что такое usb dac asio
Все, что вам необходимо знать о ЦАП
Сохранить и прочитать потом —
Как ни досадно, нельзя не признать, что цифроаналоговые преобразователи – один из самых игнорируемых широкой публикой Hi-Fi-компонентов. Хороший и правильно подключенный ЦАП способен резко повысить качество звучания. Если хотите убедиться в этом, читайте наш материал.
Что такое ЦАП? Что он делает?
Звуки, которые мы постоянно слышим – дорожный шум, работающие инструменты, плачущий ребенок в транспорте – представляют собой акустические волны, которые распространяются в воздушной среде к нашим ушам в аналоговой ипостаси.
Аналоговые записи издавались на виниловых дисках и кассетах, однако нежелательный шум и ненадежность этих носителей стимулировали поиск новых форматов. Появление CD открыло дорогу для цифровой революции.
Цифровое аудио кардинально отличается от аналогового. Цифровые музыкальные файлы обычно создаются при помощи импульсно-кодовой модуляции (PCM) в процессе измерения амплитуды аналогового сигнала через равные интервалы времени.
Жизнь в цифре
Значение амплитуды представлено двоичным числом (1 или 0), а длина этого числа называется разрядностью, выраженной в битах. Величина, обратная временному интервалу измерений, является частотой дискретизации.
Например, при записи стандартного CD выборка делается 44 100 раз в секунду. Каждый из «срезов» измеряется с точностью до 16 бит, и результаты измерения сохраняются в 16-разрядном цифровом формате. С другой стороны, при записи трека в Hi-Res-аудио длина «среза» увеличивается до 24 бит, а выборка делается аж 192 000 раз в секунду.
У цифровых аудиоданных могут быть самые разные частота дискретизации, разрядность, форматы кодирования и сжатия – однако независимо от конкретных параметров именно ЦАП должен придать этим данным смысл, максимально точно переведя их из двоичного формата в исходную аналоговую форму.
Зачем нужен отдельный ЦАП?
Сегодня почти любой цифровой компонент оснащен собственным ЦАП, однако далеко не все ЦАП созданы равными. Начнем с того, что они могут поддерживать не все типы файлов.
Плохие модели могут привносить в звучание нежелательный шум из-за непродуманного проектирования печатных плат или вызывать искажения в связи с джиттером.
Джиттером называются ошибки синхронизации. Точная синхронизация цифрового музыкального потока, определяемая генератором тактовых импульсов, жизненно важна для качества воспроизведения, и если ее не удается обеспечить из-за конструктивных недостатков, качество страдает.
Проблема джиттера может возникнуть при любом перемещении цифрового сигнала по плате, но особенно серьезной становится при передаче сигнала между устройствами. В последние годы широкое распространение получили асинхронные ЦАП, именно по этой причине перехватившие у компьютеров обязанности по синхронизации.
Тактовые генераторы, применяющиеся в компонентных ЦАП класса High End, точнее и стабильнее, чем у обычных ПК, и звук в результате получается существенно лучше.
Все зависит от исходного материала
Разумеется, чтобы получить от ЦАП максимально возможный результат, необходимо позаботиться о качестве исходного материала. Не рассчитывайте на чудо, предлагая ему MP3-файлы с битрейтом 128 кбит/с. На самом деле, более качественное декодирование сжатого сигнала может еще сильнее подчеркнуть его недостатки. Для компонентных ЦАП оптимальные результаты обеспечивает контент CD-качества и выше. Обычно музыка с подобным разрешением записана в PCM-форматах без потерь – FLAC, WAV или ALAC (Mac), а также DSD.
DSD и PCM
DSD, или Direct Stream Digital – альтернатива PCM. Этот формат изначально был разработан для архивирования, а позднее применялся для записи Super Audio CD (SACD), продвигавшихся Sony и Philips в конце 90-х и начале 2000-х. Это намного более нишевый формат; в отличие от PCM, его разрядность составляет всего один бит, зато частота дискретизации намного выше – 2,8 МГц у DSD64 и 5,6 МГц у DSD128.
Споры о том, какая система кодирования лучше, продолжаются до сих пор. Мы лишь скажем, что убежденным сторонникам DSD следует внимательно проверять списки характеристик: не все ЦАП поддерживают этот формат.
ЦАП какого типа вам подойдут?
Спектр форм-факторов и габаритов этих устройств огромен, они различаются по функциональности и по числу входов, так что ваш выбор будет зависеть от конкретных потребностей и величины бюджета.
Компактные USB-ЦАП обеспечивают мобильность и удобство по разумной цене. Это могут быть устройства не больше стандартной USB-флэшки (например, AudioQuest DragonFly Black) или карманные аппараты, подключаемые отдельным USB-кабелем (такие как Oppo HA-2 SE).
Чаще всего они получают питание от компьютера, не требуя отдельного источника. Подключений у них обычно немного – выход для наушников и, возможно, линейный выход для активных АС или Hi-Fi-системы.
Стационарные ЦАП
Если вам нужно больше разъемов и не требуется носить ЦАП с места на место, настольное USB-устройство – такое как Audiolab M-DAC – может оказаться более подходящим. Подобные модели обычно более габаритны и требуют подключения к источнику питания, зато помимо USB-порта оснащены еще несколькими цифровыми или аналоговыми входами.
Если собираетесь использовать наушники, обратите внимание на наличие соответствующего выхода.
Наконец, некоторые ЦАП предназначены для работы в составе большой домашней аудиосистемы. У них обычно больше входов (в частности, таких редких, как AES/EBU) и функций. Они могут поддерживать весь спектр форматов Hi-Res-аудио или обеспечивать беспроводную трансляцию со смартфона или планшета посредством Bluetooth. Некоторые даже оснащены регулятором громкости и могут выступать в роли предусилителей.
«Кристальный звук», сравнительное тестирование миниатюрных внешних USB ЦАП: Schiit Fulla, Сambridge Audio Dacmagic XS, AudioQuest DragonFly Red, FiiO Alpen 2 E17K, M-Audio Micro DAC 24/192
Понятие ЦАП в русском языке — это прямой аналог аббревиатуры DAC в английском. Может означать как специализированную микросхему преобразователя из цифры в аналог, так и готовое законченное устройство. USB ЦАП означает внешнюю звуковую карту, которая служит исключительно для прослушивания музыки, в 90% случаев такие ЦАП не имеют аналоговых входов. Зато у USB ЦАП практически наверняка имеется мощный специализированный наушниковый усилитель, который позволяет подключать практически все распространенные модели наушников, кроме экзотики. USB ЦАП, как правило, обеспечивает намного более качественное звучание, чем интегрированный звук или массовые звуковые карты, а также зачастую поддерживает форматы высокого разрешения и DSD-воспроизведение без конвертации. В последнее время USB ЦАП вытеснили звуковые карты в кругу любителей музыки. Обновления в этой области ведутся непрерывно и вызывают огромный интерес.
Участники сегодняшнего тестирования интересны тем, что все они оригинальны и весьма доступны по цене. При этом нет ни одного устройства на навязшей в зубах начинке бюджетных устройств, типа WM8740. Все ЦАПы очень интересны и заслуживают внимания. Форм-фактор устройств миниатюрный. Основной сценарий — использование с наушниками, а не с колонками. Но это и не мобильные ЦАП. Хотя некоторые из устройств могут играть c телефоном, использовать их таким образом можно только в настольном варианте. Ходить по улице с ненадежной связкой из переходников не получится, а про низкую громкость при питании от телефона даже и говорить не хочется.
Поэтому для всех тестируемых устройств больше всего подходит определение «миниатюрные внешние ЦАПы», основной вариант для подключения которых — USB-порт ноутбука. На это же намекают ну очень короткие USB-кабели в комплекте либо наличие разъема USB и регулировки громкости прямо на корпусе ЦАПа. В принципе, опциональный качественный удлинитель довольно легко позволит подключить такой ЦАП и к настольному компьютеру. Но все же для настольной системы лучше поискать стационарный ЦАП со своим питанием. Об этом — как-нибудь в другой раз.
Мы приводим параметры, заявленные производителями, в ознакомительных целях. Не нужно по ним выбирать устройство! Если устройства примерно одного уровня, нет перепада в классе, то делать выбор по цифрам — очень плохая идея. Не лучше, чем по цвету упаковки. Зачастую паспортные измерения сделаны в разных условиях и по разным методикам. Часто измеряют при очень высоком уровне сигнала — для получения высоких характеристик сигнал/шум и высокой мощности. В реальной эксплуатации все эти максимальные характеристики смысла не имеют, так как измерены на керамических резисторах эквивалентного сопротивления. Подключение 16-омных наушников к усилителю с 2 ВRMS приведет к мгновенному выходу их из строя или к проблемам со слухом.
Зачем производитель тогда вообще указывает какие-то цифры? Причины разные. Часто высокие параметры являются предметом гордости разработчика, инструментом маркетинга или могут быть востребованы в одном случае из тысячи, при подключении экзотической аппаратуры. Измеренные параметры реального устройства могут сильно отличаться от паспортных, причем отличия чаще в лучшую сторону. В паспорте приводятся цифры с запасом на дрейф комплектующих или просто выбрана ближайшая красивая цифра. Считается, что 0,01% или 0,005% выглядит лучше, чем 0,003857%, а сигнал/шум 100 дБ выглядит привлекательнее, чем 103,76 дБ, так как круглое число вызывает меньше беспокойства у людей с цифробоязнью.
Перейдем к участникам тестирования.
Тестировавшиеся устройства
Schiit Fulla
FiiO — чисто китайская компания, где всё проектируют и производят 100%-ные китайцы. Однако их мобильные ЦАПы и усилители весьма интересные, популярные, не очень дорогие в сравнении с брендами первой величины. Такой очень крепкий середнячок.
Это единственный ЦАП с аккумулятором внутри, однако мобильные устройства не определяют его как ЦАП (как это происходит в случае FiiO E18), а на картинке производителя нарисован только ноутбук. Более того, есть официальный ответ производителя: это ЦАП только для ноутбуков, с телефоном он работать и не должен. 15 часов батарейки нужны, видимо, для более чистого питания устройства, либо производитель не смог заставить уверенно работать E17K с телефонами и «переобулся на лету» с позиционированием устройства.
Внутри стоит экономичный контроллер SA9027 (наше тестирование — определенно бенефис Saviaudio). Микросхема ЦАП PCM5102 (сигнал/шум 112 дБ, КГ+шум −93 дБ) довольно популярна в бюджетных устройствах. Однако все можно простить за OLED-экран и цельнометаллический корпус — очень эффектно смотрится! Аналоговая часть также не подкачала: полевики в ОУ OPA1642 + мощный токовый буфер LMH6643. Драйвер ASIO есть. DSD есть (software-driven). Поддержка до 96 кГц.
Что нам не очень понравилось: на экране устройства всегда фигурирует надпись 16 бит 48 кГц, независимо от поступающего по USB формата. Как поясняет производитель, цифры на экране не отражают режим работы ЦАП устройства (!). Они показывают некие внутренние режимы работы. Например, при отключении USB выводится надпись «16 бит 32 кГц». При воспроизведении DSD выводится 24 бит 96 кГц. К устройству прилагается табличка с расшифровкой. Ноу комментс.
Как с максимальным качеством вывести звук из компьютера под ОС Windows
Сохранить и прочитать потом —
Ваш персональный компьютер может располагать CD-приводом или не быть им оснащенным – так или иначе он способен хранить в своей памяти библиотеку аудиофайлов или же получать их путем стриминга с каких-либо ресурсов. В любом случае музыкальный сигнал формата PCM (или реже DSD) может быть выведен для цифроаналогового преобразования сторонними средствами. Чаще всего это делается посредством USB-соединения ПК с внешней звуковой картой или аудио-ЦАП. Музыку можно слушать и с выхода на наушники самого компьютера (его динамики рассматривать не будем), но в таком случае результат будет оставлять желать лучшего. Причин тому несколько, но самая главная – встроенная звуковая карта попросту не обеспечивает качества, соответствующего статусу Hi-Fi. Поэтому самый очевидный способ – доверить эту процедуру специализированному компоненту.
Но простое подключение USB-кабелем еще не гарантирует точной побитовой передачи аудио на внешний ЦАП. Этот режим работы должен быть соответствующим образом настроен.
Установка драйвера ASIO
Для чего нужен режим ASIO? При воспроизведении музыки вы должны изолировать аудиопоток от программных микшеров Windows. В данном случае вам они совершенно не нужны, поскольку могут выполнять дополнительный пересчет данных, причем не очень качественный с точки зрения канонов Hi-Fi. Протокол ASIO призван сделать путь между программным плеером и ЦАП максимально коротким. Поэтому сегодня любой уважающий себя производитель звуковых карт или ЦАП снабжает свою продукцию соответствующими ASIO-драйверами. После их установки можно приступать к настройке своего программного плеера. Они выполняются один раз и в дальнейшей доводке не нуждаются.
Первичная настройка Foobar2000
Для примера рассмотрим один из самых популярных плееров Foobar2000. Он занимает минимум места, бесплатен и при этом достаточно продвинут для сложной DSP-обработки аудиосигнала. Но сейчас мы поговорим не обо всех возможностях Foobar2000, а о его первичной настройке для работы в ASIO-режиме с вашей звуковой картой.
В платных аудиоплеерах наподобие Audiorvana или JRiver совместимость с ASIO прошита в исходном дистрибутиве, и плеер сам подхватывает доступные ASIO-подключения. Для Foobar2000 понадобится установка модуля ASIO support, которую нужно дополнительная скачать по адресу https://www.foobar2000.org/components/view/foo_out_asio. После этого в разделе плеера Preferences выбираем самую первую строку Components. Нажимаем Install и указываем программе на сохраненный файлик foo_out_asio.fb2k-component. После чего перезагружаем плеер, чтобы изменения вступили в силу.
Программная регулировка громкости
Многие пользователи предпочитают регулировать громкость непосредственно в программном плеере. Это весьма удобно, например, в случае прослушивания с помощью настольных систем с активными мониторами.
Если ваш аудиотракт работает в режиме ASIO, уменьшить громкость с помощью ползунка в углу экрана (на панели задач Windows) уже не получится. Придется использовать собственный регулятор уровня сигнала плеера (Volume Сontrol). При этом имейте в виду, что в случае программного изменения громкости побитовая передача данных оригинала на ЦАП не сохраняется. Это возможно только при максимальном положении громкости на отметке 100%.
Финальные штрихи
В подразделе Output->ASIO можно увидеть два отмеченных галочкой режима повышения производительности. Use 64-bit ASIO drivers и Run with high process priority. Обычно они включены по умолчанию, но нелишним будет их проверить.
Также можно проверить состояние консоли ASIO. Иногда доступ к ней возможен прямо в плеере, а порой ее ярлычок находится на упомянутой панели задач вместе со значками языка раскладки и др. Разрядность должна быть установлена на значениях 24 или 32 бит. Не стоит включать так называемый dither – эта опция нужна лишь для очень старых приемников аудиосигнала, чья разрядность ограничена 16 бит.
Что касается размера буфера ASIO, то если ваша система не испытывает выпадения сигнала или иных сбоев звука, лучше оставить значение по умолчанию. Его уменьшение повысит вероятность появления артефактов, а увеличение, соответственно, понизит. Ряд аудиофилов утверждает, что наилучшего звука можно добиться с минимальным значением размера буфера ASIO. Измерения характеристик аудиопотока этого предположения не подтверждают, но лучший прибор – наш слух, так что вы сможете определиться с оптимальным размером буфера ASIO самостоятельно.
Портативные ЦАП’ы для смартфонов: звук Hi-Res для всех!
ЦАП’ы — цифровые аналоговые преобразователи-усилители для смартфонов — это простой и современный способ повысить качество передаваемого звука на наушники. Вы сможете наслаждаться Hi-Res звуком на любом смартфоне. Портативные ЦАП’ы сделаны в виде адаптера к смартфону: USB-C или USB-Lightning (для iPhone). Внутри предусмотрена специальная микросхема преобразователь цифрового сигнала и небольшой усилитель для наушников. В зависимости от установленного типа DAC, а также от фирмы-бренда формируется цена. Есть неплохие представители USB DAC в пределах тысячи рублей, есть качественные подороже.
Один из самых интересных и популярный — это USB DAC iBasso.
В лоте есть две модели — iBasso DC01 (USB-C на audio 2,5 мм) или iBasso DC02 (USB-C на audio 3,5 мм). Оба варианта имеют короткий отрезок кабеля с USB-C разъемом для смартфона, а также стильный металлический корпус. Общая длина с кабелем не более 120 мм. Внутри установлен премиальный ЦАП нового поколения AKM4493, позволяющий получить поток 32 bit/ 384 kHz / DSD256x. Частотный диапазон: 20Hz-40kHz
Не менее популярный Hi-Res DAC — это HIDIZS Sonata HD второго поколения.
Представляет собой короткий адаптер с USB-C на 3,5 мм. Оба коннектора в алюминиевой рубашке. улучшенное качество звука форматов 24 бит/192 кГц. Есть возможность смены на адаптированную пошивку. Через адаптер USB-C на USB-A (в комплекте) можно подключить к ПК/ноутбуку/MAC. Предусмотрен вход типа 3,5 мм TRRS и поддерживает наушники с микрофоном. Отношение сигнал/шум: 114 дБ
Еще один интересный Hi-Res усилитель с микрофоном, на этот раз для iPhone — модель i1 (Fi 1123) от Fiio.
Представляет собой компактный адаптер с 3,5 мм (гнездом для наушников) и Lightning (для iPhone/iPad). Для управления воспроизведением предусмотрен пульт с кнопками. Сертификация MFI позволяет использовать со всем модельным рядом Apple iPhone/iPad. Обеспечивает вывод аудиопотока Hi-Res 48 kHz/192 kHz. Внутри использован кодек/ЦАП NAU88L25 от Nuvoton.
Буквально за 700 рублей можно приобрести недорогой USB ЦАП от Dodocool.
Это сертифицированный Hi-Res адаптер, который подойдет для компьютера, ноутбука или планшета, а также для смартфона с USB-C или Lightning. При выборе обращайте внимание на тип коннектора. Представляет собой небольшой пульт с кнопками для управления воспроизведением и гнездом 3,5 мм для наушников. Соответствует стандарту аудиопотока высокого разрешения (24 бит/192 кГц).
Это стильный и компактный портативный Bluetooth 5.0 ресивер на основе нового чипа от Qualcomm QCC 3008 с поддержкой APT-X LL. Используется неплохой ЦАП ES9118 SABRE. Для подключения к смартфону можно использовать NFC. Работает не только со смартфонами, но и с планшетами, компьютерами и ноутбуками через Bluetooth.
Еще один интересный ЦАП для для iРhone/iPad — это ЦАП S.M.S.L второго поколения.
Представляет собой компактный пульт с кнопками управления воспроизведением и гнездом 3.5 мм, и коротким отрезком провода с Lightning. Длина с учетом кабеля около 30 см. Внутри установлен кодек (ЦАП) Cirrus Logic CS42L42, который обеспечивает вывод аудиопотока высокого разрешения (24 бит/192 кГц).
Простая модель от Meizu на базе популярного ЦАПCS43131 от Cirrus Logic. Данный USB ЦАП предназначен для флагманов Meizu, но работает с любыми смартфонами, обеспечивая вывод качественного Hi-Res аудиопотока. Поддерживает декодирование до 32 бит/384 кГц PCM и цифровой аудиоформат высокого разрешения DSD64/DSD128 для воспроизведения музыки без потерь. Устройство обеспечивает динамический диапазон 120 дБ, при менее 0.0003% гармонических искажений в диапазоне.
Очень интересный беспроводной Bluetooth 5.0 портативный усилитель FIIO BTR1K. Предназначен для использования с проводными наушниками. Отличается встроенной функцией шумоподавления. Данный USB DAC представляет собой аудиоприемник (Qualcomm QCC 3005 APT-X LL Bluetooth) со встроенным микрофоном и с поддержкой NFC. В качестве ЦАП используется AK4376A DAC. Время работы от одного заряда около 8 часов.
Это качественный USB ЦАП c плетеным коротким кабелем. Есть возможность смены аудиофильских прошивок. Обеспечивает вывод аудиопотока Hi-Res 48 kHz/192 kHz. Отношение сигнал/шум в диапазоне: 114 дБ. Качественный металлический корпус разъемов обеспечит долговечность использования. Звук потрясающий.
А вот если вам нужен простой кабель-адаптер с USB-C на наушники, без лишних прибамбасов, то посмотрите в сторону аналогичного переходника от Ugreen. Это самый заказываемый адаптер на Али (более 5000 заказов). Адаптер представляет собой короткий отрезок кабеля в нейлоновой оплетке, с металлической рубашкой на разъемах. С одной стороны USB type C, а с другой стороны Jack 3,5 под наушники. Удобная штука.
Зачем нужно ASIO для аудиофилов?
Каждый, кто сталкивался с вопросом о качественном воспроизведении звука рано или поздно встречается с аббревиатурой ASIO, как важной и необходимой опцией.
Что это и в чем практический смысл?
Прежде всего, ASIO имеет отношение только к звуковой части записи/воспроизведения с компьютера через звуковую карту или USB-ЦАП под операционными системами семейства Windows. Тем, кто слушает музыку со смартфона или с сетевого проигрывателя с собственной ОС иметь представление ASIO тоже полезно, т.к. знание об этой «опции» позволяет избежать ряд проблем, присутствующих в смартфонах и соответственно позволяющая понять, почему не все платформы для звука одинаково полезны.
ASIO – это программный интерфейс передачи данных от программы, которая воспроизводит или принимает звуковой сигнал напрямую в драйвер звуковой карты, минуя звуковую подсистему ОС.
Необходимость в ASIO возникла исключительно для профессиональных задач. Самой большой проблемой была и остается минимальная задержка для передачи аудио сигнала. Когда мы смотрим фильм, нам не важно, сколько времени требуется системе для старта воспроизведения видео и аудио, доли миллисекунды или пару секунд после нажатия на кнопку «play». Главное, чтобы видео и аудио были синхронны относительно друг друга. В студии же требования очень жесткие, т.к. часто требуется игра вживую на виртуальных инструментах, с которых звук необходимо обрабатывать в реальном времени. Невозможно полноценно играть на midi клавиатуре, если нажатие на клавишу слышишь не сразу, а спустя секунду.
Штатно в ОС семейства Windows задержка составляет от 7 до 300 мс и зависит от текущей загруженности системы. Как несложно догадаться, звуковая система не является приоритетной в Windows и все что от нее требуется, это что бы звук просто не заикался, а для этого аудио данные собираются отдельный буфер и передаются сразу большим куском. Для сверх малых задержек буфер должен быть маленьким и постоянно передаваться небольшими пакетами.
ASIO является альтернативным мостом, который обеспечивает передачу звукового потока от программы до драйвера с фиксированным значением буфера, минуя штатную систему передачи данных ОС. Т.к. ASIO не является разработкой Microsoft (которой, к слову, на звук традиционно положить три кучи), то поддержка вывода и приема в ASIO ложится на плечи производителя ПО и звуковых устройств. Первоначально ASIO был разработан компанией Steinberg под свои продукты в момент перехода от MIDI к виртуальному синтезу и сегодня поддерживается практически всем профессиональным софтом и звуковыми интерфейсами.
Как несложно догадаться, аудиофилам без разницы на то, какая задержка в системе. Но полезно знать, на что ОС тратит свои силы под передачу звука и как это сказывается на качестве.
Как влияет звуковая подсистема ОС на звук
В ОС много программ, которые являются источниками звука, это Skype, ICQ, браузер с музыкой в вКонтакте, системными звуками, видеопроигрывателем и другими приложениями. Все эти звуковые потоки различаются как дискретностью, так и частотой семплирования, а на ЦАП должен придти всего один стерео поток с определенной разрядностью и частотой дискретизации. Соответственно все звуковые потоки необходимо заранее смикшировать. Что бы представить уровень проблемы, представим, что есть несколько фотографий с разными исходными разрешениями, которые нужно одновременно вывести на экран ЖК монитора, при этом каждая фотография должна заполнить весь экран. Если фото вывести пиксель в пиксель и фото займет часть экрана – это будет аналогично тому, что звук будет воспроизводиться медленнее или быстрее.
Если разрешение фотографии 600х480 пикселей, а разрешение монитора 1024х768, то необходимо фотографию предварительно перевести в 1024х768. Четкость фотографии несомненно снизится. Примерно так страдает и звук, который система пересчитывает из 44,100 кГц в 48000 или 96000 кГц. Качество ресемплера в Windows оставляет желать лучшего, т.к. идет максимальная экономия ресурсов.
Возвращаясь к фотографии, у нас есть фото с разрешением в 600х480 пикселей, 1024х768 пикселей и 2048х1536 пикселей и все фотографии надо вывести на 1024х768 пикселей. До сложения необходимо 600х480 и 2048х1536 пересчитать в 1024х768 и после три фотографии просуммировать, накладывая одну картинку на другую.
Обычно только одна программа воспроизводит основной звук, а остальные проигрывают звук периодически (ICQ, Skype) и их можно сравнить с логотипами и надписями поверх основной фотографии. Вполне очевидно, что картинка с исходным разрешением в 1024х768 меньше всего пострадает в качестве и если она будет основной и совпадать с разрешением монитора, то в снизится качество лишь вспомогательных картинок: логотип и надписи.
Так же и в системе можно формально выставить конечную частоту семплирования 44.100 кГц под аудиоплеер и пренебречь качеством системных звуков, которые звучат лишь время от времени.
Однако для наименьших потерь в качестве при микшировании звуковых потоков добавляется специальный шум (диттер) и системе все равно, одна программа воспроизводит звук или несколько. Таким образом, даже при воспроизведении всего одного звукового потока без его конвертирования в другую частоту семплирования, он все равно подвергается обработке и уже не поступит на ЦАП «бит в бит».
Если раньше ОС отслеживала, с какой частотой семплирования поступают на вход данные и автоматически выставляла максимальную поддерживаемую звуковой картой частоту дискретизации к входящим звуковым потокам (например при входящих 22, 44,1 и 48 кГц выставлялась 48 кГц, а при 22 и 44,1 понижалась до 44,1 кГц ), то начиная с Win7 в системе принудительно выставляется общая частота семплирования и автомата опорной частоты нет. Стабильность ОС повысилась, но метод не всех обрадовал.
Описанная ситуация в равной степени справедлива для всех ОС и платформ, которые могут воспроизводить звук одновременно с разных программ. В мобильном телефоне это к примеру воспроизведение телефонного разговора и системный сигнал о севшей батарее.
Условно общая схема выглядит так. При использовании ASIO Звуковой поток направляется сразу в микшер драйвера звуковой карты (Mixer Driver), минуя ресемплер (SRC) и микшер ОС.
Для необходимости воспроизвести звуковой поток «бит-в-бит” есть специальные режимы, в ОС Windows это «Kernel Streaming» (версии до XP) и WASAPI (версии после XP включительно). В таком режиме право передать звуковой поток имеет только одна программа в системе и тут полностью исключается микширование и пересчет данных. Более того, есть поддержка системой автоматического переключения опорной частоты (но при соответствующей поддержке драйвера звуковой карты).
Этот режим не рекомендуется использовать обычному пользователю, т.к. несет за собой разные проблемы. Например, пользователь включает Foobar2000 с WASAPI и после запускает видео ролик с ранее запущенного браузера. Звуковой драйвер не принимает звуковой поток от браузера и происходит крах флеш плагина. Налицо — система порушилась, а это: «печаль, беда и огорченье». Производители ПО крайне редко делают возможность вывода звука в KS/WASAPI, т.к. воинствующие пользователи будут винить в проблемах не свои кривые руки, а программу «из-за которой все порушилось».
Режимы KS/WASAPI можно встретить только в аудиоредакторах, секвенсорах и редких программных плеерах, предназначенных для аудиофилов – под подготовленных пользователей, которые понимают, что будет страдать стабильность работы ОС и кроме плеера/аудиоредактора/секвенсора звука не будет. Продвинутые аудиофилы, отказавшиеся от встроенного звука обычно для музыки используют отдельную звуковую карту, а системные звуки направляют на встроенный звук, что обеспечивает высокую стабильность работы ОС.
Т.е. по сути, KS/WASAPI – это идеальный вариант для вывода звука для аудиофила. Поддерживается в Foobar2000, AIMP, Winamp. Тем, кто хочет и фильмы в качестве слушать – есть плеер Light Alloy.
ASIO или WASAPI?
Профессионалы используют режим ASIO, который передает в драйвер звуковой поток «бит-в-бит» и обеспечивает фиксированный уровень задержки. WASAPI штатными настройками ОС не позволяет управлять задержкой. Уровень задержки в профессиональной работы приоритетнее, а «бит-в-бит» лишь приятный бонус.
Что происходит, когда задействованы одновременно звуковая система ОС и ASIO?
Для звукового драйвера есть два звуковых потока, одни из них приходит из подсистемы ОС, другой из ASIO. Исключительно от того, как был написан драйвер, будет происходить микширование финального потока до ЦАП. В одних случаях, если есть звуковой поток из ASIO, то звук от подсистемы ОС отключается, в других случаях происходит микс потоков из ОС и ASIO и «бит-в-бит» остается только в теории. ASIO, как и WASAPI позволяет лишь избежать алгоритмов SRC (передискретизации) и микширования подсистемы ОС и ничего более. Целостность финального потока будет зависеть от драйвера.
В любом случае, практически всегда звуковая карта работает в том же режиме семплирования, что и поступающий поток из ASIO, что дает некоторое преимущество для ASIO.
Микширование в драйвере может быть программным, а может аппаратным. Особенно забавно выглядят попытки аудиофилов в качестве источника ставить профессиональный интерфейс для «качественной цифры», где цифра выдается после аппаратного микширования. Впрочем, некоторым отмикшированный звук нравится больше оригинального … чище, прозрачнее и душевней…
Если логически просмотреть цепочку, по которой должен пройти звуковой поток, то для идеологии «бит-в-бит» звуковой интерфейс должен поддерживать всего один вариант, либо отключать микширование потоков при работе только одного интерфейса. Только в этом случае шансы получить «бит-в-бит» максимальны.
К примеру, возьмем OPPO HA-1 c поддержкой ASIO. Если запустить одновременно Foobar2000 с WASAPI и AIMP с ASIO, то на выходе мы услышим одновременно оба звуковых потока. Цифровых выходов у OPPO нет и соответственно нет возможности проверить звуковой поток на «бит-в-бит» отдельно для ASIO и WASAPI перед ЦАП.
А вот с ASUS Essence STU ситуация иная. Если AIMP с ASIO играет, то Foobar2000 с WASAPI уже молчит, звуковые потоки не смешиваются, отдавая приоритет для ASIO. Проверить цифровой поток аналогично возможности нет, но шансов, что звуковой поток поступил «бит-в-бит» на порядок больше.
Считается, что USB-ЦАП обязательно должен поддерживать ASIO, но на практике мы получаем дополнительное звено, где должны смешиваться или переключаться потоки из звуковой системы ОС и ASIO. И тут отсутствие ASIO – это отсутствие неизвестного звена, где может быть принудительное микширование, которое нельзя протестировать без цифровых выходов. В тоже время микширование на этом этапе обычно производится в разрядности 24 или 32 бита и соответственно услышать шум диттера маловероятно. Проблема лишь в идеологии «Hi-End».
Является ли ASIO панацеей от всех бед?
Как показывает практика, все зависит от драйвера звукового устройства. Если устройство профессиональное, то обычно стабильности и качеству у производителя ASIO максимум внимания. Если устройство бытовое, то ASIO может работать на порядок хуже режима KS/WASAPI. С практической точки зрения при выборе использования KS/WASAPI и ASIO нужно использовать тот интерфейс, с которым ОС работает более стабильно.
Универсальный драйвер ASIO4ALL
Драйвер ASIO4ALL необычайно популярен, но является при этом мостом между выходом ASIO из программы на вход KS/WASAPI в ОС. Это важно знать, т.к. если у вас звуковая карта не поддерживает ASIO, то после установки ASIO4ALL в том же Foobar2000 у вас выбор, выбрать изначально вывод в KS/WASAPI или ASIO через ASIO4ALL, который направит звуковой поток в тот же KS/WASAPI в ОС.
Ремарка для фанатов ASIO4ALL – да, там есть еще разные настройки, вроде выбора буфера и т.п., но эти возможности нужны лишь в профессиональной работе и ничего полезного не дают аудиофилам, для которых предназначен данный материал.
Что дает право утверждать, что ASIO4ALL доносит данные «бит-в-бит» до KS/WASAPI? Ведь теория и практика зачастую дают противоположные результаты. Для оценки качества работы ASIO4ALL был задействован Audiolab M-DAC с функцией проверки входящего звукового потока на «bit perfect» через воспроизведение специального звукового файла. Тест подтвердил, что данные приходят действительно «бит-в-бит» при воспроизведении из Foobar2000 через ASIO4ALL.
Кстати, приходили утверждения со стороны программистов, что например ASIO драйвер внешних карт E-MU (USB версий) сделан аналогично ASIO4ALL в виде моста и именно это является источником низкой стабильности карт…
Android и «бит-в-бит»
Возвращаясь к плеерам на базе ОС Android. В данной ОС есть аналогичный режим KS/WASAPI, но вот явных настроек под него нет. Единственный программный плеер, в котором есть режим прямого вывода в ЦАП используется в iBasso DX100. Разумеется, собственный программный плеер работает только в DX100 его нельзя скачать и поставить например в плеер Sony.
Проверить работу в Android на «бит-в-бит» очень просто. Запустите любой будильник и плеер. Если поверх звука из плеера вы услышите будильник, то никаких «бит-в-бит» на выходе нет.
ASIO – это возможность передать звуковой поток “бит-в-бит” минуя обработку звука в подсистеме ОС, но помимо ASIO есть и альтернативный вариант KS/WASAPI. Качество и точность передачи в конечном итоге обеспечивает лишь драйвер звукового устройства и порой отсутствие ASIO лишь отдельный плюс.