AptX Adaptive – новое решение Qualcomm для для улучшения плохого звука Bluetooth
Если вы передаете музыку с телефона Android на беспроводные наушники, то есть очень большая вероятность того, что ваши устройства полагаются на алгоритм сжатия, известный как AptX , который, как предполагается, сжимает высококачественный звук в ограниченную полосу пропускания, обеспечиваемую Bluetooth-соединением. Но существующие варианты AptX имеют свои ограничения, поэтому Qualcomm – компания, стоящая за AptX с 2015 года, – представляет новую версию, которая должна увеличивать и сокращать размер аудиоданных, чтобы удовлетворить любые потребности и где бы вы ни были. Новая версия AptX называется AptX Adaptive, а ее ключевой особенностью является возможность сжатия аудио с переменным битрейтом. Это означает, что если вы находитесь в среде с множеством конкурирующих беспроводных сигналов, ваш телефон сможет сжать ваш звук в меньший размер файла, чтобы его легче было передавать в наушники. И если вы находитесь в пустой комнате, слушая музыку, AptX Adaptive позволит вашему телефону отправлять файл с более высоким битрейтом, чтобы улучшить качество звука. Qualcomm говорит, что способности AptX Adaptive не ограничиваются только ответом на силу сигнала. Кодек также будет учитывать, какой источник вы используете для потоковой передачи – если он видит, что звук поступает из Netflix, он будет знать, что это кино или телешоу, например, и может корректировать его настройки в соответствии с потребностями ситуации. Это все будет происходить в фоновом режиме, подчеркивает Qualcomm, без необходимости пользователям выбирать режим на своем телефоне или определять, что они слушают. AptX Adaptive предназначен для замены традиционного AptX и нового AptX HD. Его битрейт может фактически опускаться ниже обычного AptX (до 280 Кбит/с, тогда как AptX – ровно 384 кбит/с), но он не может достичь столь же высокого уровня, как AptX HD (только до 420 кбит/с вместо 576 кбит/с). Крис Хавелл, старший директор по маркетингу продуктов Qualcomm, говорит, что предел не означает ухудшение звука, поскольку улучшения сжатия позволили AptX достичь такого же уровня качества в меньшем размере файла. «Мы в основном улучшили кодек, и то, что вы получали в битрейте 576, теперь получаете в 420», – говорит Хавелл. Уменьшение битрейта также означает большую пропускную способность для повторной отправки данных, которые не попадают в наушники, что означает, что соединение также может быть более сильным. Хавелл также говорит, что AptX Adaptive не застрял в этих двух точках – 280 кбит / с и 420 кбит / с – он может колебаться в любом месте, как того требует ситуация. Предполагается, что AptX Adaptive будет встроен в Android Pie, поэтому телефоны, выходящие в следующем году, будут поддерживать его. Хавелл говорит, что ожидает, что наушники с поддержкой AptX Adaptive появятся в первой половине 2019 года. Эти наушники будут обратно совместимы со старыми версиями AptX, так что они будут работать, даже если ваш телефон не c последней версией Android. К сожалению, iPhone не поддерживает AptX, поэтому это обновление действительно повлияет только на телефоны Android. В наушниках Beats также не используется AptX, что означает, что клиенты одного из самых популярных брендов беспроводных наушников пропустят эту новинку. Если вы будете покупать беспроводные наушники в будущем, вы всегда сможете узнать, поддерживают ли они AptX. Компании должны лицензировать технологию от Qualcomm, и часть сделки – это требование, чтобы ее рекламировали на коробке, так что вы будете знать, есть она в них или нет благодаря логотипу технологии.
Bluetooth 5.0 и другие: разбираемся с новыми стандартами aptX HD, Adaptive и Low Latency
О технологии Bluetooth, в частности, в аудиоприменениях более или менее обстоятельно мы писали: общие сведения и профили HSP, HFP и A2DP и уже более аудиофильский aptX HD. Немало гораздо более громких проектов в области потребительской электроники за это время, вспыхнув ярким маркетингом, канули в Лету. А Bluetooth — жив и процветает! Технология, развиваясь с далекого 1993 года, берет новые вершины. Пора бы посмотреть, каковы ее последние достижения.
Один из секретов популярности Bluetooth (а к следующему году в мире прогнозируется наличие 14 миллиардов устройств с этой технологией) — в обратной совместимости. То есть если ваш смартфон поддерживает, скажем, Bluetooth 5.0, а наушники — только Bluetooth 4.2, это значит, что в случае их взаимодействия все будет работать. Правда, в рамках младшей из двух возможных версий Bluetooth. И это не может не радовать. Ведь зачастую выход новой версии чего-либо полностью исключал совместимость со всем, что выпускалось раньше, как бы намекая: вот этот рабочий и практически новый девайс теперь пора выбросить. Такое происходит, например, со многими интерфейсами кабельного подключения.
Bluetooth, уже во многом сумевший заменить кабель, оказался гораздо более лоялен к пользователям. При этом обновления происходят с похвальной регулярностью. За время, прошедшее с нашей публикации, появился Bluetooth 4.2, отличавшийся от принятого в конце 2013 года Bluetooth 4.1 повышенной конфиденциальностью и увеличением скорости передачи данных. И вот уже больше трех лет мир наслаждается Bluetooth 5.0. Радиус действия и скорость передачи данных увеличились в разы. К этому добавилась улучшенная помехозащищенность. Все вместе дало возможность обновить технологии передачи аудиосигнала.
Меньше тока, больше метров
Прежде всего, отметим развитие спецификации Bluetooth Low Energy. Начиная с пятой версии, она наконец-то может использоваться аудиоустройствами. Это значит, что ваши новые наушники и подключенный к ним смартфон могут дольше работать по Bluetooth от одной зарядки аккумулятора. Кроме того, функция Dual Audio, реализованная в Bluetooth 5.0, позволила воспроизводить звук на двух подключенных устройствах одновременно. Например, слушать один и тот же трек вдвоем с одного смартфона — так гораздо романтичнее. Мало того, на два разных устройства, в принципе, можно даже передавать два разных сигнала с одного гаджета.
Другое дело, реализованы ли эти возможности (и если реализованы — то как) в каждом конкретном случае. Ведь для этого, кроме готовности встроенного Bluetooth-модуля, необходимо аппаратное и программное соответствие остальных систем гаджета, где он установлен.
Отдельная тема — задокументированная возможность Bluetooth 5.0 работать на дистанциях до 240 метров. Эти возможности уже понемногу начинают использоваться. Правда, о задокументированной функции разработчики говорят, как о достижении, возможном «после многолетних исследований и повторных тестов» — но это останется уже на их совести.
Важнейшее преимущество Bluetooth 5.0 — возможность использовать скорость передачи данных до 2 Мбит/с, а это вдвое больше, чем поддерживает Bluetooth 4.2. Какие реальные улучшения следуют из этого? Самый простой ответ напрашивается сразу: возможность слушать некомпрессированный Hi-Res! Ведь на скорости 1 Мбит/с, доступной с Bluetooth 4.2, уже был реализован стандарт сжатия aptX, обеспечивший передачу цифрового аудио практически в качестве CD.
Семейство aptX: Adaptive, Low Latency и аудиофильский HD
И вот с этого места — литавры и фанфары (естественно, в НD-качестве) — на сцену выходит Qualcomm aptX HD, специально разработанный для удовлетворения растущего спроса на аудио высокого разрешения. Этот расширенный кодек поддерживает 24-битное качество музыки по Bluetooth на частоте до 48 кГц. И еще одно достижение — соотношение сигнал-шум, достигающее 129 дБ, а это уже величина, доступная не на всех современных ЦАПах референсного уровня.
На сайте разработчика приводится цитата из результатов независимых тестов Солфордского университета: «Из анализа результатов 24 человек, проходивших тест, сделан вывод о том, что участники не смогли последовательно обнаружить разницу между звуком 24 бит/96 кГц и кодированным и декодированным звуком 24 бит/48 кГц aptX HD».
Разберем пример реализации aptX HD на аудиочипсете Qualcomm SOC CSR8675. Он не только может обрабатывать сквозное 24-битное аудио, но также обеспечивает более глубокую обработку цифрового сигнала, чем его предшественники. Понижение соотношения сигнал/шум достигается, в частности, благодаря последовательному кодированию и декодированию при передаче/приеме. Также заявлено уменьшение искажений — особенно в диапазоне 10–20 кГц.
Чипсет работает под управлением программируемого 80-МГц RISC-процессора. Аудиосигнал обрабатывает встроенный 24-битный процессор Kalimba DSP. На борту, между прочим, стерео 24-битный АЦП с частотой дискретизации до 96 кГц, а встроенный стерео 24-битный ЦАП реализует частоту дискретизации до 192 кГц — параметры заданы с запасом.
На этом разработчики из Qualcomm не остановились, предложив кодек aptX Adaptive Audio. При низкой задержке в динамическом режиме, что отлично подойдет для геймерских гарнитур, он обеспечивает адаптивный битрейт, регулируя скорость передачи данных для бесперебойной связи. В своем релизе Qualcomm говорит о aptX Adaptive Audio, как о динамически настраиваемом аудиокодеке нового поколения, обратно совместимом с aptX и aptX HD.
Компания заявляет, что кодек спроектирован так, чтобы «автоматически настраиваться для обеспечения оптимального качества звука или задержки в зависимости от того, какой контент воспроизводится на устройстве, а также с учетом внешней радиочастотной среды, для обеспечения надежности». aptX Adaptive может работать на двух битрейтах: 276 и 420 Кбит/сек. Во втором варианте, благодаря более совершенным алгоритмам кодирования, по некоторым параметрам вроде сигнал-шум он даже превосходит aptX HD, хотя и не намного.
И еще один кодек от Qualcomm — aptX Low Latency, использующий скорость Bluetooth 5.0 для передачи аудио с низкой задержкой. Технология обеспечивает сквозную задержку при передаче по Bluetooth не более 32 мс. Задержка стандартного стерео Bluetooth сильно варьируется в зависимости от реализации системы и буферизации, но обычно она на порядок выше. И это ощутимо.
В частности, применение устройств Bluetooth для реализации беспроводных наушников к телевизору было практически невозможно. Ведь рекомендуемая задержка для синхронизации аудио и видео в вещательном телевидении составляет от +40 мс до -60 мс. Лучшие технические решения (концертные и студийные мониторные системы) должны соответствовать уровню 20–30 мс. aptX Low Latency приближается к ним, обеспечивая новые возможности, в частности, для игровых приложений. Задержку в 32 мс мы уже не можем заметить (или, скажем так, можем и не заметить).
Видео и MIDI
Таким образом, возможности Bluetooth 5.0 в еще большей степени, чем раньше, стали достоянием любителей качественного аудио. И это не значит, что развитие Bluetooth не проникает в другие направления мультимедийных развлечений.
Если заглянуть в раздел существующих спецификаций на сайте организации Bluetooth SIG, занимающейся развитием технологии, то, кроме расширенного профиля распространения аудио A2DP версии 1.3.2, можно найти профиль дистанционного управления A/V – AVRCP, общий профиль распределения аудио/видео GAVDP (существующий, кстати, с 2012 года), HID, профиль устройства интерфейса пользователя и другие перспективные возможности.
Отдельно стоит обратить внимание на технологию BLE MIDI (также называемую Bluetooth SMART), распространяемую для MIDI-сообщества, к которому имеют отношение не только профессиональные музыканты. Речь идет о воспроизведении по Bluetooth MIDI-записей или формируемых интерфейсами MIDI-последовательностей (даже рост растений). Эти Bluetooth-технологии создают новую свободу для творчества и получения новых впечатлений. Что дальше предоставит нам Bluetooth в своем развитии — станет известно очень скоро. Выход новой версии прогнозируется в ближайшее время.