В наши дни многие электронные устройства в доме используют Bluetooth, включая телевизоры, пульты дистанционного управления, наушники и мобильные телефоны. С постепенным отказом от физических разъемов для наушников, в основном в мобильных телефонах, Bluetooth становится все более важным для беспроводной передачи звука все более высокого качества. Для разного качества существует несколько кодеков, которые мы можем использовать в зависимости от используемых устройств. В этом руководстве мы расскажем вам, что это за аудиокодеки Bluetooth и каковы их характеристики.
Технология беспроводной передачи данных Bluetooth не является чем-то новым, она существует уже более двух десятилетий. Хотя изначально мы помним Bluetooth как технологию беспроводной передачи данных между двумя устройствами, в основном мы могли передавать фотографии или аудио между двумя мобильными телефонами, ее использование росло, пока она не была интегрирована во многие другие устройства, добавляя новые функции и/или возможности, основанные на ее работе, которая заключается в передаче данных на короткое расстояние между двумя устройствами.
Bluetooth эволюционировал, предлагая различные варианты использования благодаря своей специфической работе, и был интегрирован во многие другие устройства, помимо ПК и мобильных телефонов. Сегодня Bluetooth можно найти в клавиатурах, мышках, телевизорах, пультах дистанционного управления, наушниках, интеллектуальных колонках, даже в аксессуарах для дома, таких как ароматический диспенсер или робот-пылесос. Но основное и самое распространенное использование этого устройства сегодня – это беспроводное воспроизведение музыки, либо на Bluetooth-гарнитуру, либо на смарт-колонки.
Для этого существуют различные способы передачи данных, и с каждой новой версией Bluetooth развивался, предлагая передачу большего объема данных, быстрее и с меньшим потреблением. Доступные аудиокодеки воспользовались этим, предлагая все более высокое качество звука с меньшей задержкой. Это зависит от используемых кодеков, которые, в свою очередь, зависят от устройства, воспроизводящего звук, и его способности передавать данные, а также от приемника, поддерживающего ту же технологию.
Различные аудиокодеки позволяют нам воспроизводить музыку с более низким или более высоким качеством, в зависимости от того, что мы хотим использовать или непосредственно от того, что позволяет нам использовать наше устройство, как передатчик, так и приемник. Но давайте посмотрим, что это за кодеки и какие возможности у нас есть, когда речь идет о воспроизведении музыки с наивысшим качеством, которое мы можем себе позволить. Но сначала давайте рассмотрим некоторые основные понятия, которые помогут нам понять характеристики каждого из них и принцип их работы.
Основы кодеков Bluetooth
Каждый кодек определяется рядом параметров, которые отличают их друг от друга, предлагая некоторые специфические характеристики, по которым мы можем выбрать тот или иной. Среди наиболее важных из них есть три, которые мы сейчас рассмотрим.
- Скорость передачи данных (кбит/с): также называется битрейтом, что может звучать более привычно, измеряется в кбит/с или Мбит/с и говорит нам, сколько именно данных способен передать данный кодек за каждую секунду.
- Частота дискретизации (кГц): количество выборок, взятых из непрерывного аудиосигнала за единицу времени. Человеческое ухо способно воспринимать звук частотой около 20 кГц, поэтому всегда рекомендуется использовать удвоенную частоту дискретизации.
- Битовая глубина: это количество битов в каждом аудиообразце, чем больше битов, тем точнее записывается звук.
На основе этих трех параметров мы можем определить аудиокодек и максимальное качество, которое он способен предложить.
Каждый кодек Bluetooth имеет свою скорость передачи данных, частоту дискретизации и глубину бита. Таким образом, каждый из них будет лучше адаптироваться к потребностям каждого пользователя или устройства, получая кодеки лучшего качества, потребляющие больше полосы пропускания, или кодеки, обеспечивающие очень хорошее качество звука при меньшем потреблении.
Но не все так красиво, как кажется. Для того чтобы один из этих кодеков работал, недостаточно, чтобы передатчик вещал с этим кодеком, приемник также должен быть совместим с ним. Таким образом, два (или более) соответствующих устройства должны использовать один и тот же кодек для воспроизведения звука. Эта проблема возникает, когда мы пытаемся воспроизвести под высококачественным кодеком в передающем устройстве, а устройство, принимающее сигнал, не поддерживает его, и приходится адаптировать передатчик к кодеку, используемому приемником. Это может произойти и наоборот, но реже встречается ситуация, когда устройство, воспроизводящее аудио, способно предложить более качественный кодек, чем устройство, воспроизводящее аудио.
Технические характеристики и особенности лучших кодеков Bluetooth
Давайте посмотрим, какие из них наиболее часто используются для воспроизведения аудио, а также их характеристики и какие преимущества они дают по сравнению с другими.
SBC
SBC (low-complexity subband codec) – это аудиокодек, который был установлен в качестве кодека по умолчанию в устройствах, способных воспроизводить аудио по Bluetooth, поэтому, по крайней мере, мы можем выбрать этот кодек. Он был разработан Bluetooth SIG для профиля A2DP (Advanced Audio Distribution Profile) в 1993 году и является кодеком, который позволяет использовать его в устройствах с низким энергопотреблением. В результате, этот кодек плохо оптимизирован и не обеспечивает высокого качества звука, поскольку его сжатие не очень хорошее.
Минимальный битрейт SBC составляет 240 кбит/с, максимальный – 345 кбит/с при частоте дискретизации 44,1 кГц.
AAC
Кодек AAC (Advanced Audio Coding) – это кодек сжатия с потерями, который пытается соответствовать качеству оригинала, но уменьшает объем требуемых данных. Он был создан MPEG и используется во многих аудио- и видеоформатах, таких как MPEG-4 или 3GGP2. Благодаря своей высокой эффективности, этот кодек используется в большинстве интернет-трансляций, а также был выбран компанией Apple в качестве кодека для своих музыкальных плееров, поскольку он позволяет включить защиту авторских прав.
Этот кодек использует так называемый VBR или Variable Bitrate (переменный битрейт) и позволяет адаптировать битрейт в зависимости от сложности аудиопотока в любой момент времени в аудиофайле, позволяя использовать более низкую скорость, где это возможно. Кроме того, AAC требует меньше ресурсов для кодирования и декодирования аудио.
Доступны три профиля AAC:
AAC-LC с битрейтом от 16 до 256 кбит/с в моно и 448 кбит/с в стерео.
HE-AAC с битрейтом от 16 до 160 кбит/с в моно и 256 кбит/с в стерео.
HE-AACv2 с битрейтом от 16 до 160 кбит/с в моно и 256 кбит/с в стерео.
Эти форматы также могут воспроизводить объемный звук, но с более высоким битрейтом. Частота дискретизации может достигать 96 кГц, хотя обычно используется 44 кГц для музыки и 48 кГц для звука фильмов.
aptX
aptX – это более старый кодек, оказавшийся в руках производителя процессоров Qualcomm. Он был разработан в 1980-х годах и использовался на радио и в кино. В настоящее время он используется в мобильных телефонах для беспроводного воспроизведения музыки по Bluetooth, но этот кодек требует дополнительной обработки для обеспечения хорошего качества звука. Существует несколько вариантов кодека aptX, это:
aptX LL (Low Latency), представленный в 2012 году, который, как следует из названия, снижает задержку до 40 мс, по сравнению с более чем в 4 раза более высокой задержкой других кодеков. Этот формат имеет битрейт до 352 кбит/с, при 16 битах и частоте до 48 кГц.
HD aptX (High Definition), который увеличивает битрейт до 576 кбит/с при глубине до 24 бит и частоте до 48 кГц.
Недавно запущенный адаптивный aptX, который призван заменить предыдущие с переменным битрейтом или VBR от 279 до 420 кбит/с и частотой дискретизации до 96 кГц с глубиной 24 бита.
Стандартный формат aptX использует частоту дискретизации до 48 кГц, 16 бит и битрейт 345 кбит/с.
LDAC
Кодек LDAC является собственной разработкой компании Sony и обеспечивает потоковую передачу данных высокого разрешения через Bluetooth, битрейт до 990 кбит/с при 24 битах и частоте дискретизации до 96 кГц. Кодек LDAC имеет открытый исходный код, поэтому он может использоваться любым устройством без лицензирования и лицензионных отчислений. Он способен сочетать технологии сжатия и несжатия с помощью гибридного алгоритма для достижения превосходных результатов качества.
Поскольку это бесплатный кодек, он может быть интегрирован в Android для использования на мобильных телефонах и других устройствах с этой операционной системой. В настоящее время, учитывая его характеристики битрейта, частоты и битовой глубины, он сертифицирован как Hi-Res Audio Wireless вместе с LHDC.
LHDC
Кодек LHDC, который расшифровывается как Low Latency High Definition Codec, был создан компанией Savitech для HWA и сертифицирован, как мы уже видели, как Hi-Res Audio Wireless. Этот кодек был разработан для обеспечения высочайшего качества звука, поскольку он способен достигать битрейта 900 кбит/с с частотой дискретизации 96 кГц при 24 битах.
Этот кодек поддерживается компаниями Huawei, Sennheiser, Onkyo, Pioneer, 1MORE и другими.
Существует вариант этого LHDC, который предлагает еще меньшую задержку, называемый LLAC (Low Latency Audio Codec) или также LHDC LL. Этот кодек предлагает автоматически активируемый игровой режим и обеспечивает битрейт до 600 кбит/с при 48 кГц с 24 битами. Он обеспечивает минимальное качество за счет задержки приблизительно в 30 мс.
Так какой же кодек мне использовать?
Это простой вопрос, мы должны использовать тот, который обеспечивает наилучшее качество как для плеера, так и для передатчика, помните, что оба должны быть совместимы с одним и тем же кодеком, чтобы вы могли его использовать. Невозможно использовать плеер LDAC с наушниками SBC.
Если у вас есть плеер с поддержкой Hi-Res Wireless Audio и совместимые наушники, вы можете использовать LDAC или LHDC, без Hi-Res у вас также есть возможность использовать aptX HD, который обеспечивает очень хорошее качество. В качестве стандарта качества формат aptX является наиболее распространенным, поэтому у вас, скорее всего, не возникнет проблем с использованием этого кодека. Кодек aptX (не HD) также установлен почти по умолчанию на большинстве устройств Android. Этот кодек предлагает очень хороший баланс между качеством звука и мощностью, необходимой для его работы. Он также стандартизирован в большинстве Bluetooth-гарнитур и колонок среднего класса.
Если, с другой стороны, качество звука не является вашей главной заботой и вам нужно стабильное соединение, потребляющее мало ресурсов, вы можете использовать SBC. Этот кодек обеспечивает достаточное качество при низком энергопотреблении, что позволяет использовать его на легких устройствах или устройствах, которые не могут включать более высокое качество звука из-за своего состояния. Например, передатчик, имеющий только один динамик и играющий в монофоническом режиме, в этом случае было бы пустой тратой ресурсов для получения более низкого качества звука.
Вывод
Но помимо использования хорошего кодека, адаптированного к вашим потребностям, мы должны принимать во внимание источник аудио и его качество. Бесполезно получать аудио с качеством 200 кбит/с, 8 бит и 22 кГц и воспроизводить его с помощью кодека LDAC или aptX HD. В этом случае также целесообразно адаптировать кодек к исходному источнику звука, добиваясь наилучшей производительности и не тратя лишних ресурсов на то, что мы не собираемся использовать. Например, при воспроизведении контента с радио или очень старого аудио, записанного в плохом качестве.
Но большинство сервисов потоковой музыки, которые наиболее широко используются сегодня, уже имеют различные качества, так что вы можете правильно адаптировать использование каждого кодека, если вы предпочитаете более высокое качество или если вы хотите отдать предпочтение низкому потреблению там, где, например, нет хорошего покрытия, используя меньше данных для потокового аудио.