Звук по блютуз или HDMI

Аудиозаписи в высоком разрешении хороши, если ваше оборудование способно его воспроизвести. Треки высокого разрешения могут стартовать с высоких битрейтов и частот дискретизации в файле-источнике, но существует немало звеньев в цепочке между файлом или сервисом потоковой трансляции музыки и пользовательскими наушниками или колонками, которые могу повлиять на правдоподобность самого факта воспроизведения Hi-Res.

Чтобы слушать Hi-Res-Аудио, недостаточно заплатить дополнительно за сервис потоковой трансляции или скачать на торрентах очередной самопальный рип с винила.

Оглавление показать

• Теория

• Преобразование аналогового сигнала в цифровой и обратно
• Lossy и Lossless

Теория

Преобразование аналогового сигнала в цифровой и обратно

Звук всегда аналоговый. Это факт, который не меняется даже тогда, когда звук записывается на компьютере. Превращение аналогового звука в цифровые данные позволяет хранить его на жёстких дисках и передавать потоковой трансляцией на устройства. Затем цифровые данные должны быть преобразованы обратно в аналоговый сигнал, чтобы можно было слушать звук.

Все про звук по bluetooth: профили, версии, кодеки. LDAC, APTX, SBC, AAC — в чем разница?

Самый популярный метод преобразования непрерывного аналогового сигнала в цифровой называется импульсно-кодовой модуляцией (ИКМ). Именно так создаётся большинство звуковых дорожек. ИКМ включает в себя захват звуковой волны в сэмплах, которые похожи на снимки аудиосигнала в конкретный момент времени. Чтобы воспроизвести лишь секунду звука, необходимы тысячи сэмплов.

Чем больше их получается захватить и сохранить, тем лучше будет звук, тем точнее воспроизведение звуковой волны. Измеряется этот параметр как частота дискретизации дорожки в кГц (килогерцах или тысячах циклов в секунду). Наиболее распространённые частоты дискретизации: 8 кГц для телефонного общения, 44,1 кГц для аудио компакт-дисков и 192 кГц для высококачественного звука. Эти характеристики теоретически могут быть намного выше, но при достижении определённого уровня слух человека уже не улавливает эту разницу.

Частота дискретизации показывает, сколько выборок происходит каждую секунду. Это одно из трёх определяющих качество аудиосигнала важных значений. Разрядность звука (или битовая глубина) представляет собой диапазон значений, которые могут быть захвачены в каждом отдельном сэмпле.

Представьте медленно переходящий от почти полной тишины к оглушительному грохоту оркестр. Чтобы уловить тонкость постепенного увеличения громкости оркестра, следует точно определить каждый шаг громкости для каждой частоты, от минимального скрипа смычка до гула литавр.

Разрядность звука показывает, сколько места в битах (единицах и нулях) получает каждый сэмпл. Чем больше битов, тем больше расширяющееся геометрически число, поскольку каждый дополнительный бит удваивает количество шагов амплитуды для выбора. 4-битный образец имеет 16 возможных значений амплитуды, а 16-битный образец имеет более 65000 вариантов. На 24 бит уже более 16 млн вариантов.

Как вывести звук одновременно на два устройства?

Битрейт означает частоту дискретизации, умноженную на разрядность звука и затем умноженную на количество каналов (два для стереофонических дорожек, в которых предлагается большая часть музыки) и измеряемая в кбит/с (тысячи бит в секунду).

Битрейт компакт-диска равен 1411 Кбит/с (44100 Гц умножить на 16 бит и умножить на 2 канала).

В то время как MP3 от приличного до высокого качества может иметь битрейт 320 Кбит/с. Ниже этого уровня качество звука существенно падает. Обычно аудиофайлы с превышающими качество компакт-диска характеристиками считаются файлами высокого разрешения.

ТОП лучших портативных MP3-плееров

Модуляция плотности импульса (PDM) представляет собой ещё один процесс преобразования. В нём применяется совершенно другой подход, почему некоторые аудиофилы и считают его более точным методом цифрового воспроизведения аналогового звука. Полученный в результате этого процесса звук Direct Stream Digital (DSD) является стандартом для компакт-дисков Super Audio (SACD).

С технической точки зрения частота дискретизации SACD равна 2822 кГц. Это не означает, что она в 64 раза лучше, чем на CD с частотой 44,1 кГц. Процесс отличается (например, выборки считаются 1-битными), поэтому отличаются и измерения. Это в основном относится только к SACD. Для музыкальных сервисов без потери качества можно считать, что используются производные от ИКМ показатели.

Lossy и Lossless

Высококачественные аудиофайлы потребляют много трафика и дискового пространства, особенно если они дают звук без потерь. Аудио с потерями, такое как MP3 и большинство потоковых сервисов, сжимает исходный материал для облегчения передачи и хранения. Стандартные для компакт-дисков файлы WAV сохраняются без потерь. Они намного больше, чем файлы MP3. Звуковой файл WAV с компакт-диска занимает около 10 МБ на минуту, а высококачественный MP3 со скоростью 320 Кбит/с занимает всего 2,4 МБ на минуту, тогда как обычный MP3 со скоростью 128 Кбит/с только 1 МБ на минуту.

MP3 и другие цифровые отличные от WAV аудиоформаты сокращают размер благодаря сжатию. При нём из несжатого файла выборочно удаляются данные, чтобы уменьшить его при сохранении функциональности. Каждая схема сжатия определяется собственным аудиокодеком. Насколько они влияют на размер файла и качество звука, зависит от применяемого кодека.

FLAC уменьшает размер файла WAV примерно наполовину, оставляя качество звука более-менее прежним, поэтому он считается форматом без потерь. Большинство кодеков, таких как MP3 и AAC, считаются кодеками с потерями. Они сжимают данные так сильно, что качество звука снижается. Даже кодеки с потерями могут поддерживать широкий диапазон частот дискретизации и битовой глубины. Это позволяет и с ними получать “высококачественный сжатый звук”.

Обычно файл без потерь представляет собой несжатый файл (или который кодируется с использованием процесса сжатия без потерь), а файл с высоким разрешением имеет характеристики выше 16 бит/44,1 кГц даже со сжатием.

Общее правило: ни один из них не будет звучать так хорошо, как мог бы, если слушать их в Bluetooth-наушниках.

Беспроводная проблема

Существуют отдельные статьи с описанием работы распространённых кодеков. По состоянию на 2022 год нет такого понятия, как кодек Bluetooth без потерь. Есть лишь кодеки с потерями и с меньшими потерями. Лучшие кодеки по качеству звука — AptX Lossless, LDAC и LHDC, но даже в них потери есть. Это проблема, которая возникает при потоковой передаче звука без потерь на беспроводные Bluetooth-наушники.

ТОП лучших виниловых проигрывателей пластинок на 2023 год

Сервис Apple Music даёт возможность выбирать качество аудиопотоков в настройках на устройствах на iOS и на компьютере. Доступны AAC (16 бит, 44,1 кГц и 256 кбит/с), ALAC (до 24 бит, 48 кГц) или высокое разрешение ALAC (до 192 кГц). ALAC —Apple Lossless Audio Codec, собственный мультимедийный формат Apple, который следует выбирать для прослушивания звука без потерь в её сервисе.

Но даже тогда файлы ALAC отправляются через интернет-соединение на смартфон или компьютер, а не напрямую через Bluetooth на наушники. Когда устройство воспроизведения передаёт эти треки без потерь по Bluetooth на наушники с поддержкой только AAC или SBC (как все современные AirPods), качество снижается из-за применения кодеков с потерями.

В итоге никакие AirPods (даже AirPods Max) не могут воспроизводить файлы ALAC в соответствии со спецификациями ALAC, так как они используют Bluetooth и поддерживают только спецификации AAC.

Смартфон может отображать логотип Apple Lossless при потоковой передаче файлов ALAC (что технически верно при выборе одного из вариантов потоковой передачи более высокого уровня), но файлы будут закодированы в AAC.

Даже с проводными наушниками качество звука может быть не самым высоким. Apple не отображает музыкальные характеристики во время потоковой передачи музыки, поэтому невозможно проверить разрядность или частоту дискретизации текущего файла в приложении, но вы получите предупреждение о необходимости внешнего цифро-аналогового преобразователя (ЦАП) для потоковой трансляции звука верхнего уровня.

Если у вас нет ЦАП с возможностью воспроизводить более высокие частоты дискретизации и битовую глубину файлов высокого разрешения ALAC, доступен только поток 16 кГц, 44,1k. Технически в нём нет потерь, но он не в «высоком разрешении». Хороший ЦАП необходим для прослушивания 24-битных потоков на частоте 48 кГц и выше.

Если слушать треки Apple Music без потерь на компьютере или смартфоне с помощью внешнего ЦАП с поддержкой звука высокого разрешения и использовать высококачественные кабели, колонки или наушники, вам будет доступно высочайшее качество звука и вы это услышите. Стоит только включить Bluetooth, ситуация изменится. Устройства Apple работают только с кодеками SBC и AAC, ни один из них не способен обрабатывать файлы ALAC в полном качестве. Звуковой поток перестанет быть доступным в высоком разрешении без потерь.

В качестве альтернативы можно выбрать динамики Wi-Fi, вроде Apple HomePod. Там не используются проблемные кодеки Bluetooth. При этом нет гарантии, что они не реализуют DSP (цифровую обработку сигналов). Она подавляет ту динамику, которую стремятся сохранить в аудиофайлах высокого разрешения. Таким образом, проводное аудио остаётся лучшим способом сохранить целостность звука.

Это проблема не только Apple или Apple Music. Сейчас всё воспроизведение Bluetooth на платформах потоковой передачи мультимедиа с высоким разрешением происходит с потерями. Высококачественные Bluetooth-кодеки, такие как AptX Lossless и LDAC, в разной степени страдают от одних проблем.

Источник: trashexpert.ru

Bluetooth или провод?

Подобная дилемма рано или поздно встает практически перед каждым любителем мобильной музыки, которому не чуждо удобство и комфорт.

Изображение взято с сайта marshak.su

Хотим мы этого или нет, но на данный момент прогресс неумолим. Являясь адептом новых технологий и процесса избавления от лишних проводов, я выбирал себе телефон обязательно с беспроводной зарядкой, клавиатуру и мышь для компьютера обязательно беспроводные, при этом в вопросе прослушивания музыки оставаясь верным старому доброму проводу. Причина? Качество передачи сигнала – краеугольный камень беспроводных технологий в мобильных устройствах.

Изображение взято с сайта narodnymi.com

В большинстве смартфонов за передачу звука без проводов отвечает Bluetooth. Использование этой технологии накладывает определенные ограничения, которые в итоге приводят к тому, что на выходе мы получаем совсем не то качество, которое доступно при проводном соединении.

A2DP

Высокое энергопотребление, нестабильность соединения и ограниченная пропускная способность делали Bluetooth малопригодным для передачи качественного звука. Однако этот стандарт связи развивался и прогрессировал. Снижалось энергопотребление, добавлялись новые алгоритмы сжатия, внедрялись новые кодеки, появлялись новые профили взаимодействия с оборудованием, такие как A2DP — Advanced Audio Distribution Profile. С помощью A2DP в частности, реализована полноценная передача стереозвука через Bluetooth.

A2DP отвечает за сопряжение источника звука с беспроводными колонками, стерео-гарнитурами и т.д., а еще, управляет сжатием аудио для передачи по Bluetooth с помощью собственного алгоритма SBC (Subband Coding), методы сжатия которого похожи на таковые в знаменитом формате mp3. Однако, в отличие от mp3, sbc делает это грубее и агрессивнее.

В результате чего, качество звука пропущенного через Bluetooth заставляет морщиться большинство меломанов, не говоря уж про аудиофилов, которые использование Bluetooth для передачи звука считают кощунством.

aptX

Однако у sbc есть альтернатива — алгоритм aptX, о котором многие слышали, и знают, что наличие этой аббревиатуры в описании беспроводного устройства должно означать улучшение качества передачи звука, но сталкивались с ним не так часто, как хотелось бы.

AptX, или изначально apt-X, был разработан в 1980-х годах доктором Стивеном Смитом и описан в его докторской диссертации в Королевском университете Белфастской школы электроники, электротехники и информатики.

Как видите, технология не такая молодая, как может показаться. Длительное время данный алгоритм не имел широкой известности за пределами среды людей профессионально занимающихся обработкой звука, так как производители не особо верили в стандарт Bluetooth и не торопились оснащать подобными технологиями беспроводные устройства для передачи звука (в основном моно Bluetooth-гарнитуры) так как не видели в этом особого смысла. Кроме того, для работы aptX требуются более высокие вычислительные мощности. Однако, с появлением возможности передавать полноценный стереозвук посредством Bluetooth, а также с ростом производительности мобильных процессоров, aptX стал крайне востребованным не только в профессиональной среде, но и в потребительской беспроводной электронике.

Что же дает aptX?

AptX является стандартом кодирования аудиоданных (например, музыки) для передачи их по Bluetooth со смартфонов, планшетов или компьютеров на беспроводные колонки, наушники и т.д По сути, это кодек, который позволяет передавать звук с меньшими потерями и более широким диапазоном. Среди характеристик aptX, поддержка битрейта до 352 кБ/с, и частотный диапазон 10 Гц — 22 кГц.

Особенностью является также и то, что для работы aptX требуется поддержка этого кодека и приемником и передатчиком. В противном случае, A2DP будет использовать встроенный SBC. Также к характеристикам aptx следует отнести потребность в большей вычислительной мощности приемника и передатчика, что и стало основной причиной медленного проникновения этого стандарта в потребительскую электронику. На данный момент, в связи с взрывообразным ростом вычислительных мощностей устройств, при уменьшении их размеров и энергопотребления внедрение aptX перестало быть такой проблемой.

Но не успели мы насладиться CD-качеством звука передаваемого через Bluetooth с помощью aptX, как компания Qualcomm, на данный момент являющаяся владельцем компании CSR, которая в свою очередь является держателем патентов на aptX, в 2016 году представила новый стандарт кодирования аудиоданных – aptx HD.

aptxHD

В отличие от aptX, новый стандарт обладает еще более выдающимися характеристиками, в числе которых поддержка формата до 24 бит/48 кГц и скорость передачи данных до 576 кбит/с.

Что это нам дает? В теории, мы получаем качество звучания сравнимое с передачей звука высокого качества по кабелю.

Как же получить эту «вундервафлю» в свои руки, или вернее уши? А вот тут не все так просто.

Во-первых, оба ваших устройства, и приемник и передатчик должны быть оснащены поддержкой этого кодека, иначе магии не получится. Во-вторых, необходимо внимательно читать спецификации вашего устройства, потому как могут быть сюрпризы, как например, такой — в спецификациях процессора Snapdragon 820 наличие aptxHD заявлено, но LG G5, работающий на базе этого процессора поддержку aptxHD получил, а американские варианты Galaxy S7, S7 Edge, работающие на точно таком, же процессоре довольствуется только aptX. Обидно, так как у меня именно такой SGS7.

Однако, несмотря на относительно медленное внедрение новых технологий и методов обработки звука в сегменте беспроводного аудио, процесс идет, что не может не радовать. И если раньше локомотивом беспроводного аудио являлась, по сути только компания SonyEricsson, то сегодня производители, наконец оценив перспективность данного направления, начали активно выпускать на рынок беспроводные аудио-устройства.

Как бы не противились приверженцы традиционного метода подключения, дни провода сочтены. Со временем, все большее число беспроводных гаджетов будет оснащаться поддержкой aptxHD, появятся новые технологии и алгоритмы, а значит, возможно нам удастся полностью отказаться от проводов, не потеряв при этом в качестве звука.

Источник: android.mobile-review.com

Bluetooth-наушники звучат хуже, чем проводные — но не всегда [перевод]

Не все Bluetooth-наушники созданы одинаковыми: есть и такие, что способны порадовать ваши уши.

Я считаю себя аудиофилом, а это значит, что я испытываю нездоровую любовь к наушникам. Пару лет назад я бы никогда не воспользовался Bluetooth-наушниками из-за жутких потерь в качестве по сравнению с проводным вариантом подключения — слишком значительных, на мой взгляд. Bluetooth-наушники никогда не будут звучать так же хорошо, как наилучшие проводные модели, но ситуация настолько сильно изменилась, что сейчас у меня все же имеется несколько пар беспроводных наушников.

Есть две причины, по которым беспроводные наушники могут звучать хорошо, и обе они важны — а друг без друга почти бесполезны. Эти причины: встроенный ЦАП с усилителем и аудиокодек. Серьезные изменения в обеих этих областях и привели к улучшениям.

ЦАП — это железо

Динамики — даже те крошечные, что стоят в наушниках — не могут создать из цифрового сигнала звуковую волну, которую воспринимают наши уши. А большая часть музыки хранится именно в цифровом виде, так что требуется что-нибудь, что переведет ее в аналоговый формат. Встречайте — ЦАП.

У телефона есть ЦАП и усилитель, но они не работают с наушниками, подключенными по Bluetooth, потому как телефон передает в наушники информацию в цифровом виде — поэтому у самих наушников внутри тоже есть ЦАП и усилитель. У любого беспроводного аудиодевайса они есть: хоть у наушников, хоть у колонки, хоть у Amazon Echo.

Ранее в беспроводные наушники ставили самые дешевые ЦАПы и усилители, да и никаких мер по изолированию схемы от наводок других элементов инженеры не предпринимали. А это важно, поскольку схема питания, например, генерирует слышимый электрический шум — тот самый гул, который есть в дешевых аудиоустройствах. Ужасный.

Схемотехника очень важна, если целью является высококачественное аудио. ЦАП, преобразовав сигнал из цифры в аналог, отправляет его в усилитель, потому что сам по себе сигнал недостаточно силен для того, чтобы расшевелить динамик. Из-за стесненных габаритов каких-то сложных решений в наушниках нет — просто транзисторная схема на плате. Для того, чтобы избежать искажений и клиппинга, усилитель должен быть спроектирован так, чтобы входная амплитуда сигнала соответствовала выходному уровню. А после этого схему нужно электрически изолировать.

Это технически сложно, но все, что надо знать — это то, что производители беспроводных наушников потратили немало времени на разработку и использовали высококачественные компоненты, а также продуманную инженерию, стремясь сделать звук Bluetooth-наушников хорошим.

Кодеки важны

С профилями и кодеками у Bluetooth все сложно. К счастью, дни гарнитур, подходящих только для звонков, сочтены, и теперь во всех моделях производители используют необходимые для стереозвука технологии. И хоть нам не нужно больше выискивать наушники с поддержкой профилей A2DP и AVRCP (я же говорил — все сложно), для наилучшего звучания придется выбирать ушки с поддержкой HD-кодеков.

Кодек — это кодер и декодер. Техника взяла мастер-запись и сконвертировала ее в цифровой формат, используя кодер, а железо внутри беспроводных наушников перегоняет цифровую запись в звук, который можно слышать, с помощью ЦАПа и усилителя, о которых я говорил ранее. Но у Bluetooth не самая широкая полоса пропускания, поэтому в источнике файлы сжимаются еще сильнее и распаковываются уже силами самих наушников. ПО, которое заправляет этим процессом, и называется кодеком.

Существуют четыре кодека, на которые стоит обратить внимание при выборе будущих наушников — и источник тоже должен их поддерживать. Это aptX, aptX LL, aptX HD и LDAC.

aptX — проприетарный аудиокодек, разработанный в 2010 году только потому, что стандартный Bluetooth-аудиокодек был ужасен. С помощью aptX можно передавать по Bluetooth аудиосигнал в CD-качестве (16 бит/44,1 кГц).

aptX LL — версия aptX с меньшей задержкой. Для достижения задержки минимум в 32 мс он немного жертвует качеством — зато звук вообще не запаздывает по ощущениям. Полезен в играх, где приходится ориентироваться по звуку.

aptX HD — более современная версия aptX, использующая новый, более суровый алгоритм сжатия и поддерживающая высокое качество передачи аудиоданных (24 бит/48 кГц), из-за чего звук практически настолько же хорош, как и в недешевых проводных наушниках. Большинство и не заметит дальнейшего прироста в качестве звучания, поэтому хорошо спроектированные наушники с этим кодеком будут звучать идеально.

LDAC — кодек, разработанный Sony с целью передачи «настоящего хайрезного аудио» по Bluetooth. Но передает сигнал в качестве 24 бит/96 кГц на 990 кбит/сек. У Android есть встроенная поддержка LDAC, но мало в каких наушниках, кроме Sony, используется этот кодек.

Забудем про aptX LL, поскольку его основное преимущество — это минус пара миллисекунд к задержке, что важно для игр, но не имеет особого значения для прослушивания музыки. Остальные три кодека в плане качества идут в таком порядке:

aptX звучит очень даже хорошо для большинства и значительно лучше, чем стандартный Bluetooth-кодек;

aptX HD звучит еще лучше, и большинство даже не заметит разницы с более высоким качеством;

LDAC способен передавать больше данных в единицу времени и потому способен работать с более высоким качеством аудиосигнала, чем остальные кодеки. Его поддерживает масса телефонов, но для того, чтобы им насладиться, придется брать наушники от Sony.

Для большинства любой из этих трех кодеков будет звучать хорошо — даже aptX с наименее качественным среди них звучанием. А вот для аудиофильского уровня необходимы уже aptX HD или LDAC. И помните, что поддерживать кодек должны и источник (телефон), и наушники. Информацию о поддерживаемых кодеках пишут в характеристиках устройств.

Что действительно важно

Хорошие новости: большинство высококачественных беспроводных наушников (и даже некоторые дешевые!) поддерживают aptX, а aptX HD набирает популярность. С телефонами та же история: если ему всего пару лет, то скорее всего в нем есть поддержка aptX и даже aptX HD. Можно обвешаться техникой Sony, только нужен телефон с Android 8 или новее — тогда поддержка будет и у источника, и у наушников.

Инновации в схемотехнике ЦАПа и усилителя привели к тому, что большинство наушников по своей натуре стремятся выжать максимум из попадающего в них аудиосигнала. Даже дешевая пара затычек имеет встроенные ЦАП с усилителем, которые превосходят все, что существовало на этом рынке лет пять назад.

Единственное, на что стоит обратить внимание — это на поддержку правильных кодеков как на телефоне, так и на наушниках — плюс нужно найти источник с качественным аудиосигналом. И тогда, скорее всего, звуком вы будете наслаждаться!

Источник: stereo.ru