Как определить качество звука на смартфоне
Подумайте, какие ассоциации вызывает у вас операционная система Google Android? Наверняка, одной из первых в голове всплыла «распространенность», «популярность». Или, при подобающем настроении, такое словосочетание как «зоопарк устройств». Что и говорить, выбор в пользу Android уже давным-давно сделали почти все известные разработчики мобильных гаджетов.
В крупных компаниях этот шаг знаменует собой начало большого пути для подразделения R&D (Research and Development). Ведь базовые возможности Android (по крайней мере, до релиза Lollipop) были весьма скромны и могли устроить только завсегдатаев XDA Developers, которые все необходимое и сами могут дописать. В поисках примеров можно даже не уходить в дебри Android. Скажем, аппараты с поддержкой нескольких SIM-карт уже давно стали самым обычным явлением на рынке. А API для работы с ними был официально добавлен только в Google Android 5.1.
Сегодня мы подробно рассмотрим еще одну сторону ОС, которой разработчики Google Android не уделяют достойного внимания — работу со звуком. Зачем, в принципе, нужен звук на телефоне? В первую очередь, чтобы воспроизводить звонок. С этой задачей мобильные устройства справляться уже научились. Было бы здорово также вставить какой-нибудь аудиоплеер. и здесь компания Google без особых раздумий перекладывает все на производителей устройств. Беспроводное проигрывание через Bluetooth или динамики мобильных устройств зависит от ряда дополнительных факторов, требующих отдельного изучения, поэтому в данной статье мы рассмотрим, как обстоят дела с воспроизведением аудио исключительно через разъем для наушников.
До выхода Android L операционная система поддерживала «из коробки» только PCM-аудио с частотой дискретизации 44,1 или 48 кГц. К этому общему знаменателю по умолчанию приводится весь пропускаемый через систему аудиопоток. Исправление ситуации проходит на уровне конкретных производителей, которые устанавливают собственные ЦАП и пишут для них софт. Это могут позволить себе лишь крупные компании. Приобретая такое недешевое устройство как смартфон, хочется услышать адекватный по стоимости аудиочип, но на сегодняшний день это является скорее исключением из правил — большинство моделей ограничиваются лишь тем, что включено в однокристальную систему. А это значит, что воспроизведение происходит с принудительной конвертацией звука в формат, описанный в начале абзаца.
Любой, кто хотя бы немного знаком с обработкой звука, знает, что всякое препятствие на его пути чревато самыми тяжелыми последствиями. При желании проследить всю обработку звука в ОС Android можно через исходный код. Уже при поверхностном изучении настороженность вызывают следующие моменты:
- Для принудительной конвертации в нативный формат применяются как минимум целых три конвертера — в audioflinger, speex и webrtc. Здесь никакого прогресса не наблюдается с самых ранних версий, Google лишь исправляет баги.
- Слишком высокий тайминг в аудиосервере Android (audioflinger/libstagefright) при большом числе потоков.
- Программная регулировка громкости — критичный для аудиофилов аспект, с которым, увы, ничего не поделаешь в принципе.
- Колоссальные проблемы с поддержкой ALSA-драйверов (Advanced Linux Sound Architecture). Этот вопрос решается на уровне производителей устройств. Некоторые из них уже предлагают удачные решения, например, Sony и HTC.
Помимо R&D-отделов больших компаний, над улучшением звука Android активно работают энтузиасты, разрешающие порой чуть ли не безвыходные проблемы. Плоды этих титанических трудов можно оценить на пресловутом XDA Developers.
Здесь работает общее правило: чем ниже уровень, на котором производятся улучшения, тем эффективней будет результат. Материнские платы компьютеров легко вмещают всякие разновидности «high definition audio», способные удовлетворить не очень щепетильного пользователя. Что же касается современных мобильных устройств, то их размеры создают для реализации качественного звука гораздо более серьезные ограничения.
Тем не менее, прогресс в звуковой составляющей современных смартфонов очевиден. Как это ни удивительно, даже чипсетные кодеки порой играют неплохо, например, ЦАП Hexagon, устанавливаемые в SoC Qualcomm Snapdragon. Что касается однокристальных систем, менее выдающихся в плане звука (модели Samsung Exynos, Mediatek MTK), то их производители сейчас нередко устанавливают сторонние ЦАП. К сожалению, при таком подходе обычно игнорируется сопроводительная документация, что приводит к затруднениям на более высоких уровнях.
А выше «железа» у нас прописано ядро Linux — база, на которой функционирует ОС Android. Здесь находится все, что обеспечивает работу аппаратной начинки. Конкретно за звук отвечает ALSA — Advanced Linux Sound Architecture. Пионером в реализации ALSA стала компания Samsung, а вообще в ранних устройствах на базе Android эта архитектура еще не поддерживалась, поскольку сама Google еще не пришла к необходимости единообразия на данном уровне разработки.
Сама по себе архитектура ALSA является весьма оригинальной, что отчасти объясняет проблема в создании низкоуровневого ПО. Даже на написание даже простого драйвера требуется много времени. К тому же, в отличие от десктопных систем, у смартфонов есть своя специфика. Поскольку мы имеем дело с телефоном, обязательна реализация голосовой связи. Кроме того, требуется грамотное управление питанием — об автономной работе Android-устройств лишний раз и говорить нечего. Наконец, учитывая ограниченные ресурсы прикладного ЦП, встает вопрос о декодировании популярных форматов другими аппаратными средствами.
Типичный сценарий работы над ALSA-драйверами сегодня выглядит следующим образом. Поставщик SoC или кодека предоставляет производителю устройства некую «рыбу» в комплекте с многотомной документацией, при виде которой у Linux-сообщества потекли бы слюнки. Но работникам R&D-отделов производителя такой энтузиазм, мягко говоря, не свойственен. В результате чего пользователи получают ПО, где взамен реализованных возможностей железа предлагаются лишь бесчисленные баги и вообще полнейшие нелепости.
Что касаются производителей «второго эшелона» (как правило, многочисленных и малоизвестных компаний из Китая), то в соответствии с лицензией GPL они не обнародуют исходный код ядра вообще. С этической точки зрения выглядит это весьма скверно: на основе открытого кода Linux создается по сути закрытый, засекреченный продукт.
Как же свести весь этот «зоопарк» к общему знаменателю, чтобы любой обладатель Android-устройства мог получить качественный звук? Интерфейс ALSA-драйверов един, и, если доступны их исходные файлы, можно попытаться самостоятельно улучшить качество звука, чтобы использовать возможности устройства на 100%.
Поскольку взаимодействие осуществляется на уровне ядра, для всех нововведений потребуется наличие рут-доступа. Это позволит обойти верхние уровни аудиосистемы Android и взаимодействовать с ALSA-драйверами напрямую. Что и делает программа, которую мы задействуем для сравнительного тестирования аудиотрактов.
Информации о том, как выбрать среди множества моделей смартфон с действительно хорошим звуком, в интернете на удивление мало.
В большинстве случаев она сводится к перечислению конкретных гаджетов, а по каким критериям они попали в этот рейтинг – не говорится.
Мы же постараемся рассказать именно о том, что отличает аппарат с качественным звуком от дешевой «мыльницы».
Акустическая система
Многое зависит от того, как вы намерены слушать музыку. В целом всё сводится к одному из трех вариантов:
- Наушники или гарнитура.
- Встроенная аудиосистема.
- Внешняя аудиосистема.
Если же звук предполагается выводить на встроенную аудиосистему, то здесь нужно обращать внимание на количество и состав динамиков.
Ситуация со звуковоспроизведением в этом случае такая же, как и с камерой; гаджет «умеет» это делать, но у более специализированных девайсов это получается несравнимо лучше. Однако в целом картина та же, что и при выборе обыкновенных колонок.
«Громкий звук» – вовсе не означает «качественный звук». Очень многие бюджетные модели способны «орать», но на слух это воспринимается просто отвратительно.Очень многое зависит от частотного диапазона. Наверняка вам известно, что в колонках есть сабвуферы, воспроизводящие низкие частоты, и «пищалки», ответственные за высокочастотную часть спектра.
В некоторых моделях смартфонов, ориентированных на меломанов, производители предусматривают как низкочастотные, так и высокочастотные динамики, что оговаривается в описании.
Хотя, безусловно, на нормальное воспроизведение низких частот в таком крохотном корпусе рассчитывать не стоит.
Что касается стереоэффекта, то, как ни странно, но в смартфонах он тоже есть, хотя и в столь же убогом виде, что и низкочастотное воспроизведение. Причем стереодинамики встречаются гораздо чаще, чем двухполосная акустика.
Следует помнить, что стереоэффект обеспечивается высокочастотной частью спектра звкового сигнала, поэтому расстраиваться, если «пищалок» в вашей акустической системе две, а сабвуфер почему-то один, не стоит.Если же слушать музыку предполагается в наушниках, то от смартфона, кроме качественного сигнала, требуется совместимый разъем.
В некоторых современных моделях разработчики отказались от привычного большинству из нас 3,5 мм аудиоджека, поэтому при выборе модели стоит убедиться, что ваши любимые наушники подойдут к ней.
Аудиочип
Именно он определяет качество сигнала, поступающего на выход наушников, внутреннюю акустику или же через беспроводный интерфейс – на внешние колонки.
В более дешевых смартфонах аудиочип интегрирован в чипсет. Если же в характеристиках указано, что он является выделенным – значит, аппарат относится к меломанским.
Основой любого аудиочипа является цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП). Как понятно из его названия, он преобразует цифровой код в аналоговый сигнал, который может как поступать непосредственно на вход аудиосистемы, так и предварительно усиливаться.
Качество звука является определяющим фактором при выборе смартфона для многих пользователей. Как правильно выбрать мобильное устройство с высоким качеством звука и на какие критерии опираться?
Акустическая система
От способа прослушивания музыки с помощью гаджета зависит действительно многое. Музыку на смартфонах можно прослушивать тремя способами:
- С помощью наушников или гарнитуры.
- На встроенных динамиках.
- Используя внешнюю аудиосистему.
При прослушивании музыки первым и последним способами, качество звука от встроенной аудиосистемы смартфона не зависит. Если пользователь собирается слушать музыку на динамиках мобильного устройства, следует обращать внимание на их количество и качество.
Следует помнить! Громкость звука вовсе не говорит о его качество. Большинство бюджетных гаджетом способны воспроизводить звук на предельной громкости, однако, качество этого звука оставляет желать лучшего.
Некоторые модели смартфоном целенаправленно ориентированы на меломанов, поэтому обладают динамиками высокочастотных и низкочастотных уровней. Зачастую данная особенность указывается в описании устройств.
Если прослушивание музыки планируется с использованием дополнительной гарнитуры, следует убедиться, оборудован ли гаджет соответствующим для нее разъемом, так как многие современные производители отказались от привычного пользователям разъема 3,5мм.
Аудиочип
Именно аудиочип определяет качество звукового сигнала, что поступает на выход наушников или внешней аудиосистемы.
Бюджетные мобильные устройство имеют данный чип, однако, зачастую он является интегрируемым в чипсет. Смартфон можно считать меломанским лишь в том случае, когда аудиочип выделенный.
Выходная мощность сигнала напрямую влияет на работу усилителя, она измеряется в Ваттах и определяет максимальную громкость, производимую гаджетом.
На то, насколько низкие и высокие звуки способен воспроизводить усилитель, указывает частотный диапазон. Определяют качество работы усилителя и искажения, являющиеся отклонениями от входящего сигнала. Их существует три вида:
- Интермодуляционные искажения.
- Фазовые искажения.
- Нелинейные искажения.
Все виды искажений измеряются в процентах. Усилитель имеет собственные шумы, поэтому, выбирая девайс, нужно ознакомиться с уровнем шума того или другого усилителя.
Совет! Дабы правильно оценить все параметры для определенной модели, следует поискать сравнительные характеристики аудиочипов разных брендов.
Дополнительные критерии
Существуют и другие критерии, напрямую не влияющие на качество воспроизведения звука девайсом, но при выборе смартфона с хорошим звуком, следует учитывать и их.
Аккумулятор
Продолжительное прослушивание музыки на хорошем динамике невозможно без емкого аккумулятора. Усилитель звука потребляет достаточного много энергии, поэтому длительность любого процесса, связанного со звуковоспроизведением, зависит от объема батареи.
Далеко не всем необходим телефон с хорошим звуком лишь для музыки, так как динамики применяются и в других процессах, например, в играх или при просмотре видеозаписей. Следовательно, девайс должен иметь не только качественными динамики и хороший аккумулятор, но и предельно объемную оперативную память.
Нередко пользователи используют сторонние приложения, к примеру, эквалайзеры для более качественного воспроизведения звука или видеопроигрыватели для просмотра фильмов. Подобный софт потребляет дополнительные ресурсы системы и это также следует учесть.
Если у вас есть наушники и слух, эта статья, надеюсь, поможет вам заново открыть для себя удивительный мир звуков и музыки!
Я постараюсь объяснить, почему все наушники звучат по-разному, а также почему одни и те же модели получают совершенно противоположные оценки не только от простых пользователей, но и экспертов в области звука. Можно ли вообще им доверять или же следует обязательно перед покупкой наушников тестировать их самостоятельно?
Итак, начнем с первой проблемы.
Почему все наушники звучат по-разному?
Причин, на самом деле, очень много и целью этой статьи не является подробный разбор каждой из них. Вкратце перечислю лишь самые очевидные:
- Тип наушников
- Тип динамика
- Кодеки
- Аудиочип, ЦАП, DSP и многое другое
Как видим на примере выше, в этих наушниках слегка акцентированы низкие частоты до 100 Гц (басы), затем от 100 до 600 Гц идет небольшой спад громкости и все частоты играют примерно на одном уровне вплоть до 8000 Гц (8 кГц), после чего наблюдается резкий спад до полной тишины.
Для тех, кто не совсем понимает, что эти частоты означают и на что конкретно влияют, приведу несколько примеров:
- 50-500 Гц. В этом диапазоне звучат большинство ударных инструментов. Сюда же можно отнести басовые партии. Если АЧХ наушников в этом диапазоне приподнята, вы будете слышать больше баса и барабанов.
- 100-900 Гц. Это диапазон мужского вокала.
- 250-1100 Гц. В этих частотах звучит женский вокал.
- 80-3100 Гц. Этот диапазон покрывает практически все струнные инструменты от гитар до виолончелей и скрипок.
- 10-9000 Гц. В таком широчайшем диапазоне звучит, к примеру, орга́н.
От того, с какой громкостью наушники воспроизводят определенные частоты, будет зависеть и характер их звучания (с акцентом на вокал или басы и т.д.).
Но здесь очень важно понимать еще одну вещь. Если какой-то звук не искусственный (как, например, гудок вызова в телефоне), а живой, то есть, его издает музыкальный инструмент или человек, он никогда не будет звучать на одной частоте.
Даже если мы нажмем одну конкретную клавишу на фортепиано или дернем за одну струну гитары, моментально появятся дополнительные звуки на других частотах. Это называется гармониками или обертонами.
Именно благодаря обертонам, каждый инструмент звучит уникально, даже если играет одну и ту же ноту. В противном случае, мы бы слышали лишь монотонный писк (гул) на определенной частоте. Но, добавляя к основной частоте различные гармоники (то есть, звуки разной громкости на других частотах), мы слышим гитару, фортепиано или человеческий голос со своим уникальным тембром. Таким образом:
Обертоны придают звуку необходимые детали и окраску
Что же получается, поискав в интернете АЧХ любой модели, мы можем примерно оценить то, как такие наушники будут звучать?
Почему тогда одна и та же модель наушников оценивается разными людьми совершенно по-разному? Ведь, если в наушниках ярко выражены высокие частоты (>5000 Гц), тогда верха должны объективно звучать громче остальных частот? К сожалению, нет. И это приводит нас к другой проблеме.
Почему все люди слышат звук в одних и те же наушниках по-разному?
Есть простой факт: звук воспринимается каждым человеком субъективно. Это также зависит от многих факторов, начиная от возраста и заканчивая проблемами со здоровьем.
В одной из статей я когда-то приводил примерную табличку восприятия частот в зависимости от возраста, повторю ее здесь:
По графику видно, что эти наушники не акцентируют внимание слушателя на каких-либо частотах. Весь частотный диапазон они играют с одинаковой громкостью. К слову, это самый скучный и неинтересный звук, который, тем не менее, пользуется особой популярностью у начинающих аудиофилов.
Так что же такой человек со своей тугоухостью расскажет нам об этих наушниках?
Так как он плохо слышит низкие частоты, а в этой модели они совершенно не акцентированы, то баса для него здесь не будет совсем. А если бы низкие частоты были очень акцентированы, то наш блогер рассказал бы, что количество баса здесь в самый раз! А затем человек с нормальным слухом просто не сможет слушать эти наушники, так как переизбыток низких частот будет вызывать очень быструю утомляемость.
Получается, люди, которые делают обзоры наушников и те, кто оставляет свои отзывы в интернете, по сути, обсуждают не только конкретное устройство, но и свои проблемы со слухом.
Но главная проблема заключается в том, что вы не можете слишком серьезно относится даже к своим ощущениям! Это прозвучит странно, но если кто-то говорит вам, что в наушниках очень много баса, а вы его не слышите, вполне возможно, вас обманывает собственный организм.
Поэтому, прежде, чем писать в комментариях какой-то негатив или возвращать наушники в магазин, следует разобраться со своими ушами. И это приводит нас к завершающей части статьи, в которой мы поговорим о том, как же решить главную проблему со звуком в наушниках буквально за пару минут.
Adapt Sound, Регулировка громкости и Профили звука от Samsung, Vivo и Xiaomi
Можно пойти сложным путем. Например, сходить к врачу и провести диагностику слуха, получив подробную аудиограмму.
Эта процедура стоит недорого и занимает не так много времени. Вот только не факт, что она как-то улучшит слух. Если врач определит наличие инфекции в среднем ухе или обнаружит пробку, то, устранив проблему, вы станете слышать в целом лучше.
Если же проблема связана с волосковыми клетками во внутреннем ухе, тогда медицина бессильна (это не лечится) и вам поможет только смартфон от Vivo, Samsung или Xiaomi. Звучит, как дешевая реклама, тем не менее, доля правды в этом есть.
Дело в том, что компания Samsung первой попробовала реализовать на своих смартфонах аналог аудиограммы и долгие годы ее смартфоны в этом плане оставались в гордом одиночестве. Обиднее всего то, что одиночество это было не только по отношению к другим компаниям, но и к пользователям. Мало кто знал, что такое Adapt Sound, как им пользоваться и зачем это вообще нужно, если есть привычные эквалайзеры.
Затем подтянулись и другие производители, в частности, компания Vivo. Она не просто сделала аналог функции Adapt Sound, но подошла немножко с другой стороны, о чем я подробнее расскажу чуть ниже. А с выходом оболочки MIUI 12, некоторые смартфоны от Xiaomi также получили аналогичную функцию.
Что такое аудиограмма и зачем она нужна?
По большому счету, если человек плохо слышит звук определенной частоты, нужно просто увеличивать его громкость (звуковое давление) и в какой-то момент проблема исчезнет, если, конечно, ситуация не очень плачевная. Иногда приходится прибегать к слуховым аппаратам.
Смартфоны от Samsung, Vivo и Xiaomi делают ровно то же: подают в наушники сигналы разной частоты и вы должны ответить, слышите ли этот звук. Если звук не различим, смартфон запоминает частоту и увеличивает ее громкость. На Vivo есть продвинутый режим (занимает он дольше времени), когда вы постепенно вручную поднимаете громкость сигнала с небольшим шагом до тех пор, пока не услышите его.
Основное отличие медицинской аудиометрии от смартфонов заключается в том, что в клинике измеряют два вида проводимости звука: воздушную и костную. Смартфоны же работают только с воздушной проводимостью, то есть, когда звук создается путем сжатия воздуха, который затем ударяет по барабанной перепонке.
Костная проводимость позволяет исключить проблемы с внешним и средним ухом, так как звук подается через кости черепа напрямую во внутреннее ухо (на улитку).
Учимся понимать Adapt Sound на Samsung
Итак, пришло время практики. Если у вас есть смартфон от компании Samsung, тогда проверьте, поддерживается ли в нем функция Adapt Sound. Для этого следуйте инструкции:
- Откройте Настройки смартфона
- Перейдите в Звуки и вибрация
- Откройте Качество звука и эффекты
- Прокрутите список в самый низ и выберите Adapt sound
Если вы не нашли эту опцию, значит, к сожалению, на вашем смартфоне она не поддерживается. Для всех остальных делаем следующее:
- В разделе Adapt sound нажимаем кнопку Персонализировать звук
- На следующем шаге нажимаем кнопку Начать
- Слушайте внимательно звуки и нажимайте Да или Нет в зависимости от того, слышите ли вы ритмичный повторяющийся сигнал
В конце вы увидите аналог аудиограммы, которая покажет, как вы слышите определенные частоты. Обычно тестируется стандартный набор: 125, 250, 500, 750, 1000, 1500, 2000, 3000, 4000, 5000, 8000 и 12 000 Гц.
Что еще очень важно, для каждых наушников нужно создавать отдельный профиль, то есть, проходить тестирование заново (можно создать сразу несколько профилей и переключаться между ними). Ведь у наушников есть своя АЧХ, соответственно, частоты, которые не были акцентированы и слышны на предыдущих наушниках, в другой модели могут звучать громче остальных.
Вот как выглядит типичная аудиограмма Adapt Sound пожилого человека:
Понимать этот график следует так. Каждый из 12 столбиков отвечает за определенную частоту от самой низкой до самой высокой. Если вы хорошо слышите какую-то частоту, соответствующий бледно-голубой столбик должен доходить до самого верха.
Столбик насыщенного синего цвета показывает уровень восприятия громкости при включенной технологии Adapt Sound, то есть, когда звуковое давление увеличено. Как видим на графике, случай настолько тяжелый, что даже эта технология не смогла восстановить идеальную слышимость определенных частот. То есть, синие столбики не доходят до самого верха, хотя должны.
В любом случае, если такой человек активирует Adapt Sound, качество звука в наушниках преобразится и будет вызывать гораздо больше удовольствия от прослушивания музыки.
И еще для сравнения посмотрим на тест, пройденный 12-летним ребенком:
Как видим, слух у него идеальный. Все бледно-голубые столбики упираются вверх, а значит, ребенок слышит все частоты. Но ярко-голубые столбики расположены еще чуточку выше просто для того, чтобы незначительно увеличить общую громкость звука. Иначе человек вообще не заметит работы этой функции.
Настраиваем Профили звука на смартфонах Vivo
Если у вас смартфон от Vivo, ищем упомянутую технологию здесь:
- Открываем Настройки
- Переходим в Звук и вибросигнал
- Прокручиваем список вниз и выбираем Пользовательские звуковые эффекты
- Нажимаем кнопку Добавить пользовательские звуковые эффекты
Опять-таки, если этой опции нет (я тестировал ее на оболочке Funtouch OS 10), значит на вашем смартфоне данная технология не поддерживается.
Понимать диаграмму от Vivo следует так же, как и диаграмму от Samsung, хотя внешне они немного отличаются. Вот пример аудиограммы пожилого человека:
Здесь мы видим примерно ту же картину, что показал смартфон от Samsung: неплохая слышимость средних частот, заметное снижение чувствительности в низких частотах (левее от центра) и сильный спад восприятия высоких частот (справа).
При включенном профиле наушники начинают играть совершенно по-другому: более сочно, ярко и красочно.
Добавляем Настройку громкости на смартфонах Xiaomi
Эта опция работает далеко не на всех смартфонах от Xiaomi, поэтому для начала проверим наличие нужного пункта меню:
- Открываем Настройки
- Переходим в раздел Звук и вибрация
- Выбираем Звуковые эффекты
- Находим пункт Регулировка громкости
Если такой пункт есть в вашем смартфоне, открывайте его и нажимайте кнопку Добавить настройку:
Смартфон усилит амплитуду тех частот, которые вы плохо слышите и после этого наушники зазвучат намного интереснее. Повторюсь, такую процедуру нужно проделывать для каждой модели наушников отдельно.
Вместо заключения
Тем не менее, пользоваться этой технологией стоит вне зависимости от качества ваших наушников, так как она способна заметно улучшить их звучание.
Надеюсь, теперь вы лучше понимаете проблему субъективности звука и то, почему одна и та же модель наушников собирает прямо противоположные оценки слушателей. Кстати, если вам интересно почитать мои обзоры популярных TWS-наушников, переходите по этой ссылке.
Читайте также: