной головки (S-DAT) снижает поверхностную плотность записи. В результате габариты кассеты становятся больше (86 × 55,5 × 9,5 мм), а время воспроизведения не превышает 90 минут, тогда как R-DAT вариант был меньше (73 мм × 54 мм × 10,5 мм) и при этом позволял записать полноценные два часа.
Первые успехи
Определившись с ротацией магнитной головки и решив ряд других принципиальных проблем, инженеры компаний-партнёров разработали оригинальный лентопротяжный механизм и за два года подготовили новинку к выходу на рынок. Фактически, все поставленные задачи были достигнуты. После завершения работ над проектом носитель DAT представлял собой кассету, которая была в 2 раза меньше стандартной ACC. В корпусе кассеты размещалась 3,81-миллиметровая магнитная лента с металлопорошковым напылением, толщина ленты не превышала 13 мкм.
Первые прототипы DAT-магнитофонов не могли похвастаться компактностью. После нескольких месяцев доработки появился образец, который удовлетворял не только канонам домашнего и студийного аудио, но мог смело называться портативным, так как был не многим больше кассетного плейера Sony Walkman. Позже появилась и соответствующая модель DAT Walkman.
Режимы работы девайса позволяли писать и воспроизводить 4 канала, максимальная частота дискретизации составляла 48 кГц (больше чем у CD). Запись проводилась без сжатия с применением 16 bit PCM.
Режимы работы
Понимая, что у разных групп пользователей разные требования к носителю и оборудованию, создатели DAT вложили в формат несколько режимов использования. Например, кодирование/декодирование сигнала могло проводиться со следующими частотами дискретизации: 48/44,1/31 кГц. Кроме того, как и в некоторых аналоговых магнитофонах, существовали разные скоростные режимы.
Наиболее интересным был режим «широкой дорожки», который использовался для студийных методов скоростного копирования. Ширина дорожки на такой записи составляла 20,41 мкм, вместо стандартных 13,591 мкм. Скорость движения ленты при этом типе записи увеличивалась в 1,5 раза и составляла 12,25 мм/сек, вместо 8,16 мм/сек в других режимах.
Кассеты с широкими дорожками выпускались с использованием специального оксидного слоя (FeO3), который лучше подходил для контактного метода. В связи с более высокой скоростью, предел длительности записанного на одну кассету материала серьёзно сокращался и составлял — 80 минут.
Неоправданные ожидания
После запуска в серию первых DAT-магнитофонов и кассет на рынке наблюдался сдержанный ажиотаж. Но, вопреки предположениям исследователей рынка, DAT никто не воспринимал как бытовое оборудование. Многие пользователи того времени еще не успели привыкнуть к компакт-кассетам. Кто-то по старинке использовал винил, CD воспринимался как предел мечтаний и эталон совершенства. И ещё DAT был дорог, не только DAT-магнитофоны, но и сами кассеты (хотя последние были ненамного дешевле CD). Компакт-кассеты в то время оставались самым приемлемым вариантом для широких масс.
Для неискушенных меломанов технические преимущества DAT казались чем-то далёким, и в подавляющем большинстве бесполезным. Дело осложнялось не большим количеством студийных кассет с записями, которые были доступны в этом формате. Дело дошло до того, что блокирование режима записи с частотами 44,1 кГц и выше (придуманное для предотвращения копирования лицензионных CD) оказалось совершенно бесполезной функцией. Пираты в принципе не рассматривали DAT как формат для массового рынка, а потому и не нуждались в ней.
Признание и развитие
По-настоящему преимущества формата оценили студийные профессионалы. Вакуум перехода от аналоговой ленты к мини диску и современным способам записи заполнил DAT. Профессионалам понравилось в формате буквально всё, начиная с возможности записи тайм-кода на специальных служебных дорожках, заканчивая возможностью цифровой записи без потерь с частотой 48 кГц.
Последняя попросту была не доступна почти ни для кого, до появления DAT.
Радовала профессионалов и сравнительная помехозащищенность. Для снижения влияния соседних дорожек использовалась т.н. азимутальная запись. Пакетные и прочие ошибки предотвращались с помощью перемножения, применения двойного кода Рида-Соломона и интерполяции нескорректированных ошибок.
Ограниченное использование DAT-кассеты получили у пионеров цифрового видео. Например, Samsung выпустили экспериментальную камеру c DAT-рекордером. Новшество почти не затронуло аудиофильское сообщество, уставшее от плёнки и имевшее предубеждение по поводу любых кассет. Векторы филофонистов в то время были ориентированы либо строго в сторону CD, либо в сторону архаичного винила.
Одним из оригинальных вариантов развития формата стала разработка SONY c названием Scoopman NT-1. Это был цифровой диктофон, работавший с поистине крохотными для того времени кассетами (размер 30 × 21.5 × 5 мм, ширина ленты 2,5 мм).
Уменьшение размера сказалось на качестве записи. Но, учитывая время создания устройства, его характеристики были практически недостижимы ни для одного из существовавших в то время портативных цифровых диктофонов (если таковые кто-то ещё пускал в серию).
В диктофоне были реализованы: стереозвук, частота выборки 32 КГц (то есть максимальная звуковая частота 16 КГц), разрядность 12 бит. В 1996-м в SONY развили концепцию диктофона и выпустили еще более совершенную модель Scoopman NT-2.
Иными словами, создавали убийцу CD на массовом рынке, а получилась манна небесная для студий звукозаписи и экспериментов в специфических сегментах.
DAT и компьютеры
К 1989-му году в SONY поняли, что на массовый рынок DAT не попадёт и какое-то время будет лидером достаточно узкого сегмента профессионального аудио. Появилась необходимость засунуть этот формат ещё куда-нибудь. И тут DAT заинтересовались в Hewlett-Packard. Дело в том, что информационная ёмкость кассеты R-DAT составляла аж 1,3 Гб (позже — 2 Гб), при этом максимальная скорость передачи данных достигала «молниеносных» 1,55 Мбит/с. Характеристики невиданные для популярных носителей того времени.
Для сравнения, в 1998-м году отец купил мне Weiner PC на базе Pentium MMX 233 МГц с винчестером на 1Гб – даже через 9 лет это было достаточно много.
SONY и HP в срочном порядке разработали новые деки и как бы новый формат DDS, по сути тот же R-DAT, но только в качестве носителя данных. Фактически первыми DDS стримерами стали DAT-магнитофоны с небольшими доработками, которые могли внести даже неопытные радиолюбители. Сам формат DDS ограниченно используется по сей день, получив развитие в следующих поколениях вплоть до DAT 320 (до объемов 160 и 320 GB, соответственно). Раньше, эволюционные формы DDS достаточно долго поддерживались Seagate, и по сей день поддерживается Quantum.
Итог
Производство DAT-кассет и дек продлилось сравнительно не долго. В SONY его свернули достаточно быстро, приблизительно через 7 лет после старта. Выпуск был достаточно ограниченным, по сравнению с традиционными CD-проигрывателями и кассетными деками. Ряд других компаний, заинтересовавшихся форматом также не продержались дольше этого срока.
Наиболее живучим DAT оказался в профессиональной аудиозаписи. В связи с возможностью записывать без потерь ряд студий принципиально применяли именно DAT-кассеты, вместо более практичных мини дисков вплоть до начала 2000-х, но даже как формат для профи его сложно назвать действительно популярным. Кроме того, DDS (компьютерный DAT) долго ценился как дорогой, но эффективный носитель, хотя также не получил массового распространения.
Можно ли сказать, что DAT провалился? Как замена CD и компакт-кассет – безусловно. Как один из первых цифровых форматов звукозаписи – нет. История не знает сослагательного наклонения, и мы никогда не узнаем, что было бы, если бы R-DAT заменил CD. Но, факт в том, что этот «серийный» формат был одним из лучших на заре развития цифровой записи звука.
Автор: Sound Cult
