Formáty pro digitální hudbu: MP3 navždy?

Diskuse o výhodách OGG či nevýhodách WMA postrádají praktického smyslu, pokud se nezlepší kvalita hudby na vstupu.
Formáty pro digitální hudbu: MP3 navždy?

O tom, že digitální hudba nahrazuje a časem zcela nahradí hudbu „analogovou“, tj. současný nejrozšířenější formát CD-Audio, pochyb není. Diskuse se však nejčastěji vedou v rovině „je lepší MP3 nebo OGG nebo WMA?“. Dovolil bych si uvést názor, že jde o rovinu zcela zcestnou, která má nebezpečně blízko častým náboženským válkám, které se počítačových technologiích vedou poměrně notoricky: PC nebo Mac? Windows nebo Linux? Správná otázka ovšem je: a co tak lepší PC? Lepší OS?

Hlavní otázka uložení, přenosu a přehrávání hudby v blízké budoucnosti nespočívá v tom, jak nejlépe komprimovat a zakódovat CD-Audio, ale jak moci získat (koupit!) hudbu, která je po stránce uložení signálu alespoň tak kvalitní, jako byla před pětadvaceti lety. Kompaktní disk, který vznikl před 23 lety, představoval vpád konzervy do hudby, kde jsme předtím konzumovali chutnější, i když pracnější pokrm – vinylovou desku. Díky šikovnému marketingu se CD podařilo odprezentovat jako dosud nejlepší nosič hudby: vyčištěná od šumů a lupanců, s vynikajícím dynamickým rozsahem, a samozřejmě nosič lehký, snadno přenosný a uskladnitelný.

CD však původní čistě analogovou nahrávku, která existuje v hudebních studiích na masterech (magnetických páskách s velice vysokou kapacitou) ořezává takovým způsobem, že se i formát MP3 s bitrate 48kbps musí červenat studem. Výsledný formát s vzorkovací frekvencí 44,1 kHz a vzorkováním na šestnáct bitů stereo postavme vedle toho, co nabízí dnešní, zatím ještě málo rozšířený standard DVD-Audio: až 192 kHz, až 24 bitů, a až šest kanálů proti dvěma. (Vzpomeňme si na to, že už v šedesátých letech se vyráběly kvadrofonní vinylové desky. Slavnou Dark Side of the Moon v kvadru mám ještě doma. Jen ji už není na čem přehrát).

CD ovšem na poslech nehraje špatně – většina posluchačů, i „hifisté“ při poslechu nenaleznou zjevné chyby dané tímto formátem, či se vyjádří neurčitě o poněkud „studené“ hudbě. Problém samozřejmě je v tom, že není s čím srovnávat; Octavia vypadá jako velmi dobré auto, dokud si nepřesednete do Mercedesu. K masteru mají přístup jen hudební technici a zatím jen hrstka lidí poslouchá doma DVD-Audio, navíc na k tomu určené aparatuře.

Rozdíly mezi formáty MP3, MP3Pro, OGG (tj. Vobis), WMA a třeba ještě VQF jsou hlavně technické, tedy jak je formát sestaven. Všechny jsou schopny zakódovat standard CD-Audio takovým způsobem, že ani netopýr nerozezná kopii od originálu; jde jen o bitrate, která musí být pro méně dokonalý formát MP3 vyšší a pro ostatní formáty stačí nižší. Bitrate se přitom často doslova démonizuje: ve věku médií DVD je naprosto jedno, jestli se na jeden disk vejde 60 nebo 70 dlouhohrajících CD. (Pokud bychom posuzovali vhodnost z pohledu streamování, je situace samozřejmě jiná). Lze pochopitelně debatovat o tom, který formát je „lepší“ nebo „horší“ z oblíbeného pohledu „zlý Microsoft – hodný open source“, ale není to už diskuse o kvalitě.

Neplatí přitom, jak se často traduje, že některý z těchto formátů dává lepší hudbu (je „víc HiFi“) než jiný. Všechny tyto komprese jsou založeny na tom, že to, co v hudebním signálu je, ale člověk to neslyší, je odřezáno (perceptive audio coding), a některé, jako například MP3Pro, i na umělém domodelování hudby (vyšší harmonické jsou odřezány a nekódovány, a při přehrávání jsou vytvořeny na základě faktu, že obvykle vyšší harmonické jsou odvozeny z nižších frekvencí). Jde pouze o to, že zatímco MP3 zakóduje zvuk s daným požadavkem na kvalitu do x-megabajtového souboru, ostatní formáty ji zakódují do souboru cca o třetinu menšího (zjednodušeně řečeno). Takže rozdíl je v nákladu na uložení – při uložen na optický disk (CD, DVD) stojí zápis tříminutové písničky zhruba šest haléřů v MP3 a čtyři haléře v „lepších“ formátech: toť vše, co má smysl k souboji formátů říci.

A právě proto, že MP3 pro majoritu poslouchané hudby (=z cédéček) s přehledem vyhovuje, je důvod, proč se dosud nerozšířil ani zcela proprietární formát WMA, ani zcela otevřený formát Ogg (Vobis). MP3 dostačuje, má dnes obrovskou softwarovou i hardwarovou podporu, případné autorskoprávní otázky (spojené s formátem, nikoli s vlastní hudbou) konzumenty nevzrušují, protože se jich nedotýkají.

Diskuse o hudebních formátech začne nabývat na zajímavosti a smyslu až v okamžiku, kdy se začneme dívat do budoucnosti a popustíme uzdu fantazii. Zde by mohlo dojít ke změně, ale na místě jsou opatrné formulace. Revoluce totiž musí přijít od hudebních vydavatelů (od nichž jsme zvyklí spíše na „reakcionářství“): ti musí začít silně prosazovat šíření hudby, která je po technické stránce kvalitnější, podporovat ji například dobrou cenovou politikou (DVD-Audio stejně dostupné jako CD-Audio) a novou hudbu ve vysoké technické kvalitě a vícekanálovém provedení nahrávat a mixovat. Zde již hovoříme o digitální hudbě od úplného počátku, neboť hudba na DVD-Audio je uložena plně digitálně (DVD-Audio je „poddruh“ DVD-ROM, zatímco CD-Audio není poddruh CD-ROM a umožňuje přehrávání s chybami). Lze ji dále ztrátově kombinovat, například do formátu AAC (MPEG-4), který dnes zřejmě je o žabí skok před konkurenty (prosím, neveďme náboženské diskuse, co člověk, to názor). AAC nicméně podporuje vysokou vzorkovací frekvenci a až 48 kanálů včetně šestnácti nízkofrekvenčních –to náhodou někdo dokázal přehrát. DVD-Audio není jediným kandidátem na trůn, je zde také SACD, ale zdá se, že závod už je rozhodnut.

Formát DVD-Audia – či možná i nějaký další, nelze vyloučit, že i toto je ještě mezikrok – má ještě některé zajímavé souvislosti. Díky většímu datovému objemu jej již nelze tak snadno zakódovat do nízkých bitrate (např. 192 kbps, což je velmi slušně vyhovující a věrná bitrate pro CD-Audio kódované do MP3), pokud ovšem nechceme klesnout na úroveň CD-Audia. Maximální bitrate hudby u DVD-Audia, tj. již komprimovaného formátu, je 9,6 Mbps, tedy padesátkrát vyšší než je průměr u MP3. Samozřejmě lze downmixovat šest kanálů na dva, ale opět se ztrácí to, co se pracně získalo. DVD-Audio by tak mohlo být zázračným, i když možná dočasným, únikem ze slepé uličky, ve kterém se dnes hudební průmysl nachází: CD-Audio se totiž „krade“ tak snadno, protože výsledné soubory o kvalitě srovnatelné s originálem jsou velice malé (1 minuta = 1-2 MB). DVD-Audio překódované do AAC tak, aby se kvalita neztratila, znamená desetkrát i vícekrát větší soubor, a to je samozřejmě pro piráty technická komplikace, ukládání i přenos jsou dražší a složitější. Výsledný stav by, pokud necháme pracovat fantazii ještě chvilku, konečně dával trochu smyslu a obchodní logiky: Audio CD velmi levné (=nízká kvalita), digitální prodej MP3 (ještě levněji), a drahý, tj. na úrovni dnešních Audio CD, prodej DVD-Audio, tj. špičková technická kvalita. To by mohlo uspokojit značnou část dnešní nespokojené komunity milovníků hudby, kteří právem namítají, že hudba je drahá a ještě k tomu technicky nekvalitní.

Je dobré dále poznamenat, že vyšší kvalita DVD-Audia (též SACD) není dána jen tím, že by šlo o šestikanálový zvuk, a že by vše sama zvládla vyšší bitrate a kvantizace. Modulace používaná u Audio CD (pulzní kódová modulace) má zřetelné chyby ve věrnosti při záznamu velmi tichých pasáží (dobře demonstrovatelné např. u akustické hudby), vinou zavlékání tzv. rekvantizačního šum při dvou použitých filtrech, u downsamplingu a oversamplingu. Hudba používaná u DVD-Audio a SACD je modulován podstatně kvalitnější technologií DSD (Direct stream digital), která si oba filtry i zavádění šumu „ráda odpustí“ a která dosahuje dynamického rozsahu 120 dB (odstup signálu od šumu) po celé frekvenční škále.

Úspěch DVD-Audia, či obecně jakéhokoli špičkového hudebního formátu, ale musí být podpořen hardwarem – jak počítačovým (zvukové karty), tak i stolním (zesilovače) a především reproduktorovou soustavou. Šestikanálový zvuk má jasný význam ve filmech, kde na vás bafne někdo zprava zezadu a subwoofer s trochu umělým, „fyzickým“ zvukem na ultranízké frekvenci ohlašuje start kosmické lodi přímo do vašeho žaludku. U běžné hudby to zatím tak potřebné není – reprodukovaná hudba má nahradit koncert, a orchestr je vždy před vámi, hluboké dunění má smysl v některých žánrech. Rozšíření vícekanálového zvuku nastane možná s větší penetrací domácího kina – není ale jasné, zda se domácí kino stane standardem nebo bude ještě hodně dlouho high-endem. (Na běžné pořady na TV Nova, které úspěšně konzumuje 70% národa, je škoda i černobílé televize Tesla, natož tak domácího kina).

Hudba by se pak musela začít jinak nahrávat, a nepochybně je problémem, že starší nahrávky, zejména ze „zlatých“ sedmdesátých let, se už moc nahoru vytáhnout nedají. I přes tyto překážky však je jisté a zřejmé, že cesta k opravdu kvalitní digitální hudbě nevede přes vyřešení otázky „ogg nebo wma?“, ale přes řádově kvalitnější původní zdroj této hudby.

Témata článku: Open source, Audio, CD, Dark, Direct Marketing, Hifi, Mercedes, Moon, Orchestra, SACD, Side, Stream TV, Auto hifi, Domácí kina, Stereo hifi zesilovače, Vysoký rozsah, Hudba, Nízká úroveň, Vysoká frekvence, Dnešní standard, Původní úroveň, Běžný poslech, Dobrá úroveň, Poslech hudby, Nízká kvalita

143 komentářů

Nejnovější komentáře

  • Ekolog 3. 11. 2003 12:39:41
    Pánovi Ponkrácovi:
    neviem, ši by vám hlasitosti okolo 120 dB...
  • Ekolog 3. 11. 2003 12:28:46

    Jasné.

    Vinyl a...

  • Ekolog 3. 11. 2003 11:25:21

    Áno, na bedniach záleží najviac!!!

    A rozdiel medzi CDDA a DVD -A...

Určitě si přečtěte


Aktuální číslo časopisu Computer

Velký test NVMe a SATA SSD

Máte slabý signál
Wi-Fi? Poradíme!

Jak umělá inteligence opravuje fotky

Kupujete dron? Ty levné se nevyplatí