Bluetooth-кодеки в деле: сравнение на практике
Два с половиной года назад мы подготовили большой обзор, посвященный Bluetooth-кодекам. Их список по-прежнему остается одной из первых характеристик, на которые смотрят покупатели при выборе аудиоустройств. Тогда мы уделили внимание теории, после чего попробовали сравнить кодеки на практике — посмотреть, как их смена влияет на звучание.
Сегодня мы возвращаемся к этой теме, но уже с другим акцентом. Теории будет минимум, сосредоточимся на практике. Возьмем пару интересных TWS-гарнитур с широким набором поддерживаемых кодеков, последовательно переключимся между ними, измерим и визуализируем всё, что получится, чтобы сделать выводы.
Сразу оговоримся: это не строгое академическое исследование, а наглядная иллюстрация на конкретных примерах. Задача — дать пищу для размышлений о том, существуют ли на свете однозначно плохие или хорошие кодеки, стоит ли ставить их список во главу угла при выборе наушников и не переоцениваем ли мы их значение в отрыве от всего остального.
Ветераны и «хайрезные» новички
В первом обзоре мы разбирали, что такое кодеки, как они работают и какими характеристиками обладают. Если термины «глубина квантования» или «битрейт» вам незнакомы, есть смысл сначала изучить базовый материал. Там же можно найти список актуальных на тот момент кодеков, который сегодня мы пополним парой вариантов, появившихся сравнительно недавно.
aptX Lossless: мечта аудиофила
Это самый продвинутый кодек в семействе aptX от Qualcomm — режим внутри aptX Adaptive, позволяющий передавать звук в формате CD (16 бит/44,1 кГц) без потерь качества при кодировании и декодировании, ставший частью системы Snapdragon Sound. По сути, это первый Bluetooth-кодек, рассчитанный именно на передачу lossless-потока. Другие кодеки могут работать с высокими битрейтами (например, LDAC — до 990 Кбит/с), но не достигают уровня, необходимого для стабильной передачи CD-качества без сжатия. Поддержка aptX Lossless позволяет поднимать битрейт до необходимых 1,1—1,2 Мбит/с.
Классический несжатый CD-аудиопоток в формате 16 бит/44,1 кГц в стерео требует около 1,411 Мбит/с. Однако aptX Lossless не гонит по воздуху «сырой» PCM-поток, а использует сжимающее кодирование без потерь по принципу FLAC: исходные данные упаковываются, но при декодировании восстанавливаются точно. Важно помнить: мы рассматриваем aptX Lossless как отдельный кодек, хотя по факту это частный случай aptX Adaptive, в который заложен механизм снижения параметров потока ради сохранения стабильности соединения.
Иными словами, перед нами не фиксированный режим с гарантированным lossless во всех условиях, а система, которая может «откатываться» к более щадящим параметрам передачи, если того потребует качество связи. Помехи в эфире, расстояние до источника, стены и перекрытия — всё это влияет на работу. Поэтому на практике битрейт может быть заметно ниже, а сам lossless-режим — включаться не всегда.
| Семейство aptX | Частота дискретизации (кГц) | Битрейт (Кбит/с) |
|---|---|---|
| aptX | 44,1 / 48 | 352 — 384 |
| aptX HD | 48 | 576 |
| aptX Adaptive | 44,1—96 | 279 — 420 |
| aptX Lossless | 44,1 / 48 | 1100 — 1200 |
Еще один важный момент: поддержка Snapdragon Sound необходима и на источнике, и на устройстве воспроизведения. Если подходящих смартфонов набралось достаточно, то совместимых наушников пока мало, и в основном это модели верхней ценовой категории. Рассматриваемая сегодня Soundpeats Air5 Pro — одна из первых гарнитур, с которыми Snapdragon Sound добрался до относительно недорогих моделей.
L2HC: перспективная разработка Huawei
L2HC (Low Latency and High-Definition Audio Codec) — кодек Huawei с впечатляющими заявленными характеристиками. К текущему моменту он дорос до версии 4.0, способной передавать сигнал 48 кГц/24 бит при битрейте до 2,3 Мбит/с — выше стандартного CD. Подробно внутреннее устройство L2HC Huawei не раскрывает, поэтому судить об эффективности работы сложно.
Главная проблема — малая распространенность: L2HC почти целиком замкнут на экосистеме Huawei. Ниже мы будем пользоваться Huawei FreeBuds Pro 5, которые прекрасно работают с широким спектром устройств, но для доступа к L2HC 4.0 нам пришлось взять смартфон того же производителя. К чести Huawei, в списке кодеков есть и более распространенный LDAC, так что доступ к «условно хайрезному» звуку остается у большинства пользователей.
LC3: будущее почти наступило
LC3 (Low Complexity Communication Codec) — это «кодек будущего», который со временем может заменить SBC. Он стал официальным кодеком Bluetooth LE Audio, появившегося в стандарте Bluetooth 5.2. Кодек поддерживает частоты дискретизации от 8 до 48 кГц, битрейт от 16 до 345 Кбит/с на канал и глубину квантования 16, 24 или 32 бита.
Метод сжатия схож с SBC и опирается на маскировку тихих звуков. Разработчики заявляют, что в слепых тестах стереопоток LC3 с битрейтом 160 Кбит/с обеспечивает качество, сопоставимое с SBC на 345 Кбит/с. Также стандарт LE Audio включает технологию Auracast, позволяющую передавать сигнал на несколько пар наушников одновременно — крайне удобно в путешествиях или музеях.
В теории у LC3 всё хорошо, но на практике внедрение идет неторопливо. В свежих версиях Android LE Audio можно активировать вручную, но пока всё это ощущается не очень стабильным и не до конца нативным. В ходе тестов Soundpeats Air5 Pro, которые поддерживают LE Audio, возникли проблемы с переключением режимов без разрыва соединения, поэтому в текущем эксперименте LC3 не участвует.
Сравниваем на практике
Для корректного сравнения мы соблюли ряд условий:
- Все измерения проводятся за одну установку наушников на стенд.
- Используемые тестовые сигналы имеют параметры 48 кГц / 16 бит.
- Для переключения кодеков используются фирменные приложения и утилита Bluetooth Codec Changer.
- Громкость фиксируется на уровне 90 дБ.
Мы смотрим не на кодеки в вакууме, а на то, как конкретные наушники — с их динамиками, DSP-обработкой и внутренней акустикой — ведут себя при активации различных протоколов передачи.
Soundpeats Air5 Pro
Это одна из первых гарнитур в бюджетном сегменте с поддержкой aptX Lossless. Посмотрим на графики АЧХ при активации всех доступных кодеков.
Разница минимальна и заметна в основном на самых высоких частотах, которые многие взрослые люди уже не слышат. Наиболее заметна она в случае AAC, где верхние частоты обрезаются после 16 кГц (особенность реализации в Android). Ни один кодек не показал себя «плохим» с точки зрения тонального баланса: в этой связке они звучат очень близко.
Теперь оценим уровень искажений (КНИ/THD) на частоте 1000 Гц.
| Кодек | КНИ на 1 кГц |
|---|---|
| SBC | 0,052% |
| AAC | 0,060% |
| aptX | 0,056% |
| aptX Lossless | 0,054% |
| LDAC | 0,054% |
Показатели очень неплохие для TWS-наушников. Искажения на 1 кГц у всех кодеков лежат в диапазоне 0,05%—0,06%. Кодек не является главным источником искажений — гораздо сильнее на звук влияют DSP и конструкция наушников. Далее взглянем на спектрограммы белого шума.
SBC
aptX
aptX Lossless
LDAC
AAC
Наконец, проверим работу на реальном музыкальном материале (фрагмент «O Fortuna» из кантаты Carmina Burana).
SBC
AAC
aptX
aptX Lossless
LDAC
Различия между кодеками сводятся к нюансам передачи верхнего диапазона. По спектрограммам не видно, чтобы какой-то кодек грубо нарушал общую картину записи.
Huawei FreeBuds Pro 5
С этой гарнитурой мы добавили в сравнение кодек L2HC 4.0. Из-за «тройного адаптивного алгоритма» FreeBuds Pro 5, который динамически корректирует звук, получить чистые графики АЧХ сложнее, поэтому сосредоточимся на спектрограммах.
SBC
AAC
LDAC
L2HC
L2HC и LDAC заполняют верхний диапазон увереннее. Однако и здесь разница не радикальна. На музыкальном материале эти кодеки выглядят чуть убедительнее в передаче яркости тарелок, но это скорее тонкие нюансы подачи, а не фундаментальное изменение качества.
SBC
AAC
LDAC
L2HC
Итоги
Кодеки действительно влияют на звучание, но в большинстве случаев речь не идет о «пропасти» между плохо и хорошо. Это тонкие материи. Сами по себе кодеки редко оказываются главным действующим лицом. Куда сильнее на итоговый звук влияют настройки DSP, качество драйверов, конструкция наушников и реализация прошивки.
Вывод простой: не стоит впадать в радикализм. Наличие LDAC, aptX Lossless или L2HC — приятный бонус, но не универсальный знак качества. Гарнитура с базовым набором кодеков может звучать убедительнее модели с внушительным списком аббревиатур на коробке. В повседневной жизни стабильность соединения, задержка и энергопотребление значат не меньше, чем дополнительные килобиты в секунду.
