Bluetooth кодеки: SBC, AptX, LDAC, AAC. Выбираем аудиокодек

​​​​​​Когда вы включаете видео на YouTube, то наверняка предпочитаете выбирать качество хотя бы 720p. Разница между видео 480p и 720p в прямом смысле слова заметна невооруженным глазом. У аудио тоже есть свое FullHD и 2K, которое зависит от кодека.

Что такое аудиокодеки, какими они бывают, поддерживает ли ваше устройство требуемый кодек, а также о том, стоит ли вообще выбирать другой вариант вместо используемого, мы расскажем в данной статье

Примечание: материал предназначен для тех, кто выбирает себе беспроводные наушники, или уже пользуется таковыми. Если вы предпочитаете проводные, то статья может быть для вас интересной, но не факт, что полезной.

Содержание:

Что такое аудиокодек

• Что такое степень сжатия аудио.

• В чем особенность Bluetooth-кодека.

Основные характеристики кодека.

Сравнение Bluetooth-кодеков.

Как переключить кодек на телефоне.

Итоги.

Что такое кодек

Звук – это колебание окружающей среды, то есть явление физическое (аналоговое). Чтобы превратить колебание в цифру, его пропускают через АЦП (аналогово-цифровой преобразователь), и происходит квантование – превращение в компьютерный код. На выходе мы получаем цифровой файл, который могут (или не могут) воспроизвести наши гаджеты. Программа, которая осуществляет кодировку, называется аудиокодек.

Схема аналогово-цифрового преобразования звука

В зависимости от используемого кодека аудиофайлы на выходе будут отличаться по характеристикам: разрядности, битрейту и частоте дискретизации. О них мы рассказываем немного дальше. Сейчас остановимся на вопросе сжатия.

Сжатие аудиофайлов

На студиях звукозаписи используется аудио вообще без какого-либо сжатия. Это формат WAV, реже – AIFF. В них закодирована абсолютна вся информация, которую улавливает звукосниматель при записи, даже тишина разного уровня. После работы звукорежиссера, часть информации отсеивается, но файлы в формате WAV все равно очень большие (забегая наперед скажем, что причина в битрейте). WAV файлы на Audio CD записывают без изменений, именно поэтому некоторые аудиофилы до сих пор покупают диски.

Когда дело касается цифрового хранения, в дело вступают кодеки. Основная их задача – сжать файл. По типу сжатия кодеки бывают 2 типов:

• Lossless – сжатие без потерь качества. Самый распространенный вариант – flac. Кодек «вырезает» только то, что вы не услышите: звуки ниже 20 Гц и выше 20 000 Гц. Если дорожка длительностью 3 минуты в wav будет весить около 50 МБ, то во flac – около 43 МБ.

Hi-Res Audio (звук высокого разрешения) – термин близкий по значению к Lossless. Разницу между ними мы объясним, когда будем рассказывать о характеристиках кодеков.

• Lossy – сжатие с потерями качества. Кодек уменьшает битрейт, «жертвуя» определенным количеством полезной информации. Это влияет на качество звука, но та же 3-минутная дорожка mp3 будет занимать около 7 МБ.

Сравнение на графике одинаковых звуковых дорожек в качесвте Lossless и Lossy

Если бы речь шла о проводных наушниках и скачиваемой музыке, то на этом можно было бы завершить статью. Ведь можно потратить 500-700 гривен, купить карту памяти на 128 ГБ, и у вас была бы возможность собрать медиатеку примерно из 3000 треков во flac.

Сегодня сохранить тонну музыки – не проблема. Проблема – передавать ее по воздуху, так как мы пользуемся стримингами и TWS-наушниками. Вот мы и подошли к основной теме статьи – Bluetooth-кодекам.

Особенность Bluetooth кодеков

Сейчас мы только изложим проблематику, связанную с блютус-кодеками. Подробно о каждом из них мы расскажем немного дальше.

На этапе записи аналоговый звук преобразуется в цифровой при помощи АЦП. На этапе воспроизведения происходит обратный процесс: цифровой файл превращается в аналоговый, чтобы его могли повторить динамики. Преобразование осуществляет ЦАП.

Когда мы используем проводные наушники, задействуется ЦАП в смартфоне/плеере. В таком случае нет ограничения по битрейту, так как провод имеет высокую пропускную способность.

Когда вы используете беспроводные наушники, то передается необработанный сигнал, и ЦАП задействуется уже непосредственно на них. В данном случае все упирается в железо: процессор менее мощный и аккумулятор менее емкий чем у смартфона. Потому для воспроизведения музыки через Bluetooth используются особые кодеки.

Особые – не означает плохие. Почти все они относятся к категории Lossy, но при этом поддерживают нормальный битрейт. Их можно назвать «легкими» – с преобразованием справятся большинство наушников.

Lossless-кодеки для Bluetooth также существуют. По качеству они близки к FLAC, то есть презрительное отношение аудиофилов к беспроводным наушникам необоснованно. Другой вопрос, что для воспроизведения Lossless нужны устройства класса Hi-Res, а стоят они дороже, чем аналогичные по качеству проводные. На сайте есть рейтинг TWS-наушников, в котором вы можете найти для себя подходящую модель с поддержкой Hi-Res.

Важной особенностью блютуз-кодеков является возможность перекодировки. Не имеет значения, в каком формате музыка храниться у вас на телефоне или подгружается со стримингов – программа ее перекодирует таким образом, что легче было передать по Bluetooth.

При этом возможно понижение характеристик: если блютуз-кодек не поддерживает высокий битрейт исходника, он его «порежет». Наоборот, в сторону повышения, к сожалению, это не работает. Потому перед тем как ставить Lossless-кодек в настройках Bluetooth, нужно скачать музыку во flac или убедится, что ваш стриминговый сервис может выдавать аналогичный по качеству исходник. Как менять настройки в телефоне и стриминге, мы рассказываем в последней части данной статьи.

Характеристики кодеков

Есть 3 основных характеристики кодеков:

• Частота дискретизации. Звук – это волна. Одно из ее свойств – непрерывность на всем промежутке от возникновения и до затухания. Закодировать непрерывную волну невозможно, потому ее превращают в дискретный сигнал. Вспомните, как строили графики в школе: сразу провести линию через заданные координаты нельзя, но можно поставить точки, а потом соединить их. Точно так же можно представить процесс превращения непрерывного сигнала в дискретный. Насколько полученный звук будет похож на непрерывный, зависит от частоты дискретизации. Она измеряется в килогерцах (кГц) и отображает, сколько тысяч сэмплов («точек») будет сделано за секунду. Минимально используемая частота дискретизации в наше время – 16 кГц, максимальная – 192 кГц. Чем она выше – тем лучше.

• Разрядность (битовая глубина, глубина звука). Вся цифровая информация передается в битах. Разрядность показывает, сколько бит тратится на запись одного сэмпла. Влияет она на точность передачи сигнала. Если бы разрядность была равна 1 биту, то было бы только 2 варианта громкости: звук и тишина. Если использовать 8 бит, вариантов звучания будет уже 2⁸ – 256. На практике сейчас самый распространенный 16-битный (65 536 вариантов) и 24-битный (16 777 216) звук, а есть также 32-битный (4 294 967 296). Чем выше разрядность – тем более детализировано передается звук.

• Битрейт. Отображает поток данных – сколько тысяч битов передается за секунду (кбит/с). Зависит от частоты дискретизации и разрядности. Например, Audio CD имеет битрейт 1 411,2 кбит/с = 44,1 кГц×16 бит×2. 

Примечание: Выше мы писали, что Hi-Res Audio и Lossless – это близкие по смыслу термины. Отличаются они по битовой глубине и частоте дискретизации. Термин Lossless используют для музыки с характеристиками 16-24-бит и 44,1-48 кГц. Hi-Res – 24-бит и выше, 48+ кГц.

В идеальном мире мы бы использовали звук 6144+ кбит/с (96+ кГц 32+ бит), но тогда на хранение и передачу уходило бы много ресурсов. Во-первых, это технически сложно – трек, который во flac при разрешении 44,1 кГц 16-бит весит 40 МБ, при 96 кГц 32-бит будет занимать уже около 200 МБ. Во-вторых, это не очень то и нужно, так как человеческий слух очень много нюансов не улавливает. В этом и кроется основная суть кодеков – убрать те моменты, которые «съедают» битрейт, но на наше восприятие музыки не влияют. Музыка в 256 кбит/с уже звучит хорошо, в 320 кбит/с – отлично, а для прослушивания аудиокниг или подкастов хватит 128-196 кбит/с.

Bluetooth-кодеки имеют ту спецификацию, что кодируют аудио так, чтобы его можно было передавать по воздуху. Попросту говоря, чтобы пропускная способность Bluetooth была больше битрейта. Современные версии Bluetooth имеют максимальную пропускную способность: 4.0 – 1 Мбит/с (1024 кбит/с), 5.1 – 1-2 Мбит/с (1024-2048 кбит/с). И это максимальная, а реальная будет ниже.

Перед тем, как менять кодек, проверьте версию Bluetooth, которая используется на вашем гаджете. В сведениях о системе это никак не проверить, потому придется гуглить.

Кроме перечисленных характеристик есть 2 фактора, которые также стоит учитывать при выборе кодека:

• Задержка. Чем выше битрейт – тем больше будет задержка. При прослушивании музыки это не имеет особого значения, но важно для игр. Также некоторые кодеки сами по себе имеют маленькую задержку, на что мы обязательно акцентируем ваше внимание.

• Возможности ИИ. Мы сказали, что нельзя повысить качество музыки, если у исходника низкий битрейт. Это не совсем так: обученный искусственный интеллект, если ему дать Lossy исходник, может повысить разрешение. Например, есть плеер Sony Walkman NW-A105, который поддерживает технологию DSEE HX. Это алгоритм, созданный на основе машинного обучения, который «прокачивает» качество музыки до Hi-Res. Производительности беспроводных наушников пока не хватает для такого уровня улучшения, но технологии ИИ уже активно применяются в моделях среднебюджетного и топового ценовых сегментов. Свои решения есть у наушников Apple, Sennheiser, JBL.

Ремарка: технология DSEE HX появилась в 2013 году на усилителях. В 2018 ее улучшенную версию уже удалось уместить в портативный MP3-плеер. Возможно, мы выдаем желаемое за действительное, но в скором времени можно ожидать появления DSEE HX в беспроводных наушниках Sony.

5 наиболее распространенных блютус-кодеков

Кодеки Lossy:

• AAC. Хороший кодек, в котором реализовано много интеллектуальных фишек. Как результат: при равном битрейте звучит лучше остальных кодеков. При этом он больше других нагружает процессор, а следовательно, наушники быстрее разряжаются.

• SBC. Самый распространенный кодек, но далеко не лучший. Главный недостаток: могут возникать искажения звуков высокочастотного диапазона. Преимущество: стабильный сигнал, который будет работать на большом расстоянии. Хороший вариант, если вы занимаетесь делами по дому и слушаете подкаст, аудиокнигу. Для музыки лучше не использовать.

• aptX. Без каких-либо недостатков, но и преимуществ не имеет. Единственное, что стоит отметить – низкие задержки (80 мс против более 200 мс у других кодеков), благодаря чему этот стандарт рекомендуют ставить геймерам.

Кодеки Lossless:

• aptX HD. Хорошо передает музыку с высоким разрешением, но имеет проблемы с соединением. Оно стабильное, но работает только на небольших расстояниях: пока телефон лежит в кармане, все будет нормально, но стоит от него отдалиться, и начнутся лаги.

• LDAC. Потенциально хорошая, но еще не обкатанная технология. Кодек звучит на уровне aptX HD, хотя по характеристикам его превосходит.

Примечание. Существует некоторая путаница с ALAC – кодеком Apple со сжатием без потерь качества. Он может использоваться для беспроводной передачи Lossless-музыки с сервера на ваше портативное устройство. В блютус-наушниках данный кодек еще не реализован.

Как переключить кодек на телефоне

Для владельцев гаджетов Apple у нас плохие новости: в них используется кодек AAC, и изменить его нельзя. Потому слушать музыку в качестве Hi-Res в беспроводных наушниках не получится.

В смартфонах на Android поменять кодек можно в Режиме разработчика:

• Перейдите в Настройки – Система – Режим разработчика.

• Если Режима разработчика нет, тогда его нужно активировать. Настройки – Система – О телефоне – быстро нажимайте на номер выпуска, пока не появится сообщение об активации Режима разработчика.

• В Режиме разработчика подряд расположены 3 нужные нам настройки: Кодек при передаче через Bluetooth, Частота дискретизации, Разрядность.

Некоторые кодеки вам могут быть недоступны, что связано с версией ОС. После смены кодека поменяйте частоту дискретизации и разрядность, используя те же характеристики, что у источника музыки. Можно выбрать значение меньше чем у источника, но ставить больше не имеет смысла – это увеличит нагрузку, но не повысит качество воспроизведения.

Также учитывайте версию Bluetooth: для в 4.0 максимальная пропускная способность 1 Мбит/с (1024 кбит/с), потому битрейт не должен быть больше. Для версии 5.1 можно выбрать любой Bluetooth-кодек, так как ни один из них не имеет битрейт больше 2048 кбит/с.

Какой битрейт используется на стримингах

Битрейт зависит от выбранных настроек:

• YouTube Music. Низкое – 48 кбит/с, Обычное – 128 кбит/с, Высокое – 256 кбит/с, Очень высокое – 320 кбит/с.

• Apple Music. По умолчанию работает с битрейтом 256 кбит/с. Также есть режимы Lossless (1152 кбит/с) и Hi-Res Lossless (4752 кбит/с). На устройствах Apple для беспроводных наушников включать эти режимы не имеет смысла. Lossless можно выбирать на Android. Режим Hi-Res Lossless предназначен только для проводных наушников.

• Spotify. Обычное качество – 96 кбит/с, Высокое – 160 кбит/с (максимальный битрейт для Spotify Free), Очень высокое – 320 кбит/с. Если вы ставите Очень высокое качество, рекомендуется в настройках отключить экономию трафика. Стриминг уже давно анонсирует режим Spotify HiFi, но дата релиза на момент написания статьи еще не называется.

• Deezer. По умолчанию работает с 128 кбит/с. В настройках можно выбрать Высокое качество с битрейтом 320 кбит/с. С подпиской Deezer HI-FI будет доступна настройка FLAC – 1411 кбит/с.

Обратите внимание, что когда вы выбираете Lossless в Apple Music и FLAC в Deezer, то резко увеличиваете расход трафика. Учитывайте это, когда вы слушаете музыку через мобильный интернет.

Итоги

• Подбирайте кодек, отталкиваясь от исходника. Для Lossy оптимальным вариантом является AAC, также подойдет aptX. Lossless – aptX HD.

• При выборе кодека учитывайте версию Bluetooth.

• На бюджетных наушниках разницу между кодеками Lossy и Lossless заметить сложно.

Если вы любите качественный звук, вас также может заинтересовать наша статья о выборе колонок.