Мы привыкли к беспроводному миру. Беспроводные наушники и беспроводные колонки используют Bluetooth для передачи данных, в нашем случае – музыки. Однако вы наверняка замечали, что качество звука при подключении по Bluetooth может «теряться», к тому же звук будет идти с небольшой задержкой. Виновники этого – кодеки, которые позволяют передавать достаточно большие объемы данных по Bluetooth.
Что это такое, зачем они нужны и чем отличаются друг от друга, расскажет Игорь Позняев, автор канала «Блог системного администратора».
Начнем с главного. Что такое Bluetooth-кодек?
Если коротко, то это программа, которая сначала сжимает сигнал перед его передачей (кодирует), а затем распаковывает его на принимающем устройстве (декодирует). Например, вы хотите передать музыку с телефона на наушники. В этом случае кодек кодирует сигнал на телефоне, затем этот сигнал идет на наушники, там декодируется и попадает вам в уши.
Если бы не кодеки, мы бы до сих пор ходили с проводами от телефона, поскольку пропускная способность Bluetooth весьма ограничена, и вряд ли мы смогли бы сделать беспроводные наушники. И если сказать просто, то кодеки нужны, чтобы уменьшить размер файла перед его передачей, при этом сохранить приемлемое качество звука, еще и уменьшить энергопотребление, так как для работы с небольшими файлами нужно затратить меньше энергии, чем для работы с большими.
Но это – суть их работы. Технологии постоянно развиваются, поэтому разные кодеки показывают разный качественныйрезультат и разную эффективность.
Начнем с SBC (Subband Codec)
Это – база. Точнее, базовый кодек, который должны поддерживать все Bluetooth-устройства, независимо от их класса и производителя. Он был разработан как часть профиля A2DP (Advanced Audio Distribution Profile), и, если можно так выразиться, является «точкой отсчета» для всех остальных кодеков.
Принцип работы у него довольно простой: сигнал делится на несколько частотных поддиапазонов (собственно, поэтому и Subband), и кодирует каждый из них отдельно. Такой подход позволяет адаптировать сжатие к разным частотным составляющим сигнала, да и сам кодек можно настраивать очень гибко – он может работать в широком диапазоне битрейтов, от 10 до 1500 кбит/с, в теории. На практике битрейт ограничен примерно 345 Кбит/с на канал.
И, как ни странно, эта его черта – это же и главный минус SBC. Дело в том, что производители могут менять параметры как захотят, и очень часто выходит «очень не очень». Если при 328 Кбит/с (это рекомендованный битрейт для качественного стерео с частотой дискретизации 44,1 кГц) звук будет неплохим, то уже при 240 кбит/с он сильно испортится и будет «резать уши».
Таким образом, выходит, что SBC – неплохой и гибкий кодек, с поддержкой частот дискретизации 16, 32, 44,1 и 48 кГц, с типичным битрейтом 328 Кбит/с, и с задержкой в 200-250 мс. К минусам можно отнести то, что обычно он «теряет» заметную часть деталей, просто потому что он так работает – делит звук на подчастоты и сжимает уже их. Как правило, SBC используется для подключения старых устройств, и используется тогда, когда нет альтернативы.
AAC (Advanced Audio Codec)
Этот кодек использует Apple, также он является стандартным для некоторых стриминговых сервисов, в том числе YouTube. Он намного сложнее SBC, так как использует психоакустическую модель. Особенности нашего слуха таковы, что тихие звуки как бы маскируются более громкими, соответственно, их можно «безболезненно» обрубить, таким образом и вес файла уменьшится, и звук сильно не пострадает.
То есть AAC позволяет добиваться лучшего звучания, чем SBC при сопоставимом битрейте, хотя производители обычно используют 256 Кбит/с (при теоретическом максимуме до 320 Кбит/с). Однако сложность обработки накладывает и определенные требования. Так, чтобы AAC звучал хорошо, нужен мощный энкодер. И если у Apple есть собственный Apple AAC, то у большинства смартфонов на Android с этим все намного хуже.
А еще AAC поддерживает до 48 каналов, широкий диапазон частот дискретизации (8 кГц, 11.025 кГц, 12 кГц, 16 кГц, 22.05 кГц, 24 кГц, 32 кГц, 44.1 кГц, 48 кГц, 64 кГц, 88.2 кГц, 96 кГц) и переменный битрейт (VBR). Иными словами, получается еще один универсальный кодек, который «в среднем» дает лучшее качество звучания, чем SBC, но сильно зависит от реализации производителем.
Вариации aptX (кодек от Qualcomm)
Кодек, который появился еще в 1988 году, а сейчас принадлежит компании Qualcomm. Очень популярный среди Android-смартфонов. За время существования было создано довольно большое количество его вариаций. Если очень просто объяснять принцип его работы, то он похож на квантование – округление значений сигнала. Мы разбирали это в статье про работу JPEG-сжатия.
Обычный aptX выдает качество звучания, чуть лучшее, чем у SBC, с поправкой на более высокий битрейт – до 384 Кбит/с (тогда как у SBC, как правило, используется не более 345 Кбит/с), и поддерживается довольно большим количеством Android-устройств. Доступные частоты дискретизации – 44,1 и 48 кГц.
aptX HD отличается от обычной версии более сложным алгоритмом сжатия, и, как следствие, увеличенным (до 576 Кбит/с) битрейтом. Также он поддерживает частоты дискретизации 88,2 и 96 кГц. Однако aptX HD встречается реже, чем обычный aptX.
aptX Low Latency, как следует из названия, адаптирован для любителей игр. В нем немного снижен битрейт (до 352 Кбит/с), однако минимизированы задержки передачи данных, так как и данных немного, и способ их кодирования упрощен для «железа».
aptX Adaptive – самый новый кодек с переменным битрейтом (276-420 Кбит/с). Он же (пока что) самый редкий. Поддерживает частоты дискретизации 44,1 и 48 кГц, обладает сравнительно низкой задержкой, и в целом – достаточно неплохой мейнстрим кодек.
LDAC – вступаем на территорию Hi-Res
Довольно популярный кодек от Sony, поддерживается очень большим количеством смартфонов, поскольку энкодер LDAC входит в состав Android, начиная с 8-й версии. Кодек преподносится как «Hi-Res», однако на деле обеспечивает близкое к Hi-Res звучание. Как это понимать?
Битрейт несжатого CD – 1411 Кбит/с, а поддерживаемые битрейты LDAC – от 303 до 990 Кбит/с, то есть часть информации все-таки теряется. Кроме того, чем выше битрейт – тем лучше должно быть соединение с телефоном. При максимальном значении (990 Кбит/с), даже если телефон лежит в кармане, уже будут неприятные «стопоры» и «заикания». Хотя это зависит еще и от конкретной модели устройств.
Но стоит отдать должное, LDAC обеспечивает лучшее качество звучания среди всех Bluetooth-кодеков при максимальном битрейте. Поддерживаемые частоты – 44,1, 48, 88,2 и 96 кГц.
LHDC (Low-Latency High-Definition Audio Codec)
Еще один кодек, который позиционируется как Hi-Res. В действительности, он, опять же, срезает немного информации – его максимальный битрейт составляет 900 Кбит/с. В основном продвигается китайскими производителями Huawei и Xiaomi. Предполагается, что в будущем этот кодек будут поддерживать все Android-смартфоны.
И это не удивительно, ведь он лишен главного недостатка LDAC, а именно требовательности к соединению (при максимальном битрейте ему тоже нужно хорошее соединение, но оно не настолько хорошее, как при использовании LDAC). При этом он также поддерживает частоту дискретизации до 96 кГц, а вариации (LARC) еще и показывают низкую задержку.
Из минусов можно выделить то, что кодек молодой, и есть на сравнительно небольшом количестве устройств.
Однако кодеки – это не все, что влияет на качество звука
Может показаться, что при выборе наушников обязательно нужно смотреть на поддерживаемые кодеки, но это не так. Если проводить аналогию, то это как выбирать автомобиль, исходя из объема его двигателя – показатель важный, но смотреть нужно на все вместе.
Бывает, что хорошие наушники при передаче данных через SBC звучат лучше, чем плохие с LDAC. Потому что на звук, помимо кодека и соединения, влияет очень много параметров, начиная с площадки, откуда вы его взяли (и битрейта исходного файла), заканчивая динамиками и формой наушников.
Поэтому при выборе гарнитуры нельзя смотреть только на кодек. Идеально, если вы сможете послушать ее перед покупкой, чтобы понять – нравится вам звук или нет. Запомним, кодеки – важный, но далеко не единственный параметр. И тем более, если хочется звучания на уровне «супер», вам в принципе не подойдут беспроводные наушники – тут только Lossless «по-старинке», то есть через провод. Не очень удобно, зато точно будет звучать лучше большинства BT-наушников.