Сертификация hi res audio что это
Какая реальная польза от поддержки Hi-Res Audio?
О сертификате Hi-Res Audio
Сегодня многие продукты маркируются логотипом Hi-Res, который означает поддержку форматов высокого разрешения. Для источников в виде портативных плееров, звуковых карт и USB-наушников это означает поддержку частот дискретизации выше 44/48 кГц.
Но, если не использовать специальные аудиофильские записи в форматах высокого разрешения и не касаться спорной темы на слышимость частот выше 20 кГц, то есть ли от этой поддержки хоть какая-то польза для обычного применения? Например при просмотре роликов с YouTube или звука в играх?
Для цифровых источников воспроизведение частот выше 20 кГц зависит от поддерживаемых частот дискретизации у ЦАП и соответственно все устройства, которые содержат современный ЦАП, соответствуют сертификату Hi-Res Audio.
Во всем виноват системный микшер
Дело в том, что в современных устройствах, как в компьютере, так и смартфоне, весь звук проходит через системный микшер. Он занимается смешиванием всех аудио потоков от разных программ. Все отдельные звуки с YouTube, видеоплеера, Skype, музыкального плеера и прочих программ должны преобразоваться в один стерео-поток.
Микшер всегда работает на определенной частоте дискретизации.
Все входящие звуковые потоки пересчитываются в ту частоту, на которой работает системный микшер. Чем выше частота, тем меньше искажений попадет в слышимый диапазон частот.
Откуда взяться искажениям при увеличении частоты дискретизации?
Это примерно как взять картинку с рисунком шахматной доски и немного увеличить с 8х8 пикселей в 15х15 пикселей. Очевидно, что при некратном увеличении нельзя просто продублировать пиксели для сохранения исходного рисунка. И при кратном увеличении будет вопрос, новые пиксели должны просто дублировать соседние, или содержать промежуточный цвет между исходными пикселями.
Оптимальный вариант будет зависеть от типа изображения. Но, чем больше будет разрешение конечной картинки по отношению к исходнику, тем визуально меньше будут заметны артефакты от изменения размера.
В нашем случае, при увеличении разрешения в пикселях, каждый пиксель будет более мелким. Т.е. увеличивая картинку в пикселях, мы по сути увеличиваем плотность пикселей при том же визуальном размере картинки.
Если источник воспроизведения звука всего один, то системный микшер на пути сигнала не нужен. Но для стабильности работы всей системы, он обрабатывает звуковой поток независимо от того, воспроизводит звук всего одна программа или десять.
Такое поддерживают некоторые плееры для ОС Windows и Android (и профессиональный софт для обработки звука). Такой возможности нет ни в играх, ни в браузерах, ни в мессенджерах. Для ОС Android проект RAA проводит отдельные тесты для программных плееров, выявляя плееры с оптимальными настройками и смартфоны, в которых это работает.
Улучшение звука при высокой частоте дискретизации
От алгоритма пересчета может существенно зависеть качество. При выборе алгоритмов под “обычного пользователя” между быстродействием и качеством делают выбор в пользу быстродействия. При переходе на более высокую частоту дискретизации посредственный алгоритм пересчета дает результат существенно лучше.
В тестах ОС Android, частота дискретизации устанавливается из расчета максимально поддерживаемой устройством. Спектры у устройств с поддержкой высоких частот дискретизации получились гораздо чище.
Таким образом, даже без прослушивания аудиофильских записей, поддержка Hi-Res Audio автоматически дает прирост качества звука в фильмах, играх и on-line аудио.
Все, что вам необходимо знать о Hi-Res
Аудиозаписи в высоком разрешении – выбор самых преданных поклонников цифровой музыки. Что же это такое, где это взять и что необходимо, чтобы это слушать?
Сохранить и прочитать потом —
Если вы хотя бы немного интересуетесь цифровой музыкой (будь то прослушивание компакт-дисков или стриминг со Spotify на смартфоне), вам наверняка встречался термин «аудио в высоком разрешении», или «Hi-Res-аудио».
В последние годы популярность Hi-Res-аудио медленно, но верно набирает обороты, чему способствует появление новых компонентов, стриминговых сервисов и даже смартфонов с поддержкой этого стандарта. Еще недавно оно представляло собой нишевый сегмент для узкого круга посвященных, сегодня же все стремятся приобщиться к нему.
Если вы хотите получать от прослушивания музыки максимально возможные впечатления – или хотя бы более качествен-ный звук – вам стоит ознакомиться с концепцией Hi-Res-аудио.
Эта перспектива слегка пугает, поскольку затрагивает множество факторов. Что представляет собой Hi-Res-аудио? Что означают все эти форматы и цифры? Где взять высококачествен-ные файлы и на каких устройствах их воспроизводить? Наконец, с чего начать?
Наш путеводитель по миру Hi-Res-аудио поможет вам досконально разобраться в этом вопросе. Дочитав до конца этот материал, вы будете вооружены всеми нужными знаниями и сделаете первый шаг на пути в волшебный мир лучшего звука.
ЧТО ТАКОЕ HI-RES-АУДИО?
В отличие от HD-видео, для аудио высокого разрешения пока не разработано универсального стандарта. Digital Entertainment Group, Consumer Electronics Association и Th e Recording Academy, а также крупнейшие компании звукозаписи определяют его следующим образом: «Аудиофайл в формате без потерь, несущий в себе фонограмму звучания во всем том частотном диапазоне, в котором производился ее мастеринг посредством аппаратуры с качеством выше, чем у CD».
Попросту говоря, под этим термином обычно понимаются записи с более высокой частотой дискретизации и/или разряд-ностью, чем у CD (т. е. 16 бит/44,1 кГц).
Частота дискретизации говорит о том, сколько раз в секунду делается выборка сигнала в процессе его преобразования из аналоговой в цифровую ипостась. Чем выше разрядность, выражаемая в битах, тем точнее оказывается измерение сигнала в точке выборки, так что переход от 16 бит к 24 битам позволяет значительно повысить качество.
У форматов Hi-Res-аудио частота дискретизации обычно составляет 96 или 192 кГц при разрядности в 24 бита. Кроме того, встречаются файлы с 44,1, 88,2 и 176,4 кГц.
Невелика потеря
Однако у Hi-Res-аудио есть один серьезный недостаток – размеры файлов. Обычно они составляют десятки мегабайт, и несколько песен легко могут занять всю память вашего устройства. Из-за этого же их сложно передавать по Wi-Fi и мобильным сетям.
И это еще не все: у каждого из форматов файлов Hi-Res-аудио есть определенные ограничения совместимости. В качестве примера можно привести FLAC (Free Lossless Audio Codec) и ALAC (Apple Lossless Audio Codec); оба они теоретически обеспечивают передачу музыкальной информации без потерь. Кроме того, есть форматы без сжатия – WAV и AIFF, DSD (формат, используемый в Super Audio CD) и недавно разработанный MQA (Master Quality Authenticated).
Можно спорить об относительных преимуществах каждого формата, но в первую очередь придется учитывать их совместимость с компонентами аудиосистемы и программными решениями.
ЧЕМ ХОРОШИ ФОРМАТЫ HI-RES-АУДИО?
Главным преимуществом форматов в высоком разрешении над теми, что со сжатием, является более высокое качество звука. Сайты с возможностью скачивания, такие как Amazon и iTunes, и стриминговые сервисы наподобие Spotify предлагают форматы со сжатием с относительно низким битрейтом – например, AAC с 256 кбит/с у Apple Music и Ogg Vorbis с 320 кбит/с у Spotify.
В процессе кодирования со сжатием часть информации теряется; иными словами, ради удобства и снижения размера файла уменьшается разрешение сигнала. Это сказывается на качестве звучания: в этих форматах ваши любимые песни не смогут раскрыться до конца.
Мастер-класс
С этим можно мириться при прослушивании плей-листов со Spotify во время поездки на работу в автобусе, но истинным поклонникам музыки такого качества будет недостаточно. Им на помощь придет аудио в высоком разрешении.
Чтобы понять, почему оно должно звучать лучше, чем MP3, сравним их битрейты. Наивысший возможный битрейт MP3 составляет 320 кбит/с, тогда как у файла в формате 24 бит/192 кГц при трансляции он равен 9216 кбит/с, а у записи с компакт-диска – 1411 кбит/с.
Следовательно, файлы Hi-Res-аудио в форматах 24/96 или 24/192 должны более точно воссоздавать звук, над которым музыканты и инженеры трудились в студии. В некоторых случаях вы можете получить именно эти студийные файлы; они помечены как «Studio Masters».
Раз файл содержит больше информации, то можно передать больше деталей и текстур, что позволяет слушателю максимально приблизиться к изначальному исполнению музыки – в том случае, если его система достаточно прозрачна.
ЧТО НУЖНО ДЛЯ ПРОСЛУШИВАНИЯ HI-RES-АУДИО?
Многие новые компоненты способны воспроизводить Hi-Res-аудио. Выбор будет зависеть от величины системы и размера бюджета, а также от предпочтительного способа прослушивания музыки.
Хватайте телефон
Поклонникам мобильного образа жизни стоит обратить внимание на растущий список совместимых смартфонов, главным образом – флагманских моделей под Android, таких как Samsung Galaxy S8, S8+ и LG V30 (пока это единственная модель с поддержкой MQA). Apple iPhone официально не поддерживают Hi-Res-аудио, хотя есть способы добиться этого.
Кроме того, есть специализированные Hi-Res-плееры – например, различные модели Sony Walkman и удостоенные Award плееры Astell & Kern; по сравнению со смартфонами у них больше памяти и качество звучания намного выше.
Что касается настольных решений, самым логичным вариантом будет компьютер под Windows, Mac или Linux (в конце концов, именно на него вы будете скачивать файлы); только убедитесь, что программы для воспроизведения музыки поддерживают Hi-Res. К примеру, у Apple iTunes такой совместимости нет, так что для своего MacBook вам придется скачать или купить дополнительную программу – например, Pure Music или Amarra.
Не стоит полагаться на ограниченные возможности встроенного ЦАП компьютера или смартфона. Настольный или USB-ЦАП (такой как AudioQuest DragonFly Red или Chord Mojo) обеспечит максимальное качество звучания Hi-Res-файлов с устройств, аудиоконтуры которых не оптимизированы для этой задачи.
Включите приличный цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) в цепь между источником и наушниками, и качество звука сразу же возрастет.
Если же вы мечтаете о полноценной Hi-Fi-системе, вам потребуется сетевой музыкальный плеер с поддержкой Hi-Res-аудио – такой как Cambridge CXN или Arcam rPlay. Они особенно хороши для систем на базе NAS-серверов (Network Attached Storage, или сетевое устройство хранения – в сущности, жесткий диск со встроенным процессором; мы всецело рекомендуем такой подход).
Широкая поддержка
Форматы Hi-Res-аудио сегодня поддерживают и многие другие компоненты – например, гибридные системы «ЦАП-усилитель-сетевой плеер» (Moon Neo Ace) или активные АС со всей встроенной электроникой (KEF LS50 wireless), некоторые мультирумные системы (Bluesound) и AV-ресиверы (Sony STR DN1080).
Как всегда, мы рекомендуем выбрать качественные наушники или колонки, которые позволят в полной мере оценить достоинства формата.
ГДЕ КУПИТЬ МУЗЫКУ В HI-RES-АУДИО?
Теперь вы в полной мере вооружены теоретическими знаниями, и логично задаться вопросом: где же взять все эти чудесные композиции в Hi-Res-форматах?
На сегодняшний день уже немало сайтов предлагают приобрести отдельные треки и целые альбомы в различных форматах аудио высокого разрешения. Они есть в Великобритании, США и ЕС; в некоторых случаях существуют региональные ограничения на покупку.
Такие крупнейшие лейблы, как Sony, Warner и Universal, открыли этим сервисам доступ к своим огромным архивам записей, а поклонникам качественной музыки – в аудиофильский рай.
При покупке на любом сайте вначале проверьте формат и параметры дискретизации файлов. В конечном итоге вы найдете свой любимый сайт, но даже в этом случае время от времени уточняйте информацию о требуемых альбомах или песнях – в других местах цены могут оказаться ниже.
Шесть лучших сайтов для скачивания Hi-Res-аудио
Масштабный каталог Hi-Res-музыки любых жанров и удобный сайт с простыми возможностями покупки делают 7Digital сервисом по умолчанию.
У него удобный поиск и продуманная навигация по сайту. Записи в высоком разрешении легко заметить благодаря значку «24-bit FLAC»; есть также отдельный раздел Hi-Res-аудио. К сожалению, предлагаются файлы только в формате FLAC. Зато цены вполне доступны, а покупать можно как отдельные треки, так и альбомы.
Французский сайт Qobuz получает высшую оценку за выбор музыки и удобство навигации. И сайт, и приложение отличаются продуманностью и позволяют искать музыку по жанрам или новинкам, а затем по частоте дискретизации. Каталог пополняется каждый день, но все-таки лучше всего в нем представлена французская музыка.
Цены конкурентны, однако гибридная подписка Sublime+ стоит £350* в год; впрочем, на Hi-Res-альбомы дают скидки.
Все преимущества каталога 7digital в наличии, при этом сайт ориентирован строго на Hi-Fi-форматы: никаких MP3, только CD-качество и выше. Файлы доступны во FLAC с параметрами от 24 бит/44,1 кГц до 24/192 и помечены значком «Hi-Res» на миниатюрной подложке.
Благодаря строгому интерфейсу собственной разработки Technics заметно отличается от 7digital. Однако цены сравнимы, что делает Technics Tracks одним из лучших мест для покупки Hi-Res.
Как и Technics Tracks, магазин Hi-Res-аудио Onkyo Music образовался в результате партнерского соглашения с платформой 7digital, так что ассортимент и цены в нем такие же, как и в двух других.
Интерфейс и функции поиска у Onkyo несколько менее удобные, и для нахождения нужных альбомов придется постараться. С другой стороны, у него есть целый отдельный раздел для файлов в формате MQA; четкие логотипы Hi-Res и MQA позволят не ошибиться в выборе.
HDTracks – один из самых уважаемых магазинов для скачивания Hi-Res-аудио, но ему стоило бы переделать дизайн и каталог. Он ориентирован на взрослую аудиторию (джаз, классика и старый рок) и располагает соответствующим интерфейсом. Отдельные песни купить нельзя, а альбомы стоят довольно дорого.
С другой стороны, в этом магазине можно выбрать требуемый формат (FLAC, ALAC, WAV или AIFF) и частоту дискретизации. Есть и треки в DSD – рай для меломанов.
Если вы любите классическую музыку, то это вариант для вас. Primephonic гордится своей узкой специализацией. Огромный каталог сервиса включает десятки тысяч композиций в записях с качеством от CD до FLAC с 24/192 и DSD. Некоторые даже доступны в многоканальном формате. Можно покупать альбомы целиком либо отдельные симфонии.
С продуманным сайтом очень приятно работать, функция поиска позволяет быстро найти произведение любой эпохи.
Откуда транслировать музыку в Hi-Res-форматах?
Tidal и Qobuz уже предлагают стриминг в Hi-Res-аудио, а также в стандартном CD-качестве; Spotify и Apple Music пока этим похвастаться не могут.
Партнерство Tidal и MQA еще на шаг приближает нас к широкому распространению Hi-Res-стриминга. Вначале нужно подписаться на раздел Tidal HiFi для доступа к трансляциям в CD-качестве и скачать приложение для компьютера. Стриминг MQA-файлов возможен только через это приложение; мобильные устройства и веб-плеер ограничены качеством CD.
Tidal обещает 30 000 файлов в формате MQA, около 400 из них снабжены пометкой. MQA-файлы имеют дискретизацию до 24 бит/96 кГц (файлы с 192 кГц будут пересчитаны декодером MQA до 96 кГц). При правильном подборе системы транслируемые композиции звучат фантастически здорово, обещая в будущем еще более сильные впечатления.
Qobuz считает свой гибридный ресурс со скачиванием и стримингом «лучшим музыкальным сервисом по подписке в мире». Максимальный пакет включает стриминг Hi-Res-файлов до 24 бит/192 кГц (а также в MQA и CD-качестве) на компьютеры и мобильные приложения.
На нем доступны 70 000 файлов в 24/192 и 40 миллионов треков в других форматах Hi-Res-аудио. Главный недостаток сервиса – цена: за использование Sublime+ придется отдать вперед за год £350. Что до качества, то у Tidal звучание показалось нам более живым и динамичным. Тем не менее Qobuz – отличный выбор для тех, кто решил полностью посвятить себя стримингу Hi-res-аудио.
Аудиофилькина грамота: несколько слов в защиту HI-RES
Среди людей с критическим взглядом на окружающий мир укоренился стереотип о том, что аудиоформаты высокого разрешения(с частотой дискретизации более 44,1 Гц и квантованием более 16 бит) в бытовой звуковоспроизводящей аппаратуре — это лишь маркетологическая уловка, которая создана для тех, кто не знает о порогах восприятия. Мол, там улучшения за пределами порогов человеческого восприятия.
Я долго склонялся к похожему мнению, пока не стал периодически отмечать то, что некоторые из хайрез записей мне субъективно (по необъяснимой причине) нравятся больше. Не могу сказать, что я с лёгкостью пройду слепой тест и с высокой точностью определить, где хайрез, а где mp3 с битрейтом 320 кбит/с. Но вслушиваясь в записи в формате AIFF с частотой дискретизации 192 кГц и разрядностью 32 бита, мне показалось, что я замечаю едва различимые улучшения в динамическом диапазоне и при воспроизведении низких.
Не очень доверяю своим ушам. Я засомневался в собственных выводах и решил раскопать что-нибудь по поводу теоретической возможности услышать эти различия.
К своему удивлению обнаружил не росказни маркетологов, а вполне себе авторитетные оценки специалистов AES (Audio Engineering society). Однозначный ответ мои поиски не дали, но я стал менее категорично относится к хайрезу.
Опираясь на личный опыт, я не раз писал, что Hi-res нужен только людям, которым недостаточно слушать, но нужно знать о том, что качество звука безупречное. Проанализировав выводы аудиоинженеров и специалистов по психоакустике, я понял, что теоретическая возможность услышать разницу все же есть.
Частота и другие параметры «разрешения»
Основным вопросом, который стоит перед исследователями в последние пару десятилетий: имеет ли смысл увеличивать частоту дискретизации записей и воспроизводящей аудиоаппаратуры? Вопрос ставился в связи с тем, что физиологический порог слышимости ограничен диапазоном от 16 Гц до 21 кГц.
По мнению одного из пионеров отечественной психоакустики, профессора петербургского университета, доктора технических наук, члена Координационного Совета по акустике РАН, председателя Санкт-Петербургского отдела AES Ирины Алдошиной, однозначного ответа на вопрос пока никто не дал.
Дело в том, что, несмотря на отсутствие доказательных результатов слепых тестов, где бы испытуемый однозначно определял хайрез, существует масса теоретических предпосылок считать, что высокое «разрешение» может влиять на субъективное восприятие.
Так профессор монреальского университета Макгилла В.Войчик писал о том, что одним из способов повышения реалистичности музыкального сигнала и создания эффекта ”присутствия”, повышения “прозрачности” является увеличение частоты дискретизации выше 44,1 кГц. Соответственно и расширения верхнего диапазона воспроизводимых частот за пределы 20 кГц. (прочитав это, я усомнился в его экспертном статусе, а зря)
Он также отмечал, что для создания реалистичного сигнала кроме частоты дискретизации необходимо увеличить ”разрешающую способность воспроизводящих и (!)записывающих(!) систем во временной, пространственной и динамической областях. Такой вывод канадский профессор сделал на основании ежегодных докладов AES, а также опираясь на знания о сложности физиологии слуха и нейрофизиологии аудиального восприятия.
АЦП: интервал семплирования, фильтры и “прозрачность”
Известно, что для превращения аналогового звукового сигнала в цифровой необходимо провести дискретизацию, квантование и кодирование. Эти процессы происходят при цифровой записи или при оцифровке аналогового материала. Для этого используется АЦП. Процесс такого преобразования проходит в соответствии с теоремой Котельникова-Шеннона-Найквиста.
В соответствии с этой же теоремой, точное восстановление исходного сигнала при обратном преобразовании возможно только когда частота дискретизации выше удвоенной максимальной частоты в спектре исходного сигнала.
Таким образом, казалось бы, что частоты дискретизации 44,1 кГц (СD DA формат) по идее должно хватать для точной передачи всего слышимого спектра т.е. fd > 2fв. Но не всё так просто, проблема таится в интервалах семплирования.
Эксперты AES пишут о том, что в момент семплирования сигнал должен быть постоянным и пропускаться через низкочастотный т.н. антиалайзинговый фильтр, который обрезает сигнал на частоте fd/2, чтобы предотвратить вероятное появление артефактов. Такие фильтры стоят во всех АЦП. Этот фильтр служит причиной дисперсии импульсных характеристик исходного сигнала, что происходит из-за неравномерности АЧ и AФ характеристик и фазовой нелинейности в полосе пропускания.
Результатом этого побочного действия фильтра становится временная дисперсия сигнала и присутствие в каждом семпле элементов информации от предыдущих. В связи с динамичностью и сложностью музыкального сигнала, эта дисперсия может оказать некоторое влияние на субъективное восприятие. Хотя специалисты отмечают, что для этого нужно быть очень внимательным и опытным слушателем с выдающимися “золотыми” ушами.
При преобразовании с частотой 44,1 используется интервал сэмплирования 22,7 мкс. Войчик, Алдошина и другие специалисты AES обращают внимание на проблемы временных характеристик формата. Динамические возможности трубы при исполнении форте позволяют достигать пиков 120-130 дБ в течение 10 мкс, цимбалы позволяют получить мгновенный подъём до 136 дБ за 7 мкс.
Соответственно, временные интервалы семплирования, которые используются при записи CD, очень далеки от динамических возможностей инструментов. У современных хайрез форматов эти интервалы короче (от 1 до 0,16 мкс) и поэтому на уровне динамики они способны точнее и реалистичнее передавать звук.
Также в качестве важной характеристики реалистичности (“натуральности”) звука при воспроизведении эксперты AES считают т.н. «прозрачность». Это субъективная тембральная особенность звучания присуща звуку, который по мнению многих специалистов ближе к естественному. Исследователи отмечают, что эта особенность также напрямую зависит от временных параметров записи, т.е. от интервала семплирования.
Ультразвук: нужен или нет?
Ученые и энтузиасты при проведении записей “живых” инструментов с использованием прецизионной аппаратуры начиная с 70-х годов стали отмечать присутствие в спектре этих инструментов ультразвуковых волн.
В качестве примера можно привести спектр трубы, где волны регистрируются составляющие с частотой 40 кГц и уровнем до 60 дБ, у скрипки и альта присутствуют ультразвуковые составляющие до 100 кГц, с уровнем до 85-90 дБ.
Несмотря на то, что человеческий слух не способен воспринимать волны с частотой выше 20 кГц (в редких случаях 22кГц — как правило, у детей), присутствие выраженных высокочастотных составляющих изменяет временную структуру сигнала.
Флетчер, Кузнецов и другие авторы, исследовавшие звуки живых инструментов, отмечали, что подобное временное влияние способно существенно отразиться на субъективном восприятии звука, несмотря на то, что сама частота не воспринимается на слух.
Такие сведения в теории отвечают на вопрос о целесообразности повышения частоты дискретизации. По крайней мере при записи воспроизведении живых акустических инструментов.
Сухой остаток
Несмотря на то, что слепые тесты пока не подтверждают существенных отличий восприятии обычных и хайрез-форматов, на теоретическом уровне они обладают более высокой верностью воспроизведения. Более того, интервалы семплирования, снижение уровня временной дисперсии, а также возможность воспроизведения ультразвуковых составляющих сигнала позволяют говорить о том, что разница между классическим CD DA и форматами высокого «разрешения» может быть заметна и существенна для субъективного восприятия.
Джинса
В нашем каталоге представлены мультирум системы, медиаплееры и другая аппаратура способная воспроизводить музыку в форматах высокого разрешения.