Из MP3 конфетку: популярные аудиотехнологии на страже объемного и чистого звука

Ни одна аудиозапись не может сравниться с живым концертом любимого исполнителя. Ни одна акустика 5.1 не создаст такого погружения в фильм, как целая система Dolby Surround в крупном кинотеатре. Самые лучшие наушники не смогут передать тысячи звуков джунглей. И уж конечно, нельзя оживить еще пластиночные записи Шаляпина так, как если бы великого оперного певца записывали в современной студии.

Но добавить объема паре колонок и очистить старые записи современные технологии способны. Отчасти. Алгоритмы, так или иначе влияющие на звук, встречаются в большинстве аудиопродуктов. Самый простой — эквалайзер. Более продвинутые технологии используют многоступенчатую обработку аудио, накладывая на него различные эффекты.

Коробки с домашними кинотеатрами и музыкальными центрами украшены десятком красивых лейблов, многие из которых —названия и аббревиатуры «улучшаторов» звука. Что скрывается за многообещающими названиями, знает мало кто — разве что аудиофилы и в некоторых случаях продавцы. Приходится покупателям опытным путем выяснять полезность той или иной «инновационной технологии». Там уж как повезет: либо действительно восхититесь новым звучанием, либо попытаетесь отключить все лишнее, дабы не портить впечатление от устройства.

Попробуем разобраться, что же скрывается под самыми известными названиями аудиотехнологий и можете ли вы извлечь из этого многообразия реальную пользу.

ОБМАН СЛУХА

Большинство фирменных аудиотехнологий направлены на оживление музыки и на создание эффекта трехмерного звучания. Вроде бы абсурдно — разве можно вернуть испорченной сжатием песне прежнюю живость и детальность? И, кажется, невозможно на стереоколонках услышать звук иначе как слева или справа. Конечно же, ничего невозможного хитрые алгоритмы не делают. Они нацелены на эмуляцию эффектов, на создание видимости работы. То есть очищение звука означает грамотную работу с эквалайзером, когда заглушенные верхние частоты (тонкие инструменты, голос) начинают звучать чуть громче и выраженнее — можно услышать детали, которые раньше глушились другими инструментами. Но это лишь создание ощущения очистки песни, в действительности запись осталась оригинальной, изменился лишь акцент в звучании.

То же касается трехмерности — ни один алгоритм не сможет заменить тыловые колонки. Зато сможет исказить звук так, как если бы он был слышим за спиной. Звукорежиссеры давно научились таким хитростям. У человека только два, а не четыре уха, но все же мы различаем положение источника звука в пространстве. В этом нам помогает особое строение ушных раковин и ушных каналов. Отражаясь от тех или иных изгибов уха, звук деформируется, и мозг по этой деформации определяет источник жужжания.

Так вот, теперь стало возможным деформировать исходный звук без помощи ушей — одними лишь алгоритмами обработки. Таким образом, из пары стереоколонок мы слышим аудиоэффект, как если бы он уже прошел к ушным перепонкам и надлежащим образом изменился. Так мозг обманывают, выдавая музыку, звучащую спереди, за музыку, звучащую позади слушателя.

CMSS-3D

Creative Multi Speaker Surround — хитрая технология, позволяющая сделать стереозвук трехмерным. Это не какой-нибудь эквалайзер или расширитель стереобазы, суть CMSS-3D гораздо глубже.

Представим, что имеется многоканальная акустика 5.1. Играть в игры или смотреть современные фильмы с такими колонками одно удовольствие — объемный звук и все такое. Но что делать с музыкой? Все MP3 и аудиодиски записаны в обычном двухканальном стерео. Оттого любимые песни проигрываются лишь из фронтальных колонок или, в лучшем случае, из всех сразу, но одинаково. Не хватает настоящего объема, с разнесенными в пространстве инструментами.

AX, Crystalizer, CMSS-3D, Dolby Digital и мное другое – все в одной аудиокарте

CMSS-3D не сделает невозможного, но свою лепту в улучшение звучания музыки внесет. При помощи хитрых алгоритмов из записи вычленяются инструменты, которые затем разносятся на разные колонки — получается почти даже настоящая трехмерность звука. Расчленение проходит, конечно, не идеально — деление происходит по частотам и тембрам. Но даже такой способ облагораживания музыки может в лучшую сторону изменить восприятие любимых записей. Разделение трека на инструменты и разнесение их по разным каналам называется CMSS-3D Surround. Задействовать технологию можно только на многоканальной акустике в паре с аудиокартой Creative X-Fi.

Есть еще разновидности CMSS-3D. Версия Headphone встречается в плеерах Creative. Назначение то же, но способы другие — поскольку в наушниках разнести инструменты физически невозможно, создается эффект объемности. В отличие от Surround, вариант для наушников звучит совсем иначе. Та же самая технология, но для стереоколонок, имеет приписку Virtual — то же виртуальное «отрехмеривание» музыки, но уже для настольных компьютеров. Понятно, что CMSS-3D Virtual существует в аудиокартах X-Fi. Модификация Interactive задействуется в играх и предназначена для усиления эффекта трехмерности. Себя она показывает при воспроизведении звуков в виртуальном пространстве сверху и снизу — эти положения приходится эмулировать программно, поскольку системы объемного звучания не предусматривают размещения колонок на потолке и под стулом.

X-Fi Crystalizer

Идея облагораживания цифровой музыки не дает покоя многим производителям аудиотехники. При помощи разных программных ухищрений плееры и аудиокарты пытаются заставить песни звучать лучше, чем они были записаны. Или пожаты. Как известно, на битрейтах ниже 256 кбит/с аудиозаписи резко теряют в качестве — исчезают тонкие инструменты, глушатся верхи и вокал, огрубляется бас. Разницу между битрейтами 192 и 256 услышать может каждый. Но только так сложилось, что большинство записей на компьютерах кодированы в качестве 192 кбит/c, а то и меньше. Слушатель разом теряет всю атмосферность трека.

Наушники Creative Aurvana X-Fi с технологиями Crystalizer и CMSS-3D – единственные в свое роде

Чтобы хоть как-то исправить грустную ситуацию, компания Creative снабдила свои плееры, аудиокарты и даже некоторые наушники технологией X-Fi Crystalizer. Если вчитаться в описание на сайте компании, окажется, что Crystalizer совершает обратное преобразование, исправляя все огрехи кодирования и вообще возвращая мелодию в ее первозданный вид. Понятное дело, что быть такого не может.

На самом деле Crystalizer работает как эквалайзер — немного приподнимаются басы и верхние частоты, а серединка, от 200 герц до 5 килогерц, опускается. Таким образом можно получить выигрыш в звучании на очень плохих записях. Так же можно реабилитировать очень плохие наушники или акустику. Но стоит попробовать включить Crystalizer для хорошего трека с высоким битрейтом, да при хороших наушниках, как звучание станет слишком резким. Многим композициям такое на пользу не пойдет. Кроме того Crystalizer, даже когда он реально мог бы помочь, не справляется с некоторыми жанрами — сами понимаете, не каждой записи пойдет на пользу задирание басов или огрубление верхов.

SRS

Наверняка многие видели эту аббревиатуру — она встречается на плеерах, DVD-проигрывателях, телевизорах, даже в Windows. Sound Retrieval System — психоакустическая технология для создания эффекта объемного звучания. SRS появилась аж в 1980 году, но активно использоваться начала только с конца 90-х. Основное предназначение алгоритма — добавить музыке живости и создать эффект погружения. Программно совершить чудо невозможно, но за долгие годы разработок технология реально продвинулась.

Н данный момент существует множество версий SRS, используемых в разных устройствах.

SRS FOCUS

SRS FOCUS создает ощущение перемещения звука по вертикали — то есть если колонки домашнего кинотеатра стоят не на стойках, а на полу, то FOCUS обрабатывает звук так, что создается впечатление, будто динамики играют аккурат на уровне ушей. Это требуется для создания правильного трехмерного звучания. Ощущается такая эмуляция, конечно, не так, как если бы акустика стояла на стойках, но некоторое подобие все же создается. Встречается технология преимущественно в проекционных телевизорах.

SRS TruBass

SRS TruBass подтягивает низкие частоты для пущей эффектности. Если басы в музыке или фильме слишком слабые, стукающие и явно не впечатляющие, TruBass поможет сделать их глубокими и насыщенными. Например, музыка, обработанная таким образом, начинает действительно глубоко басить — эффект эквалайзера плюс некоторые подстройки. Однако главное не перестараться — тому же джазу такая обработка явно не пойдет на пользу. SRS TruBass встречается в телевизорах, компьютерных проигрывателях и плеерах от крупных брендов.

SRS WOW — именно с ее помощью звучание становится псевдообъемным. WOW немного облагораживает звучание и создает эффект разнесения инструментов в пространстве. Может быть спасением для владельцев крохотных колонок и любителей записанных живых выступлений. Даже на маленьких пищалках может сложиться впечатление, будто вокруг расставлены несколько больших динамиков. Музыка кажется сильнее разнесенной влево и вправо, и немного вперед.

SRS WOW

Кому технология точно не пойдет на пользу, так это владельцам качественной акустики, особенно многоканальной. Да и многие записи после такой обработки начинают звучать ну очень уж неестественно. Однако ж, как и TruBass, WOW встречается во многих плеерах, телефонах и музыкальных центрах. В телефонах может встречаться версия SRS Headphone — по сути, точная копия WOW, но ориентированная под наушники, а не колонки. В меру сил алгоритмы расширяют звучание в наушниках. Зачастую результат плачевен. Даже в самых запущенных случаях.

SRS TruSurround XT

SRS TruSurroud XT пожалуй, самая продвинутая версия технологии SRS. Создана она специально для фильмов, блокбастеров. TruSurround XT одновременно углубляет басы, улучшает четкость и чистоту голоса плюс к этому создает эффект объемного звучания. Причем делает все это вполне неплохо. На сайте можно посмотреть трейлеры фильмов, в которых аудиодорожка попеременно звучит оригинально, а затем обрабатывается TruSurround XT. Взлет Аполлона-13 из одноименного фильма куда эффектнее смотрелся именно со включенным TruSurround. При всей своей полезности, технология плохо справляется с музыкой, ее конек — фильмы, насыщенные действом и спецэффектами. Встретить TruSurroud XT можно в телевизорах, DVD-плеерах и программных видеопроигрывателях.

Dolby Mobile

О Dolby Digital слышали как минимум все. Или хотя бы те, кто хоть раз ходил в кино или встречал комплект домашнего кинотеатра. Компания Dolby Labs известна своими наработками в области объемного звука. Но, оказывается, не одними кинотеатрами славится Dolby.

В прошлом году была представлена технология Dolby Mobile. Как понятно из названия, предназначается она для использования в мобильных устройствах. Пока только в телефонах. Dolby Mobile объединяет целый ряд алгоритмов по улучшению и расширению звучания, которыми мобильные телефоны не блещут.

Комплекс состоит из пяти составляющих. Первая, Sound Space Expander, похожа на CMSS-3D — с ее помощью из композиции вычленяются инструменты и разносятся в виртуальном пространстве, созданном парой колонок. Или наушников. Для них есть Sound Space for Headphones. Алгоритм избавляет слушателя от эффекта звучания музыки внутри головы — главной беды наушников и плохих записей.

Natural Bass, из пакета Dolby Mobile, сделает басы глубже аж на целую октаву — музыканты поймут суть. Sound Level Controller является нормализатором звука. Он динамически подводит громкость композиции к единому значению, если эта самая громкость вследствие ошибок записи или кодирования скачет. Mono-to-Stereo Creator превращает монозвук в псевдостерео.

Все эти технологии в составе одного пакета призваны улучшить восприятие музыки и фильмов с мобильных телефонов. Dolby Mobile уже используется в японских Foma SH905i и SH905iTV. Идею подхватили и другие производители, в том числе Texas Instruments, создающая платформы для WM-коммуникаторов.

EAX

В 1997 году появилась первая аудиокарта с возможностью имитации объемного звучания на стереоколонках — Diamond Monster MX300 на основе чипа Aureal AU8820. Чудо-устройство в реальном времени рассчитывало отражения звука от объектов игрового мира, добавляя в аудиосигнал фазовые запаздывания — эхо с различной задержкой, вплоть до нескольких микросекунд. Благодаря особенностям человеческого слуха пользователь мог определять положение источника шума в трехмерном пространстве. AU8820 отлично справлялся с позиционированием движущихся объектов, но определять на слух статичные источники шума было очень сложно. К тому же новика сильно нагружала центральный процессор. Словом, первый блин вышел комом.

В 1998 году Creative ответила на новинку Aureal анонсом звуковой карты Sound Blaster Live! За примитивное позиционирование звука отвечал API Direct Sound 3D, однако эта система была дополнена технологией EAX (Environmental Audio eXtensions). Новая разработка позволяла учитывать особенности виртуальной среды: например, если герой игры находился под водой, то и все звуки искажались соответствующим образом, т.е. Live! занималась не только преобразованием звука из цифрового вида в аналоговый, но и его обработкой. Именно благодаря подобной имитации окружающей среды создавался эффект трехмерности. EAX быстро получила одобрение со стороны разработчиков игр.

В дальнейшем EAX совершенствовалась. Каждая новая версия привносила увеличение количества звуковых эффектов и числа одновременно обрабатываемых звуковых потоков, однако были и принципиальные отличия. Так, например, в EAX 2.0 появились эффекты окклюзий и обструкций, с помощью которых можно было имитировать звук, прошедший через преграды. При этом учитывались как геометрические размеры преграды, так и материал, из которого она изготовлена.

Третья версия EAX неожиданно получила имя EAX Advanced HD (сокращение от High Definition). В этой версии технологии добавилась функция Environment Panning, позволяющая имитировать приближение и удаление смежных пространств, отличающихся по акустическим свойствам от того, в котором находится игрок. Благодаря эффекту морфинга стала возможной плавная смена модификаторов звучания при переходе из одного помещения в другое. В очередной раз были улучшены эффекты прохождения звука через препятствия.

Последовательница — EAX Advanced HD 4.0 — обеспечила поддержку многопространственности, т.е. теперь появилась возможность моделировать акустические условия не только в том помещении, в котором находится слушатель, но и в четырех смежных. Таким образом, если источник звука находится в соседней комнате, то EAX Advanced HD 4.0 одновременно учитывает характеристики комнаты со слушателем и комнаты, из которой доносится шум.

Нововведения в EAX Advanced HD 5.0 носят эволюционный характер. Стоит отметить разве что функцию MacroFX, позволяющую имитировать звуки от очень близких источников. Пятая версия EAX объединила все предыдущие разработки и даровала игроку невероятный реализм при моделировании акустической среды пространства.

Увы, но игры, основанные на ранних версиях EAX, в среде Windows Vista теряют все эффекты трехмерного звучания. В этой операционной системе Microsoft отказалась от аппаратной поддержки Direct Sound 3D. Сам API присутствует в системе, но задействовать его для аппаратного ускорения нельзя — для этой цели используется более совершенный OpenAL.

Впрочем, старым играм можно вернуть объемное звучание с помощью программы Creative ALchemy. Программное обеспечение перехватывает процедурные вызовы Direct Sound и преобразует их в формат OpenAL.

Подводя итог, можно сказать, что ту или иную версию EAX поддерживает практически любая современная игра, так что для ценителей виртуальных миров лучшим выбором станет звуковая карта с поддержкой EAX Advanced HD 5.0 и API OpenAL. Звуковые карты, работающие с OpenAL через эмуляторы, нередко испытывают трудности с объемным звучанием, так что желательна полноценная аппаратная поддержка.

OpenAL

Еще несколько лет назад в играх для Windows все аудиосопровождение реализовывалось при помощи библиотеки DirectSound из пакета Microsoft DirectX. При помощи этого API можно было искажать звук соответственно игровой обстановке, а также создавать эффект трехмерности.

Но играют-то не только пользователи Windows — извечные альтернативщики из стана Linux и Mac тоже хотели слышать реалистичные и объемные звуковые эффекты. Понятное дело, что ни о каком портировании закрытого DirectX на другие платформы речи не шло — это был один из козырей Microsoft в борьбе с остальными системами. Соответственно, игры, портируемые с Windows на Linux, не могли использовать для работы со звуком DirectSound, потому их аудиосоставляющая обеднялась, а геймеры довольствовались скучным двухмерным стерео.

Программисты под Linux недолго расстраивались: началась разработка открытой кроссплатформенной аудиобиблиотеки, которая могла бы заменить проприетарный DirectX. Как ни странно, работа кипела и вскоре свет увидела первая версия OpenAL. Этот API ни в чем не уступал DirectSound, а в чем-то даже превосходил его. В плюс — абсолютная бесплатность и межплатформенность. При желании OpenAL можно было перенести даже на мобильный телефон. Главное, чтобы игра была основана на этом движке.

OpenAL позволял накладывать на аудиосэмпл различные эффекты, просчитывая направление, скорость движения и положение в пространстве источника звука и слушателя. Игры для альтернативных систем получили свою библиотеку для создания трехмерного звучания.

OpenAL похож на EAX — суть у технологий одна. Но OpenAL может в свою очередь помочь аппаратно ускорять EAX. Аппаратное ускорение — это когда все расчеты по искажению сэмпла на себя берет не процессор (ему и без того делов хватает), а чип аудиокарты.

Если вы видите такой лейбл на устройстве, значит в нем не только используется продвинутый звуковой API с 3D-звуком, но и с большой вероятностью аудио ускоряется аппаратно.

Если вы внимательно прочли статью, то смогли понять, что большинство аудиотехнологий занимаются простым обманом слушателя. Причем не в самом лучшем виде — то, что выдают за объемный звук или очищение записи, на деле оказывается не настолько впечатляющим, если не разочаровывающим. Любой эффект вносит свой акцент в звучание музыки, зачастую эффект негативный. Лишь в редких случаях из алгоритмов аудиоморфинга можно извлечь пользу. Но это дело долгих проб и ошибок. А слепо вестись на обещания производителей не стоит: превращать воду в вино пока никто не научился.

ВЫСОКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ

Привычные настольные форматы звука, вроде MP3 и WMA, для использования в мобильных устройствах не годились. Они имели ужасное соотношение между качеством и объемом файла. И уж ни о какой потоковой передаче через интернет музыки в MP3 речи не шло — сети второго поколения не в состоянии обеспечить такую скорость.

Лучшим выбором для телефонов оказался HE-AAC — старый добрый AAC высокой эффективности. Утвержденный в 2003 году, этот кодек показывал куда лучшие результаты, чем MP3. Например, первая версия стандарта при битрейте композиции 48 кбит/с демонстрировала вдвое лучшее качество, чем MP3 (по шкале MUSHRA). Кроме того, в MP3 на низких битрейтах появлялись звуковые артефакты. Вторая же версия HE-AAC, выпущенная годом позже, по тестам MUSHRA набрала оценку «хорошо» для треков с фантастически низким битрейтом 24 кбит/с. Настольные кодеки при 24 кбит/c дотягивали до оценки «ужасно». Итог — куда лучшее звучание при меньшем размере файла.

С потоковым воспроизведением HE-AAC справлялись телефоны с EDGE. Из-за успешности формата его первую версию включили в спецификацию известного мобильного видеокодека 3GPP.

Сейчас с HE-AAC (в быту AAC+ и eAAC+) дружат практически все мобильники — Sony Ericsson, Nokia, Samsung, Motorola изначально поддерживают формат. В остальных случаях могут потребоваться Java-проигрыватели.






Рекомендуемый контент




Copyright © 2010-2019 housea.ru. Контакты: info@housea.ru При использовании материалов веб-сайта Домашнее Радио, гиперссылка на источник обязательна.