3D-звучание в наушниках | журнал SalonAV

ТРИ БОГАТЫРЯ

Ничто не ново в подлунном мире. Мое первое знакомство с трехмерным, как сейчас говорят, иммерсивным звуком произошло в 1999-м году. Да-да, это было очень давно. Я обзавелся компьютерной звуковой картой Vortex от компании Aureal, хотя сама технология, которая в ней использовалась, появилась еще раньше — в 1997-м. Работала она исключительно в играх, причем только с поддержкой соответствующего API, хотя все обработки осуществлялись аппаратно процессором платы. Эффект был поразительным — что с колонками, что в наушниках — сцена четко разворачивалась в трех измерениях. В первой версии Half-Life было хорошо слышно, как по галерее над вами топали монстры, как сверху вниз падали капли воды, прямо над вами по диагонали пролетал вертолет и происходили другие звуковые события…

Говоря о 3D Audio, имею в виду локализацию звуковых источников именно в трехмерном пространстве, то есть с расположением звуковых образов не только в ширину и глубину, но также вертикально.

Кончилось это тем, что фирму Aureal вместо со всеми её «потрохами» приобрела компания Creative Technologies, которая продвигала в то время свою собственную игровую технологию 3D Audio и которая, на мой взгляд, серьезно уступала ауреаловской. По ходу слияния счастливый покупатель уверял, что будет развивать наработки Aureal. Говорят, что он и в самом деле использовал какие-то ее решения в своем API, но в итоге эта тема была скоро забыта.

Вот здесь нам надо ненадолго отвлечься, чтобы договориться о терминологии.

Говоря о 3D Audio, имею в виду локализацию звуковых источников именно в трехмерном пространстве, то есть с расположением звуковых образов не только в ширину и глубину, но также вертикально. Это важно, поскольку определения «трехмерный» и «объемный» активно применяются по отношению к звуковому полю, создаваемому «плоскостными» многоканальными системами. Благодарить за это надо рекламщиков, которые слишком рьяно расхваливали необыкновенные преимущества многоканальных домашних кинотеатров. То есть путали «объемный» и «окружающий». Чтобы устранить путаницу, и были введены термины Immersive Audio (иммерсивное аудио) и Spatial Sound (пространственное звучание). А Sony совершенно недвусмысленно назвала свою технологию 360 Reality Audio.

Возникает подозрение, что ремастеринг в Dolby Atmos осуществлял не живой человек, а робот.

В коммерческом кинопрокате технологии 3D-звука применяются достаточно давно, думаю, уже больше 10 лет. Вне зависимости от того, какой именно формат используется в кинотеатрах (канальный или объектно-ориентированный), формирование объемного звукового поля осуществляется аппаратно с помощью выделенных «высотных» громкоговорителей (height speakers), создающих вертикальное измерение. Они обязательны во всех иммерсивных кинотеатральных форматах — Dolby Atmos, DTS:X и Auro-3D. Как легко догадаться, в наушниках, оснащенных всего двумя излучателями (по одному на канал), такое едва ли возможно. Хотя не будем забывать о невинно убиенной технологии Aureal — там это работало. Правда, в играх нашему восприятию помогала визуальная информация — движения на экране подсказывало нам, откуда должен приходить звук. Без видеоряда все сложнее. Как бы то ни было, получить в головных телефонах эффект реального объема можно только за счет хитрых манипуляций с фазой и другими параметрами сигнала.

Во-первых, чтобы смотреть дома кино с полноценным звуком и не мешая при этом окружающим. С этой задачей прекрасно справляются наушники объемного звучания JVC XP-EXT1. Правда, система эта стационарная, и с собой в путешествие ее не возьмешь.

Во-вторых, чтобы решить давнюю проблему «оркестра в голове». До появления иммерсивных аудиоформатов это не получалось, так может удалось сейчас?

Помните старую легенду про Илью Муромца на развилке трех дорог с указательным камнем? В ситуации с 3D-звуком для наушников все совершенно иначе: дорога одна, может быть, с небольшими ответвлениями, но ведет к одной цели, а вот богатырей несколько (в нашем случает — три). Пока что они двигаются параллельно и предлагают к ним присоединиться для приятного совместного путешествия. Чтобы выбор попутчиков был осознанным, необходимо понять, какое «транспортное средство» они используют, сколько стоит «билет» и какой «багаж» придется с собой тащить.

Изучать будем в алфавитном порядке — чтобы никому не было обидно.

Apple AirPods Max: мы с приятелем вдвоем

Технология объемного звучания, применяемая в топовых беспроводных наушниках умельцев из Купертино, называется так: Spatial audio with Dolby Atmos — Пространственное звучание с Dolby Atmos. Компания не скрывает, что использует разработку Dolby Labs, правда, уверяет, что доработала чужую технологию по своему разумению. Подтвердить это или опровергнуть одинаково сложно, поскольку контент для нее сугубо проприетарный. Основным источником музыки в этом иммерсивном формате для «яблочных» наушников стал потоковый сервис Apple Music. Треки с пространственным звучанием появились там относительно недавно — с июня 2021 года, когда сервис начал вещание в lossless и одновременно начал предлагать некоторые треки в формате Dolby Atmos.

Наушники явно заточены под самые массовые и простые по музыке жанры.

«Механика» формата построена на функции HRTF (Head Related Transfer Function — передаточная функция головы), она же применяется и во всех остальных технологиях 3D-звука для наушников. Именно она позволяет уверенно локализовать расположение источников звука в пространстве, причем не только вокруг нас, но и сверху и снизу, хотя у нас всего два уха, а не 9 или 11. Естественно, алгоритмы реализации этой функции в разных форматах отличаются, их программная (а в некоторых случаях и аппаратная) поддержка тоже. Подробности не раскрываются, известно только то, что треки должны быть особым образом подготовлены.

Замечу попутно, что музыка в этом формате предлагается и конкурирующими сервисами Amazon Music и TIDAL, но официально подписаться на них в России нельзя. Опять же, не знаю, работают ли с ними головные телефоны от Apple. Возможности проверить у меня не было.

Итак, в нашем распоряжении есть топовые беспроводные наушники от Apple — AirPods Max. Думаете, этого достаточно? Вы плохо знаете Apple. Необходимо также мобильное приложение Apple Music, установленное на iPhone, iPad, приставку Apple TV с операционной системой iOS 14.3 или более поздней версии, компьютер Mac с операционкой macOS 11.1 и позже. Поскольку не являюсь пользователем техники Apple, пришлось идти побираться по друзьям. В итоге раздобыл iPhone 12 Pro MAX с новейшим программным обеспечением.

На самом деле Apple Music может работать и на Android, но только на тех смартфонах, которые поддерживают Dolby Atmos. У моего LG V50 — конкурирующий формат DTS:X 3D Surround, который можно включать абсолютно со всеми источниками музыки и наушниками, а вот Dolby Atmos нет.

По данным самой Apple, в ее сервисе сейчас насчитывается боле тысячи треков в Dolby Atmos, и это число постоянно увеличивается. Правда, люди, подбиравшие контент, ориентируется в основном на самые массовые вкусы американской публики. Пришлось перелопатить весь список, чтобы найти музыку, которую мне хотелось бы послушать. Это был диск Pink Floyd “A Momentary Lapse of Reason” (ремикс 2019 года), новый альбом Billie Eilish “Happier Than Ever”, мой любимый Miles Davis “Kind of Blue” и некоторые другие записи, упоминать которые нет необходимости. Все они имеются у меня в смартфоне во FLAC на карте памяти, так что было с чем сравнить.

Pink Floyd вызвал сильнейший вау-эффект. Этот альбом и в обычном стерео звучит очень эффектно, а в исполнении AirPods Max это было нечто сногсшибательное. В голове уже закрутились мысли, где бы взять денег, чтобы купить себе iPhone и эти наушники, но потом запустил “ Kind of Blue”, и карета превратилась в тыкву. Запись, конечно, очень старая, но совсем не обязательно было так подчеркивать шипы магнитной ленты — возникает подозрение, что ремастеринг в Dolby Atmos осуществлял не живой человек, а робот. Более того, никто эту запись после преобразования даже не послушал. Возможно, конверсия в Dolby Atmos делается на лету в режиме реального времени, ведь все треки в объемном звучании отображаются как обычные lossless, если запустить Apple Music на Android-смартфоне без поддержки Atmos. Знаю, что Apple дорожит каждой копеечкой, поэтому вряд ли станет держать на серверах одну и ту же музыку в разных форматах.

Альбом Billie Eilish звучал с технической точки зрения значительно лучше и тоже эффектнее, чем обычная версия — более ярко, с акцентированными низами и верхами, с расширенной звуковой сценой… Стало красиво, но поблекла эмоциональная суть этой музыки, улетучилась доверительность, пропала ее душа…

Обнаружить реальное 3D-звучание мне не удалось — это был обычный сарраунд. Почитал отклики наших зарубежных коллег — некоторым удалось найти треки, на которых ощущалось третье, вертикальное измерение, правда, распределение звуковых объектов было чаще всего нелогичным. Многие в целом характеризовали саунд Apple Spatial audio как “mostly inconsistent”, то есть чаще всего несообразный, непоследовательный, алогичный.

Стремление наушников «сделать красиво» ощущалось и на обычных записях без Dolby Atmos и с любыми источниками. Некоторым трекам (попса, танцевальная музыка, поп-рок) это иногда шло на пользу, но чаще эта эффектная подача быстро надоедала. Наушники явно заточены под самые массовые и простые по музыке жанры. Замечу попутно, что техника Apple поддерживает только собственный Bluetooth-кодек AAC. Кодек хитрый, он реально может обеспечить беспроводным наушникам очень приличное качество звучания, но ведь он lossy, то есть передача осуществляется с потерями информации. На слух это проявлялось в наибольше степени в излишне ярких, а порой и странных высоких частотах — в лихорадочном блеске и синтетике.

Впрочем, не будем забывать, что это первые полноразмерные наушники Apple, а первый штрудель чаще всего получается комом. Но зато формат допускает применение и любых других наушников — лишь бы использовались воспроизводящие устройства от Apple, а источником контента был сервис Apple Music.

Sony WH-1000XM4: всё сама

Компания активно продвигает собственную платформу объемного звучания 360 Real Audio, основанную на открытом стандарте MPEG-H 3D Audio, оптимизированном для музыкального потокового вещания. Он позволяет передавать до 64 звуковых каналов, так что чисто теоретически должен отлично справляться с задачей.

Изначально технология была реализована на беспроводной акустике Sony SRS-RA5000, имеющей конфигурацию 6.1. Мне довелось её слышать, и должен признаться, что она сама произвела на меня очень приятное впечатление, а вот объемное звучание вызвало неоднозначные ощущения. В частности, колонка оказалась очень зависимой от помещения, хотя в ней и предусмотрена система автоматической калибровки. «Развертка» звучания по вертикали явственно ощущалась (в колонке сесть специальные «высотные» драйверы), однако расположение звуковых образов в пространстве на некоторых треках было довольно странным, например, ударные могли оказаться на потолке. Возможно, надо было прилечь на пол, и тогда бы все встало на свои места. Но в наушниках что сиди, что лежи, ничего не меняется. Выраженного третьего измерения у WH-1000XM4 не заметил. Возможно, был не самым удачным материал, который слушал.

При подключении к смартфону наушников WH-1000XM4 в бэкграунде запускается фирменное мобильное приложение Sony и в нем осуществляется некая «оптимизация».

Своей организацией «вселенная» 360 Real Audio напоминает Spatial audio от Apple: необходимы подготовленные особым образом треки, которые распространяются через определенные стриминговые сервисы. В России из них официально доступны Deezer HiFi и nugs.net, оба платные, хотя и с некоторым пробным периодом. Первый из них удобен тем, что имеет отдельное приложение 360 by Deezer, в котором собраны все треки соответствующего формата (правда, некоторые из них по непонятным причинам не загружаются, возможно, из-за региональных ограничений).

К прослушиванию «объемных» записей допускаются и наушники других производителей, сертифицированные как совместимые с форматом. Но приложению 360 by Deezer совершенно все равно, в каких наушниках вы слушаете его поток. Правда, при подключении WH-1000XM4 к смартфону в бэкграунде запускается фирменное мобильное приложение Sony и в нем осуществляется некая «оптимизация». При первоначальной настройке настоятельно рекомендуют провести анализ формы ушей — необходимо сделать селфи в фас а также в профиль с двух сторон, чтобы были хорошо различимы изображения ушных раковин. Что с ними происходит дальше — непонятно. Возможно, приложение отсылает их на какие-то удаленные сервера, где их потом анализируют. На смартфоне это никак не отображается, и галочка, что анализ успешно пройден, появляется сразу.

Придать звучанию наушников устойчивое вертикальное измерение Sony не удалось точно так же, как и Apple.

Сравнил саунд при воспроизведении из 360 by Deezer и из штатного музыкального проигрывателя. Разница была минимальная, причем не в пространственных характеристиках, а в качестве звучания. Не в пользу Deezer. Возможно, его поток был не слишком lossless. Кстати, и раньше замечал, что качество трансляции из сервиса Deezer HiFi, который должен передавать поток в «CD-качестве», уступает звучанию файлов с локального накопителя. Замечу, что при соединении наушников со смартфоном использовался фирменный кодек LDAC.

Откровенно говоря, так и не понял, кто в системе играет основную роль — наушники Sony, фирменное мобильное приложение, висящее в фоне, либо специально обработанные треки. Сравнил саунд WH-1000XM4 с другими наушниками, не совместимыми с технологией Sony (как беспроводными, так и с обычными кабельными). Результат вызвал полное замешательство. Одни композиции звучали интереснее в системе 360 Real Audio, другие, даже с того же альбома, — с локального накопителя и в других наушниках. Напрашивается вывод, что и здесь есть некоторые «непоследовательность и алогичность», как и в технологии Apple, только проявляется они значительно слабее. Видимо, разработчики Sony проявили более взвешенный и профессиональный подход к саунду. Возможно, у них было больше времени для экспериментов и доводки системы, ведь технология Sony 360 Reality Audio разрабатывается уже достаточно давно, тогда как Apple реализовала свою подозрительно быстро (только не рассказывайте мне, что компания много лет занималась этим в глубокой тайне). Но одно могу сказать с полной определенностью: придать звучанию наушников устойчивое вертикальное измерение Sony не удалось точно так же, как и Apple — получилось окружающее звучание (и то не всегда убедительное), но никак не объемное.

Yamaha YH-L700A: все свободны

Об этих наушниках подробно писал не так давно, постараюсь не повторяться.

Главное и принципиально отличие технологии Yamaha 3D Sound Field от описанных выше в том, что она реализована полностью и исключительно в самих наушниках, все необходимые обработки осуществляются их процессором. Фирменное мобильное приложение служит исключительно для дополнительных настроек, которые недоступны с кнопок на корпусах. Не требуются специально смикшированные или подготовленные треки, вы не привязаны к каким-то определенным стриминговым сервисам, тем более платным. Можете слушать любую музыку из своей коллекции и с любого источника, поддерживающего качественные кодеки семейства aptX.

Дополнительная степень свободы — возможность выбора характера пространственной обработки.

Дополнительная степень свободы — возможность выбора характера пространственной обработки из семи пресетов: «Кинотеатр», «Драма», «Музыкальное видео», «Концертный зал», «Уличный концерт», «Студия», «Фоновая музыка». Впрочем, я обещал не повторяться.

Лично мне больше подходит пресет «Студия» — примерно так звучит музыка в помещении с правильной акустической обработкой. Другие пресеты могут дать более эффектное или просторное звуковое поле, разные уровни переотражения от виртуальных стен и кажущегося объема помещения. Установка «Фоновая музыка» позволяет получить эффект объема при меньшем уровне громкости.

Эффект вертикального измерения выражен слабо, но все же ощущается — примерно так же, как с напольными колонками в стерео — басы и ударник располагаются в нижней части звукового пространства, а вокал и соло-гитара — повыше. Хотя не на всех треках. Возможно, срабатывала слуховая память, но с другими участниками нашего эксперимента такого не было — там кажущееся расположение звуковых образов было совершенно непредсказуемым.

Масштаб сцены при включении обработки увеличивался, звуковым образам становилось просторнее и свободнее, появлялось больше воздуха.

Композиций, которые воспроизводились бы с «вау-эффектом», как это было с Apple AirPods Max, с наушниками Yamaha не нашел. Но не было и таких провалов, как это случилось с “Kind of Blue” — Майлз Дэвис звучал великолепно, да и все остальные треки играли ровно и логично по мастерингу. Максимально бережно и тактично по отношению к материалу. Но масштаб сцены при включении обработки увеличивался, звуковым образам становилось просторнее и свободнее, появлялось больше воздуха. Так что система Yamaha 3D Sound Field не устраивает цирк со слонами и клоунами, а просто улучшает восприятие музыки.

Трактовать результаты нашего исследования можно по-разному — это зависит от музыкальных пристрастий и вкусов каждого, индивидуальных представлений о «правильном» звуке, от используемой платформы (iOS или Android), наконец, от финансовых возможностей. Так что каждый меломан должен решать сам, кому отдать предпочтение.

Главный вывод: реально объемное трехмерное звучание в наушниках по-прежнему является красивой мечтой, по крайней мере, в портативных системах. Когда-нибудь в будущем миниатюризация электронных компонентов достигнет такого уровня, что внешний блок, как у системы JVC XP-EXT1, сможет разместиться в самих наушниках, и тогда мечта станет реальностью.

Apple AirPods Max — эффектная во всех смыслах вещица. Дизайн супер! Премиум, который виден издалека и очень приятен на ощупь. Так что на темных городских окраинах в них лучше не появляться. Для обитателей экосистемы Apple выбор безальтернативный, если только не ограничиться внутриканальными AirPods или даже Beats (бренд, принадлежащий Apple). Главная проблема треков в формате Spatial audio with Dolby Atmos — крайне ограниченный репертуар, а также очень неоднозначное их звучание. Если Apple подойдет к их мастерингу более серьезно или будут появляться записи, изначально подготовленные в Dolby Atmos, а не преобразованные из старых фонограмм, возможно, у сервиса появится большое будущее, но на нынешнем этапе он вряд ли способен способствовать продажам наушников Apple. Хотя их и без него покупают.

У Sony получились очень неплохие беспроводные наушники, хотя некоторые пользователи были немного разочарованы после их выхода — новинка кое в чем не оправдала горячих ожиданий, умело разжигаемых самой компанией. Тем не менее, многие поклонники фирменного саунда Sony довольны: WH-1000XM4 звучат в лучших традициях бренда — нейтрально, непредвзято, при этом они самые демократичные по цене из всех участников нашего исследования. Можно сказать, что поддержка 360 Real Audio — приятный бесплатный бонус, так что если он не придется по душе, пользоваться им не обязательно.

Yamaha YH-L700A выгодно выделяются на фоне конкурентов тем, что не требуют каких-то особых треков и работают с любыми Bluetooth-источниками или теми, где есть разъем 3,5 мм, хотя лично мне больше нравится, как они работают именно в беспроводном режиме. Особо отмечу их музыкальность и необыкновенно комфортное звучание — их можно слушать много часов подряд, не уставая. Для меломанов, собравших богатые музыкальные коллекции, это практически безальтернативный выбор, ведь они дают свободу слушать все, что угодно. Рассчитывать, что твоя любимая музыка в полном объеме и в требуемом качестве появится когда-то в 3D-обработке на стриминговых сервисах, как минимум, наивно. Ее и в обычном стерео там может не быть. Единственный момент — относительно высокая цена. Но YH-L700A лишь немного дороже, чем наушники Apple и, несомненно, стоят своих денег. Свобода в наши времена — удовольствие не дешёвое.

Подготовлено по материалам портала "Салон AudioVideo", ноябрь 2021 г. www.salonav.com