O co chodzi z tym bezstratnym formatem audio?

Głośna premiera serwisu Tidal, oferującego muzykę w jakości bezstratnej sprawiła, że audiofile zaczęli zacierać ręce z zadowoleniem, a inni użytkownicy... zaczęli znów zastanawiać się, o co w zasadzie ten hałas? Jaka jest różnica pomiędzy plikami FLAC, a formatami "stratnymi"? Czy to naprawdę zmieni moje życie? No i czego będę potrzebował, żeby usłyszeć tę różnicę? Pozwólcie, że postaram się jak najbardziej przystępnie odpowiedzieć na te pytania.

W tym miejscu, na samym początku artykułu trzeba powiedzieć jedną rzecz jasno - jeżeli uważasz, że pomiędzy plikami w formatach AAC/Mp3 a FLAC/ALAC nie da się usłyszeć różnicy to... po prostu nie słuchałeś muzyki na odpowiednim sprzęcie, bądź konieczna jest wizyta u laryngologa. A jeżeli uważasz, że słyszysz różnicę na słuchawkach za 30 zł to cóż... nie słyszysz. Ulegasz efektowi placebo.

Aby to dobrze wytłumaczyć, potrzebujemy tu krótkiej lekcji historii. Gdy w 1982 roku debiutowała płyta CD-DA (CD-Audio), momentalnie zawładnęła rynkiem muzycznym, a do 1985 roku stała się standardem, z przeszło 6000 wydanych albumów na przestrzeni zaledwie trzech lat. Standardowo płyta CD-Audio mieściła 74 minuty nagrania. Wynika to z faktu, iż płyta CD-Audio oferowała odsłuch w formacie bezstratnym, który - mówiąc ludzkim językiem - zwyczajnie zajmuje dużo miejsca. 3 minutowy, nieskompresowany utwór "waży" około 30-40 MB.

Gdy w 1998 roku debiutowały pierwsze przenośne odtwarzacze MP3, ich pojemność wynosiła... 32 lub 64 MB. Czyli, co tu dużo mówić, niewiele. Aby zatem pomieścić zawartość nie jednej, a wielu płyt CD-Audio w małym odtwarzaczu, nawet posiadającym więcej pamięci, konieczne było zastosowanie kompresji, która zmniejszyłaby rozmiar plików. Niestety, nie sposób było "odchudzić" pliku, nie pozbawiając go części zawartości .

Na tym właśnie polega różnica pomiędzy "stratną" kompresją (MP3, AAC), a formatami bezstratnymi (FLAC/ALAC), czy też plikami niepoddanymi żadnej kompresji. Pliki skompresowane stratnie niosą znacznie mniej informacji, niż ich bezstratni kuzyni.

Płyta CD-Audio, czy też pliki bezstratne zakodowane są w jakości ok. 1400 kbps (kilobits per second). Pierwsze pliki MP3 pomniejszyły tę wartość ponad dziesięciokrotnie, kompresując zawartość do 128 kbps. Współczesne pliki stratne, które uważamy za pliki dobrej jakości, prezentują wartość na poziomie 320 kbps. Co wciąż... jest wartością czterokrotnie niższą od formatów bezstratnych.

W celu odchudzenia plików, programy do kompresji analizują zakresy częstotliwości i determinują, które elementy muzycznej układanki są kluczowe, a które stanowią tak jakby mniej istotną informację tła i można je wyciąć bez szkody dla ogólnego odbioru.

Co tracimy w ten sposób? Naprawdę wiele, szczególnie w przypadku muzyki granej na żywych instrumentach. Muszę to napisać - miłośnicy muzyki elektronicznej w dużej mierze nie odczują benefitów bezstratnej kompresji audio, co wynika w prostej linii ze sposobu, w jaki nagrywane są te utwory. Słuchacz bombardowany jest sonicznym, cyfrowym brzmieniem, w którym wycięcie niektórych elementów nie powoduje słyszalnej różnicy w końcowym odbiorze. Choć oczywiście - jest to zależne od konkretnego nagrania.

Większość producentów muzycznych dodaje jednak do nagrań mnóstwo "smaczków", które sumarycznie składają się na lepsze wrażenia z odsłuchu, na ciekawsze brzmienie nagrania. O ile jeden dodatek nie stanowi o wartości tych "smaczków", o tyle nałożenie na siebie wielu ciekawych brzmień (np. nietypowych instrumentów czy perkusjonaliów, albo podłożenie dźwięków natury pod nagranie) nadaje utworowi głębi. Kompresja utwór z tej głębi zwyczajnie odziera.

Na poniższym wideo ukazany jest sposób, w jaki można sprawdzić, co zostało wycięte z nagrania podczas kompresji. Niestety, na skutek kompresji YouTube'a jest to przedstawienie wyłącznie obrazowe (nie będzie się dało usłyszeć pełni różnicy), lecz dobrze pokazuje ile informacji tracimy, słuchając muzyki w formacie stratnym:

Najbardziej na kompresji cierpią jednak nagrania muzyki klasycznej. Wynika to z tego, iż kompresja, oprócz wycięcia "informacji tła", wpływa niestety na słyszalne alikwoty. Każdy dźwięk składa się z 16 alikwot, czyli częstotliwości definiujących przede wszystkim wysokość dźwięku, oraz jego brzmienie. O ile poszczególne alikwoty nie są słyszalne dla ludzkiego ucha, o tyle jesteśmy w stanie odczuć różnicę, gdy część z nich zostanie stłumiona bądź zmanipulowana. A to właśnie robi kompresja.

Audiofile lubią nazywać te różnice "transparentnością" nagrania i jest w tym dużo racji - format MP3/AAC nie grzeszy dobrą separacją poszczególnych instrumentów i ścieżek, a do tego występuje w nim dużo tzw. cyfrowego szumu, który dodatkowo sprawia, że utwory są dość "zamknięte". Formaty bezstratne są znacznie bardziej otwarte i brzmią organicznie - oczywiście pod warunkiem, że odsłuchiwane są na dobrej jakości sprzęcie.

Choć środowiska audiofilskie mogą się z tym nie zgodzić - na początek tak naprawdę niewiele. Nie ma potrzeby od razu inwestować w kosztowne, wieloelementowe zestawy audio, z kablami kosztującymi średnią krajową (za metr) i wzmacniaczami lampowymi, w których więcej szkła niż w niejednym barku z alkoholem. Zanim zdecydujecie się na tak drastyczne środki, warto najpierw wytrenować ucho na subtelne różnice w dźwięku, a do tego początkowo wystarczy o wiele tańszy sprzęt.

Przede wszystkim, pierwsze i najważniejsze - zabawę z dobrym audio powinny zacząć dobre słuchawki, a może raczej powinienem powiedzieć, odpowiednio dobrane słuchawki.

Przy serwisie streamingowym takim jak Tidal, najczęstszym narzędziem odsłuchu są zazwyczaj smartfony, co teoretycznie nie daje wielkiego pola manewru, ale jednak przy użyciu dobrej jakości słuchawek pozwala usłyszeć różnicę. Karty dźwiękowe w smartfonach, szczególnie tych z wyższej półki, oferują naprawdę dobre właściwości dekodujące audio. Nie wytwarzają jednak zbyt wiele prądu na wyjściu, zatem dla najlepszego wrażenia z odsłuchu potrzebujemy tutaj słuchawek o oporności liczącej nie więcej, niż 16 OHM, aby nasz smartfon zdołał je "napędzić", czyli po prostu dostarczyć dostatecznie silny sygnał elektryczny.

Często można usłyszeć, jak ktoś skarży się, że jego słuchawki grają za cicho. Zazwyczaj oznacza to po prostu, iż słuchawki mają zbyt wysoki opór (32 OHM, lub 64 OHM) aby być w stanie zagrać z pełną mocą w połączeniu ze smartfonem. Jeśli chodzi o wybór konkretnych modeli, to jest kilka uniwersalnych prawideł, o których opowiem za chwilę, lecz generalnie zawsze przed zakupem warto poszukać opinii na portalu stricte branżowym (lub audiofilskim), gdyż sucha specyfikacja niekoniecznie odzwierciedla faktyczne właściwości słuchawek.

W 9 przypadkach na 10 układy zintegrowane, szczególnie te w laptopach z niższej i średniej półki cenowej nadają się tylko do napędzania tanich głośniczków - podłączanie pod nie wysokiej klasy sprzętu audio to jak tankowanie nowoczesnego silnika benzynowego niskooktanowym paliwem. Niby można, ale silnik nie osiągnie pełnej wydajności.

Jeżeli nasz laptop/komputer stacjonarny nie posiadają dobrej klasy karty dźwiękowej ze wzmacniaczem słuchawkowym, najprostszym wyjściem jest zakup zewnętrznego DAC (digital-analog converter). Nie muszą to wcale być przesadnie drogie konstrukcje - jednym z najbardziej popularnych DAC jest FiiO 10K Olympus 2, który jest konstrukcją kosztującą niewiele ponad 300 zł, a oferującą znakomite właściwości audio (istnieją także podobne wersje mobilne, dedykowane smartfonom, lecz są to rozwiązania dla prawdziwych fanatyków, którym nie przeszkadza noszenie ze sobą dodatkowego elementu).

Rozwiązaniem jeszcze tańszym jest kupno dobrej klasy zewnętrznej karty dźwiękowej z dobrym dekodowaniem cyfrowym, jak choćby Creative Soundblaster Omni/X-Fi lub Asus Xonar. Konieczność użycia zewnętrznych źródeł dźwięku jest też podyktowana dostępnymi złączami - jeżeli chcemy wykorzystać możliwości podłączenia sprzętu kablem optycznym czy choćby RCA, zazwyczaj nie zrobimy tego na zintegrowanej karcie.

Pozostaje jeszcze kwestia doboru słuchawek i odpowiednich głośników. Niestety, 90% dostępnych na sklepowych półkach modeli nie sprawdzi się, jeżeli chcemy usłyszeć różnicę pomiędzy stratną, a bezstratną jakością audio. Są one po prostu wykonane z komponentów zbyt niskiej jakości, a sygnał ulega takiemu zniekształceniu w drodze od komputera do przetwornika, że mija się to z celem.

Jeżeli dysponujemy dużym budżetem (przekraczającym 1000 zł) znalezienie odpowiednich głośników czy słuchawek będzie naprawdę prostą kwestią. Ci z nas, których portfel jest mniej zasobny, muszą spędzić dużo więcej czasu na poszukiwaniach. Jest jednak światełko w tunelu - istnieją firmy, które oferują świetnej jakości sprzęt, za stosunkowo nieduże pieniądze.

Warto takich perełek szukać na forach specjalistycznych i w profesjonalnych sklepach audio, nie w sieciowych elektromarketach. Możemy w ten sposób trafić na takie marki jak np. Brainwavz czy NuForce (uznani producenci słuchawek, które nie kosztują fortuny), lub Edifier - firma oferująca rewelacyjnej klasy głośniki Hi-Fi za bardzo rozsądne pieniądze.

Nie chcę szafować konkretnymi modelami, gdyż każdy powinien takich wyborów dokonywać samodzielnie, lecz istnieje pewien legendarny wręcz model słuchawek, który stanowi doskonałe wejście do świata bezstratnego audio - Creative Aurvana Live, czyli popularne CAL!. Oparte na wielokrotnie droższych Denonach, te słuchawki od ponad siedmiu lat nie znikają z rynku, ciesząc się niesłabnącym uznaniem użytkowników. Sprawdzą się także jako słuchawki do smartfona.

Ciekawym rozwiązaniem (choć nie dla wszystkich), jest zastosowanie sprzętu studyjnego. Zamiast DAC - zakup cyfrowego interfejsu audio, zamiast głośników Hi-Fi - odsłuchów aktywnych. W zbliżonym budżecie możemy w ten sposób stworzyć sobie doskonale grające stanowisko odsłuchowe, które może nam także posłużyć do nagrywania dźwięku.

Wadą takiego rozwiązania jest bardzo "płaska" charakterystyka brzmieniowa, która o ile doskonale sprawdza się przy nagrywaniu, o tyle nie każdemu będzie odpowiadać podczas słuchania muzyki. Na szczęście, zawsze pozostaje opcja użycia korektora i własnoręczne dopasowanie brzmienia do naszych preferencji. Użycie sprzętu studyjnego ma też tę zaletę, iż często zestawy oparte są o kable ze złączami Jack 1/4 (6,3 mm) lub nawet XLR, które zazwyczaj oferują lepszą jakość, niż kable hi-fi audio, za niższe pieniądze.

Zawsze jednak warto rozejrzeć się wśród studyjnej oferty, jeżeli chodzi o wybór słuchawek. Za połowę kwoty, którą musielibyśmy przeznaczyć na słuchawki Hi-Fi, otrzymamy często o wiele lepiej brzmiące słuchawki studyjne. Do zastosowań domowych jest to rewelacyjne rozwiązanie, aczkolwiek takie modele nieszczególnie nadają się do wyjścia na ulicę, ponieważ... nie grzeszą urodą. W zamian oferują za to niezrównany komfort, szczególnie w bardziej zaawansowanych konstrukcjach.

Do niedawna odsłuch muzyki bezstratnej przez Bluetooth kompletnie mijał się z celem. Na szczęście od kilku lat możemy zaobserwować wysyp świetnej jakości bezprzewodowych głośników i systemów audio, opartych o kodek APTX, który umożliwia bezstratną wysyłkę audio przez Bluetooth. W kodek APTX wyposażonych jest mnóstwo smartfonów, również tych z niskiej półki cenowej, wobec tego nie trzeba na takie urządzenie wydawać majątku.

Niestety - posiadacze sprzętów z nadgryzionym jabłkiem nie mają tu szczęścia. Firma, która zrewolucjonizowała rynek muzyczny uparcie stroni od wyposażenia swoich sprzętów w obsługę APTX, w skutek czego niemożliwym jest wykorzystanie pełni możliwości formatu bezstratnego przy wysyłce bezprzewodowej. Nadrabiają za to świetnymi, zintegrowanymi układami audio, a więc... coś za coś.

Jak długo słuchamy naszej muzyki na przeciętnej klasy sprzęcie audio, różnica pomiędzy formatami będzie nieistotna. AAC 320 kbps, które oferowane jest w standardowym pakiecie Tidala, czy choćby Spotify, to dla większości użytkowników wystarczająca jakość dźwięku do przyjemnego odsłuchu.

Im lepszy jednak nasz sprzęt audio, tym bardziej bezlitosny staje się on dla formatu słuchanej muzyki i wymusza korzystanie z formatów wyższej jakości. A jakość uzależnia.

Oczywiście w tym artykule, że się tak wyrażę, polizaliśmy lodu przez szybkę. Nie bez powodu istnieją ogromne fora internetowe, wydawane są czasopisma, organizowane są targi sprzętów audio - temat odsłuchu audio jest równie obszerny jak temat jego nagrywania.

Nie dotknęliśmy także rozwiązań Hi-Fi audio przeznaczonych pod domowe centrum multimedialne, ponieważ to temat na zupełnie osobny, jeszcze bardziej obszerny tekst.
Pozostaje jednak faktem, że w dobie wielkich dysków twardych i szybkich łączy internetowych, bezstratne formaty audio nigdy nie były tak blisko przeciętnego użytkownika, nawet korzystającego ze smartfona czy komputera.

Warto sobie uświadomić, że różnice pomiędzy formatami audio są naprawdę odczuwalne i czasem nie trzeba wiele, aby diametralnie zmienić sposób, w jaki obcujemy z muzyką. Głupotą byłoby nie spróbować.

*Część grafik pochodzi z serwisu Shutterstock