Самый популярный сервис lossless-аудио разрешил хайрезы в телефонах (и объявил войну громкости).
В этом году Tidal, наконец, открыл поддержку MQA в портативных приложениях. Можно, конечно, назвать этот жест популизмом — ведь выше 24/48 смартфоны все равно не обрабатывают. С другой стороны, старые люди говорят — всё полезно, что в рот полезло. 24-битный файл можно слушать, хуже не будет, чем 16. А можно отправить его с телефона по USB на внешний ЦАП, в том числе MQA-совместимый. Как показывают несложные эксперименты, у того же айфона через переходник Camera Kit спокойно можно выводить и DSD, и 192 кГц фонограммы. А вот с беспроводной трансляцией аудио по-прежнему все решения толпятся вокруг формата Red Book.
Система Apple AirPlay даже в своей второй версии расширила мультирум-возможности, но сохранила прежнее разрешение 16 бит / 44 кГц. И в общем-то оно понятно. Apple рекомендует загружать 24-битные мастеры, но сам не спешит открывать магазины с хайрезами. Подавляющее количество музыкального контента по-прежнему выпускается и дистрибутируется именно в спецификации старенького компакт-диска или даже хуже него — в lossy-форматах. И на повестке дня стоят совсем другие вопросы.
Например, многие сейчас слушают музыку в фоновом режиме плейлистами. Таким образом, требуется как-то увязать уровни между треками, чтобы не было резких перепадов громкости. В компьютерных плеерах для этого применяются разные инструменты вроде ReplayGain. Однако Tidal поступил более радикально и по умолчанию в своем приложении использует опцию Loudness Normalization. Посмотрим на примерах, как она работает.
Для нашего эксперимента понадобится получить поток Tidal из смартфона в чистом цифровом виде. В принципе можно было подключить его по USB к рекордеру и захватить стрим на одном из цифровых выходов с помощью второго рекордера. Но 16-битное аудио по USB передается как 24-битное, с дополнительными восемью пустыми разрядами. И хотя на уровень сигнала, его характеристики и прочую музыкальность этот момент не влияет, целостность исходного потока (если смотреть бинарную таблицу) оказывается измененной. Так что одним из немногих актуальных true 16-битных транспортов оказался наш старый знакомый Airport Express. Да и тот перестал выпускаться с 2018 года. Его нельзя назвать аудиофильской машинкой из-за здорового джиттера и слабенького ЦАПа, но с оптического выхода Airport Express можно получить полную побитовую копию 16-битного оригинала, переданного через AirPlay. Вот этот сигнал и будем захватывать и изучать.
Итак, на телефоне у нас в Tidal активирована функция Loudness Normalization. Само iOS-приложение по-прежнему не сыскать в локальном AppStore, но оно будет доступно, если в аккаунте вы поменяете место жительства на США, указав любой адрес из штатовской карты. В Apple смотрят сквозь пальцы на подобные фокусы. Запускаем различные образцы музыки через цепочку:
телефон Tidal -> Airplay -> Airport Express -> TosLink -> RME ADI-2 Pro -> USB -> ПК
Записываем сигнал на ПК и смотрим, что происходило с уровнями с включенным Loudness Normalization. Решено было начать с самых экстремальных по интенсивности треков, к которым можно отнести альбом «City» 1997 года группы Strapping Young Lad. Для наглядности я демонстрирую левый канал фонограммы — до и после Loudness Normalization.
Как видим, в оригинале шкала была забита почти под ноль. После нормализации уровня сигнал был понижен на более чем 12 дБ. Ну ладно, это была индустриальная молотилка, почти что «розовый шум» с кучей клиппинга. А теперь посмотрим, что происходит с поп/рок-продукцией.
И здесь Tidal присадил уровень на минус 9 децибел. И это еще у Beyonce на альбоме «Lemonade» был более-менее приличный мастеринг, видите, какие-то палочки остались. У многих ее коллег по цеху динамика сигнала не слишком отличается от картинки Strapping Young Lad.
Попробуем посмотреть поведение Loudness Normalization на материале без компрессии пиков сигнала. Таковых, кстати, на Tidal оказалось не так уж и много. Ведь обычно речь идет об эпохе до Loudness War, т.е. CD-изданиях конца 80-х годов. Но почти все они к настоящему времени заменены ремастерами, а Tidal редко держит дубли, предпочитая самую последнюю версию альбома с бонус-треками. К счастью, нашлась Мадонна 1989 года с альбомом «Like a Prayer», который не переиздавали аж до 30-летнего юбилея. Конечно, это синтетическая студийная работа, сплошные секвенсоры. Но аранжирована весьма прилично и дорого, в отличие от релизов певицы в 21 веке. Смотрим заглавный трек.
Ну вот здесь видим, что Tidal оценил труды звукорежей 80-х и снизил громкость совсем чуть-чуть, на два с половиной децибела. Но бывают ли случаи, когда программа вообще не вмешивается в регулировку уровней? Их надо искать среди классической музыки. Вот, например, фортепианные пьесы Эрика Сати в исполнении Рейнберта де Леу — как мне кажется, самого правильного интерпретатора произведений самого важного композитора перелома XXI-XX столетия.
Максимальный пик фонограммы был -6,6 дБ и никакой коррекции Loudness Normalization не производилось. Отлично, но Early Piano Works были записаны давно, а что будет с современными фортепианными альбомами, которые подтягивают до 0 дБ? Обратимся к Lullabies в исполнении Полины Осетинской, изданном в 2015 году.
Удивительно, но даже максимальный пик в -0,09 дБ (то есть фактически предел громкости) не вынудил Tidal понижать уровень. Значит дело здесь не в максимальном пике громкости, а кое-чем другом.
На самом деле алгоритм Loudness Normalization оценивает громкость не по отдельным пикам, а в целом — как отношение к полной шкале цифрового максимума. Этот параметр называется LUFS — Loudness Units Full Scale. LUFS указывается как отрицательная величина, и чем она ближе к нулю, тем больше фонограмма напоминает розовый или белый шум на максимуме громкости 0 dBFS. Значение LUFS можно посмотреть в аудиоредакторе, загрузив в него исследуемый трек. Американское общество звукоинженеров рекомендует ориентироваться на диапазон -20-16 LUFS.
На эти рекомендации плевать хотели издатели и саунд-продюссеры, которые по-прежнему бомбят слушателей перегруженными по громкости альбомами. На том треке Strapping Young Lad было -6,5 LUFS, спишем на особенности жанра. У Beyonce оказалось -11,6 LUFS, но я же говорил, что это еще образец гуманного мастеринга. У ее коллег (брал наугад), например, у Beck на последнем альбоме Colors (в хайрезе!) — первая же песня идет с громкостью -5,6 LUFS. То есть, это еще выше, чем у Strapping Young Lad. И тогда в ответ на это безобразие стримминговые платформы включают нормалайзеры, которые просто понижают громкость музыки на стероидах.
Конечно, динамику фонограммы это не исправит. А она, динамика Loudness Range измеряется показателем LRA и о нем поговорим в другой раз. Но по крайней мере, обнуляются потуги варваров мастеринга и больше нет смысла шарахать по ушам компрессором и лимитером.
Нормализация громкости применяется также и на телевидении, чтобы реклама не наглела. Нормализацию используют почти все платформы, кроме Souncloud — Youtube, Apple, Deezer, Spotify, Pandora, ну и, конечно, наш Tidal. В нем стоит ограничитель -14 LUFS, т.е. на пару децибел выше рекомендации AES, простим. У Spotify и Youtube эта пороговая граница еще громче -13 и -11 LUFS соответственно.
Если трек оказался громче этой величины, включается понижение уровня. Вот поэтому Loudness Normalization не коснулся фортепиано Осетинской, там было ниже -21 LUFS. Но ведь может статься так, что трек с тихим вступлением программа-дура сделает одинаковым по громкости со следующий мажорной композицией? А вот и нет.
Tidal обратились к голландским аудиоэкспертам из Grimm Audio в Эйндховене и Университету искусств HKU в Утрехте. После анализа 4,2 миллиона альбомов в каталоге компании, была получена мудрая рекомендация. Нормализовать самый громкий трек на -14 LUFS, а уровень остальных композиций смещать вниз на ту же величину дБ, чтобы не разрушать замысел создателей музыкальных альбомов. То есть остальные треки окажутся даже тише -14 LUFS, что вполне укладывается в рекомендации AES.
Помимо этого, как мне видится, в результате нормализации ведь на ЦАП поступает ослабленный сигнал далеко от 0 dBFS. Это теоретически должно исключить возникновение интерсемпловых искажений. 80 процентов слушателей фокус-группы Grimm Audio предпочли слушать нормализованные по -14 LUFS треки. Пожалуй, к их числу отнесу себя и я, поскольку в моем портативном Tidal переключатель теперь на Loudness Normalization. С ним музыка звучит действительно как-то мягче и без нахрапа. Но самое смешное в этой ситуации, что с хайрез-альбомами эта функция не работает! Видимо опять MQA мешает.