Вы руководитель группы инженеров в крупной компании.
Вот уже три года вы с нуля разрабатываете новый тип устройства: персональный аудиоплеер с возможностью записи.
Задача непростая: технология новая, всего год назад отлаживали чтение и запись звука на модели размером с письменный стол.
С тех пор был достигнут большой прогресс; текущий прототип имеет размер книги, весит около килограмма, его можно брать с собой и имитировать прослушивание на ходу.
Это влечет за собой совершенно новый комплекс проблем: вы и ваши коллеги пытаетесь обеспечить стабильность чтения с помощью довольно сложной системы пружин и стального каркаса.
Правда, потом кто-то пытается записать звук, тоже на ходу, и все начинается сначала.
Но теперь все более-менее устоялось, можно показать руководству.
Идешь туда с чувством выполненного долга: прототип работает. А если размер слишком большой, это нормально; времени до запуска достаточно.
Руководство слушает отчет, включает прибор, нажимает на кнопки и с одобрением говорит: молодец! Вы уже думаете, куда потратить бонус, и взять ли наконец три дня отпуска, как вдруг звучит что-то ужасное: через полгода запустим в производство! Но подождите, как это возможно? Мы еще не готовы! В таком виде его нельзя выставлять на продажу! А тебе сказали: ничего, ты справишься, мы в тебя верим, решение было принято на самом верху.
Не могу сказать, что в Sony в процессе разработки минидиска — перезаписываемого магнитооптического цифрового аудионосителя — всё было именно так.
Но у меня есть косвенные доказательства, позволяющие предположить, что такой разговор действительно мог произойти.
Я решил изучить самое первое, во многом уникальное устройство, выпущенное в конце 1992 года, почти 28 лет назад. А заодно я сравнил формат сжатия с потерями от Sony с ранними версиями MP3. В этой статье я не буду повторяться, описывая историю формата.
Об этом вы можете прочитать в двух моих прошлогодних постах: Минидиск в естественной среде обитания Минидиск в эпоху iPod Веду дневник коллекционера старого железа в Телеграмме .
Теория
Хорошо описаны основные принципы минидиска как формата.этот ранняя статья в Popular Science, август 1991 г.
(стр.
65).
Между рекламой квадратных автомобилей и толстых сотовых телефонов говорится о новом аудио носителе: 2,5-дюймовых дисках в защитном футляре с окошком а-ля дискета, читаемых с помощью лазера, как компакт-диски.
Запись осуществляется с помощью магнитной головки, при этом лазер нагревает поверхность диска примерно до двухсот градусов, и только при такой температуре можно перезаписать данные.
Диск вмещает 74 минуты музыки, как и компакт-диск, но емкость меньше, поэтому используется сжатие с потерями.
По словам неназванного специалиста Sony, сжатый звук прозрачен для подавляющего большинства людей, и только «два процента музыкантов и аудиофилов» смогут услышать разницу.
Самое главное: японские маркетологи предоставили для этой статьи фото прототипа.
В 1991 году Sony показала журналистам нерабочий прототип.
Его размеры относительно мини-диска обещают нечто действительно компактное.
На фото выше показана компоновка плеера.
Справа портативный диктофон; обещали сделать чуть потолще, размером с обычный кассетный плеер.
Формат планировалось выпустить в продажу через год, в конце 1992 года.
И обещание было сдержано, макетами остались только макеты, а в магазины поступило устройство совершенно других габаритов.
Так: 
Обратите внимание на размер устройства по сравнению с носителем.
В рекламе настоящего Sony MZ-1 аппарат в руках никто не держит: он слишком большой.
В комплекте с устройством идет наплечная сумка, которая в конце 1992 года была единственной возможностью слушать минидиски в дороге.
700-граммовый диктофон толщиной более четырех сантиметров вообще не помещается в карман.
Но хотя бы плеер можно было сделать компактнее? Туда же можно выкинуть всю сложную схему записи дисков.
Нет! 
Sony MZ-2P — первый плеер — был выполнен в корпусе MZ-1: убрана половина ненужных при воспроизведении кнопок и немного снижена цена.
Фотография выше из японского каталога Sony. 79 800 и 59 800 иен на конец 1992 года составляют ~640 и 480 долларов, а с учетом инфляции – $1170 и $880. В те времена в моей семье не было и близко таких денег, но если представить себя достаточно обеспеченным человеком, то даже в этом случае альтернатив минидиску в его первоначальном виде было немало.
Например, невероятно крутой портативный кассетный плеер Sony WM-DD9 за 49 000 иен.
За 59 000 можно было купить профессиональный портативный рекордер Sony WM-D6C. 
С 1990 года выпускается ставшая легендарной модель портативного CD-плеера Sony D-Z555. Ещё без антишока, но с массой функций, отличным звуком, длительным временем автономной работы.
По современным меркам это всё-таки ларец, но всё равно на 100 грамм легче МЗ-1 и почти в три раза тоньше! Да, он не писатель, но диски с музыкой можно купить в любом магазине.
Если вам абсолютно необходима цифровая запись на портативном устройстве, вы можете приобрести портативный цифровой рекордер Sony TCD-D3. Он не имел типичного для оптических носителей произвольного доступа к записанным трекам, но позволял до двух часов записи на кассету в полном CD-качестве без потерь.
Да, стоил он немного дороже – 98 000 иен, но даже такой монстр с вращающейся головкой и сложным механизмом работы с магнитной лентой весил на 200 граммов меньше, чем «потребительский» МЗ-1. Другими словами, первый рекордер минидисков Sony оказался любительским устройством с ценой и характеристиками (вес, размер, время автономной работы) профессионального оборудования.
Это нормально, когда выводят на рынок новую технику, но в случае с МЗ-1 обещали создать простой в использовании, удобный и главное компактный носитель музыки с возможностью записи, заменив «устаревшую» аудиокассету.
.
В 1992 году выполнить обещание не удалось.
Могло ли оно подождать? Едва ли.
Компания Philips, с помощью которой Sony ранее разработала весьма успешный компакт-диск, готовила конкурирующий цифровой формат для записи музыки в домашних условиях.
Philips DCC (подробнее об этой цифровой кассете я писал здесь ) также были представлены в конце 1992 года, причем голландский производитель даже не успел подготовить портативный компьютер к запуску (пикающий Philips DCC170 вышел только в 1994 году).
Угрозы как таковой не было, но поставьте себя на место менеджера Sony: конкуренты готовятся захватить новую перспективную нишу, которая должна приносить доход десятилетиями (о том, что Интернет, Napster, MP3 и портативная флэш-память будут появятся в конце девяностых, и стоимость заготовок CD-R упадет ниже доллара, никто и подумать не мог).
Срочно в производство! Не слушайте инженеров.
Что значит не готов? Работает? Работает! Запуск! Трудно сказать, кто прав в этом характерном конфликте реальности (технические люди) и фантазии (бизнес).
С одной стороны, выпускать на рынок полуфабрикат – это не нормально; это может разозлить даже самых преданных фанатов.
С другой стороны, чтобы довести продукт до совершенства, могут потребоваться годы и десятилетия.
Технически подкованный инсайдер всегда будет знать, какие недостатки (возможно, фатальные) были допущены в производство.
Не всегда удается найти баланс между желанием разработчиков и необходимостью заработать.
В 1992 году это было невозможно, но именно такие тяжелые моменты спустя много лет привели к появлению в моей коллекции новых артефактов.
Давайте посмотрим на Sony MZ-1 2020 года.
Упражняться
Sony MZ-1 — уникальное устройство.
Единственный портативный рекордер минидисков с оптическим цифровым выходом (все остальные имели только вход).
Одна из немногих моделей с подсветкой экрана на устройстве (неотключаемая).
Единственное портативное устройство с моторизованным дисковым механизмом загрузки и выгрузки, как у стационарных устройств.
На фотографиях он кажется неуклюжим, но на самом деле он вызывает уважение своим массивным и цельнометаллическим корпусом.
Это удобно: благодаря большому размеру практически для каждой функции есть своя кнопка или переключатель.
Отрегулируйте громкость и уровень записи с помощью аналоговых ручек.
Потом они перейдут на цифровые, при этом на какое-то время потеряв возможность регулировать уровень записываемого сигнала на лету.
В итоге у меня осталось два устройства: оба были куплены без гарантии работоспособности, первое оказалось нерабочим, второе полностью работоспособным.
В продаже они появляются достаточно часто, из чего можно сделать вывод, что (а) их за пару лет жизни на прилавках магазинов было продано довольно много и (б) это надежные устройства.
У меня сложилось впечатление, что если бы игрока не швыряли к стене и не издевались очень жестоко, это сработало бы: запас прочности невероятный.
Это видно на фото нерабочего устройства.
Обратите внимание на массивную пластину, закрывающую всю механику.
Внутри он также подвешен на четырех амортизаторах, для большей устойчивости при чтении и письме.
Я предполагаю, что механическую часть такого размера и сложности нужно было делать не из-за чтения, а из-за письма.
При чтении помогает стандартный антишок: чип памяти, способный хранить 10 секунд аудиоданных.
Но при записи даже незначительное смещение магнитной головки приведет к сбою, о чем вы узнаете только потом, при прослушивании.
Никакого контроля за правильностью записанных данных на минидиске нет. На кассетных устройствах с раздельными записывающей и считывающей головками, а позже и по технологии DAT можно было следить за записью непосредственно в процессе, но на минидиске это невозможно, так как в записи участвует и лазер, нагревая диск.
Исследуя устройство, я прослушал на нем несколько альбомов и записал пару дисков.
Это происходило дома, и в режиме «устройство на тумбочке для вечернего прослушивания» этот плеер вполне удобен.
Но мини-диск должен был заменить портативный кассетный диск: обеспечить лучшее качество звука для молодых людей, которые слушали музыку в дороге.
МЗ-1 плох для портативного использования.
Батареи (размером с iPod) хватает на час записи или 75 минут воспроизведения.
Тогда его нужно зарядить.
Представьте, что вы берете свой плеер с собой на дачу или в командировку.
С собой придется взять блок питания, он довольно объемный.
Реальные пользователи решили проблему, купив десяток аккумуляторов, которые могли стоить еще одной цены игрока.
Ладно, представим, что на дворе 2 января 1993 года, нам на Новый год подарили новейший проигрыватель минидисков, и надо с ним что-то сделать.
Что? Можно попробовать купить в магазине минидиск с музыкой и послушать.
Но за всю историю формата выпусков на минидисках было немного: Discogs.com. знает около более двух тысяч наименований.
Для сравнения, на компакт-дисках выпущено почти четыре миллиона релизов, а на виниле — 6,5 миллионов.
В начале жизни формата выбора вообще не было.
Вы можете записать свой собственный мини-диск.
Для этого вам нужно взять виниловый проигрыватель или кассетный проигрыватель и подключить их к линейному входу.
После этого, если не поленитесь, можно разделить запись на треки и дать каждому треку имя, которое будет отображаться на экране во время воспроизведения.
Самый качественный способ записи на мини-диск — цифровой, с использованием оптического входа.
Таким образом, к Sony MZ-1 можно подключить стационарную деку или портативный плеер с оптическим выходом, например тот же Sony D-Z555. Во время воспроизведения CD-плеер будет передавать маркеры начала треков, запись будет делиться на треки автоматически: удобно.
Что не удобно, так это максимальная емкость минидисков на старте продаж: хоть и обещали 74 минуты, изначально получилось только 60. 
Кстати, обратите внимание на направление текста на одном старом минидиске по сравнению с более поздними.
В раннем выпуске «60 минут» буквы перевернуты.
На фотографиях прототипов заметно, что диски были вставлены наоборот – так, чтобы защитная шторка была обращена влево.
По неизвестным причинам механизм был переделан, причем в последний момент, причем на ранних носителях надписи читаются вверх ногами.
Еще один намек на то, что устройство было серьезно переработано практически перед началом производства.
Ах да, один минидиск стоит около 15 долларов.
За те же деньги можно купить диск с музыкой, послушать его на очень тонком и легком портативном плеере, работающем от аккумулятора 8 часов, а не более часа.
Получается, что на самом деле МЗ-1 был полезен только тем, кто так или иначе был связан со звукозаписью.
На Minidisc.org есть сертификат владелец, использовавший МЗ-1 для записи музыки на концертах.
К диктофону можно подключить микрофон, записывать на него речь или играть на гитаре дома.
В этом случае вы получаете лучшее качество записи, чем на кассете, но это еще не все.
Возможности редактирования записи феноменальны: вы можете удалить часть саундтрека, поменять местами треки и объединить последовательные треки.
В процессе записи вы можете добавить маркер нового трека одним щелчком мыши.
В общем, уже первое минидисковое устройство реализовало многие возможности профессионального оборудования (DAT или профессиональных аналоговых магнитофонов) в достаточно небольшом и сравнительно недорогом устройстве.
Sony MZ-1 действительно может заинтересовать состоятельных людей, которые легко могут потратить несколько сотен долларов на портативное устройство, комплект аккумуляторов и пару десятков дисков, чтобы получить «почти CD-подобное» качество звука, но с возможность записи и последующего редактирования.
В 1992 году все это делаю на кассетах: записываю треки с радио, переписываю с пластинок и катушек, иногда с дисков друзей, делаю сборники для себя и для друзей.
Для начала девяностых, когда компьютеры не позволяли полноценно работать со звуком, это было вполне обычным занятием.
Если у вас есть деньги и вы настолько заботитесь о качестве, что готовы пожертвовать габаритами устройства – берите МЗ-1! Так? Не совсем.
Помимо всех остальных недостатков, первое минидисковое устройство имело проблемы с артефактами после сжатия с потерями.
ATRAC против MP3
Sony разработала собственный алгоритм сжатия мини-диска: Adaptive Transform Acoustic Coding или ATRAC. Не вдаваясь в технические подробности (есть некоторые здесь ), он работает так же, как и формат MP3, используя особенности нашего слуха.Входящий несжатый цифровой звук CD-качества разделяется на три частотных диапазона: от 0 до 5,5 килогерц, от 5,5 до 11 кГц и от 11 до 22 кГц.
Анализируется каждая полоса частот, и в зависимости от контента звук в определенном диапазоне частот либо отбрасывается, либо кодируется.
В результате получается поток сжатых данных с битрейтом 292 килобит в секунду.
По сути, сжатие звука сводится к набору последовательных преобразований входящих данных и требует значительных по меркам начала девяностых вычислительных мощностей.
С этим были проблемы в начале производства: начать нужно с того, что в МЗ-1 используются две микросхемы, отвечающие за обработку цифрового потока данных, по одной на каждый канал; невозможно было сделать одно для обоих.
Если в кассетном магнитофоне необходимо обеспечить только усиление аналогового сигнала и работу магнитофонного механизма, то минидисковое устройство одновременно вращает диск, оцифровывает звук, обрабатывает данные, преобразует цифровой сигнал обратно в аналоговый и усиливает полученный сигнал.
Отсюда небольшой срок службы батареи и размеры устройства: промышленность пока не смогла обеспечить достаточную компактность и малое потребление столь сложной схемы.
Главное, что МЗ-1 привносит свои артефакты при сжатии звука.
Немецкий журнал Stereo назвал их «Spratzeln» — звуки, издаваемые пузырьками газа в банке пива или бокале шампанского.
Однако давайте сравним возможности «первого» ATRAC в объективных измерениях.
Я сравнил Sony MZ-1 с минидисковой декой Sony. MDS-JB980 , используя самую продвинутую версию алгоритма ATRAC, известную как Type-S. Тестовый сигнал в обоих случаях был записан на устройство, воспроизведен, а затем захвачен в цифровом виде, то есть все видимые здесь искажения вызваны только сжатием звука с потерями и ничем больше.
Третий столбец — тест сигнала, записанного через аналоговый вход Sony MZ-1. Справа для ориентации — измерения исходного сигнала в CD-качестве.
Прежде всего, мы видим здесь, что первый рекордер минидисков может работать только с аудиоданными в формате 16 бит 44 килогерца.
Более современное устройство понимает 24-битный сигнал, что обеспечивает некоторое увеличение уровня шума и динамического диапазона.
Давайте посмотрим на амплитудно-частотные характеристики устройств: 
Аналоговый вход у MZ-1 не самый лучший, но с цифровым сигналом проблем нет. Поскольку этот тест создает простую синусоидальную волну определенной частоты в любой момент времени, кодер ATRAC направляет туда всю свою мощность и почти ничего не теряет. Более сложный тест в программе Р.
МА.
А.
А.
- Это когда одновременно воспроизводится несколько сигналов.
Здесь и старому устройству, и более современному необходимо расставить приоритеты, что приводит к характерной ломаной линии на графике: 
При этом можно увидеть частоту среза высоких частот: алгоритм первого поколения в Sony MZ-1 отсекает всё выше 15 килогерц, более поздний MDS-JB980 сохраняет сигнал до 18 килогерц.
Но это в условиях, заданных тестом: на реальной музыке последняя версия ATRAC может сохранять сигнал до 20 КГц, когда считает это необходимым.
Чего мы не видим в результатах тестов, так это каких-либо серьезных искажений.
При реальном прослушивании эти характерные «трески» присутствуют, просто относительно простые тестовые сигналы не позволяют их обнаружить.
И тут я начал задаваться вопросом, а как ранние кодеры MP3 справлялись с артефактами? Спецификации этого формата сжатия звука с потерями были окончательно доработаны в 1992 году и опубликованы как часть стандарта ISO/IEC 11172-3 в 1993 году.
О возможности хранения сжатого звука на компьютере я узнал в 1996 году, экспериментируя с ранним форматом VQF. В 1997 году вышла первая версия компьютерного MP3-плеера WinAMP, а в 1998 году я уже медленно и печально скачивал музыку из Интернета через модем (и записывал ее, что характерно, на кассету).
Для более-менее нормального _воспроизведения_ MP3 требовался как минимум 486-й компьютер с частотой процессора 100 мегагерц.
На Pentium 166 MMX можно было даже открыть пасьянс параллельно с WinAMP, и они работали бы одновременно – в многозадачном режиме! Кодирование MP3 занимало изрядное количество времени даже на такой умеренно мощной машине.
Что произошло раньше? Поискав в сети, я нашел два древних кодера MP3: оригинал l3enc Институт Фраунгофера в 1994 году и известный мне в те времена шифратор Син 1997. Обе утилиты консольные.
Xing без проблем работает непосредственно под Windows 10; l3enc требовал DosBox, в котором он работал очень медленно.
Xing «ест» WAV-файлы в CD-качестве, а для l3enc нужно заранее конвертировать звук в формат RAW PCM. Моя идея эксперимента заключалась в следующем: возьмем один трек, запишем его на мини-диск, сожмем отдельно с помощью двух программных кодировщиков MP3 и посмотрим, что получится.
Да, но какой битрейт выбрать? Честно говоря, вам нужно сжимать MP3 с битрейтом, аналогичным ATRAC. Там 292 килобита в секунду, значит для MP3 нужно брать 320 килобит или хотя бы 256. Но реально до начала 2000-х такой битрейт никто не использовал: самым популярным был 128 килобит в секунду.
Минута сжатого звука в этом случае занимала около мегабайта, а стандартный трехминутный трек можно было скачать даже по медленному модемному соединению сравнительно быстро — за 10-20 минут. 
Это то, что произошло.
Если сравнивать с 320-кбитными MP3, то видно, что ATRAC первого поколения «выбрасывает» больше аудиоинформации, особенно в высокочастотном диапазоне.
Только при сравнении со 128-кбитным MP3, закодированным с помощью Xing, картина аналогичная.
Не считая каких-то непонятных «залипов» в сигнале ATRAC: это именно артефакты, по сути эффект перегрузки энкодера, генерация щелчков и потрескиваний.
Как это звучит? Я скомпилировал один трек из пяти источников: исходного файла CD-качества, ATRAC от MZ-1, 320-килобитного MP3 от Xing и l3enc и более реалистичного 128-килобитного MP3, закодированного с помощью Xing. Мне сложно услышать разницу между исходником и любым из вариантов сжатия с потерями.
Попробуйте тоже.
И если вам кажется, что не совсем корректно сравнивать артефакты сжатия на YouTube, где при загрузке видео все снова сжимается с потерями, то Прямо здесь есть исходный файл (lossycomparison.wav).
Источник там меняется каждые 10 секунд; вы можете использовать советы в видео для справки.
Артефакты плохо слышны на громкой музыке, нужно что-то потише.
Артефакты сжатия ATRAC1 отчетливо слышны на видео ниже.
Первые устройства серьезно подорвали репутацию минидиска среди меломанов, а это потенциально самая платежеспособная аудитория.
В конце 1995 года японская компания выпустила деку JA3ES, ориентированную на людей с высокими требованиями к качеству звука.
В интервью Журналу Audio Technology Magazine представитель Sony тогда прокомментировал особенности первой версии ATRAC: алгоритм был нормальный, но реализация подкачала, особенно при записи с линейного входа.
И он объяснил почему: в начале девяностых сжатие с потерями было сложной задачей даже для самых мощных процессоров ПК.
Еще сложнее реализовать аппаратный кодер в компактном устройстве.
Sony потребовалось еще три года, чтобы воплотить в жизнь как устройства, так и алгоритмы.
В конце 1993 года был выпущен магнитофон МЗ-Р2. Нам удалось снизить вес более чем вдвое, до 300 грамм, но за счет ограниченных возможностей: нельзя редактировать треки (только удалять и помечать при записи) и вводить названия.
Характеристики вернулись только в 1995 году, с выходом модели MZ-R3: 360 грамм, время воспроизведения от 4 до 8 часов, размеры не отличаются от кассетного проигрывателя.
И только в 1998 году все обещанное было по-настоящему реализовано.
Лишь тогда появился плеер с габаритами, аналогичными прототипам 1991 года, чуть больше самого минидиска.
Алгоритм ATRAC в четвертой или пятой ревизии (смотря как считать) обеспечивал качество, едва отличимое от CD. Можно ли это сделать «сразу хорошо»? Сомневаюсь, но конец улучшений, к несчастью для Sony, совпал с началом эры компьютерного звука вообще и MP3 и файлообменных сетей в частности.
По сравнению с типичным MP3 с битрейтом 128 килобит в секунду минидиск тогда обеспечивал лучшее качество, но для рядового потребителя разница была не столь заметна.
Да ведь большинство людей до конца девяностых были вполне довольны звуком аудиокассеты.
Продать «записываемую фигурку» в новом формате не удалось.
Все вышеперечисленное не помешало мне стать большим поклонником минидисков в 2019 году.
Количество устройств приближается к двум десяткам, но я в основном выбираю наиболее функциональные устройства начала 2000-х, такие как этот Sony MZ-N10, портативный рекордер с возможность подключения к компьютеру, юбилейная модель за десятилетие формата.
По размеру и характеристикам он намного ближе к современным плеерам, и по сравнению с ним MZ-1 кажется невероятно старомодным.
Но надо отдать Sony должное: несмотря на трудности, а в конечном итоге и очевидную невозможность конкурировать с MP3-плеерами, она все равно долгое время пыталась «сделать все правильно».
Стоило ли это усилий? Не факт, но результатом стало большое количество устройств, которые я с удовольствием коллекционирую и планирую продолжать делиться впечатлениями о них.
Теги: #Звук #Старое железо #sony #минидиск #умеренные рыдания #умеренные рыдания #умеренные рыдания #mz-1 #кирпич #час работы от батареи
-
Думаете О Дешевом Тиражировании Cd И Dvd?
19 Oct, 24 -
Codeigniter — Перенос Сессий В Memcached
19 Oct, 24
