Что такое hi rez
Как Hi-Res записи деградируют в CD-формате — объясняем на пальцах
Только ли в битах и килогерцах дело?
Как Hi-Res записи деградируют в CD-формате — объясняем на пальцах
Только ли в битах и килогерцах дело?
Компакт-диску в следующем году исполнится 40 лет. За этот немалый период любители музыки и коллекционеры фонограмм прошли долгий путь от практически детского восторга на старте, когда, поддавшись эмоциям, многие меломаны распродавали свои коллекции винила, заменяя их вожделенными серебристыми кружочками, “которые не шумели в паузах”, до пришедшего позже понимания недостатков формата. В результате часть филофонистов вернулась к винилу, что в итоге породило виниловый ренессанс, а другая часть занялась совершенствованием аппаратуры для воспроизведения компактов, в надежде таким образом скомпенсировать проблемы формата как такового. Сможет ли приобретающее всё большую популярность аудио высокого разрешения (Hi-Res) дать второе дыхание “цифре”?
Сразу расставим точки над i с исторической точностью – стандарт Red Book, разработанный компаниями Philips и Sony и в рамках которого был описан формат компакт-диска, был представлен в 1980 году, а в 1982 году компания Philips представила первый серийный проигрыватель таких дисков. То есть, в следующем году исполнится 40 лет с момента, когда цифровое аудио шагнуло в народ. Впрочем, сути дела это никак не меняет.
Сегодня нас в большей степени интересует аудио высокого разрешения. Так что же это такое? Строгого определения Hi Res не существует. Ассоциация JEITA (Японская Ассоциация Индустрии Электроники и Информационных Технологий) определяет CD и аудио стандартного разрешения как цифровой поток с разрядностью 16 бит и частотой дискретизации до 48 кГц включительно (напомним, что Red Book для формата CD-DA жестко фиксирует частоту дискретизации на уровне 44,1 кГц). Соответственно, всё, что оцифровано с более высокими параметрами, называется аудио высокого разрешения (High Resolution или Hi-Res). Поэтому при упоминании Hi Res всегда нужно делать оговорку, о каком конкретно разрешении идёт речь.
Факт | Логотип Hi-Res Audio, который сопровождает некоторые модели аудиотехники или наушников, был введен Японской ассоциацией производителей электроники и информационных технологий (JEITA). Для получения сертификации компонентами, работающими с цифровым аудио, нужно поддерживать аудио с параметрами вплоть до 24 бит / 96 кГц, а для аналоговой техники – расширенный минимум до 40 кГц частотный диапазон. |
Причем, до сих пор мы говорили о формате оцифровки аналогового сигнала PCM (Pulse Code Modulation – импульсно-кодовая модуляция), который и определен для компакт-диска в Red Boook. Но позже теми же компаниями Sony и Philips был предложен однобитовый потоковый формат DSD (Direct Stream Digital), использующий плотностно-импульсную модуляцию. Формат подразумевает дискретизацию с существенно большей частотой – минимум – 2,8224 МГц, что в 64 раза больше, чем у компакт-диска (DSD64), кроме того, есть варианты DSD128, DSD256 и DSD512 с ещё более высокими частотами дискретизации. При этом, разрядность оцифровки составляет всего один бит. Но с форматом DSD в контексте сегодняшнего разговора проще – он изначально является форматом Hi-Rez аудио и используется для издания дисков высокого разрешения SACD.
Откуда берется аудио высокого разрешения?
Случаи народного творчества по оцифровке аналоговых носителей (виниловых пластинок или магнитных лент) или, не дай бог, апскейла компакт-дисков мы сейчас рассматривать не будем. В иных случаях аудио высокого разрешения появляется из студий мастеринга, где готовятся различные издания альбома или трека (винил, компакт-диск, файлы для стриминга и так далее). И здесь важно определить место Hi Res аудио в производственной цепочке. Не секрет, что в большинстве случаев изначально музыканты пишутся “в цифре” – с таким материалом намного удобнее работать звукоинженерам при сведении, постобработке и мастеринге. Случаи, когда всё по старинке делается “в аналоге”, а вместо компьютеров используются огромные многодорожечные катушечные магнитофоны и аналоговые пульты, бывают, но это – редкие исключения.
Так вот – пишутся музыканты именно в Hi-Res, поскольку для последующего сведения и мастеринга без ущерба для качества звучания высокое разрешение подходит как нельзя кстати. То есть, в результате сведения и мастеринга на свет появляется итоговый микс в высоком разрешении. Часто этот материал имеет параметры 24 бит / 96 кГц, но обычно студии используют лишь увеличенную до 24 бит разрядность, не повышая частоту дискретизации – тогда на выходе будет аудио с параметрами 24 бит / 44,1 кГц. Затем на основе этого “корневого” микса делаются варианты для записи на винил, компакт-диск, MP3 и других форматов со сжатием с потерями. То есть, этот исходный микс является своеобразным краеугольным камнем записи – лучшим её вариантом по качеству звучания, неким аналогом мастер-ленты при аналоговом мастеринге. И, напомним, этот микс записан в высоком разрешении.
Услышать разницу
Последствия конвертации
Причины первого типа носят объективный характер – это последствия понижения разрядности и частоты дискретизации. К примеру, чтобы снизить частоту выборки с 96 кГц до 44,1 кГц (ситуацию осложняет тот факт, что это некратные частоты) приходится пересчитывать под новую сетку весь сигнал, в том числе и в слышимом спектре частот. Понижение разрядности приводит к загрублению формы сигнала – вместо гладкого синуса (например) получаем его ступенчатую аппроксимацию. Известны различные способы борьбы и с тем, и с другим эффектом. Как правило, это достигается различной цифровой фильтрацией и подмешиванием шума (noise shaping). Подобные вмешательства позволяют скомпенсировать огрехи даунсемплинга, но, как легко догадаться, качества звучания совсем не прибавляют.
На потребу публике
Второй тип по сути рукотворен. К этому типу мы отнесем все “улучшения” и “оптимизации”, которые проводятся с определенными целями при подготовке издания на конкретном носителе. К примеру, с определенного момента музыкальные продюсеры решили “оптимизировать” компакт-диск для воспроизведения на массовой технике – музыкальных центрах, штатных автомобильных аудиосистемах и смартфонах с самыми простыми наушниками-затычками. Такая оптимизация заключалась в активном использовании звуковых компрессоров и лимитеров, которые фактически сжимают динамический диапазон – отсекают пиковые сигналы, а средний уровень музыкального материала подтягивают к уровню 0 дБ.
В результате получаются очень громкие и бодрые фонограммы, которые на не слишком качественной технике действительно звучат выигрышно. Но достаточно послушать диск с такой записью на системе High End (да и просто на качественной Hi-Fi аппаратуре), как вы заметите, что запись утратила эмоциональность и ясность, потеряла объем и жизнь. Но что могут противопоставить малочисленные аудиофилы со своими дорогущими стереосистемами армии, вооруженной смартфонами с затычками? Доля первых находится в пределах статистической погрешности. В результате сегодня за очень редким исключением все издания на компакт-дисках, как новые записи, так и ремастеры старых альбомов, делаются с компрессией динамики. Одна надежда остается на Hi-Res, если, конечно, окажется доступен тот самый – исходный микс, а не его “адаптированная” версия. Ведь никто не может помешать продюсеру издания “улучшить” и материал в высоком разрешении тоже.
Что такое Hi-Res audio?
Hi-Res Audio (High-resolution audio) — это цифровой звук высокого разрешения.
В отличие от HD (high-definition video/видео высокой четкости), нет единого стандарта для звука высокого разрешения.
В 2014 году Digital Entertainment Group, Consumer Electronics Association и The Recording Academy совместно с музыкальными лейблами официально дали такое определение Hi-Res Audio: «Звук без потерь, который способен воспроизводить весь спектр записи, и был подготовлен и перенесён с источника, более качественного, чем CD.»
Проще говоря, Hi-Res audio относится к музыкальным файлам, которые имеют более высокую частоту дискретизации и/или битрейт, чем у CD, который определен в 16 бит/44,1 кГц. Частота дискретизации (или частота семплирования) относится к числу раз, когда в процессе аналого-цифрового преобразования принимается выборка сигнала в секунду. Чем больше бит, тем точнее сигнал может быть измерен в первом случае, поэтому переход от 16 бит к 24 бит может обеспечить заметный скачок в качестве.
Hi-Res аудиофайлы обычно используют частоту дискретизации 96 кГц или 192 кГц и 24-бит. Также могут быть файлы 88,2 кГц и 176,4 кГц.
Hi-Res имеет один недостаток: размер файла. Один трек может иметь размер в десятки мегабайт и несколько альбомов могут быстро съесть свободное место на вашем мобильном устройстве. Они также могут долго загружаться по Wi-Fi и мобильному интернету.
Форматы файлов Hi-Res audio
Существует несколько основных форматов файлов, поддерживающих цифровой звук высокого разрешения:
В чём преимущество Hi-Res audio
Главным преимуществом аудиофайлов с высоким разрешением, безусловно, является превосходное качество звука по сравнению со сжатыми и стандартными аудио форматами. Чтобы проиллюстрировать, почему Hi-Res должно звучать лучше, чем MP3, давайте сравним их битрейты. Файл MP3 с самым высоким качеством имеет битрейт 320 кбит/с, тогда как 24-битный/192 кГц Hi-Res аудио файл имеет скорость передачи данных 9216 Кбит/с. Музыкальный компакт-диск — 1411 Кбит/с.
Использование сжатия с потерями означает, что данные теряются в процессе кодирования, а разрешение приносится в жертву меньшему размеру файла. Это влияет на качество звука — формат MP3 (и подобные) полностью не раскрывает потенциал наших любимых песен.
Тем не менее, для большинства людей звук MP3 формата достаточно хорош, особенно при прослушивании музыки в дороге, фоном и т.д. Для аудиофилов даже CD качества недостаточно, поэтому многие ценители музыки по-прежнему предпочитают чистый аналоговый звук виниловых пластинок.
Поэтому файлы Hi-Res 24 бит/96 кГц или 24 бит/192 кГц призваны более точно воспроизводить звук, с которым музыканты и инженеры звукозаписи работали в студии.
Что нужно для проигрывания файлов Hi-Res audio
Есть немалое количество устройств, которые могут воспроизводить Hi-Res звук. Всё зависит от того, хотите ли вы, чтобы ваша система была стационарной или мобильной, насколько рассчитан ваш бюджет и каким способом вы будете чаще всего слушать ваши мелодии.
Компьютер
ПК или ноутбук на Windows, Linux или Mac является основным источником для хранения и воспроизведения музыки Hi-Res. Но убедитесь, что программное обеспечение, которое вы используете для воспроизведения музыки, также поддерживает воспроизведение Hi-Res. iTunes, например, его не поддерживает, даже с MacBook, поэтому вам нужно будет скачать отдельное приложение для воспроизведения музыки. На Mac заслуживают внимания Channel D’s Pure Music и Amarra. На ПК попробуйте JRiver Media Center (платный, но работает на Windows, Linux и Mac OS X), или foobar2000 (бесплатный, но работает только на Windows)
Смартфон
Смартфоны уже начинают поддерживать воспроизведение Hi-Res. Пока это ограничивается флагманскими Android-моделями, такими как Samsung Galaxy S8, S8+ и LG V30 (в настоящее время это единственный телефон, который умеет воспроизводить формат MQA). iPhone “из коробки” на данный момент не поддерживает аудиовыход Hi-Res, хотя есть способы обойти это, используя приложение (VLC Player или Onkyo HF Player), а затем либо подключить ЦАП, либо использовать наушники с разъемом Lightning.
Портативный плеер
В качестве альтернативы смартфону может выступить портативный Hi-Res мультимедийный проигрыватель. Например, линейка Walkman от Sony (Sony NW-ZX300 также поддерживает MQA) и плееры Astell & Kern, Pono — они предлагают больше места для хранения файлов и ориентированы на гораздо лучшее качество звука, чем многозадачный смартфон.
Аудио система
Есть много других устройств, которые также поддерживают воспроизведение звука с высоким разрешением, включая универсальные системы ЦАП-усилитель- аудиоплеер (Sim Audio MOON Neo ACE), акустические системы “всё в одном” (Dynaudio Xeo 2) или AV-ресиверы (Sony STR-DN1080).
Чтобы по-настоящему услышать все преимущества Hi-Res, приобретите высококачественные наушники или хорошую пару стереодинамиков. Возможно, вы даже встречали в магазинах «Hi-Res» наушники — верхняя частота их должна быть не менее 40 кГц. Такие наушники претендуют на полный спектр Hi-Res audio и теоретически должны предложить лучшее качество звука.
Что будет дальше с high-resolution audio
Сместить такого гиганта как MP3, пусть и не лишенного недостатков, процесс не быстрый. А значит этот формат ещё долго будет оставаться самым популярным в мире. Но благодаря всё большей поддержке, Hi-Res audio станет перспективным выбором для всех, кто интересуется качественным звуком. И уже, возможно, через несколько лет большинство песен в вашей музыкальной коллекции будут в формате высокого разрешения.
Hi-Rez Studios
Hi-Rez Studios – независимый разработчик онлайн игр со штаб-квартирой в Джорджии (США). Компания была основана в 2005 году Тоддом Харрисом и Эрезом Гореном, и собрала под своей крышей программистов, дизайнеров и художников, причастных к созданию таких проектов, как Call of Duty, TES 4: Oblivion и City of Heroes.
Global Agenda
Первая игра студии, представляющая собой шутер от третьего лица на движке Unreal Engine 3. Первая информация о проекте появилась в 2007 году, хотя до этого Global Agenda находилась в разработке более 2-х лет. Вышла же игра в 2010 году, спустя почти пять лет после начала разработки.
Действие игры разворачивается в 22 веке, когда власть над планетой захватило тираническое государство Содружество. Игроки выступают в роли Сопротивления, которое ведет партизанскую войну против тирании и одновременно с этим погрязло в междоусобных разборках. В Global Agenda представлено 4 класса, причем у каждого класса есть по 3 ветки способностей. Поединки в игре сессионные, рассчитаны на 20 человек и радуют высокой концентрацией экшена.
Tribes: Ascend
Многопользовательский шутер 2012 года выпуска, являющийся продолжением популярной серии Tribes. Проект отличается обширными игровыми картами, множеством классов, которые можно менять непосредственно на поле боя, и фирменным способом передвижения, активно использующим джетпаки в качестве основного средства передвижения. По сути, поединки в Tribes: Ascend представляют собой бесконечные прыжки и полеты на реактивных ранцах с параллельным отстрелом всего, что умудряется попасть в перекрестие прицела.
Недавно Hi-Rez Studios объявила о прекращении активной поддержки игры, мотивируя это тем, что занята продвижением своей MOBA Smite.
Smite
MOBA с видом от третьего лица, главными героями которой являются боги из египетской, римской, греческой, китайской, индийской и скандинавской мифологии. В основном игра отличается от классических представителей жанра именно видом от третьего лица. В то же время, основы геймплея не претерпели кардинальных изменений: карты в Smite имеют все те же 2 базы, соединенные 3-мя путями, а сами бои проходят в привычном формате 5 vs 5.
Проект может похвастаться серьезной поддержкой со стороны Hi-Rez Studios: буквально каждую неделю студия выпускает обновления, часто с новыми героями внутри. По сути, компания сосредоточила все усилия на поддержке Smite и заниматься разработкой других продуктов пока не планирует.
We’re all About Games
Community-Driven. Free to Play.
Company Overview
Our marketing department likes to say stuff like, «Hi-Rez Studios is an industry-leading video game developer at the forefront of the free-to-play, games as a service model.» But we’re just gamers, with love and skill to make games that anyone can play regardless of income or platform. Hi-Rezzers are fueled by our game communities and the love they have for the realms and battlegrounds that we are lucky enough to create and grow. Our games have been played by more than 70 million people worldwide on PC, mobile, and console, which blows our minds. Our experiences with such an awesome collection of gamers is the major reason why we are trailblazers of the F2P and cross-play movements. We want all of our players to be able to game with their friends regardless of platform, just as we like to game with ours.
Building Community
We’ve been recognised for our company culture, leadership and diversity. We pride ourselves on being gamers who like to play and who love the great communities that have built up around our games, often involving them in our year-round charity efforts.
Mission Statement
We build and nurture long-lasting and inclusive communities around multiplayer gaming experiences that engage, connect and exhilarate our players.
Hi-Rez specializes in multiplayer games that bring together players for fun and the thrill of competition. Our games are more than just pixels and clicks – we connect people in the virtual and real worlds, providing them with thrilling gaming experiences. We build communities and games that welcome a wide audience. Our games span globally, reach across gaming platforms, are affordable, and transcend traditional social boundaries such as cultures and languages.
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.