Музыка по Bluetooth: разбираемся в беспроводных аудиокодеках
В последние пару лет беспроводные наушники получили широкое распространение, но любители качественного звучания не спешат избавляться от проводов. Причина в том, что потоковая передача звука по радиоканалу требует кодирования специальным алгоритмом — кодеком, так как пропускная способность канала Bluetooth сильно ограничена. Базовые кодеки нетребовательны к вычислительной мощности источника, но ощутимо портят аудиопоток и не способны обеспечить уровень Hi-Res аудио. С развитием техники появились высококачественные кодеки, в их числе: aptX, aptX HD и LDAC.
Теория цифрового звучания
Качество цифрового звука определяют несколько параметров, в первую очередь, частота дискретизации, то есть частота оцифровки аналогового звука. Единица измерения — герцы (Гц), то есть количество отсчётов в секунду. Чем больше, тем ближе закодированный звук к исходному сигналу.
Разрядность (бит) определяет точность кодирования каждого участка, определенного частотой дискретизации. Большие значения обеспечивают лучшую точность, но пропорционально возрастает объём требуемых данных.
Битрейт зависит от выше перечисленных параметров и характеризует поток, необходимый для кодирования и передачи звука через канал за единицу времени. Битрейт зависит от степени компрессии сигнала и косвенно определяет качество звука. Измеряется в битах в секунду (бит/с).
Стоит помнить, что для активации кодека необходима его двухсторонняя поддержка источником и устройством воспроизведения, то есть, например, наушниками и смартфоном. В противном случае для передачи аудио будет выбран менее качественный алгоритм. Эталон цифрового звука — компакт-диск, который использует частоту дискретизации 44100 Гц при разрядности 16 бит, отсутствие сжатия и два канала обеспечивают битрейт 1411 кбит/с.
Subband Coding
SBC или Subband Coding — эффективный кодек передачи аудио через Bluetooth с потерями. SBC появился задолго до распространения мощных смартфонов, а его первоочередная задача — снижение вычислительной нагрузки на кодирование и декодирование звука. Другие задачи — экономичная и стабильная передача в любых условиях. Алгоритм действует грубо и основан на несовершенстве человеческого слуха. Частотные диапазоны, неразличимые в совокупности аудио тракта, вырезаются и не кодируются. Битрейт 328 кбит/с при частоте дискретизации 48 кГц и глубине 16 бит, что сравнимо с MP3, но итоговое качество значительно уступает.
Кодек SBC является базовым для передачи аудио через Bluetooth и совместим со всеми устройствами. Качество в натяжкой хватает для прослушивания форматов MP3 и AAC, а также для стриминговых сервисов вроде Google Play Музыки и Apple Music.
Advanced Audio Coding
AAC или Advanced Audio Coding — дальнейшее развитие технологии с лучшим качеством звучания при меньшем битрейте. Эффект достигается сложными алгоритмами, которые требуют большие вычислительные возможности, что для современных устройств вовсе не проблема.
Получил распространение в технике компании Apple, которая не нуждается в представлении. Стоит признать, что более продвинутых алгоритмов в гаджетах компании из Купертино нет. Продвинутые аудио-устройства сторонних производителей как правило поддерживают AAC, но одновременно совместимы с более продвинутыми кодеками aptX, aptX HD и LDAC о которых ниже.
aptX и aptX HD
Разработанный компанией Qualcomm кодек aptX приблизил качество передаваемого без проводов звука к компакт-дискам. В отличии от SBC и AAC, продвинутый кодек основан на уплотнении и оптимизации потока, итоговая компрессия 4 к 1. Битрейт передачи — 352 кбит/с при частоте дискретизации 44,1 кГц и разрядности 16 бит.
Модернизированный вариант aptX HD превосходит по качеству звуковой компакт-диск. Частота дискретизации достигает 48 кГц при разрядности 24 бита, а битрейт — 576 кбит/с. Степень компрессии сохранена — 4 к 1.
Главный недостаток aptX и aptX HD — необходимость лицензирования у компании Qualcomm, из-за чего количество совместимых устройств ограничено. В числе смартфонов — устройства на базе флагманских чипов Qualcomm Snapdragon. Совместимые смартфоны и планшеты на других платформах — большая редкость, яркие примеры — последние флагманы Huawei и Meizu. С другой стороны, смартфоны и планшеты Apple кодек не поддерживают.
Meizu EP52
Список совместимых с aptX наушников и аудиосистем куда шире. Одна из интересных моделей — наушники Meizu EP52 с aptX на борту. За 2500 рублей или $36,99 компания предлагает гарнитуру с гибким оголовьем-ошейником. Форм-фактор оптимален для спортивных тренировок и повседневного ношения. Обратная сторона корпуса оборудована магнитами с датчиком холла. Когда музыка не нужна, достаточно сцепить наушники, воспроизведение остановится автоматически.
Ausdom M05
Недорогих накладных наушников с поддержкой aptX не так много, но особенно выделяется модель Ausdom M05. За скромные $43,39 или 2700 рублей предлагаются эргономичные наушники с дизайном под карбон. В отличии от конкурентов, Ausdom созданы вне стереотипа «больше баса, круче звук». Инженеры потрудились, чтобы поймать правильный баланс. Кодек aptX обеспечивает качественный звук по Bluetooth, но при желании, наушники можно подключить через AUX-кабель.
Приёмник Levn
Одно из немногих устройств с aptX HD на борту — приёмник-передатчик Levn. Компактный аксессуар добавляет Bluetooth к любой аудиосистеме или наушникам. Подобное устройство также можно использовать в машине, оборудованной только AUX. Аудиосистема подключается к 3,5 мм разъёму на корпусе ресивера, который, в свою очередь, подключается к смартфону через Bluetooth. Вторая функция — трансляция звука со смартфона или планшета сразу на две пары наушников через Bluetooth. Стоимость аксессуара немаленькая — $30,48 или 1950 рублей. Дальнейшее распространение aptX HD под большим вопросом, в первую очередь из-за появления ещё более навороченного кодека LDAC.
LDAC
Самый новаторский Bluetooth-кодек — LDAC. Он разработан компанией Sony. Битрейт передачи достигает вплоть до 990 кбит/с при частоте дискретизации 96000 Гц и глубине 24 бит — показатели аудио, записанного на DVD. В целом, качество соответствует Hi-Res, но LDAC всё ещё остается алгоритмом с потерями, несмотря на сложное кодирование и отсутствие топорности, присущей раннему SBC. Степень компрессии находится на уровне aptX.
С выходом Android 8.0 Oreo кодек LDAC стал частью Android Open Source Project и доступен всем производителям смартфонов и планшетов на базе ОС от Google. Так, LDAC уже совместим со смартфонами Google Pixel, OnePlus, Samsung Galaxy, Xiaomi и другими, которые были выпущены или обновлены до Android 8.0 Oreo и старше.
На данный момент, совместимые с LDAC устройства воспроизведения есть только в ассортименте Sony. За три года продвижения стандарта компания выпустила широкую линейку устройств в разных ценовых сегментах. На недавней презентации Sony EXTRA BASS представили новую линейку, включающую вставные и мониторные наушники, а также колонки разного калибра. Информации о появлении кодека в аксессуарах сторонних производителей пока нет.