Аудіо без втрат
Як зазвичай, Apple зробила зі звичайної речі щось, позірна грандіозним і інновативним, хоча насправді це і не так, але це не має значення в поточному контексті. Якщо дати цьому коротку оцінку, то можна зійтися на тому, що це дійсно важливо і створить досить великий імпакт, вплинувши на стрімінг в цілому.
В даний момент аудіо в форматі без втрат (без втрат) і аудіо Dolby Atmos доступно тільки на пристроях Apple, користувачам всіх інших платформ доведеться почекати невизначений час, поки воно доїде хоча б на Android.
Що стосується Lossless, то це те, що помітить кожен, навіть використовуючи убогі AirPods, які в даний момент не здатні отримає якісне аудіо по Bluetooth, тому при передачі втрати все ж будуть, але такий звук може здатися чистіше і приємніше, але, можливо, звучати буде не так голосно. Справжнє ж застосування буде в зв'язці з пристроями, які використовують Apple AirPlay або при використанні додаткового USB ЦАП, яких нині багато.
Чи потрібен взагалі Dolby Atmos і що це таке – на це питання краще пошукати відповідь в інших місцях. Таке аудіо підтримується в Tidal, але я не є фанатом цих маркетингових фішок, тому на скріншоті і видно, що воно не було в положенні. Долбі атмос звучить взагалі якось по-вейперскі, а вейп і все жарти про нього вимерли ще в 2017 році. Чи буде Dolby Atmos в Android – ніхто не знає, скоріше за все ні, хіба що на деяких апаратах Samsung. Але можна з упевненістю сказати, що це непотрібна технологія, тому засмучуватися не варто, а варто радіти приходу Lossless якості на портативний, та ще й без підвищення цін (поки що).
Далі в цьому пості буде незрозуміла тарабарщина, яку можна пропустити, адже основне вже сказано. Але якщо цікаво, то читаємо далі.
Я ж чекав цього ще з 2010 року, коли користувався iPod. Тоді я задавався питанням “Чому ж Apple продає музику в AAC, якщо у них вже є потрібний кодек?”. Відповіді на це питання я все ще не знаю, але це тепер має значення, адже 7 червень 2021 року звук без втрат побачив стрімінговий сервіс Apple Music.
Так що ж означає “Без втрат? А що, раніше були втрати?” – напевно подумають ті, хто ніколи не вдавався в подробиці і купував AirPods Pro як тільки вони вийшли, хоча все ще мав робочі AirPods першої ревізії і в принципі був радий тому, що весь такий модний і оригінальний (косплей на типового жителя столиці, який два роки тому переїхав із селища міського типу).
раніше, починаючи ще з айподов нано, коли флеш пам'ять коштувала дорого, а аудіо було виключно офлайнових, музика в iTunes Store поставлялася в форматі AAC з бітрейтом 256 кілобіт в секунду. Пісня з трьох хвилин в такому форматі займала близько 8 мегабайт в пам'яті, а якість аудіо було вже на другому плані. Багато треки в фірмовому магазині з позначкою iTunes Remaster означали, що зведення цього треку було виконано так, щоб людське вухо не змогло виявити втрати, які відбулися в ході перекодування з майстер аудіо в стислий аудіо. Чи багато ми втрачали? аудіофіли дадуть, що втратили взагалі все, включаючи сенс життя, але звичайний смертний знову не зрозуміє, про яких взагалі втрати йдеться.
Повернемося в минуле. Немає, ні до того моменту, коли музика була лише на вінілі і на касетах, цей період нас зараз не цікавить, оскільки відноситься до аналогового аудіо. Ми ж потрапимо в період, коли музика переїхала в цифру, а це початок 1980х років, коли вийшов перший музичний альбом у форматі Audio CD, і, як зрозуміло з назви, він поставлявся у вигляді компакт-диска. Компакт диск це свого роду флешка на 700 мегабайт. Він теж зберігає інформацію в двійковому вигляді, при читанні лазерна головка при успішному відображенні від поверхні CD диска повертає 1 або 0, і таких одиниць і нулів в такий диск можна записати аж 700 мільйонів. Але як же зрозуміти, що це за одиниці і нулі і чому це повинно “звучати”? А все просто, це вже не аналогове аудіо, яка записана у вигляді магнітних спотворень, а звичайнісінька цифрова кодування звукової хвилі. Тобто, хтось взяв, поставив аналоговий мікрофон до магнітофона, в який вставлена аудіокасета, натиснув Play і то, що приходить на мікрофон зняв 44100 раз в секунду і закодував так стільки секунд, скільки йде вся запис. Кожна секунда звуку в реальному світі була розділена на 44100 рівних осередків і для кожної з них було взято показник гучності звуку і закодований в 16 біт (На даному графіку показана 4х бітове кодування, при 16 бітному кодуванні максимальна вершина графіка буде в 1111 1111 1111 1111 – в двійковій системі, тобто 2 в 16 ступеня = 65536 в десяткового). прошу зауважити, що це число сильно відрізняється від числа 15.
Можу бути неточний в якихось аспектах, однак сподіваюся, що суть буде донесена. Якщо що, про імпульсно-кодову модуляцію почитати можна на вікі.
Глибина кодування відповідає за динамічний діапазон. У реальному світі звук злітаючого літака може запросто оглушити і навіть завдати шкоди слуховим органам, але оцифрований же звук злітаючого літака цього зробити не зможе, хоч і створить неприємні відчуття при прослуховуванні, якщо записаний з перевантаженням рівня запису, але якщо ж чутливість мікрофонів була зменшена, то звук на записи буде більш менш однотонним, але відрізнити тихий звук від гучного все ще буде можливо, тому що є всього 65535 ступенів для вимірювання рівня гучності (16 біт), котрого більш ніж достатньо, щоб виміряти гучність від -120 децибел (самий тихий звук) до 0 децибел (реальна гучність, без доп посилення).
З глибиною визначилися. Повернемося до частоти дискретизації. Для аудіо дисків вона дорівнює 44100 Герц. Чому ж таке число? З уроків фізики ми знаємо, що людина чує звук в діапазоні від 20Гц (в даному випадку Герц – це кількість коливань) до 20 000 Герц. Насправді, з віком слух погіршується, тому 20кГц навряд чи хто почує, хіба що з досить сильним посиленням, але там все одно немає ніяких звуків (потрібних) тому пропустимо цей факт. Разом, у нас є два канали (правий і лівий, стерео), кожен канал повинен містити максимально точний сигнал в діапазоні від 20Гц до 20кГц.
Як випливає зтеореми Котельникова, для того, щоб однозначно відновити вихідний сигнал, частота дискретизації повинна більш ніж в два рази перевищувати найбільшу частоту в спектрі сигналу. – Вікі
Звідси і взяли 44100. Є ще 48000, 96000 і 19200 гц (буває ще й 352000, а то і більше). Зупинимося на максимумі в 192000. При такому зняття одна секунда аудіо буде розбита на 192 000 рівних частин і це дозволить ще більш точно зняти і відтворити потім аналоговий сигнал.
Отже, повернемося до аудіо дисків. Вони сьогодні головні. Аудіо в такому форматі було записано на аудіо диск, треки один від одного відділялися невеликим проміжком, щоб програвач знав, куди поставити голівку, щоб відтворити десятий трек, наприклад, але зазору могло і не бути, все одно інформація про треки міститься в самому початку диска, саме звідти програвач читає інформацію про те, скільки треків і де кожен з них починається. Іноді в найпершому зазорі на аудіо дисках ховали секретний трек, відтворити який могли лише деякі програвачі, якщо затиснути перемотування назад, вони могли відтворити нульовий трек. У деяких дисках там була не музика, а, наприклад, комп'ютерна міні гра. Все це можна віднести до пасхалка, таке робиться і по сей день.
І так, якщо витягнути якийсь трихвилинний трек з цього диска, його можна буде зберегти в контейнер в форматі WAV. Це те саме аудіо без втрат (ну, втрати при запису з аналога не береться до уваги, природно), якого і пропонує сьогодні Apple в своєму музичному сервісі, поряд з Spotify (анонсировано, буде доступно в 2021 році), Приплив (вже є, офіційно немає в Росії), Deezer (вже є), Qobuz (вже є, але не в Росії), Amazon HD (вже є, але не в Росії), СберЗвук (не зрозуміло, що там, але щось є).
Без втрат
Таке аудіо в форматі WAV тривалістю в три хвилини буде займати близько 40 мегабайт на диску. Це не так вже й багато в наші дні, однак якщо щось можна стиснути, то чому б це не зробити? Тут і вступають формати стиснення без втрат, такі як FLAC, APE, ALAC і тд.
Зупинимося на ALAC – Аудіокодек Apple Lossless. Це далеко не новий формат, він існує ще з епохи айподов. Припустимо, iPod Nano 4-го покоління спокійно може його прочитати, як і будь-який iPhone, iPad. Саме в цьому форматі буде передаватися вся музика в Apple Music, до того ж обіцяють, що її можна буде купити в такому форматі, що радує. Даний кодек раніше був повністю закритим, жоден конвертер третіх сторін не міг створити версію в цьому форматі, крім iTunes. Але сьогодні це вже не так, є безліч конвертерів, здатних стиснути аудіо в цей формат або розтиснути з нього WAV. Відтворення ALAC підтримується на сьогоднішній день великою кількістю плеєрів, навіть китайських начебто Fiio X5 або гучних Sony Walkman. Більшість Android пристроїв здатні відтворити таке аудіо з легкістю.
Ось аудіо в форматі Apple Lossless.FLAC – Безкоштовний аудіокодек без втрат. Як випливає з назви, це безкоштовний кодек, тому його відтворює більшість пристроїв. так само, як і Apple Lossless, воно стискає вихідний WAV файл так, що при його декодуванні (Якщо назад перетворити FLAC в WAV) нічого не загубиться.
Ось той же аудіо в форматі FLAC.Вони абсолютно ідентичні при відтворень, проте кожен має свій алгоритм, який дозволив стиснути цей файл з 74 мегабайт до ~ 50 мегабайт
Зменшення розміру потрібно для того, щоб оптимізувати зберігання і доставку аудіо до пристроїв. У кращих традиціях Apple, звичайно ж, була реалізована захист від копіювання завантаженого аудіо, тому воно приходить на пристрій в такому ось невідомому форматі. вважаю, що це зашифрований ALAC, який спочатку розшифрують, отримавши ключ від сервера Apple, а потім декодується в WAV, щоб в кінцевому підсумку це відтворити. Однак все це буде робитися прозоро, використовуючи лише ресурси процесора пристрою і оперативну пам'ять.
HiRes Audio
Але що ж буде, якщо підвищити глибину до 24 біт? Представили себе 24 одиниці? У десятковому поданні це буде 16 777 216. Ого яка різниця? У цілих 256 раз більше, чим в 16 бітове кодування. Ось це і називається аудіо високої роздільної здатності, інакше кажучи, той самий HiRes. У 24бітном кодуванні звук злітаючого літака буде спочатку ще тихіше, а потім дійде до свого піку гучності, і тут-то і можна буде оцінити, який перехід від тихого звуку до гучного і знову до тихого аж до повного зникнення ледве чутного свисту двигунів. Однак для аудіо дисків
Apple Music хороший тим, що пропонує також аудіо в форматі аж до 192 кГц і 24 біт, конкурент тут йому тільки Qobuz, який коштує в кілька разів дорожче і недоступний в деяких країнах, в той час як Apple Music пропонує те ж саме майже задарма (за ціну стандартної підписки). Правда поки що мені не вдалося знайти ні один файл, який би був доступний в цьому форматі. В конкуренцію можна також додати Tidal, він здатний запропонувати ті ж самі 192 кГц, але в своєму форматі – MQA, який ще зовсім новий і безглуздий і який не взлюбили все аудіофіли, оскільки для його прослуховування потрібно програмний плеєр з підтримкою MQA і ЦАП, здатний повністю розкрити то, що видасть додаток. В іншому випадку це буде аудіо з мінімальними втратами в ультразвук і тд. У загальному, звучить розмито, тому Apple виглядає непоганим рішенням, крім того факту, що веб версія плеєра жахлива і навряд чи отримає підтримку Lossless, але ми будемо спостерігати, як все обернеться. Конкуренція завжди сприятлива для споживачів.
