Что за кодек LC3? Чем он хорош, где используется, и почему за ним будущее

Это очередная статья с пояснениями аудио кодеков. Ранее мы уже рассказывали о…

• SBC
• AAC
• LDAC
• AptX и AptX HD
• LDHC
• SSC.

А сегодня поговорим о более редком, но крайне перспективном LC3. Что это за зверь и где он применяется? В чем его отличие от SBC и других кодеков? Давайте разбираться.
Содержание:

• Что такое кодек
• Что такое LC3
• Где поддерживается LC3
• Как работает LC3
• Каким бывает LC3
• Другие плюсы LC3.

Что такое кодек

Напомним базу для тех, кто зашел сюда впервые. Если говорить простым языком, то Bluetooth — это вместо проводов, а кодек — вместо металлических жил внутри этих проводов и коннекторов на их концах. Кодек является одновременно и «языком общения» передатчика звука с наушниками, и неким стандартом качества этого общения.
Благодаря Bluetooth звук вообще имеет возможность передаваться со смартфона на наушники. А кодек отвечает за то, как он передается. Благодаря кодеку наушники понимают, что именно передает им смартфон и как это воспроизводить. Разумеется, метафора очень упрощенная, но она дает понимание принципа работы беспроводного аудио.
Кодек нужен еще и для того, чтобы подстроить объем передаваемых аудиоданных под возможности девайсов. Передать «чисто» декодированную музыку — в так называемом CD-качестве — современный Bluetooth пока не способен, поэтому кодеки отвечают за уменьшение объема данных и соревнуются между собой по эффективности сжатия с минимальным снижением качества.

Что такое LC3

LC3 расшифровывается как Low Complexity Communication Codec. Он изобретен компаниями Ericsson и Frauhofer IIS, а также утвержден консорциумом Bluetooth SIG в качестве базового и обязательного кодека для нового поколения беспроводного звука Bluetooth LE Audio.
По сути, LC3 приходит на смену довольно старому и низкотехнологичному SBC, который по умолчанию используется для большинства Bluetooth-аудио устройств с 2003 года — когда рынком еще правили не TWS-наушники, а тотемные блютус-гарнитуры A2DP на одно ухо.

Где поддерживается LC3

Вы, возможно, удивитесь, но LC3 присутствует в самых разных устройствах уже довольно давно. Например, он есть на большинстве современных флагманов на базе Android 13+, чипами Qualcomm, MediaTek, а также поддерживается устройствами Apple. Основным условием для его работы является Bluetooth 5.2 и новее, а также протокол LE Audio на обоих устройствах (источнике и приемнике звука). Пример таких смартфонов и планшетов:
Samsung: линейки Galaxy S23, S24, S25, Galaxy Z Fold / Z Flip 4 и новее, линейки Galaxy Tab S9 / S10
Google Pixel: линейки Pixel 7, Pixel 8 и Pixel 9
OnePlus: OnePlus 11, 12, 13 и новее
Xiaomi: флагманские Xiaomi 13, 14, 15 и сопутствующие T-серии.
Пример наушников с LC3:

• Marshall Major V.Audeze Maxwell (поддерживают Hi-Res модификацию LC3plus через комплектный USB-донгл)
• Sony: WF-1000XM5, LinkBuds S, INZONE Buds, WH-1000XM6 / WH-1000XM5 (поддерживают LE Audio после обновления прошивки)
• Samsung: Galaxy Buds2 Pro, Buds3 Pro
• JBL: Tour Pro 3, Endurance Peak 4
• EarFun: Air Pro 3, Air Pro 4
• Creative: Aurvana Ace / Ace 2, Zen Air Pro
• OnePlus Buds Pro 2
• Moondrop: Space Travel, Golden Ages.

По поводу «яблочных» устройств. Начиная с iOS / iPadOS 16 и macOS Ventura, компания частично внедрила LC3 в свои девайсы, но только для голосовых вызовов (профиль HFP). Послушать музыку через него с айфона не получится. Что касается аппаратной поддержки, то она присутствует на…

• iPhone 14 и новее,
• iPad с чипами Silicon M,
• iPad mini 7
• Mac и Macbook с чипами M2 и новее
• AirPods 4 / Pro 2 / Max.

Словом, кодек пока не очень сильно распространен, но присутствует в довольно широком списке девайсов. А стоит ли вообще его искать или обращать на него внимание? Как он работает и чем хорош?

Как работает LC3

Фото: Unsplash
Принцип работы LC3 схож с другими кодеками — это та самая психоакустическая модель; при ней из аудиопотока удаляются частоты, которые большинство людей не услышит. Особенность именно LC3 в том, что он делает это с минимальной нагрузкой на процессор — а значит, расходует меньше энергии.
В отличие от SBC, который делит звук на длинные фрагменты, LC3 нарезает аудиопоток на микроскопические пакеты — фреймы длительностью всего 7.5 мс или 10 мс. Это позволяет сократить задержки звука, ведь мелкие пакеты передаются быстрее. Далее звуковая волна разделяется на низкие, средние и высокие частоты, и кодек выявляет, где перекрытие блоков составляет более 50%, чтобы не возникало искажений звука.
Теперь кодек анализирует звуки в аудиодорожке и выявляет, какие можно удалить для ее облегчения. Например, тихий звук барабана маскируется другими, большинство ушей его не услышит, а значит можно его выбросить, как балласт с воздушного шара. Далее кодер выделяет больше бит под критически важные для восприятия частоты и еще больше уводит в тень фоновые и трудноразличимые звуки.
А теперь самое интересное. Во время беспроводной передачи данных в «зашумленных» другими устройствами условиях часть пакетов неизбежно теряется. На место утерянных элементов дорожки кодек достраивает звук сам, ориентируясь на соседние участки. В результате пользователь слышит не разрыв или заикание, а лишь чуть менее детализированный звук на доли секунд.
Главная фишка LC3 по сравнению с SBC — более гибкое удаление «лишнего» звука из дорожек для их облегчения. SBC использует грубое разделение на 4 или 8 частотных полос, а LC3 работает с непрерывным спектром высокого разрешения. А еще он упаковывает тот же объем данных в гораздо меньший битрейт, то есть тратится меньше энергии.

Каким бывает LC3

Основные характеристики кодека следующие:

• Битрейт: от 16 до 345 кбит/с на один канал (у SBC 240–345 кбит/с)
• Дискретизация: 8, 16, 24, 32, 44.1 и 48 кГц
• Глубина: 16, 24 или 32 бита
• Задержка: 7.5 — 10 мс (у SBC до 200 мс).

Существует также «хайрез-версия» под названием LC3plus. Сообщество Japan Audio Society лицензировала ее как Hi-Res Audio Wireless. Кодек работает на 96 кГц с 24/32 бита, то есть технически соответствует формату Lossless. Его можно назвать прямым конкурентом LDAC и aptX Adaptive, при этом не требующим лицензирования и отчисления роялти создателям.

Другие плюсы LC3

Фото: Gemini

• Эффективность сжатия и качество звука. Выдает вдвое лучшее качество звука при аналогичном битрейте по сравнению с SBC. Например, на битрейте 160 кбит/с LC3 звучит чище и детальнее, чем SBC на максимальных 345 кбит/с.
• Энергосбережение. Этот плюс выходит из предыдущего: передается до 2 раз меньше данных, а значит радиочип наушников и смартфона тратит значительно меньше энергии. То есть либо устройства будут «жить» вдвое дольше от одного заряда, либо АКБ наушников можно вдвое уменьшить в пользу размера драйвера или компактности корпуса.
• Auracast. LC3 позволяет транслировать аудио с одного источника (например, ТВ в спортбаре или спикер в аэропорту) на неограниченное количество наушников вокруг.
• Нативная многопоточность. В SBC один наушник является «главным» и пересылает звук второму, а LE Audio с кодеком LC3 отправляет независимые синхронизированные потоки отдельно на левое и правое ухо.
• Устойчивость к помехам. В пространствах, где много беспроводных устройств и эфир зашумлен, LC3 плавно снижает битрейт вместо того, чтобы заикаться или обрывать связь.
• Низкая задержка. Она всегда находится на уровне игровых 20–30 мс.

Очевидно, что SBC устарел и отслужил своё. Будущее — за "умными" стандартами и кодеками вроде LC3, которые интеллектуально отделяют мух от котлет и подстраиваются под современные реалии.