DSD формат музыки не нужен? Качества звучания CD хватит всем!

Звуковая волна
Все хотят слушать музыку в наилучшем качестве, однако, далеко не все представляют себе как цифровая музыка становится аналоговой, той, которую мы слушаем. Уверен, что мы много читали дискуссий в интернете по поводу того в каком формате должна хранится музыка, в каком качестве и т.д. Но обсуждение технических подробностей ни на йоту не приблизило вас к понимаю о том насколько приятно будет слушать музыку, будет ли она звучать ясно, чётко и чисто, или нет. И стоит ли менять имеющеюся коллекцию CD на записи в формате DSD с заоблачными характеристиками, или музыки в обычном CD качестве будет достаточно для ежедневного прослушивания музыки для удовольствия.

Правда в том, что современные методы хранения музыки в цифровом виде уже очень давно переросли требования и чувствительность наших ушей. При наличии хороших (не лучших в мире, а просто качественных) наушников, колонок и усилителя качества звучания уровня CD хватит подавляющему большинству людей. Причём, это качество не просто удовлетворит слушателя, а будет для него настолько высоким, что он просто не услышит разницу между CD и Hi-Res записью. Но об этом ниже.

Не люблю я людям приносить плохие новости, но, как серьёзный человек, я прихожу с доказательствами, а не просто размышлениями на тему. Возможности слуха обычного человека достаточно ограничены и он не сможет найти отличия в звучании Hi-Res записей в формате DSD от обычного CD. Я не спорю, новые форматы хранения музыки с высоким качеством, такие как MQA, являются технически невероятно сложными и изящными и дают отличный результат. Но с другой стороны очевидно, что для обычного потребителя это лишь красивые слова и маркетинговая обёртка.

Частоты дискретизации 44.1 кГц хватит для всех?

Если вы любите слушать музыку в высоком качестве, вы наверняка замечали в информационной строке о музыкальном треке частоту его дискретизации, чаще всего она равна 44.1 кГц, иногда 48 кГц и довольно редко это значение может вырастать до 96 кГц или даже фантастических 384 кГц. Заметим, что если вы смотрите характеристики современных Hi-Fi плееров они вовсю пестрят описанием того, что они способны проигрывать музыку с частотой дискретизации до 384 кГц. Очевидно, что это лишь технические характеристики на бумаге, уверяю вас, никто, даже я, не сможет на слух отличить качественную запись при 48 кГц от той же записи но уже при 384 кГц. Не верите мне?

Давайте я приведу некоторые доводы:

  • У вашего слуха есть ограничение по слышимым частотам, в лучшем случае максимальная слышимая частота звука будет около 20 кГц;
  • Минимальная частота дискретизации должна быть не менее, чем двухкратной величиной от 20 кГц для того, чтобы ваш слух перестал замечать огрехи и воспринимал звук, как натуральный, естественный;
  • Частота дискретизации значительно влияет на размер музыкального файла.

Чаще всего человек может различить звук с частотой до 20 кГц при условии, что он младше 20 лет. Но были зарегистрированы случаи, когда человек мог различить звук с частотой 22 кГц. Примем эту частоту за максимально возможно слышимую человеком. Но надо обязательно сделать оговорку, что частоты около 20 кГц человек слышит если он младше 20 лет. Если вам за 20 лет, но до 30 лет, скорее всего ваш максимум будет равен 17 кГц, а если вы старше 30 лет, то максимально слышимые частоты будут ещё ниже.

Ну, а раз самые лучшие из нас могут слышать звук с частотой не превышающей 22 кГц, частоты дискретизации в 44.1 кГц для нас должно быть достаточно, чтобы услышать всё, что возможно.

Почему 44.1 кГц? Теорема Котельникова (или теорема Найквиста — Шеннона) говорит нам о том, что частоты дискретизации, которая обеспечивает два отсчета за период, достаточно для воспроизведения сигнала (в данном случае, вашей музыки). 2 x 22,000 = 44,000, или чуть меньше 44 100 гц в секунду, предлагаемых с частотой дискретизации 44,1 кГц.

Всё, что мы закодируем выше этого значения будет для нас бесполезно, т.к. наш слух этого просто не услышит.

Любая частота дискретизации, которая превышает удвоенную частоту звука, будет полностью передавать его характеристики без искажения (рис. сверху). Искажения происходят только тогда, когда частота дискретизации падает ниже частоты кодируемого звука (рис. внизу)

Любая частота дискретизации, которая превышает удвоенную частоту звука, будет полностью передавать его характеристики без искажения (рис. сверху). Искажения происходят только тогда, когда частота дискретизации падает ниже удвоенной частоты кодируемого звука (рис. внизу)

Напомню, что с возрастом максимальная частота слышимого звука падает. Например, я уже почти не слышу звук с частотой выше 18 кГц, и чем старше я буду, тем меньший диапазон я буду слышать. Поэтому даже стандартной частоты дискретизации в 44.1 кГц для меня будет вполне достаточна, более того, даже это, на сегодняшний день скромное значение уже является избыточным для моего слуха.

Тест для проверки вашего слуха. Проверьте максимальную частоту звука, которую сможете услышать

Записей с динамическим диапазоном 16 бит хватит всем?

Ещё одним современным мифом является слух, что записи с динамическим диапазоном 24 бита откроют вам путь в доселе неизвестное пространство музыкальной нирваны, которая совершенно недоступна для традиционных 16 битных записей. Но, вы уже, наверное, догадались, что это не так? Для прослушивания готовой музыкальной композиции динамического диапазона 16 бит абсолютно достаточно. Более того, были проведены тесты, которые показали, что люди, даже слушающие тестовые музыкальные треки на оборудовании общей стоимостью более $6000 не смогли различить друг от друга запись с 16 битами от записи с 24 битами.

Однако, если вам нужно работать с музыкальным материалом на студии, желательно использовать именно 24 битные записи, т.к. при редактировании важно иметь максимально возможное качество исходных материалов. Это нужно для того, чтобы алгоритмы обработки звука могли работать наиболее точно и корректно, а уже готовый музыкальный трек можно конвертировать в запись 16/44.1 и всё будет хорошо, никто не заметит разницы.

Но что вообще означает битность записи на физическом уровне? За что отвечает этот параметр?

Количество битов отвечает за динамический диапазон, если объяснить ещё проще, это разница в громкости между двумя отсчётами при кодировании аналогового звука в цифровой вид. Чем больше битность, тем больше может быть разница по громкости между двумя соседними отсчётами.

24-битный файл будет иметь гораздо больший динамический диапазон, чем 16-битный файл, около 144 дБ. Этого будет достаточно, чтобы увеличить громкость полёта комара до уровня запуска ракеты Saturn V.

Но есть такое явление, которое называется слуховой маскировкой. Конструкция нашего уха, его физиология, делает более тихие звуки чуть более громкими, и чем ближе они находятся по частоте друг к другу, тем больше они маскируются друг другом в вашем мозге. Поэтому, да, работать с музыкальным материалом желательно в максимальном качестве, а вот для обычного прослушивания вполне хватит 16 бит, которые могут дать динамический диапазон на уровне 96 дБ.

Вот как выглядит 24-битный музыкальный файл перед удалением данных. Частота - ось Y, время - ось X, а интенсивность - цвет.

Вот как выглядит 24-битный музыкальный файл перед удалением данных. Частота — ось Y, время — ось X, а интенсивность — цвет.

Тем не менее, есть один момент, который действительно позволяет говорить о том, что записи с динамическим диапазоном в 24 бита могут иметь преимущество перед 16-ти битными — это очень тихие звуки в фонограмме.

Например, более широкий динамический диапазон позволяет вам увеличить громкость без повышения слышимого шума. Вот почему важно работать с музыкальным материалом в максимальном качестве, с динамическим диапазоном 24 или даже 32 бита.

Всё ещё не верите, что 16 бит и 44.1 кГц достаточно? Тогда я предлагаю вам провести эксперимент

Хотя мой коллега с сайта Android Authority уже доказал это с помощью осциллографа и некоторых хардкорных исследований, мы собираемся провести эксперимент, который вы можете сделать сами, или просто прочитать о результатах тут, если верите мне. После некоторых поисков в сети я нашел пару файлов на Bandcamp, которые были фактически выпущены в 24-битном виде без потерь. Многие из тех, что я находил на предполагаемых сайтах «HD Audio» были просто преобразованы из 16 бит, что означает, что они были одинаковыми во всех отношениях кроме цены. Затем я сделал следующие:

  1. Сделал копию оригинального 24-битного файла;
  2. Открыл этот файл в аудиоредакторе и сохранил его в формате 16/44.1 WAV;
  3. Открыл оригинальный файл и преобразованный и экспортировал его в один трек;
  4. После чего открыл этот трек в программе, которая позволяет увидеть спектрограмму.

По сути, вот что мы только что сделали: взяли файл с частотой 96 кГц/24 бит, а затем вычли из него все данные, которые получили в версии качества CD. Осталась разница между ними. Это тот же самый принцип, на котором работает активное шумоподавление. Вот результат, который я получил:

Спектрограмма разности звучания музыкального материала 24/96 и 16/44.1

Спектрограмма разности звучания музыкального материала 24/96 и 16/44.1

Да, разница есть, но она небольшая и находится вне зоны чувствительности нашего уха. Теперь вспоминаем о явлении слуховой маскировкой, которую мы сымитируем путём специальной фильтрации. Итак, давайте покажем, что человек может услышать, применяя фильтрацию на частотах до 20 кГц, чтобы покрыть наши слуховые возможности. Что мы видим, есть пик на уровне -85 дБ в лучшем случае. Что это значит? Это значит, что разница настолько несущественная, что без риска повредить слух мы её никогда не услышим. Если, всё же, вы хотите это сделать, я сделаю вам 2 важных предупреждения:

  1. Вам нужно увеличить громкость прослушивания до значения около 96 дБ — ЭТО ОПАСНО ДЛЯ ВАШЕГО СЛУХА! Не делайте этого!;
  2. А, да, я забыл ещё кое что. Чтобы всё таки услышать разницу у вас вместо ушей должны быть профессиональные микрофоны.

И, наверное, последний мой довод будет заключаться в том, что наш мозг постоянно отфильтроваывает звуки, которые даёт вам услышать. Этот эффект, как я уже неоднократно упоминал, называется слуховой маскировкой.

Поэтому, когда вы слушаете музыку, вы на самом деле не слышите весь звук сразу, вы просто слышите, что ваш мозг выделил для вас. Чтобы услышать разницу между 24-битными/96 кГц файлами и файлами с качеством CD запись должна отвечать следующим требованиям: отдельные звуки должны занимать очень узкий определённый диапазон частот и быть очень громкими, а другие звуки, которые звучат в тот же период времени, должны быть существенно различными по частоте от тех, разницу которых мы хотим услышать.

CD качества музыки хватит для прослушивания любой музыки?

Кстати, из недавнего ажиотажа под названием Yanny or Laurel мы узнали, что человеческий голос не соответствует этим критериям (тем, чтобы услышать разницу междй 16/44.1 и 24/96). Кстати, я слышу «Лорел» ясно и чётко.

Так что, действительно, наиболее вероятные места, на которых вы могли бы услышать различия между ними, это низкочастотные звуки с несколько приглушенными гармониками. Но есть нюанс: люди очень плохо слышат низкочастотные звуки. Чтобы услышать эти звуки на равной громкости с высокочастотными, вам понадобится от 10 до 40 дБ дополнительной мощности. Таким образом, эти пики при -87 дБ в диапазонах от 20 до 90 Гц могут уже составлять от -97 до -127 дБ, что выходит за рамки возможностей человеческого слуха. Не существует безопасного уровня громкости для прослушивания, чтобы слышать разницу между этими файлами.

Круто, да? Всегда хорошо знать, что любой, кто приходит и говорит вам, что ваша музыкальная коллекция должна быть повторно куплена, потому что это не «HD качество», явно ошибается.

Если вы начинающий аудиофил, просто расслабитесь, мы живём в золотое время — качества CD более чем достаточно, чтобы просто наслаждаться музыкой!

Перевод: soundguys.com

 
Комментарии

Мне 53 и я прекрасно слышу разницу в слепом тесте , но она не стоит того . Если вы слушаете музыку , а не анализируете звук .

Тимур

Добрый день, да, вы правы, разницу можно уловить, но для этого нужно очень хорошее оборудование, но даже в этом случае разница будет незначительна. Об этом и статья — не стоит слишком сильно заморачиваться, CD качества хватит для того, чтобы просто слушать музыку на любом оборудовании и получать удовольствие.

Можно легко услышать разницу на достаточно примитивной и дешевой аппаратуре, например на профессиональной 70-х годов, которая имеет узкий частотный и динамический диапазон но малые искажения фазы. И готовьте десятки килобаксов на современную аппаратуру чтобы больше не расставаться с этим удовольствием.

Борис

Я ещё воспринимаю писк 16 кГц, но выше полная тишина. Пытался услышать разницу между сдда и сасд, используя гибридные диски и приличную аппаратуру в слепом тесте. Результат в целом такой — вроде бы супер аудио лучше, но если численно, то примерно 60% на 40% по моим ответам, то есть мало отличается от простого угадывания. Стоит ли из-за этого переплачивать — мне ясно, что нет, старый добрый и доступный формат сдда вполне достаточен почти всем, кроме одержимых аудиофилов, любителей звука, как такового, но не музыки.

 
Adblock
detector