Разбираемся с аудио по Bluetooth на десктопных системах — какой кодек вам подойдет?

Беспроводной звук становится все популярнее, и я все чаще встречаю один вопрос — а как мне получить хорошее качество аудио по Bluetooth на Windows или macOS? Разумеется, вы можете купить первый попавшийся адаптер Bluetooth или просто подключить свои наушники к ПК, если на нем уже есть поддержка «синезуба», и вы точно сможете послушать музыку в стерео. Однако на деле кодек, по которому передаются аудиоданные, все же достаточно важен, и я писал об этом в одной из предыдущих статей (рекомендую с ней ознакомиться перед прочтением материала ниже). Поэтому давайте разберемся, как добиться качественного звука или же максимально снизить его задержку.

Что умеют современные системы по умолчанию?

Любые версии Windows 10 и любая macOS за последние 5 лет умеют работать с базовым кодеком SBC и «почти Audio CD» кодеком AptX (на любых Bluetooth-адаптерах). Также macOS умеет работать с неплохим психоакустическим кодеком AAC. Выбора кодека на Windows нет, также нет функционала, чтобы узнать текущий кодек (это умеют делать сторонние программы, например Bluetooth Tweaker, но они платные). Приоритет кодеков в ОС от Microsoft следующий: AptX > SBC. То есть, если ваши наушники поддерживают AptX, система также будет его использовать. Если ваши наушники поддерживают AptX, но вы хотите SBC — этого добиться невозможно.

На macOS все интереснее: приоритет кодеков по умолчанию тут AAC > AptX > SBC. То есть, если ваши наушники поддерживают и AptX, и AAC, будет использоваться последний кодек. Однако есть бесплатная программа под названием Bluetooth Explorer, где можно как менять приоритеты (например, сделать AptX > AAC > SBC), так и вообще отключить AAC и AptX, получая только SBC. Более того, здесь можно менять как bitpool, так и bitrate кодеков, то есть потенциально улучшая качество звука. Однако на деле это могут поддерживать не все наушники, и более высокий битрейт может сказаться на задержке и «дальнобойности».

На macOS можно достаточно тонко настроить звук по Bluetooth, но доступных кодека все равно только три.

По умолчанию как на Windows, так и на macOS кодек SBC имеет битрейт 328 кбит/c при 16 бит и 44.1 КГц. Кодек AptX — 352 кбит/c и 16 бит с 44.1 КГц. Что касается AAC, то его битрейт самый низкий, до 256 кбит/c при 16 бит, зато частота дискретизации выше, 48 КГц.

Я не хочу во всем разбираться и просто хочу послушать музыку, что мне делать?

Пожалуй, это самый массовый подход — хочется просто подключить наушники и слушать музыку. В таком случае вам не нужно делать. совсем ничего: любые наушники и любой Bluetooth-адаптер обязаны поддерживать протокол A2DP и базовый кодек SBC. Поэтому стереозвук вы получите в любом случае.

Однако тут важно понимать две вещи:

1. С точки зрения математики SBC неплох, но на его «раскрытие» не тратят время даже такие крупные компании, как Sony и Bose. Поэтому качество музыки с ним может быть ощутимо ниже, чем по проводу, особенно если в вашем ПК стоит нормальная аудиокарта, а не интегрированная от Realtek.
2. С этим кодеком обычно максимально высокая задержка — до 300 мс. Да, для прослушивания музыки это абсолютно неважно, но вот при просмотре фильмов вы будете замечать, что резкие звуки (например, выстрелы) будут не совпадать с картинкой. В играх это будет ощущаться еще более остро.

Не-не, я все же хочу получить более-менее качественный звук, что мне делать?

В таком случае имеет смысл смотреть в сторону AptX и AAC. Да, в теории эти кодеки должны давать сравнимое с SBC качество звука, но на практике многие компании настраивают DSP-процессор в своих наушниках на лучшую работу с «продвинутыми» кодеками, как итог — звук по AptX становится «объемнее и басистее», а на AAC появляется лучшая «детальность». Поэтому в народе бытует мнение, что тот же SBC сильно хуже, чем AptX: на деле слышимая разница обусловлена скорее различными настройками наушников, а не математическими различиями между кодеками.

Да, даже такой дешевый адаптер даст вам AptX на Windows 10. Но разумеется о его долговечности и качестве говорить не приходится.

Но, в любом случае, нам, как «конечным слушателям», не особо важно, как получается хороший звук, поэтому если вы слушаете обычную музыку в lossy-кодеках с битрейтом в 200-300 кбит/c, то имеет смысл остановиться на AptX и AAC. В случае с Windows 10 выбора у вас нет — система поддерживает только первый из них. В случае с macOS я бы предложил самостоятельно сравнить: в теории AAC лучше передает музыку с широкой сценой, где есть одновременно и женский вокал, и басы. AptX же лучше справляется с тяжелой музыкой типа рока или метала. Но опять же, конечный результат сильно зависит от настройки процессора в наушниках, поэтому лучше сравнить работу этих кодеков самостоятельно.

Напомню, что в данном случае вам не нужно покупать какой-то специальный адаптер для работы с AptX: любая версия Windows 10 умеет с ним работать на абсолютно любых USB-донглах, хоть с AliExpress за 200 рублей. Основная разница здесь будет только в дальнобойности: если у вас толстые стены и вы слушаете музыку за пределами своей комнаты, имеет смысл купить более дорогой адаптер с лучшей антенной.

Однако ложка дегтя все же есть: что AptX, что AAC все еще привносят ощутимую задержку в 150-200 мс. К слову, я не знаю откуда пошел миф, что у AAC зверская задержка: даже дешевые наушники от Xiaomi при подключении к iPhone с ним давали задержку на уровне 190 мс, а дорогие Sony вообще только 170. Как итог, для музыки это опять же не важно, для фильмов тоже не особо критично (напомню, что по телевизионным стандартам задержка аудио должна лежать в диапазоне от -60 до +100 мс, так что +150 мс не особо ощущается). Пожалуй, такие кодеки плохо будут подходить только для динамичных шутеров, где лишние 150 мс вполне могут стоить жизни вашему персонажу.

По AAC нет никаких огромных задержек, все на уровне AptX.

Я хочу поиграть в наушниках без задержки, что делать?

На этом месте «компетенция» современных десктопных систем заканчивается. Получается, что придется играть по проводу? Нет. Есть кодек AptX-LL, который по качеству звука является абсолютной копией AptX, но при этом сквозная задержка не превышает 40 мс. Что забавно, это временами ощутимо ниже, чем если выводить звук по проводу с интегрированных аудиокарт от Realtek: в таком случае она нередко составляет 60-80 мс, то есть звук по Bluetooth оказывается даже лучше для игр.

Однако не все так просто. Как я уже сказал выше, современные системы не умеют работать с таким кодеком «из коробки», так что придется покупать внешние Bluetooth-адаптеры, которые десктопные ОС будут распознавать как USB-аудиокарты. Я могу выделить два неплохих: это Reiyin WT-04 и Avantree DG80. Первый дешевле, его можно найти на AliExpress за 1400 рублей. За второй придется отдать 2300, зато он дальнобойнее. Оба они имеют приоритет кодеков AptX-LL > AptX > SBC.

Достаточно простой китайский адаптер, который тем не менее умеет работать с AptX-LL.

Также важно понимать, что с точки зрения наушников AptX и AptX-LL это разные кодеки. Поэтому если ваше аудиоустройство поддерживает только AptX, никакой низкой задержки не будет, так что вам нужны наушники именно с поддержкой AptX-LL, а их на рынке не очень-то и много.

Я хочу получить максимально хороший беспроводной звук, что мне делать?

Начну, пожалуй, с самого главного: абсолютно все беспроводные кодеки, даже UAT с битрейтом в 1.2 мбит/c, являются lossy, то есть часть данных будет отсекаться при передаче. Да, разумеется тот же AptX с 352 кбит/c «выкинет» из музыки куда больше, чем LDAC с 990 кбит/c, но факт остается фактом: если вы хотите слушать музыку в неизменном виде, Bluetooth все еще не для вас.

Однако можно прийти к разумному компромиссу, когда реальное качество музыки при передаче снижается настолько слабо, что даже при непосредственном сравнении разница улавливаться будет далеко не всегда. И здесь можно выделить два подхода: простой и дешевый, или замороченный. Начнем с первого.

В 2016 году компания Qualcomm представила AptX HD. 24 бит, 48 КГц, битрейт 576 кбит/с — короче говоря, «почти Hi-Fi». На деле, конечно, все слегка запутаннее. Во-первых, если вы слушаете 16-битную музыку, то разницы с AptX практически не будет: остальные 8 бит просто будут забиваться нулями, и кодек по сути превратится в 16 бит/48 КГц с битрейтом 384 кбит/c. Во-вторых, большинство USB-адаптеров с поддержкой AptX HD опять же работают в режиме 16 бит/48 КГц, и мне было забавно наблюдать за их владельцами, которые при таком подключении «слышали» разницу с обычным AptX. На деле, конечно, разницу-то они слышали, но опять же не между кодеками, а между настройками DSP-процессора в наушниках для разных кодеков,

В итоге единственный USB-адаптер с честным 24-битным AptX HD — это Avantree DG60 второй версии. Стоит он без малого 3000 рублей, зато имеет действительно дальнобойную антенну. И это самый простой способ попасть в мир беспроводного «почти Hi-Fi» звука. Получаемая при таком подключении задержка колеблется на уровне 150-200 мс: для фильмов терпимо, для игр скорее нет, чем да. И тут опять же есть важный момент: этот донгл имеет приоритет AptX HD > AptX-LL > AptX > SBC, но выбора между ними нет. Так что даже если ваши наушники умеют работать и с AptX HD, и AptX-LL, включить последний для игр вы не сможете.

Единственный адаптер с честным AptX HD.

Следующий на очереди — LDAC от Sony. 24 бит, 96 КГц, 990 кбит/c. Наушников с его поддержкой немного, и в основном это, сюрприз, достаточно дорогие решения от Sony. А раз наушников не очень много, то и отдельно создавать USB-донгл с поддержкой LDAC смысла мало, поэтому дешевого и простого способа получить поддержку этого кодека на десктопных ОС нет.

А дорогой и сложный — это покупка отдельного аудиоплеера, умеющего работать как DAC по USB, иными словами умеющего выступать внешней аудиокартой. Проблемы тут две: во-первых, стоят плееры с поддержкой LDAC негуманных денег, за тот же HiBy W3 придется отдать $59, что с учетом доставки в РФ обойдется в тысяч 5 рублей. Стоимость плееров, которые можно купить в России напрямую, нередко еще раза в полтора-два выше. Во-вторых, получаемая задержка звука просто гигантская и доходит до 500 мс: в таком режиме разумеется без проблем можно слушать музыку, но о просмотре фильмов или об играх можно просто забыть.

Ну и самый-самый максимальный кодек, доступный для получения на десктопных ОС — это UAT. 24 бит, 192 КГц, битрейт аж до 1.2 Мбит/c — выглядит внушительно. Однако на деле проблем с ним еще больше, чем с LDAC, по той простой причине, что это собственный кодек китайской компании HiBy, и работает он только с наушниками этой же компании. С одними наушниками. Да-да, только одними — TWS HiBy WH3. И вам нужен будет плеер типа HiBy W3, чтобы передавать на них музыку с ПК. С учетом того, что это внутриканальные наушники, смысла так заморачиваться скорее всего нет, так что этот абзац написан больше для «общего развития».

Достаточно неплохой китайский плеер, умеющий работать с LDAC и UAT, а также выступать внешней аудиокартой.

Вывод: беспроводной звук все еще остается в основном мобильным

В случае со смартфонами на Android проблем выше обычно нет совсем: даже не самые дорогие телефоны поддерживают широкий спектр кодеков от AAC до LDAC с возможностью выбрать любой из них, и вам всего лишь нужны наушники с поддержкой нужного кодека (или даже кодеков). А вот на десктопных ОС с этим все очень плохо: доступно лишь 2-3 кодека, причем на той же Windows 10 переключаться между ними нельзя.

И, что самое печальное, прогресс в этом направлении идет крайне медленно: так, например, возможность узнать заряд беспроводных наушников на ОС от Microsoft встроенными средствами появилась меньше года назад, а macOS вообще до сих пор не умеет это! Так что ожидать в ближайшее время каких-либо подвижек в этом направлении, увы, не стоит, а значит для получения качественного беспроводного звука вам все еще придется заморачиваться с донглами и DAC-плеерами.

Bluetooth-кодек LDAC – лучший беспроводной звук? (Наушники и телефоны с LDAC)

LDAC – Bluetooth-кодек высокого разрешения, разработанный Sony. Заявлено качество передаваемой музыки на уровне Hi-Res аудио. Так и есть, или тут налицо очередная маркетинговая басня? Этот вопрос уже давно блуждает по сети.

Действительно ли творение Sony даёт возможность слушать музыку высокого разрешения без проводов и проблем? Нет, даже этот кодек не даст реального Hi-Res качества по Bluetooth. Но по некоторым параметрам он уже близок.

Беспроводные Bluetooth наушники Sony с поддержкой кодека LDAC

Среди всех наушников мне встречались только наушники от Sony (и то единицы), которые поддерживают технологию LDAC. Вот самые популярные наушники с LDAC:

⭐ Цены на беспроводные наушники с LDAC:

Какие телефоны поддерживают LDAC?

Для того что бы смартфон мог работать с LDAC, он должен поддерживать версию android версии 8.0 Oreo и выше. То есть любые из смартфонов на андроид с android 8.0+, поддерживают LDAC по умолчанию:

Какие устройства помимо телефонов поддерживают LDAC?

По умолчанию LDAC на ПК (под Windows 10 к примеру) не поддерживается. Но если докупить Bluetooth адаптер, по типу FiiO BTR3, то вы сможете использовать LDAC, опять же если наушники или колонки так же поддерживают этот кодек.

Что касается плееров и ресиверов с поддержкой LDAC, их тоже довольно немного. К примеру Плеер FiiO M7 и Shanling M0 поддерживают кодек LDAC. Конечно же последние плееры (Sony NW-A35 и Sony NW-A45HN) и ресиверы (STR-DN860) от Sony. А так же ЦАП Astell&Kern AK XB10. Ищите в характеристиках плееров и ресиверов 2015+.

Как включить LDAC?

1. Чтобы включить LDAC и любой другой кодек нужно активировать «Меню Разработчика».

Меню Разработчика, можно активировать вот так:

2. После, в меню разработчика, нужно найти «Аудиокодек для передачи через Bluetooth» и выбрать нужный кодек:

Выбираем нужный кодек — LDAC, aptX, aptX HD, AAC, SBC.

1. Особенности LDAC — скорость передачи данных

LDAC – это кодек сжатия с потерями. Об этом производитель в итоге заявил довольно скоро после релиза. Уже после этого все заявления о Hi-Res качестве нельзя воспринимать всерьёз. Впрочем, Sony уточняет, что имеется в виду качество, близкое к Hi-Res.

Существует три варианта работы LDAC – 3 разных битрейта: 990 кбит\с, 660 кбит\с и 330 кбит\с. То есть, он не всегда работает на рекламных 990 кб\с. Эта вариативность сделана для того, чтобы кодек мог оптимизировать энергопотребление и ширину потока данных.

LDAC или aptX HD:

Битрейт LDAC и других Bluetooth-кодеков

Полезно понимать, что, когда на телефоне отображается соединение по LDAC, это могут быть и минимальные 330 кбит\с. Настраивается этот момент через инструменты разработчика или в некоторых программах от Sony.

И всё же, как минимум по битрейту, LDAC недалёк от lossless форматов. И явно впереди всех конкурентов (в режиме приоритета качества). При этом заявлена поддержка разрядности до 24 бит и частота дискретизации до 96 кГц.

LDAC рекламные материалы от Sony

2. Битрейт и разрядность LDAC

На современном этапе развития технологий Lossless (без потерь) обработка позволяет уменьшить битрейт максимум в 2 раза. Или около того. Например, у файла CD-качества (1411 кб\с), сжатого без потерь, мы увидим значения 770-900 Кбит\с. Всё, что ниже – сжатие с потерями.

Получается, что только 1 вариант работы LDAC даёт битрейт, аналогичный сжатому без потерь CD-качеству: приоритет качества 990 кбит\с. Остальные 2 режима и близко не подобрались даже к CD, не говоря уже о Hi-Res.

3. Частотный диапазон LDAC

Человек теоретически слышит звуки от 20 Гц до 20 кГц. Было доказано, что для квантования (отцифровки) аудио-сигнала без потерь, частота дискретизации (количество отрезков, на которые аналоговая волна делится при отцифровке) должна более чем в 2 раза превосходить частотный диапазон изначального аудио-сигнала.

Поэтому, CD-качества в 44.1 кГц вполне достаточно, от этого закона и отталкивались создатели формата.

Соответственно, диапазон частот, на котором кодек передаёт звук без изменений, должен быть около 22 кГц. Для Hi Res (у LDAC) заявлены 96 кГц, соответственно, частотный диапазон должен быть не меньше 48 кГц. Посмотрим, справляется ли LDAC с этим.

LDAC диапазон частот

Из графика видно, что в режиме приоритета качества LDAC достигает 47 кГц, что примерно соответствует Hi Res. Режим 660 кбит\с – только 30 кГц, что достаточно для CD-качества. А вот приоритет соединения выдаёт лишь 18 кГц, что даже ниже, чем у aptX. И, само собой, ниже, чем должно быть у CD-качества.

3.1 Промежуточный вывод

Из всего вышеописанного можно сделать вывод, что LDAC передаёт звук в режиме 990 кбит\с в качестве, сравнимом с CD. Минимальная глубина квантования в 12 бит только чуть ниже эталонных 16, битрейта вполне хватает, а частота дискретизации даже больше, чем необходимо.

Но до уровня Hi Res LDAC не дотягивает. Разрядность сильно варьируется и достигает заявленных 24 бит только в узкой полосе частот, битрейта явно не хватает. Но частота дискретизации соответствует стандартам аудио высокого разрешения.

Sony WF-SP700N работают по LDAC

4. Уровень фонового шума LDAC

Однако, если говорить о соответствии кодека стандартам качества, важно отметить ещё такой параметр, как уровень фонового шума. Чем он ниже, тем меньше вероятность услышать «потрескивания» и прочие искажения на определённых частотах.

Есть установленные параметры, они отмечены на графиках пунктирными линиями для 16 бит (CD) и верхней границей красной области для Hi Res (24 бит)

Передаваемый звук был в формате Hi Res. По графикам видно, что в приоритете качества LDAC на части диапазона вполне соответствует стандартам 24 бит. Однако, на высоких частотах всё же немало шума, особенно в районе 15 кГц. Режим 660 кбит\с на ВЧ местами даёт больше шума, чем должно быть даже для 16-битного качества. В режиме приоритета соединения LDAC показывает себя даже хуже, чем стандартный SBС, что явно не соответствует звуку высокого разрешения.

Так как частотная характеристика «хайреза» выходит за пределы обычных 20 кГц и простирается до 48 кГц, не лишним будет посмотреть, как кодек ведёт себя в высокочастотном диапазоне, хоть он и не слышен.

LDAC (990 кб\с) уровень шума в высокочастотном диапазоне

Как видно, на неслышимых человеком частотах LDAC даже в приоритете качества очень «шумит». Для сравнения приведён график уровня шума при проводной передаче Hi Res звука, он ровный по всему диапазону.

Такая картина ожидаема, ведь кодек должен «экономить» ширину потока Bluetooth. Соответственно, на те частоты, которые мы не слышим, ресурсы и не тратятся, при этом создаётся шум и искажения. Примерно так работают все lossy-кодеки.

Sony WI-1000X наушники с шумоподавлением и LDAC

По уровню фонового шума можно сделать вывод, что LDAC соответствует CD-качеству в двух из трёх режимах. 990 кбит\с приближаются к стандартам Hi Res, но не соответствуют им, особенно, если брать высокочастотный диапазон.

Если замерить уровень шума для звука CD-качества, то картина аналогичная. LDAC вполне «умещается» в этот стандарт на режимах 990 кбит\с и 660 кбит\с. Но в приоритете соединения искажений значительно больше, чем должно быть. При этом aptX HD даёт сходные результаты на более низких битрейтах.

5. Качество соединения LDAC

Как видно из предыдущих тестов, LDAC хорош только в режиме 990 кбит\с. Хоть сжатие происходит с потерями и качество Hi Res, в общем-то, не достигается. Тем не менее, для беспроводной передачи музыки, результат очень неплох.

Но по умолчанию в большинстве смартфонов соединение по LDAC происходит в режиме 330 кбит\с, который во многом хуже даже SBC, и уж точно уступает aptX. Иногда — 660 кбит\с, 990 кбит\с – почти никогда. Конечно, это можно изменить в настройках. Получается, что высокое качество, о котором заявляет производитель, доступно в одном режиме, но работать в нём, без ручного вмешательства, кодек будет очень редко.

Рассмотрим показатель уровня принимаемого сигнала. Он выступает в роли индикатора качества связи. Измеряется в дБм (децибел-милливатт). До -60 дБм – уровень, достаточный для передачи данных в реальном времени. Ниже -80 дБм – ощутимые задержки. По вертикальной оси отложены потерянные секунды при воспроизведении звука.

Качество соединения для разных кодеков

Из графика понятно, что LDAC в приоритете соединения, как и другие кодеки «низкого разрешения» (SBC, AAC и даже aptX) начинают терять пакеты только при -80 дБм. То есть, нужно большое расстояние или препятствия для потерь пакетов.

Остальные режимы LDAC начинают терять пакеты гораздо раньше, на уровне -60 дБм, а aptX HD – на -70 дБм. Что говорит о нестабильности передачи. Учитывая, что измерение было проведено на расстоянии от кармана до уха, стабильность LDAC в режиме приоритета качества оставляет желать лучшего.

Sony SRS-XB41 поддерживает передачу звука по LDAC

После этого становится понятным, почему LDAC по умолчанию соединяется в 330 кбит\с. Остальные режимы очень сильно занимают полосу пропускания Bluetooth, вызывают помехи и артефакты соединения в условиях, отличающихся от идеальных. А мы чаще всего находимся именно в них. 😉

6. Итог

LDAC – Bluetooth-кодек высокого разрешения, который может передавать музыку в качестве, близком к CD. Он сжимает звук с потерями и не дотягивает до стандартов Hi Res по всем протестированным параметрам.

Если вы слушаете музыку по LDAC на улице или в транспорте (и включили приоритет качества в настройках), скорее всего, вы услышите много помех и частые прерывания сигнала. Ведь этот режим «потребляет» много ресурсов Bluetooth. А при 330 кбит\с, где надёжность соединения гораздо выше, выигрыша в качестве звука, по сравнению с другими кодеками, не будет.

Sony WH-1000XM3 – «топовые» наушники с шумоподавлением и LDAC

С другой стороны, многие рассмотренные моменты не очень слышны в условиях (опять же), отличающихся от идеальных. Поэтому, сбрасывать LDAC со счетов я бы не стал. В любом случае, он может «выдавать» достойное качество звука по Bluetooth. Жаль только, наушники (и беспроводные колонки) с поддержкой этого кодека можно пересчитать по пальцам.

Погоня за качественным звуком без проводов продолжается. И это не смотря на то, что он уже вполне удовлетворяет параметрам качества большинства пользователей. Так держать, Sony. 😉 Если исследования не будут останавливаться, рано или поздно мы получим реальный Hi Res «по воздуху».