Не всички кодеци са еднакво добри. Все пак навярно и

Не всички кодеци са еднообразно положителни. Все отново вероятно и сами си знаете: когато видите единствено три букви SBC в характерностите на безжичните слушалки, доста хора незабавно подвигат раменен и отхвърлят да ги купят. Но в случай че там е посочен LDAC или най-малко AptX Adaptive, тогава можете да сметнете този модел за заслужен за внимание. И по този начин, какви са тези кодеци и в действителност ли SBC е неприятен? Нека да разберем!

Какво е кодекът и за какво е нужен?

В случай на естествена кабелна връзка всичко е доста просто: има файл в някакъв формат, има декодер на този формат, има DAC с усилвател и излаз за слушалки. И всичко това се побира напълно обикновено в един смарт телефон. Е, или „ посредством “ на маркетинга, който лиши множеството мобилни телефони от 3,5 мм излаз, участва под формата на пакет „ смарт телефон плюс външен USB-запис “. Няма никакви ограничавания, нищо не пречи на никого – просто зареждайте музика с оптимално качество и я слушайте със същото качество.

Но незабавно щом поискате да се отървете от кабела за слушалки и си купите модел с Bluetooth, всичко се усложнява: сигналът към този момент се предава по радиоканал и би трябвало да извършите по този начин, че, първо, да стигне до слушалките цялостен и в точния момент, второ, да запазите оптимално качеството и, трето, да съумеете да се промъкнете през техническите ограничавания на същия този Bluetooth за стрийминг (невъзможно е да се трансферира повредената част от информацията наново, както в тази ситуация с файла). А и пространството в близост е мощно нечисто: доста други устройства излъчват своите сигнали, които по някакъв метод си пречат.

Именно за това служи кодекът: той опакова (компресира) звука по тъкмо избран метод и го излъчва към слушалките, където той се разопакова назад и благодарение на ЦАП и усилвател се трансформира в аналогов сигнал, отиващ към представителите на слушалките.

Психоакустика и загуби

За да предадете тон с качество на CD, ви е нужна скорост на стрийминг от 1411 kbps, което по принцип не е доста. Но щом се стигне до практическото осъществяване, се оказва, че е невероятно да се получи постоянен транспорт с такава скорост посредством Bluetooth и би трябвало да се измисли нещо. Но какво?

Можете да компресирате аудиото от страна на предавателя, да го вкарате в радио канала и по-късно да го декомпресирате назад до първичното му положение. Проблемът с компресирането е, че не може да се прави до безспир – би трябвало да се откри баланс сред размера и количеството неточности след декомпресирането. А по какъв начин да се понижи количеството на излъчената информация, без слушателят да забележи утежняване на качеството?

Може да се употребява компресия без загуби, когато възобновяване на данните е изцяло приключено. Такива са да вземем за пример добре познатите на доста хора FLAC и ALAC и по-рядко APE (MonkeyAudio). Но, уви, в Bluetooth не се употребява – в реалност такива потоци не могат да се предадат безпроблемно и по тази причина се постанова звукът да се компресира и опакова доста по-плътно.

За да може да се направи това, би трябвало да се употребява компресия със загуби, която не би трябвало да се вижда изключително доста след декомпресията. Тук на помощ идва психоакустиката. Става въпрос за това, че човек не е в положение да чуе спокоен тон по едно и също време със мощен или незабавно след него, шумът може да маскира някой звук и така нататък, в това число появяването на нова периодичност заради разликата сред два сигнала с по-висока периодичност. Подобно маскиране може да бъде едностепенно (когато маскираният и маскиращият тон звучат едновременно) или разностепенно (между тях има дребна разлика във времето на поява във фонограмата). Така че, в случай че премахнете маскиращия тон, той няма да бъде доста видим по време на слушане, а и ще спестите много място.

Междинно умозаключение: от техническа позиция не съществуват варианти за „ слушане без загуби “ в Bluetooth слушалките.

SBC

Това е и Subband Codec, най-нежеланият (съвсем на вятъра!) вид измежду хората. Това е общоприетият кодек за профила A2DP, който дава отговор за преноса на тон към устройствата за възпроизвеждане, свързани към слушалките, високоговорителите и т.н, т.е. всички устройства, поддържащи профила, автоматизирано знаят по какъв начин да работят със SBC.

Освен това SBC е напълно банален от позиция на обработката и употребява минимални изчислителни запаси спрямо другите кодеци, употребява 4 или 8 честотни поддиапазона – нарязва всички честоти на фрагменти и кодира всеки откъс поотделно, като стартира с басите и приключва с високите честоти, динамично разпределяйки битовете за оптимално опазване на „ материала “ (т.е. оптималните икономии са постоянно във високите честоти). Битрейтът му доближава 510 kbps и даже 1500 kbps (според някои източници). Изглежда, че скоростта е задоволителна, а и другите параметри на кодека могат да се контролират (семпли, систематизиране на битовете и т.н.), но…

Но производителите в най-хубавия случай употребяват целесъобразния профил SBC High Quality, който лимитира потока до 328 kbps (при периодичност на дискретизация 44,1 kHz), а разработчиците на Bluetooth стека от своя страна не са си създали труда да поддържат други профили и настройки. Това хем е механически по-лесно, хем, още веднъж, най-високият битрейт по този начин или другояче не се трансферира безпроблемно до слушалките. А в случай че някой ще употребява по-прост профил (същото приблизително качество) и настройки, ще получим много неприятен тон, който постоянно се среща в евтините слушалки от Aliexpress, а от време на време и при съществени производители. А закъснението от 170-270 ms надали е задоволително. Така че SBC има добър капацитет, само че производителите да кажем, неизвестно за какво не желаят да го осъществят, като се изключи това, че има няколко неофициални ъпдейти (например SBC XQ), които отключват потока до цели 600 kbps.

AAC

Известен още като Advanced Audio Coding, той употребява психоакустичен модел за реализиране на по-добър резултат при лимитираната скорост на обмена на данни. Много хора имат вяра, че е създаден от Apple, даже има клюки за версия на декодиране на AAC като Apple Audio Codec, само че това не е правилно. Само че изказванието, че най-хубавите резултати с този кодек са при продуктите на Apple, е чиста истина. Виновник за това е потреблението на по-различни реализации на кодирането в едни и същи устройства: Apple AAC в iOS, Fraunhofer AAC в някои по-нормални Android устройства, както и реализацията Don’t-Know-What-I’m-Doing на AAC в други естествени, както и по-опростени устройства, което включва голям брой треторазредни производители на смарт телефони.

От позиция на продуктивността AAC изисква доста повече изчислителни запаси от SBC и aptX, също така Android има гъвкава система за ръководство на зареждането, която може да сметне, че кодирането в AAC е по-трудоемко, в сравнение с е належащо сега, и да понижи качеството.

Максималният битрейт на кодека е 320 kbps, само че 256 kbps е постоянно срещан. Да, при този поток той дава по-добро качество от SBC, само че заради неразбираемата имплементация във всеки съответен смарт телефон и по-високата консумация на сила то може да се окаже не най-хубавият избор. Средната инертност е сред 90 и 150 мс.

Различните версии на aptX

Може да се изненадате да научите, че кодекът не е създаден от Qualcomm (те неотдавна го закупиха), а от Стивън Смит през 80-те години на предишния век като част от докторантското му проучване в университета Куинс в Белфаст. Намаляването на размера на информацията в този кодек се реализира не посредством психоакустика, а посредством адаптивна диференциална импулсно-кодова модулация (адаптивна, тъй като стъпката на квантуване може да варира). Но Qualcomm продължи да развива този кодек и след покупката от общоприетия aptX се появиха aptX HD, aptX Adaptive, aptX Loseless и aptX Low Latency. Съществуват и E-aptX, aptX Live и aptX Voice, само че те не се употребяват за нормалните задания: първият е основан за предаване на тон по електронен път, в това число дигитален, вторият е предопределен за работа с безжични микрофони и сходно съоръжение за запис и осъществявания онлайн, а третият е насочен към по-добрия транспорт на глас по време на диалози.

Стандартният вид на кодека aptX създава най-много 325 kbps при периодичност на дискретизация 44,1 kHz (или 384 kbps при периодичност на дискретизация 48 kHz), което е сравнимо със SBC, само че има по-нисък предел на шума (и той стартира да нараства видимо за SBC още при 2,5 kHz, а за aptX – при към 5 kHz), както и по-малко изкривявания на високите честоти, което е доста значимо. И да, заради неналичието на опция за свободна смяна на настройките от страна на производителите на смарт телефони той обезпечава доста по-голяма предсказуемост на резултата. В общоприетата версия дава забавяне (латентност) при разнообразни измервания от 80 до 170 ms и според от съответния „ хардуер “, на слух може да се съпостави със SBC-варианта.

По-усъвършенстваният aptX HD е вид на нормалния aptX, само че с по-висок битрейт – до 576 kbps, заради потреблението на хибридна скица за шифроване и повече данни за честотните диапазони. Високите честоти се резервират по-добре и имат по-малко изкривявания, динамичният обсег е по-голям (120 dB) и заради по-ниските условия за изчислителна мощ може напълно елементарно да работи на по-слаби устройства, като обезпечава относително високо качество на звука.

Следващата стъпка е aptX Adaptive, чиято ловкост е променливата скорост на потока от 276 до 420 kbps. Коефициентът на компресия също е изменчив, което води до качество на звука, сравнимо с това на aptX HD.

Още по-добро качество дава обещание aptX Loseless, най-новият вид с битрейт до 1200 kbps и адаптивна смяна на битрейта. Въведен през 2019 година, той към момента не е набрал известност, изисква модерни процесори с поддръжка на платформата Qualcomm Snapdragon Sound. Сред слушалките към този момент не мога да се посочим персонално нито един модел от по-известните. Така че ще чакаме.

Последният от серията е aptX Low Latency, който всъщност е вариация на aptX с минимална инертност. Скоростта на потока е 352 kbps, само че латентността е към 30-40 ms, което е изцяло задоволително за кино и изключително за компютърни игри. Няма смисъл да го употребявате за слушане на музика.

LDAC

Активно рекламиран от основателите си от Sony, кодекът обезпечава в действителност високо качество на звука със скорост на потока до 990 kbps и поддръжка на 96 kHz/24-битов тон. А качеството на CD се трансферира без никакви промени и утежняване. И участва на всички устройства с Android 8 и нагоре. Изглежда, че е открито идеалното решение! Но не всичко е толкоз просто.

На първо място, кодекът може да работи в режими Hi-Res и CD, като вторият режим придвижва 44,1 kHz/16 bit аудио, употребявайки определения битрейт. Второ, кодекът има три варианти за качество: най-хубава опция за връзка (330 kbit/s), уравновесена (660 kbit/s) и оптимално качество (990 kbit/s), като няма гаранция, че смарт телефонът ви може да работи с последната. Но при 330 kbit/s LDAC няма да звучи по-добре от SBC или AAC, като явно не обезпечава CD-качество.

Друга компликация при този кодек е нуждата от постоянна връзка: 660 и изключително 990 kbps изискват малко разстояние сред смарт телефона и слушалките в действителни условия на потребление. А при 330 kbps той се оправя по-зле от AAC с SBC. Плюс това „ качеството “ въпреки всичко би трябвало да се избира наложително в настройките, в случай че това е допустимо в тази ситуация на съответен смарт телефон и фърмуер. Закъснението е до 200 ms, което не е уместно за игри и други сходни. Така че LDAC е в действителност добър единствено при оптималното си качество и при задоволително положителни условия на радиопредаване.

HWA: LDHC, LLAC, LDHC-V

Известен още като „ кодека на Huawei„, в действителност създаден от Savitech. Той значи Low-latency High-Definition audio Codec (а HWA – Hi-Res Wireless Audio) и е директен съперник на LDAC и aptX HD with Adaptive, интензивно разпространявани от Huawei. Битрейт от 400, 560 и 900 kbps, оптимално качество на звука от 96 kHz/24 бита – всичко това прави LDHC много съществено решение.

Стандартната версия има същото забавяне като LDAC – до 200 ms, само че има и LLAC (Low-latency Audio Codec или LDHC LL) със забавяне до 30 ms. В същото време оптималният битрейт е понижен до единствено 600 kbps, което обезпечава напълно порядъчен тон за игри.

Най-новият вид на кодека LDHC-V е насочен към „ пълностоен Hi-Res “ и има битрейт от 128 до 1000 kbps и е самобитен „ анонс “ на LDHC Loseless, който теоретично може да има битрейт до 1400 kbps.

Ако съпоставим LDAC и LDHC, първият има малко по-висок оптимален битрейт (990 против 900 kbps), само че при неприятни условия на трансфер минималният битрейт ще бъде по-висок за втория (330 против 400 kbps). Освен това има алтернатива за ниска инертност, за която Sony не дава отговор.

SSC

Ето го и кодекът от корейците – Samsung Scalable Codec. Адаптивен, с изменчив битрейт от 88 до 512 kbps, той е планиран за оптималната непоклатимост на предаването на сигнала при всевъзможни условия, даже в ущърб на качеството на звука. Най-важното – без раздробяване или спиране!

За този кодек няма доста информация в Глобалната мрежа, като се изключи споменаването на неговото обновено продължение SSC Hi-Fi, предопределено за по-добро качество на звука. Максималният му битрейт доближава до 584 kbps, което към момента е по-ниско от този на съперниците му. Времето за забавяне не е посочено, уви.

Е, най-важното за този кодек е, че работи единствено с продуктите на Samsung. Това значи, че както смарт телефонът или таблетът, по този начин и слушалките би трябвало да са на Samsung и да поддържат SSC, в противоположен случай чудото няма да се случи.

LC3 и LC3plus

Един от най-новите кодеци, Low Complexity Communication Codec, е създаден от Fraunhofer IIS и Ericsson като сурогат на SBC. Битрейтът е от 160 до 345 kbit/s, само че качеството е доста по-високо. Кодекът е част от стандарта Bluetooth 5.2 LE и заради това към момента не се употребява необятно, само че можем да кажем сигурно, че слушалките с него ще устоят по-дълго заради по-ниската консумация на сила.

Версията LC3plus е проектирана за по-високо качество на звука и даже е приета от Японското аудио общество (JAS) дружно с MQair, LDAC и LHDC. Той обаче не е съчетаем с елементарния LC3. Битрейтът доближава до 600 kbps, а латентността е незнайна.

Други

Има и други кодеци, като UAT или MQAir, само че те нормално изискват освен това от слушалки и смарт телефон. Например, същият UAT на китайската компания HiBy, макар че може да създава 1200 kbps, работи с артикули единствено на HiBy – да вземем за пример някакъв плейър или DAC с правоприемник, към който ще бъдат свързани слушалки. А MQAir (или SCL6), патентован кодек от основателите на противоречивия стандарт MQA, дава обещание поток от 200 kbps до 20 mbps, само че за високите скорости ще употребява Wi-Fi. Което също не ни разрешава да го назовем пълностоен Bluetooth кодек. И още веднъж стои въпросът за поддръжката елементарните безжични слушалки.

Каква е равносметката?

И в последна сметка обстановката се оказва много занимателна: SBC наподобява неприятен кодек, само че в действителност е добър, AAC е друг за iOS и Android, aptX е доста по-различен, LDAC би трябвало да се избере ръчно за оптимално качество и това качество към момента се поддържа (и ние се радваме), LDHC и LLAC към момента се уголемяват, SSC е влезнал някак в себе си, а LC3 преди малко стартира своя път.

Какво да изберете. Ясно е – това, което смарт телефонът ви може да изведе най-добре, и това, което поддържат слушалките, от които се интересувате. Собствениците на Apple са улеснени в това отношение – единствено AAC, единствено хардкор. И не забравяйте, че колкото и да е страховит кодекът, незамърсеното с радиоизлъчване околно пространство и висококачественият източник, безжичните слушалки си имат личен DAC и усилвател, които дружно могат да създадат нещо прекомерно неприятно със звука, за което и най-хубавият кодек с най-правилните настройки няма да помогне.

Съветът е елементарен и общоприет: изслушайте устройството, преди да го купите. По-късно ще го имате в ушите си и единствено вие можете да решите дали ви харесва звукът на обичаната ви музика или не. Или пък се доверете на отзивите на „ верните “ и знаещите хора при положение на потребност. А в случай че към момента имате подозрения и не желаете да страдате, прелестният и изумителен свят на True Hi-Res по кабел с обособени DAC-усилватели ви чака! Готови ли сте?