Программы для прослушивания музыки. Сравнительный обзор.

Очень многие меломаны, которые действительно разбираются в музыке, любят насладиться качественным звучанием. Но хорошего результата можно достичь, используя только качественное и проверенное временем и людьми программное обеспечение для проигрывания аудиофайлов.

Практически каждый из нас задавался таким вопросом: "Какой музыкальный проигрыватель лучше использовать для воспроизведения несжатых и lossless форматов, таких как flac, waw и alac?".

Естественно однозначного ответа никто не найдет, так как мнения опытных пользователей расходятся из-за того, что у всех свое понимание качественного звучания.Чтобы разобраться в нашем вопросе, рассмотрим несколько популярных музыкальных проигрывателей для Windows: foobar 2000, Winamp, JetAudio и Windows Media Player (WMP).

foobar 2000.

Это уникальный проигрыватель был создан Питером Павловским талантливым человеком, который когда-то работал в известной компании Nullsoft. Он участвовал в разработке знаменитого Winamp, но позже решил, что стоит попробовать свои силы в собственном проекте.

Уже при самой установке проигрывателя, пользователю предоставляется возможность выбрать желаемый интерфейс и информацию, которая будет показываться в основном окне. Можно настроить его так, чтобы отображалось несколько разных колонок: браузер медиатеки, информация о медиатеке, информация о выделенном элементе, визуализация и их комбинации. Так что вы сможете настроить интерфейс наиболее оптимальным для себя образом.

Есть возможность создания собственной медиатеки или импортирования уже существующей. Это очень удобная функция, которая позволяет содержать всю музыку в очень удобном формате. Вы сможете быстро создавать плейлисты и выполнять поиск по медиатеке, которая будет синхронизироваться с указанной папкой при добавлении новых файлов.

Предусмотрены горячие клавиши, которые предоставляют быстрый доступ к определенным функциям. Например, сочетание "Ctrl+F" вызывает окно поиска, в котором можно просто и быстро найти нужную композицию.

Изначально foobar 2000 поддерживает практически все известные форматы, в том числе waw и flac. Но в стандартной комплектации программы нет поддержки формата alac. Исправить это очень просто - стоит всего лишь скачать и установить плагин, который читает данный формат, на официальном сайте. Качество звука на выходе из foobar очень замечательное, не возникает никаких помех. Грамотно проработанные модули программы обеспечивают превосходное воспроизведение музыки.

Программные настройки (File - Preferences):

1. Components - это раздел настроек, позволяющий управлять расширениями foobar2000. В новых версиях программы эта функция стала намного удобней в использовании. Установка плагина осуществляется всего лишь нажатием кнопки "Install". Также можно выполнить поиск расширений и их удаление прямо из контекстного меню.

2. Display - здесь вы сможете изменить внешний вид проигрывателя в любое время. Можно использовать преднастройки и скины, которые очень можно без проблем скачать в интернете.

3. Keyboard shortcuts - в данном разделе вы сможете управлять настройками клавиш быстро доступа.

4. Media library - управление вашей медиатекой.

5. Network settings - управление сетевыми подключениями и прокси серверами.

6. Playback - раздел, предназначением которого является настройка воспроизведения музыки: выбор разнообразных преобразователей, выбор устройства и многие другие функции. Но для их использования понадобится хорошая звуковая карта.

7. Tools - установленный набор инструментов. В стандартной комплектации - это tagging, который позволяет использовать и загружать информацию об исполнителе со специальной базы.

8. Advanced - дополнительные настройки, позволяющие вылпонять различные функции, одной из которых является корректировка декодирования данных.

Также стоит отметить возможность создания рипов CD-дисков, прямо в проигрывателе. Стоит всего лишь выбрать привод и указать требуемый конечный формат.

Недостатков у проигрывателя foobar2000 не замечалось. Только иногда возникают проблемы с использованием плагинов, но они быстро решаются разработчиками.

Winamp.

Winamp можно смело назвать самым распространенным проигрывателем во всем мире. Он был создан известной компанией Nullsoft, которая до сих пор поддерживает и обновляет свой проект.

Основной причинами популярности данного проигрывателя являются простой и красивый интерфейс, а также достаточно хорошая функциональность.

Он поддерживает большинство музыкальных форматов, которые на сегодняшний день используются. Если говорить о несжатых форматах, но в стандартной поддержке присутствуют flac и waw. Для того чтобы установить поддержу формата apple lossless (alac), придется скачать соответствующий плагин с официального сайта или любого другого ресурса. Это не станет ни для кого помехой.

Качество музыки при прослушивании через Winamp вполне хорошее. Есть возможность установки дополнительных плагинов, которые отвечают за эффекты и декодирование. Они позволят оптимизировать выдаваемое звучание индивидуально под каждого пользователя.

Функции Winamp:

1. Эквалайзер - позволяет довольно тонко настроить выводимые частоты, усилить сигнал на выходе, а также использовать стандартный набор предустановок.

2. Браузер - дает возможность прослушивать музыку с любых интернет-сайтов, которыми вы регулярно пользуетесь, а также транслировать потоки другим пользователям сети. А еще, вы можете покупать CD-альбомы с известно сайта Amazon.com.

3. Встроенный редактор тегов - это очень удобная функция, которая позволяет добавлять в исходные файлы информацию о треке и исполнителе с использованием картинок. Это дает возможность структурировать собственную медиатеку.

4. Создание плейлистов - эталонная практически для всех проигрывателей функция, позволяющая быстро создавать, загружать и редактировать плейлисты.

5. Плагины - в этом разделе вы сможете активировать и выключать разнообразные плагины. Например, эффекты, которые смогут придать воспроизводимой музыке необычное звучание, или раскодировщики дополнительных форматов. Но не стоит сильно увлекаться этими настройками, если вы собираетесь слушать несжатые форматы, так как исходное звучание будет естественнее.

6. Гибкий и простой интерфейс позволяет использовать разнообразные визуальные оболочки, которые будут радовать глаза пользователю.

7. Визуализатор - эта функция дает возможность дополнить хорошую музыку интересными абстрактными визуализациями, которые иногда позволяют расслабиться и отвлечься.

К недостаткам Winamp стоит отнести большую нагрузку на процессор и оперативную память компьютера, что может значительно повлиять на производительность.-

-

Jet Audio.

Jet Audio - это еще один популярный проигрыватель, который за короткие сроки приобрел признание пользователей. Это не только музыкальный проигрыватель, но также и видеоплеер. Создателями являются специалисты из компании COWON.

Основными достоинствами данного представителя являются красивый и интуитивно понятный интерфейс, а также удобное создание и управление медиатекой. Но еще он поддерживает все самые популярные несжатые форматы аудиофайлов: waw, alac, flac.

В сравнении с остальными проигрывателями он находится где-то посередине, опережая только Windows Media Player и уступая Winamp и foobar2000.

По качеству воспроизведения музыкальных форматов, в том числе и несжатых, претензий к Jet Audio не может быть никаких. Разработчики хорошо проработали все модули программы, обеспечивающие надлежащее качество воспроизведения.

Jet Audio: функции и возможности:

1. Гибкий и яркий интерфейс выделяет это проигрыватель среди многих других. Есть возможность использовать оригинальные визуальные обложки. Сам проигрыватель состоит из нескольких окон: медиатека, плейлист и главное окно. В них вы можете изменять соответствующие настройки.

2. Медиатека - эта функция проработана очень и очень хорошо. Можно без проблем создать собственную медиатеку или импортировать существующую. Здесь также можно редактировать теги аудиотреков. Организация медиатеки в Jet Audio выполнена на высшем уровне.

3. Эквалайзер - достаточно мощная функция, позволяющая регулировать диапазоны частот, уровень сигнала, создавать и применять разнообразные преднастройки.

4. Возможность трансляции и воспроизведения музыки из сети, делает его очень удобным для пользователей интернет. Качество трансляций очень хорошее.

5. Поддержка большинства видеоформатов дает возможность смотреть видеозаписи в хорошем качестве.

6. Установка плагинов - дает возможность использовать многочисленные дополнения, которые помогут пользователю настроить звучание на свой лад.

7. Визуализатор в Jet Audio не выделяется ничем особенным, но когда хочется добавить эффектности в прослушивании музыки, можно его использовать.

Основным недостатком данного проигрывателя является высокая нагрузка на систему, что сказывается на производительности. Интерфейс довольно сложный в понимании, по сравнению с вышеуказанными проигрывателями.

Windows Media Player.

WMP - это стандартный проигрыватель аудио и видео, который входит в комплект программ операционной системы Windows, поэтому он популярен среди большого числа пользователей. Но нельзя сказать, что он знаменит в удобстве эксплуатации, а даже наоборот - он славится своим непонятным и мудреным интерфейсом, разобраться в котором весьма сложно.

Но тем не менее, WMP показывает вполне удовлетворительные результаты в плане воспроизведения музыки разных форматов, в том числе несжатых и lossless, таких как flac и waw. А вот с очень популярным форматом alac (apple lossless) у WMP не сложилось. Причиной этому стала конкуренция между Apple и Microsoft. В общем, качество воспроизведения находится между средним и высоким уровнями.

Возможности и функции WMP:

1. Интерфейс у данной программы доставляет массу неудобств - разработчики перестарались. Но, тем не менее, после нескольких попыток можно в нем разобраться.

2. Эквалайзер и эффекты - данные функции позволяют оптимизировать звучание на усмотрение пользователя, хотя их возможности не очень велики.

3. Воспроизведение музыки из сети упрощает жизнь пользователям интернета. Они могут слушать любимые трансляции прямо из проигрывателя.

4. Медиатека - хоть эта функция и доставляет массу удобств для пользователя, в этом проигрывателе все наоборот. Можно легко потерятся в непонятном интерфейсе.

В общем, в проигрывателе Windows Media все преимущества перекрываются массой недостатков.

Теперь можно сделать вывод по поводу выбора проигрывателя аудио, в том числе и несжатых и lossless форматов.

Бесспорное первое место занимает foobar - он объединяет все функции представленных проигрывателей и содержит многие другие, которые заключены в минималистическом и удобном для восприятия пользователем интерфейсе, не нагружающем системные ресурсы.

Второе место за Winamp - этот известный проигрыватель ненамного отстал от foobar, но все же уступает ему в производительности.

Третье место - это Jet Audio, он мог бы стать более распространенным, если бы не высокая нагрузка на систему.

Ну и последнее место остается за Windows Media Player. Этот проигрыватель удивляет пользователей непонятным интерфейсом, тем самым причиняя массу неудобств.

Цифровой звук и "lossless"

Итак, "lossless" переводится с английского как "без потерь". Для начала замечу, что это не согласуется с реальностью: звук в природе существует как таковой только в аналоговом виде, то есть в виде колебаний определённой частоты. Это чисто аналоговая сущность, и наивно было бы думать, что оцифрованный сигнал можно воспроизвести так же, как оно и звучало при записи. Причин тому очень много - от неточности работы тактовых генераторов DAC до помех, возникающих в проводах, по которым передаётся аналоговый сигнал. Качественная аудиотехника (и в том числе, качественные кабели) позволяют значительно снизить (но не исключить!) влияние всяких помех. Но это выходит за рамки статьи - мы будем говорить о несжатом цифровом сигнале, который не страдает от помех, а то, что он искажается при воспроизведении, придётся, скрипя зубами, пережить.

Как вообще можно хранить звук? Беда в том, что аналоговый способ хранения имеет много плюсов, но вместе с тем имеет кучу разных минусов. А именно, плёнка теряет свои магнитные свойства, винил стареет и начинает скрипеть и "цык"ать. Поэтому звук принято оцифровывать. Как это делается? Да очень просто. Вот есть у нас звуковая волна - по сути это график функции f: R -> R. А мы вместо того, чтобы хранить её целиком, натыкаем через равные малые промежутки времени точек и запишем значения функции в этих точках (округлив, естественно, потому что вещественное число в компьютер не запишешь). Если интервалы будут маленькие, то потом функцию можно будет почти точно восстановить, проведя кривую через эти точки на графике (это называется интерполяция). Чем их больше, тем точнее будет восстановлена волна и тем точнее будет передача.

Наверное, каждый видел аудио-компакт диск (CD-DA). Так вот, на этом диске (если плюнуть на некоторые мелочи, которые нам сейчас не очень важны) записаны звуковые отсчёты с частотой 44100 гЦ по каждому каналу, при этом сами значения функции-волны представляются целым числом со знаком от -32768 до 32767. По теореме из курса функционального анализа (теорема Шеннона-Котельникова), такое квантование позволяет адекватно передавать колебания с частотой до 44100/2=22050 герц. Этого вполне достаточно для большинства ушей, однако аудиофилы считают частоту дискретизации 44 кГц недостаточной. Так оно и есть, и цифровая обработка звука ведётся на бОльших частотах дискретизации, чтобы уменьшить искажения. Кроме того, используется не 16-битный звук, а 24-битный, то есть на значения функции-волны отводится 24 бита, а не 16, как в формате CDDA. Если угодно, то частота дискретизации и разрядность звука по сути сравнимы с разрешением сканирования изображения - чем больше, тем точнее.

Данные, которые хранятся в WAV-файле формата PCM, по сути не отличаются от того, что записано на AudioCD. То есть если бы была возможность прочитать CD как диск с данными, то мы увидели бы в явном виде то же самое, что можно увидеть в WAV-файле после того, как диск "рипнули", то есть считали с него информацию. Забудем пока про то, что сам процесс чтения может проходить с ошибками - рассмотрим некоторую идеальную ситуацию. Тогда процесс копирования и хранения музыки лишён потерь качества полностью - что записали, то и считаем (и то же самое и будем воспроизводить). Чтобы не было проблем с ошибками чтения, используйте EAC.

Таким образом, если мы хотим хранить музыку в неизменном виде, по идее нам достаточно только уметь сграбить её в WAV-формат. Но беда в том, что стерео-аудиосигнал занимает довольно много места - 80 минут - около 700 мб. Поэтому придумали различные алгоритмы сжатия этого сигнала, чтобы поменьше занимало места. Так вот, все алгоритмы сжатия звука можно разделить на lossy (с потерями) и lossless (без потерь). Вот теперь название lossless полностью оправдано. Когда мы говорим lossless - это означает, что при сжатии звука не было использовано алгоритмов, которые теряют информацию. Это значит, что мы имеем возможность восстановить цифровой сигнал до последнего бита из упакованного формата таким же, каким он и был до сжатия, а потом уже и воспроизвести его. То есть о потерьности и беспотерьности надо говорить не на уровне преобразования цифра-аналог-цифра, а на стадии хранения и упаковки цифровых данных.

Ну а что такое lossy? Разберём на примере mp3 как наиболее популярного формата. Это формат хранения звуковых данных, в котором при сжатии происходит потеря информации. Например, из спектрального разложения выбрасываются верхние частоты, потому что человек их, видите ли, плохо слышит (кстати "не слышит" не означает "не воспринимает"). Нам важно то, что нет никакой гарантии, что исходный сигнал будет восстановлен точно.

Упражнение:

Возьмите WAV-файл, сконвертируйте в mp3 разного битрейта, потом декодируйте обратно в WAV и вычтите из одного другой, используя Adobe Audition или Sound Forge. Проверьте, что при вычитании точного нуля не получилось.

- "И что делать?" - спросите Вы. Не хранить же теперь 700 мегов ради какой-то там разницы, которую еле слышно? Отвечаю: во-первых, не еле слышно, а очень даже - просто послушайте Ваши mp3 на нормальной аппаратуре, почистив уши. Качество звука будет несравнимое. Во-вторых, не всё так плохо, и держать именно 700 мб на самом деле не обязательно.

Я думаю, все пользовались архиваторами. Работает проще простого - выделяем файлы и запаковываем в архив, который чудесным образом оказывается порой заметно меньше оригинала. Однако потом (о чудо!) мы можем извлечь оттуда все файлы в целости и сохранности, не потеряв ни бита информации. Так вот, все lossless-кодеки построены по тому же принципу. Это ЗВУКОВЫЕ АРХИВАТОРЫ. Они приспособлены именно для сжатия звука без потерь. То есть в процессе работы набор отсчётов хитроумно преобразуется, но так, что можно его полностью восстановить.

Следствие. Раздавая аудио-диск, можно смело запаковать его чем-нибудь (lossless-кодеком). Опасения типа "ну вот он же меньше стал занимать, стало быть что-то пропало" не канают! Распаковав его, мы получим точную копию того, что Вы запаковали! Так что не стесняйтесь, жмите.

Таких кодеков сейчас уже понаписано море разливанное. Перечислю самые популярные:  

• APE (Monkey's Audio) http://monkeysaudio.com/  
• (Free Lossless Audio Codec) http://flac.sourceforge.net/   
• WAVPack (WAVPack) http://wavpack.com/ и так далее - приводить все я даже не считаю нужным. 

Отмечу только, что APE - довольно популярный, хотя и не кроссплатформенный, медленный и нелокальный, FLAC - имеет поддержку многими железными устройствами, а WAVPack - универсальный кодек, который позволяет работать с многоканальным звуком и так далее.

Как кодируется звук

Звук представляет собой распространяющуюся чаще всего в воздухе, воде или другой среде волну с непрерывно изменяющейся интенсивностью и частотой.

Человек может воспринимать звуковые волны (колебания воздуха) с помощью слуха в форме звука различая при этом громкость и тон.

Чем больше интенсивность звуковой волны, тем громче звук, чем больше частота волны, тем выше тон звука.

Зависимость громкости, а также высоты тона звука от интенсивности и частоты звуковой волны

Герц (обозначается Гц или Hz) - единица измерения частоты периодических процессов (например колебаний).  1 Гц означает одно исполнение такого процесса за одну секунду: 1 Гц= 1/с.

Если мы имеем 10 Гц, то это означает, что мы имеем десять исполнений такого процесса за одну секунду.

Человеческое ухо может воспринимать звук с частотой от 20 колебаний в секунду (20 Герц, низкий звук) до 20 000 колебаний в секунду (20 КГц, высокий звук).

Кроме того, человек может воспринимать звук в обширном диапазоне интенсивностей, в котором максимальная интенсивность больше минимальной в 1014 раз (в сто тысяч миллиардов раз).

Для того, чтобы измерять громкость звука придумали и применяют специальную единицу "децибел" (дБ)

Уменьшение или увеличение громкости звука на 10 дБ соответствует уменьшению или увеличению интенсивности звука в 10 раз.

Характерный звук	Громкость, измеренная в децибелах
Нижний предел чувствительности человеческого уха	0
Шорох листьев	10
Разговор	60
Гудок автомобиля	90
Реактивный двигатель	120
Болевой порог	140

Громкость звука в децибелах

Временная дискретизация звука

Для того чтобы компьютерные системы могли обрабатывать звук, непрерывный звуковой сигнал должен быть преобразован в цифровую, дискретную форму с помощью временной дискретизации.

Для этого, непрерывная звуковая волна разбивается на отдельные маленькие временные участки, для каждого такого участка устанавливается определенная величина интенсивности звука.

Таким образом, непрерывная зависимость громкости звука от времени A(t) заменяется на дискретную последовательность уровней громкости. На графике это выглядит как замена гладкой кривой на последовательность "ступенек".

Временная дискретизация звука

Для записи аналогового звука и его преобразования в цифровую форму используется микрофон, подключенный к звуковой плате.

Чем гуще на графике будут располагаться дискретные полоски, тем качественнее в итоге получится воссоздать первоначальный звук

Качество полученного цифрового звука зависит от количества измерений уровня громкости звука в единицу времени, т. е. частоты дискретизации.

Частота дискретизации звука - это количество измерений громкости звука за одну секунду.

Чем большее количество измерений производится за одну секунду (чем больше частота дискретизации), тем точнее "лесенка" цифрового звукового сигнала повторяет кривую аналогового сигнала.

Каждой "ступеньке" на графике присваивается определенное значение уровня громкости звука. Уровни громкости звука можно рассматривать как набор возможных состояний N (градаций), для кодирования которых необходимо определенное количество информации I, которое называется глубиной кодирования звука.

Глубина кодирования звука - это количество информации, которое необходимо для кодирования дискретных уровней громкости цифрового звука.

Если известна глубина кодирования, то количество уровней громкости цифрового звука можно рассчитывать по общей формуле N = 2^I.

Например, пусть глубина кодирования звука составляет 16 битов, в таком случае количество уровней громкости звука равно:

N = 2^I = 2¹⁶ = 65 536.

В процессе кодирования каждому уровню громкости звука присваивается свой 16-битовый двоичный код, наименьшему уровню звука будет соответствовать код 0000000000000000, а наибольшему - 1111111111111111.

Качество оцифрованного звука

Итак, чем больше частота дискретизации и глубина кодирования звука, тем более качественным будет звучание оцифрованного звука и тем лучше можно приблизить оцифрованный звук к оригинальному звучанию.

Самое низкое качество оцифрованного звука, соответствующее качеству телефонной связи, получается при частоте дискретизации 8000 раз в секунду, глубине дискретизации 8 битов и записи одной звуковой дорожки (режим "моно"). 

Самое высокое качество оцифрованного звука, соответствующее качеству аудио-CD, достигается при частоте дискретизации 48 000 раз в секунду, глубине дискретизации 16 битов и записи двух звуковых дорожек (режим "стерео").

Необходимо помнить, что чем выше качество цифрового звука, тем больше информационный объем звукового файла.

Можно легко оценить информационный объем цифрового стереозвукового файла длительностью звучания 1 секунда при среднем качестве звука (16 битов, 24 000 измерений в секунду). Для этого глубину кодирования необходимо умножить на количество измерений в 1 секунду и умножить на 2 канала (стереозвук):

16 бит × 24 000 × 2 = 768 000 бит = 96 000 байт = 93,75 Кбайт.

Звуковые редакторы

Звуковые редакторы позволяют не только записывать и воспроизводить звук, но и редактировать его. Наиболее видными можно смело назвать, такие как Sony Sound Forge, Adobe Audition, GoldWave и другие.

Оцифрованный звук представляется в звуковых редакторах в наглядной визуальной форме, поэтому операции копирования, перемещения и удаления частей звуковой дорожки можно легко осуществлять с помощью компьютерной мыши.

Кроме того, можно накладывать, перехлёстывать звуковые дорожки друг на друга (микшировать звуки) и применять различные акустические эффекты (эхо, воспроизведение в обратном направлении и др.).

Звуковые редакторы позволяют изменять качество цифрового звука и объём конечного звукового файла путём изменения частоты дискретизации и глубины кодирования. Оцифрованный звук можно сохранять без сжатия в звуковых файлах в универсальном формате WAV (формат компании Microsoft) или в форматах со сжатием OGG, МР3 (сжатие с потерями).
Также доступны менее распространённые, но заслуживающие внимания форматы со сжатием без потерь.

При сохранении звука в форматах со сжатием отбрасываются не слышимые и невоспринимаемые ("избыточные") для человеческого восприятия звуковые частоты с малой интенсивностью, совпадающие по времени со звуковыми частотами с большой интенсивностью. Применение такого формата позволяет сжимать звуковые файлы в десятки раз, однако приводит к необратимой потере информации (файлы не могут быть восстановлены в первоначальном, исходном виде).

LUMIN Audiophile Network Music Player

Гонконгская компания Pixel Magic Systems Ltd представила новый сетевой аудиоплеер LUMIN Audiophile Network Music Player аудиофильсктого класса. Цельнометаллический алюминиевый корпус и внешний блок питания сразу же говорят о высоком уровне изделия. Устройство выполнено на базе ЦАП Wolfson WM8741 по балансной схеме.

Поддерживаются форматы DSD Lossless: DSF (DSD), DIFF (DSD), DoP (DSD) и общепринятые Lossless FLAC, Apple Lossless (ALAC), WAV, AIFF.

Для форматов PCM поддерживается максимальный битрейт 384kHz, 32bit, для DSD - 2.8MHz, 1bit, Stereo

Сетевой плеер воспроизводит музыку с поддержкой UPnP. Поддерживается Gapless Playbac (воспроизведение треков без пауз), загрузка плейлистов.

Устройство оснащено двумя USB-входами для проигрывания файлов с USB-накопителей, разъемом RJ-45 для подключения к проводной сети Ethernet, HDMI-выходом, ИТС - коаксиальным цифровым выходом, балансным и небалансными аналоговыми выходами.

 

В качестве управляющего устройства возможно использование Apple iPad.

Для питания сетевого плеера используется внешний блок питания с двумя тороидальными трансформаторами

Размеры устройства: ширина 350 мм ,глубина 345 мм, высота 60, вес 8 кг

Olive ONE - домашний плеер для «облачной» музыки и «умного» дома

Компания Olive Media Inc представила новый мультимедийный плеер. По словам создателей этого, к слову сказать, не очень дешевого девайса ($400 – минимальная комплектация), Olive ONE – это первый мультимедийный проигрыватель, объединяющий наиболее популярные стандарты потокового вещания. Данный плеер обладает странной формой, напоминающей торт.

Он подключается напрямую к телевизору и прочим компонентам домашней мультимедийной системы, а также имеет возможность передачи данных по WiFi. Olive ONE поддерживает загрузку контента посредством сервисов Spotify, Pandora и YouTube. Также на плеере можно слушать интернет-станции, музыку в качестве 24 бит.

Для управления плеера используется сенсорный экран на корпусе устройства. Кроме этого, этим гаджетом можно управлять со смартфонов под управлением iOS и Android, что делает проигрыватель очень интересным в глазах тех, кто стремится организовать концепцию «умного дома». Плеер содержит два встроенных усилителя с «HD-качеством» и может комплектоваться жестким диском с емкостью до двух террабайт.

Устройство поддерживает форматы файлов FLAC, ALAC, WAV, AIFF, и MP3/AAC. Система также оснащена модулем Wi-Fi, поддерживающим также Wi-Fi Direct, и Bluetooth.

Как утверждают создатели, каждый экземпляр Olive One собирается вручную в США, этим объясняется высокая стоимость гаджета.

Музыкальный сервер на базе компьютера. Часть 4.

Ноутбук

В последние годы на выставках аудиотехники высшего качества в составе аудиосистем всё чаще можно увидеть ноутбуки, которые используются в качестве источника звука. С одной стороны – это удобно, с другой – в полной мере отвечает общим тенденциям развития информационных технологий. А как насчёт качества звука?

Некоторые полагают, что использование в ноутбуке автономного аккумуляторного питания позволяет, по аналогии с другими аудиокомпонентами, улучшить качество звука. К сожалению, этого не происходит. Во-первых, независимо от типа питания, электронная схема ноутбука, как и любого ПК, сама является источником необходимых компьютеру импульсных синхронизирующих сигналов различной частоты (для процессора, ОЗУ, интерфейсов USB, Wi-Fi и т. п.) и вредных помех, вызывающих увеличение джиттера. Кроме этого, миниатюрность ноутбука приводит к тому, что, с одной стороны, возрастают перекрёстные помехи, а с другой – используются не самые оптимальные (для звука) схемные решения и компоненты. Поэтому получить качественный звук со встроенных аналогового или цифрового выходов (S/PDIF и HDMI) не удаётся.

Остаётся выводить цифровой аудиосигнал через выход USB и подавать его на ЦАП, оснащённый высококачественным интерфейсом, работающим в асинхронным режиме.

Но это не единственный способ повысить качество сигнала, извлекаемого из малогабаритных компьютеров. В последние время широкое распространение получили конверторы USB-S/PDIF, позволяющие переводить цифровой сигнал из пакетной формы в потоковую для последующего преобразования с помощью внешнего ЦАПа. А зачем, спросите вы, нужно такое преобразование, если существуют ЦАПы с USB-входом, в том числе, с асинхронным режимом? Однако не все ЦАПы имеют такие входы и не все «умеют» работать через USB качественно. Кроме того, важен фактор портативности и удобства, особенно в случае использования такого устройства вместе с ноутбуком.

Конвертор USB-S/PDIF не просто переводит одну форму цифрового сигнала в другую. Он имеет и другую важную функцию: работая в асинхронном режиме передачи данных, конвертор использует свой генератор тактовых импульсов, как и в схеме ЦАПа, описанной выше (см. рис 2). Отличие между двумя устройствами заключается в том, что в ЦАПе сигнал после USB-контроллера поступает на цифроаналоговое преобразование, а в конверторе – на интерфейс S/PDIF, а уже затем – на ЦАП.

Необходимо отметить ещё одну особенность конверторов USB-S/PDIF – большинство из них использует питание 5 Вольт, поступающее от компьютера. А это, к сожалению, приводит к негативным последствиям для качества звука, т. к. через провода питания и заземления передаются помехи. Надо учитывать также, что интерфейс S/PDIF тоже вносит некоторый дополнительный джиттер, который может ещё возрастать по причине некачественного питания.

Были опробованы в работе несколько конверторов USB-S/PDIF. Можно сказать, что все они дают звук лучше, чем в случае использования собственных выходов ноутбука. Однако, и этот звук не может быть признан высококачественным, если оценивать такие его характеристики, как глубина звуковой сцены, микродинамика и детальность.

Отметим, что существуют специальные USB-переходники, которые подключаются на входе конвертора и разделяют питание и сигнал, давая возможность конвертору получать питание от другого, более качественного источника. Один из примеров такого переходника – BPM (Battery Powered Module – русск.: модуль батарейного питания) австралийской фирмы Elijah Audio (на фото слева). Использование ВМР даёт реальный, слышимый выигрыш в качестве звука, ещё раз подтверждая вывод о том, что помехи, возникающие в конверторах USB-S/PDIF в результате использования питания от ноутбука, сильно влияют на звук.

С другой стороны, выпускаются также конверторы, имеющие собственный, высококачественный блок питания, и показывающие прекрасные результаты работы. Однако стоимость таких конверторов немаленькая, может доходить до 1900 долл. США, и возникает резонный вопрос: а не лучше ли приобрести более качественный ЦАП с асинхронным USB, чем тратиться на дорогой конвертор?

Ещё один способ выведения звука с ноутбука – применение малогабаритного ЦАПа, подключаемого к выходу USB и имеющего выход на наушники. Здесь разработчики достигли удивительных результатов в отношении миниатюрности устройств. Достаточно, в качестве примера, привести ЦАПы AudiioQuest DragonFly и M2Tech HiFace USB DAC. Причём последний обрабатывает сигналы до 384 кГц/32 бит!

 

Словом, для вывода звука с ноутбука имеется большой выбор разных устройств, многие из которых, несмотря на миниатюрность, своим звучанием могут доставить много удовольствия ценителям музыки.

Заключение

В настоящее время для вывода звука с компьютера используются различные способы и устройства, позволяющие достичь требуемых пользователю результатов в разных диапазонах цен.

Однако, если говорить о точном воспроизведении звука с высоким разрешением, имея в виду бескомпромиссное качество звучания, то,  можно выделить два способа получения такого звука:

• потоковый сигнал с выхода S/PDIF (или AES/EBU) высококачественной звуковой карты/платы цифрового вывода;
• пакетный сигнал с выхода USB (или IEEE 1394) при работе в асинхронном режиме с высококачественным ЦАПом или внешней звуковой картой.

 

Музыкальный сервер на базе компьютера. Часть 3.

Использование интерфейса USB для вывода звука

В последние годы всё  большее распространение получает использование  интерфейса USB для вывода звука с компьютера. Неоспоримое удобство такого способа подключения компьютера к звуковой системе через внешний ЦАП подкрепляется расширяющимся выпуском цифроаналоговых преобразователей, оснащённых так называемым «асинхронным USB».

И это не просто модное увлечение любителей цифрового звука, а действительно серьёзный способ получения достойного цифрового источника (даже и высококачественного, при определённых условиях) в виде связки компьютер+ЦАП.

Правда, некоторую неопределённость вносит вопрос: почему же производители музыкальных серверов/цифровых проигрывателей класса high-end устанавливают на свои изделия цифровые выходы S/PDIF (RCA, BNC, оптический) и AES/EBU (XLR), а не используют возможности популярного интерфейса USB? Постараемся прояснить ответ на этот вопрос.

Основное различие между стандартами соединения компьютера и ЦАПа,  S/PDIF и AES/EBU, с одной стороны, и USB – с другой,  лежит в способе передачи данных. В первом случае данные от компьютера, с помощью соответствующего интерфейса, передаются на ЦАП в виде непрерывного потока, то есть в том виде, который они приобретают после программного проигрывателя. Во втором случае, в соответствии с протоколом передачи данных через USB, поток данных вначале разбивается на пакеты, а затем уже передаётся на вход USB ЦАПа, в котором он должен снова приобрести вид непрерывного потока перед цифроаналоговым преобразованием.

В передаваемых через USB-соединение пакетах данных, кроме данных, соответствующих звуковой информации, присутствует также информация конфигурирования, управления и состояния.

Спецификацией универсальной последовательной шины USB определены различные типы синхронизации при передаче информации от хоста (компьютера) к периферийному устройству (в данном случае – к ЦАПу). На начальном этапе использования USB для вывода звука с ПК широкое распространение получил так называемый адаптивный тип, технически связанный с микросхемами серии PCM270x компании Burr-Brown (Texas Instruments) из США.
Однако этот тип USB-соединения не мог обеспечить высокое качество звука, так как вызывал повышенный уровень джиттера. Кроме этого, преобразователи с USB-входом на базе микросхемы PCM270x, действующие в адаптивном режиме, могли работать с частотами дискретизации не выше 48 кГц и разрядностью до 16 бит, то есть могли обеспечить качество уровня компакт-диска, но не высокого разрешения.

После нескольких этапов развития технологии передачи цифрового звука через USB  в 2004 году компанией Wavelength Audio (США) был выпущен первый ЦАП, использующий асинхронный тип передачи данных. Преобразователь и необходимое для его работы ПО под названием Streamlength были разработаны Гордоном Ранкиным (Gordon Rankin). С тех пор асинхронный тип работы USB-интерфейса  утвердился как основной для передачи музыкального сигнала от компьютера к ЦАПу, а ПО Streamlength для асинхронного USB используется во многих высококачественных ЦАПах, в том числе таких компаний, как Ayre,  Aesthetix, Grace Design, Berkeley Audio Design и др. В настоящее время большинство выпускаемых цифроаналоговых преобразователей, которые оснащены интерфейсом USB для соединения с компьютером, работают по такому принципу.


В отличие от адаптивного, асинхронный тип работы USB-интерфейса для передачи звука является технически более совершенным, т.к. при его реализации происходит не только передача пакетов данных от компьютера к ЦАПу, но и осуществляется обратная связь с компьютером таким образом, чтобы управлять процессом этой передачи данных. Компьютер и ЦАП работают в этом случае согласованно, как связанные устройства.

Интересно, что асинхронный USB был выполнен на основе микросхемы TAS1020B, которая выпускалась одновременно с упомянутой PCM270x. USB-контроллер TAS1020B представляет собой интегральную схему с USB-трансивером, микропроцессором, буфером памяти и интерфейсом I²S для подключения к микросхеме цифроаналогового конвертора. В качестве примера на рис. 2 представлена блок-схема ЦАПа на базе USB-контроллера TAS1020B.

Рис. 2

В этой схеме ЦАПа с асинхронным USB тактовый генератор частоты дискретизации расположен в оптимальном месте – непосредственно рядом с микросхемой цифроаналогового конвертора. Это позволяет обеспечивать работу конвертора от потенциально более точного генератора, не полагаясь на использование нестабильного тактового сигнала из компьютера. И действительно, такая схема расположения высокоточного генератора, наряду с другими особенностями асинхронного типа USB-соединения, обеспечивает наименьший уровень джиттера и, соответственно, наилучшее качество звука. По сравнению с адаптивным типом, в асинхронном USB джиттер снижается на два порядка (в 100 раз!).

Добавим, что для работы преобразователя с асинхронным USB  с сигналами выше 96 кГц/24 бит от ПК, оснащенного ОС Windows, потребуется специальный драйвер. Для компьютеров Apple, поддерживающих спецификацию USB Audio Class 2.0, такой драйвер не нужен.
Первые ЦАПы Wavelength Audio с асинхронным USB могли преобразовывать сигналы ВР с частотой дискретизации до 96 кГц и разрядностью до 24 бит. В настоящее время выпускаются цифроаналоговые преобразователи, в том числе и для бытового использования, которые поддерживают частоты до 384 кГц и разрядность до 32 бит, что соответствует самому высокому формату профессиональной цифровой звукозаписи.  Кроме этого, в последнее время всё более широкое распространение получают музыкальные цифровые записи формата DSD, сигналы которых могут подаваться на ЦАП также через порт USB. Не так давно, в 2012 году, специально для этой цели был разработан открытый стандарт DoP (DSD over PCM) – метод для передачи DSD-аудио с помощью ИКМ фреймов.

Производители ЦАПов предлагают широкий выбор устройств с асинхронным USB стоимостью от 3 тыс. руб. до астрономических цен с семизначными числами. Чтобы как-то сориентироваться в этом разнообразии преобразователей различного технического и ценового уровня, попробуем определить, каким требованиям должен отвечать ЦАП, чтобы можно было сказать, что он выдаёт звук действительно высокой точности. Отметим некоторые из таких характеристик, связанных с входным интерфейсом USB:

1. Высококачественная микросхема USB-контроллера.
2. Использование гальванической развязки.
3. Соответствие спецификации USB Audio Class 2.0.
4. Высокоточный тактовый генератор с низким уровнем джиттера.
5. Использование качественно выполненных драйверов. 
6. Совершенная схема питания. Раздельные стабилизированные линии питания для USB-контроллера, конвертора и аналоговых цепей, а лучше – с отдельным трансформатором для каждой из них.
7. Высококачественная микросхема цифроаналогового конвертора.

Конечно, все вместе перечисленные характеристики встречаются только в самых совершенных (и часто –  дорогих!) ЦАПах. Однако можно сказать, что если преобразователь не обладает ни одной из таких характеристик, то вряд ли он сможет выдать высококачественный звук, если иметь в виду обработку сигналов ВР, поступающих с обычного компьютера через USB-соединение. К этому можно добавить, что качественно выполненная схема, работающая по адаптивному типу может «переиграть» некачественный ЦАП с асинхронным USB. Кстати, некоторые производители продолжают выпускать преобразователи с адаптивным USB.

USB или S/PDIF?

А теперь, переходя к вопросам уважаемых посетителей нашего сайта относительно того, может ли подключение по USB конкурировать с традиционными вариантами по качеству звука, ответим на него положительно. Да, высококачественный ЦАП с асинхронным USB в принципе может обеспечить низкий уровень джиттера цифрового сигнала и высокую точность воспроизведения звука. Вопрос перемещается в практическую плоскость, а именно: что выгоднее для любителя хорошего звука – использовать обычный ПК в паре с асинхронным USB-ЦАПом или собрать, например, музыкальный сервер и подключить его к (быть может более доступному по цене) преобразователю через S/PDIF или AES/EBU?

Ответ на этот вопрос требует знания конкретной ситуации, т.е. какие устройства и для прослушивания каких типов файлов (ВР или уровня качества компакт-диска) будут применяться, и выбор может быть в пользу как одного, так и другого варианта.

Что же выбрать, при сравнении лоб в лоб? Во-первых, несмотря на использование современной технологии асинхронного USB, звучание конкретного ЦАПа может быть более качественным при подключении через коаксиальный вход S/PDIF, а не USB. И, во-вторых, грамотно собранный и настроенный компьютер на базе полупрофессиональной звуковой карты (платы цифрового вывода) может выдавать такой цифровой сигнал, который при высококачественном цифроаналоговом преобразовании позволит получить отличный звук.

Многих, возможно, интересует более общий вопрос – что лучше для цифрового звука: непрерывный поток данных через соединение типа S/PDIF (или, например, AES/EBU) или пакетная передача через асинхронный USB? Думаю, что, по крайней мере, в настоящее время оба варианта позволяют достичь высококачественного звучания. Всё зависит от того, какой музыкальный сервер и какой ЦАП используется. С одной стороны, различными производителями выпускается множество музыкальных серверов, в том числе класса high-end, которые через выход S/PDIF или AES/EBU выдают точный сигнал с минимальным джиттером. С другой стороны, существуют ЦАПы, асинхронный USB-интерфейс которых выдаёт такой низкий уровень джиттера, который даже трудно измерить. Звучание (к сожалению, и цена) таких цифроаналоговых преобразователей – также на высоком уровне.

Развитие технологии покажет, какой из вариантов станет в будущем более предпочтительным. А может быть, станет использоваться какой-либо другой тип подключения, пока находящийся в стадии разработки. Поживём – увидим.