O estado do áudio do smartphone: dac, codecs e outros termos que você precisa conhecer

É incrível ver o áudio do smartphone começando a receber alguma atenção. Empresas como LG e HTC estão intensificando e colocando componentes de áudio especializados em seus telefones, a Sony ainda está avançando com as otimizações de software, e os novos codecs Bluetooth de alta resolução têm até audiófilos teimosos como eu, interessados ​​no que podem fazer. Isso também é importante, porque a maneira como ouvimos nossa música acabará mudando, pois o confiável fone de ouvido de 3, 5 mm, lenta mas seguramente, se torna uma coisa do passado.

Mas nem todo mundo gosta de áudio, e há tantas palavras estranhas, abreviações e códigos secretos espalhados por aí. Você não precisa saber o que eles significam para curtir a música, mas todos queremos saber o que estamos lendo ou ouvindo. Então, vamos nos aprofundar e verificar o que algumas das coisas mais comuns que você ouvirá realmente significam!

Termos gerais que você precisa conhecer

Existem alguns termos que você verá em todas as discussões em áudio. E, como todos os outros termos de áudio, eles realmente não significam o que parece que eles deveriam significar às vezes. Aqui estão os princípios básicos para você começar, para que você possa acompanhar praticamente qualquer conversa em áudio.

• Taxa de bits é o número de bits de dados que são processados ​​por unidade de tempo. Ao falar sobre áudio, essa taxa de tempo geralmente é medida em segundos como bps (bits por segundo). Os prefixos SI padrão se aplicam (não os prefixos binários); portanto, kbps (kilobits por segundo) = 1.000 bps, Mbps (megabits por segundo) = 1.000 kbps e Gbps (gigabits por segundo) = 1.000 Mbps. Um número maior significa que mais dados estão sendo processados ​​para que o áudio seja melhor.
• -bit é a maneira como a profundidade do bit de áudio é gravada. Profundidade de bits é o número de bits de informação incluídos em cada amostra individual (veja Hz abaixo). O áudio do CD usa 16 bits por amostra, enquanto o áudio do DVD usa 24 bits por amostra. Os players de áudio de alta resolução também poderão reproduzir áudio de 32 bits, e isso inclui alguns telefones como o LG V30.
• Contêiner Um contêiner é um formato de metarquivo que controla e descreve como existem vários tipos de dados em um único arquivo de computador. Um bom exemplo dessa idéia difícil é um arquivo MP4. Um arquivo MP4 pode conter áudio codificado, vídeo codificado, metadados como legendas ou letras e capas de álbuns em qualquer combinação. Como um contêiner não decide como os dados são codificados, é possível abrir um arquivo MP4 e não reproduzir nenhum dado sem os codecs adequados. Sim, é meio bagunçado e impossível de descrever sem usar o computador. Tudo o que você precisa saber é que os contêineres de áudio contêm arquivos codificados e você precisará do codec adequado instalado para reproduzir qualquer um deles.
• Codec Um codec é um software (vamos deixar codecs de hardware por mais um dia) usado para codificar e decodificar dados digitais. Codec é a abreviação de codificador-decodificador. O codificador codifica os dados e os prepara para algum tipo de transmissão e, na outra extremidade, o decodificador reverte a codificação. MP3 é um codec de áudio popular. Aplicativos como o Audacity podem usar um codificador de MP3 para codificar músicas em um arquivo.mp3 e seu reprodutor de áudio favorito usa um decodificador de MP3 para voltar ao estado original e reproduzi-lo.

• Compactação Os codecs populares compactam um arquivo de áudio enquanto o codificam para torná-lo menor e mais fácil de transmitir. Esse é o mesmo conceito que um arquivo.zip usa para processar o conteúdo de uma pasta. Idealmente, você deseja que um arquivo não compactado seja uma cópia bit a bit do original, mas a maioria dos algoritmos de compressão descarta dados que não mudam drasticamente a maneira como o áudio soa. Ou pelo menos eles tentam.
• DAC Um DAC é um conversor digital para analógico que transforma bits de computador (digital) em sons (analógicos) que podem ser emitidos por um par de fones de ouvido. Todo dispositivo que pode tocar música digital possui um DAC, assim como todos os fones de ouvido Bluetooth. Alguns têm apenas um DAC melhor que outros e são capazes de criar um áudio analógico mais limpo a partir da fonte digital.

Mais: O que é um CAD e por que devo me preocupar em ter um bom?

• Dolby Uma empresa especializada em redução de ruído e codificação de áudio. A Dolby licencia sua tecnologia para vários fabricantes de telefones.
• Hz ou kHz Hz é a abreviação de Hertz. Quando se fala em áudio digital, geralmente o medimos em kHz (kilohertz) e designa a frequência de amostragem - o número de vezes que o áudio é amostrado (analisado e gravado) por segundo. O áudio do telefone fixo é 8kHz. Telefones VoIP são 16kHz. CDs de áudio são 44, 1kHz. Isso continua até 5.644, 8kHz, que é o formato DSD de dupla taxa da Philips e da Sony (Direct Stream Digital) e absolutamente insano. Geralmente, quanto maior a taxa de amostragem, melhor o áudio soará, mas há retornos decrescentes quando você passa 192kHz que muitas pessoas não conseguem ouvir.
• Lossless Lossless é um tipo de compactação de áudio que pode criar uma cópia exata do original quando um arquivo é descompactado. Arquivos FLAC e ALAC são sem perdas.
• Lossy Lossy é um tipo de compactação de áudio que reconstrói uma "aproximação dos dados originais", mas compacta os dados em um arquivo menor. Arquivos MP3 estão com perdas.

Bluetooth

O Bluetooth possui vários termos relacionados ao áudio e serão mais importantes, pois vemos mais e mais telefones sem um fone de ouvido. Ele possui sua própria seção para que possamos detalhar algumas coisas.

Perfis Bluetooth

Os perfis Bluetooth são um conjunto de especificações de que tanto a fonte (o dispositivo que envia o áudio como o telefone) quanto o destino (o dispositivo que recebe o áudio como os fones de ouvido favoritos) sabem o que o outro pode fazer e como trabalhar juntos e transmitir áudio para seus ouvidos. Até os fones de ouvido Bluetooth antigos precisam de um perfil Bluetooth para se conectar, e essa é a única maneira de fazer tudo funcionar.

• HSP (perfil do fone de ouvido) O perfil HSP é necessário para a operação básica do fone de ouvido. Possui recursos de controle remoto muito limitados e a qualidade do áudio é de 64 kbps (mono) no máximo.
• HFP (Handsfree Profile) O HFP é uma versão avançada do HSP, também projetada para fones de ouvido (não fones de ouvido). Ele fornece rediscagem e discagem por voz através do controle remoto. O HFP versão 1.6 usa uma configuração mono do codec SBC padrão. Consulte a seção de codecs abaixo para obter detalhes.
• A2DP (Perfil avançado de distribuição de áudio) Este perfil foi projetado para áudio estéreo para itens como multimídia. Esse é o perfil que seus fones de ouvido (e não um fone de ouvido) precisam usar.
• AVRCP (Perfil de controle remoto de áudio / vídeo) O AVRCP é usado com o A2DP para fornecer controle remoto para coisas como reproduzir / pausar ou pular faixas. As versões 1.4 permitem o controle total do volume de ambos os dispositivos, enquanto as versões inferiores controlam apenas o volume do fone de ouvido e não a fonte.

Se você deseja usar um fone de ouvido Bluetooth ou semelhante para atender chamadas e não se importa com outro áudio, precisa de um dispositivo que use HSP, mas deseja um dispositivo que use HFP para ter mais controle.

Se você também deseja ouvir música através de um dispositivo Bluetooth estéreo - fone de ouvido, fones de ouvido, alto-falante portátil, etc. - deseja A2DP e AVRCP para obter a melhor experiência.

Codecs de áudio Bluetooth

Os codecs de áudio Bluetooth não precisam ser apenas Bluetooth. São instruções de codificação e decodificação que o codificador e o decodificador certo usam para captar o áudio bruto, transformá-lo em algo melhor para a transmissão e transformá-lo novamente em áudio bruto quando chegar aos fones de ouvido. Você não pode reproduzir nenhum áudio sem o codificador e decodificador certos, portanto, o suporte a codecs de áudio é muito importante.

Você geralmente encontrará informações sobre os codecs que um par de fones de ouvido pode usar na caixa em que foram inseridos e informações sobre os codecs que seu telefone pode usar no manual ou no site do fabricante.

• SBC (Subband Coding) Este é o codec A2DP padrão e o mínimo necessário para o áudio estéreo. Todo dispositivo Bluetooth estéreo deve oferecer suporte ao SBC, porque é um fallback à prova de falhas se nenhum outro codec corresponder ao hardware de origem e de destino. Ele fornece um fluxo de áudio estéreo não compactado de até 328kpbs a 44, 1 kHz. Como não está compactado, não é necessário descompactar o alvo (seus fones de ouvido). Taxa a largura de banda limitada do Bluetooth e está sujeito a pular ou armazenar buffer (dependendo da sua fonte) quando as condições não são ideais. Existem vários "níveis" de SBC (baixo, médio e alto) e a qualidade é determinada pelo dispositivo de origem.
• AAC (Advanced Audio Coding) É a mesma codificação AAC que você encontrará para músicas que não são transmitidas sem fio e é o que o iTunes usa. Ele fornece áudio melhor do que a compactação MP3 com as mesmas taxas de bits e pode rivalizar com arquivos sem perdas em qualidade. A maioria dos fones de ouvido não inclui AAC, mas os modelos avançados projetados para uso com o iPhone ou o iPod o fazem e transferem dados a 250 kbps.
• aptX O aptX é um codec de áudio proprietário desenvolvido em 2010 pela APT (daí o nome) para fornecer áudio de qualidade superior ao que a SBC pode oferecer. Ele codifica um fluxo de áudio com qualidade de CD (16 bits / 44, 1kHz) usando codificação de áudio mais eficiente (compressão, semelhante ao codec.mp3) e taxas de transferência de dados mais altas de 352kbps. O aptX não é necessário para áudio estéreo e você encontrará muitos equipamentos que não o incluem.
• aptX LL Esta é uma versão do codec aptX projetado para uma latência especialmente baixa. É usado em dispositivos como fones de ouvido para jogos que valorizam a baixa latência sobre a qualidade, mas ainda fornecem áudio comparável ao SBC. O aptX LL pode transmitir áudio estéreo com latência de até 32 milissegundos, o que é mais rápido do que podemos processar e, portanto, parece estar livre de latência.
• aptX HD Esta é uma versão do codec aptX que usa métodos de compactação mais novos e melhores e taxas de transferência de dados mais altas (576kbps) para fornecer áudio estéreo de 24 bits / 48kHz. os algoritmos de compactação foram projetados para injetar muito pouco ruído e os fluxos do aptX HD abordam qualidade de áudio de alta resolução sem perdas. O aptX HD é relativamente novo e não há muitos dispositivos compatíveis, embora isso certamente mude.

Mais: aptX versus aptX HD: Qual a diferença?

• LDAC LDAC é um codec de áudio projetado pela Sony para fornecer áudio de "alta resolução" via Bluetooth. Ele pode transmitir áudio a um máximo de 24 bits / 96kHz em velocidades de até 990kbps. Como o SBC, ele tem três configurações: baixa (velocidade de transferência de 330kbps), média (velocidade de transferência de 660kbps) e alta (velocidade de transferência de 990kbps). A Sony afirma que o LDAC pode transmitir a reprodução de áudio até 24 bits / 96kHz sem nenhuma redução de amostragem (diminuindo a taxa de amostragem em Hertz) na fonte. O LDAC é muito novo e, enquanto o Android Oreo suporta o codec, poucos periféricos o fazem no momento.

Tipos de arquivo de áudio

Existem centenas de formatos de codificação de áudio. Alguns são especializados, como o aptX para Bluetooth ou ATRAC para o PlayStation ou Walkman, mas existem vários padrões que você encontrará em dispositivos portáteis como o seu telefone. Na maioria das vezes, o formato define o tipo de arquivo - o áudio no formato MP3 usa uma extensão de arquivo.mp3, o áudio AAC usa uma extensão de arquivo.m4a e assim por diante. Os formatos de codificação de áudio precisam ser suportados pelo software do reprodutor, não pelo seu próprio dispositivo, mas para muitos o seu dispositivo deve ter uma licença para usá-los.

• AAC (Advanced Audio Coding) Este formato também é um codec de áudio Bluetooth padrão, embora não seja muito popular. Ele suporta compactação de áudio com pouca perda de dados, para que o áudio pareça mais claro que o MP3, mas ainda tenha taxas de bits comparáveis. Esse é o formato nativo usado pelo iPod antigo e alguns reprodutores de áudio podem reproduzi-lo em um contêiner MP4 com a extensão de arquivo.m4a.
• ALAC (Apple Lossless Audio Codec) Desenvolvido pela Apple como um formato de compactação de áudio sem perdas, o ALAC agora é de código aberto e livre de royalties. Oferece 8 canais de áudio nas profundidades de 16, 20, 24 e 32 bits, com uma taxa de amostragem máxima de 384kHz. O ALAC também é armazenado em um contêiner MP4 com uma extensão de arquivo.m4a, mas não é a mesma compactação com perdas usada no AAC.
• FLAC (Codec de áudio sem perdas) FLAC é um codec de áudio aberto e sem royalties que suporta áudio de 4 a 24 bits a qualquer taxa de amostragem entre 1 Hz a 655, 35kHz em 8 canais. O FLAC é capaz de compactar um arquivo de áudio em 60% e ainda possui uma cópia exata quando descompactado. Os arquivos que usam o formato de codificação FLAC possuem uma extensão.flac.
• MP3 (MPEG-1 ou MPEG-2 Audio Layer III) O MP3 é um codec com perdas que pode reduzir o áudio com qualidade de CD (1411, 2 kbps) em até 95% e fornecer qualidade comparável quando descomprimido na reprodução. Existem várias taxas de amostragem e reprodução e quanto maior o número, melhor será o som. O codec MP3 lê inteligentemente arquivos de áudio e descarta dados que não poderemos ouvir durante a compactação e codificação. Você encontrará arquivos.mp3 em quase todos os lugares e quase todos os reprodutores podem reproduzi-los.
• O Vorbis / Ogg Ogg é um formato de contêiner de código aberto que pode multiplexar fluxos independentes de áudio, vídeo, texto (legendas e letras de músicas) e metadados. Ele pode abrigar vários formatos de codificação de áudio, mas o mais popular que você verá no seu telefone é o Vorbis. O Vorbis é um formato de áudio de código aberto que pode codificar material de origem de 8kHz a 192kHz com um máximo de 255 canais e criar arquivos de saída entre 45 e 500kbps. Os arquivos com a extensão.ogg são nativos do Android e reproduzem o player padrão do sistema ou qualquer número de players de terceiros.
• WMA (Windows Media Audio) WMA é um codec de áudio que na verdade é quatro codecs de áudio separados: WMA, WMA Pro, WMA Lossless e WMA Voice. O WMA foi desenvolvido pela Microsoft para competir com o MP3 e abrange o espectro do áudio mono de canal único com o WMA Voice (é realmente importante lidar com esse tipo de áudio de maneira especial) a 24 bits / 96kHz usando 6 canais discretos. A taxa de compactação da música varia entre 1, 7: 1 e 3: 1. Todos os arquivos codificados em WMA possuem a extensão.wma e são suportados por players de terceiros.

A parte mais importante

Você não precisa saber nada disso para ouvir sua música usando seus fones de ouvido favoritos, e é isso que realmente importa. Como todo o resto, algumas pessoas se importam e debatem sobre produtos individuais até o final dos tempos, e isso é porque eles apreciam a tecnologia subjacente e como ela funciona. Nenhum dos grupos está certo ou errado, então não se sinta excluído se isso não for o seu caso.

Apenas saiba que o áudio de nossos telefones está melhorando, as empresas que fabricam fones de ouvido estão produzindo melhores, e a música que você ama hoje soa tão bem quanto amanhã, se não melhor.

Rock on!