Роздуми щодо SQ системи в авто Part 1 - Джерело

Ну, почнемо 😃  Да прибуде з нами ХОЛІВАР!

Відразу напишу, що прийшов я до цих роздумів не сам, а мене наштовхнули всі потроху - @se ,@oleh_o, @ROst.ADventure, @yuzo, @ES, .... список довгий. 
Ну і я зараз знахожусь у пошуку ГУ андроїд (я впринципі її вже вибрав 😃), тепер треба якось дістати з допомогою добрих людей 😉.
Так от, з чого починається звук в авто? Для тих, у кого він починається із колонок - сідайте, вам двійка! В нашій екосистемі автомобіля звук починається з "Джерела". Я спеціально використовую загальне слово "Джерело", бо для когось це буде телефон з блютуз, для когось штатка, для когось CD, а для когось мультимедіа і інтернет. Так от саме про останні на базі Android, з огляду на їх популярність, ми і поговоримо.
Оскільки я гуглив інформацію, яка мене цікавила, в т.ч. з використанням ШІ, то буду описувати матеріал тезисно.
1. В усіх без винятку Android пристроях є така штука - Ресемплінг (Resampling, SRC)

Ресемплінг — це процес перетворення аудіосигналу з однієї частоти дискретизації в іншу. Конкретно Android все ресемплить у → 48 кГц).

🔴 Для Android це як обов'язкова для виконання політика:

• майже завжди відбувається примусово для всі пристроїв на базі андроїд

• часто низької якості

• псує фазу, атаку та сцену

📌 У авто ресемплінг — головний ворог SQ.

2.  SRC (Sample Rate Converter)

SRC — алгоритм, який виконує ресемплінг і саме за цей алгоритм відповідає розробник пристрою! По факту - це реалізація аудіо-шляху в Android.

Якість SRC залежить від: (це ШІ видав)

• довжини фільтра

• типу фільтра (FIR / IIR)

• фазових характеристик

• якості софту

SRC може бути 📉 Поганий  і 📈 Хороший з мінімальнами артефактами але все одно гірше, ніж без SRC взагалі.  
І саме тут починається магія від виробника пристрою, бо ПЗ і аудіо-архітектура - це йо відповідальність.  Простими словами, виробник може поставити супер-пупер 25 канальний DSP процесор, який може гнати 32 біт в 384/768 кГц, але все запороти обв'язкою компонентів (схемотехнікою) і софтом. Простий приклад: SRC може виконуватись до входу у вбудований DSP чи після. І це сильно впливатиме на кінцеву якість, бо DSP не врятує поганий вхідний сигнал.

3. Для чого андроїд виконує ресемплінг або що таке AudioFlinger?

AudioFlinger — системний аудіомікшер Android. Його задача звести всі звуки (музика, навігація, повідомлення) єдиний потік, зазвичай 48 кГц

⚠️ саме тому все піддається примусовій обробці

4. Чому деякі "Android-мультимедіа" можуть віддавати чистий сигнал, без сильних заморочок, а деякі ні?
Насправді жодна не може. Це питання мене мучить найбільше.  
Для того, щоб отримати чистий сигнал з андроїда, розробнику потрібно навчитись обходити AudioFlinger.
В цьому розробнику пристрою допоможе Audio HAL (Hardware Abstraction Layer) — це прошарок між Android і апаратним аудіо який визначає:

• чи можливий Direct USB Audio через exclusive access до USB (у деяких він закритий взагалі)

• чи дозволений bit-perfect для цого пристрою/платформи

• або яку якість на виході має SRC (див. п.2)

І те, як розробник заморочився в Android з Audio HAL буде залежити якість аудіоматеріалу або його передача без SRC (Sample Rate Conversion). 
Здебільшого виробники використовують стандартний Android Audio HAL, але є такі, які його кастомізують або пропатчують під потреби власної платформи пистрою. І такі кастомні HAL дозволяють віддавати аудіосигнал без ресемплінгу (Native Sample Rate) або перемикати частоту дискретизації “на льоту”.

Direct USB Audio — свого роду обхід AudioFlinger і передача аудіо напряму на USB-DAC або на окремий DSP в режимі Bit-perfect.
Це по факту єдиний вірний шлях для аудіозадротів в SQ. Тоб-то в такому режимі реалізований розробкиком кастомний Audio HAL буде виступати, тільки як транспорт в передачі аудіосигналу. І тут як в анекдоті, є два путя: 1. В такому режимі більшість андроїд девайсів не можуть додавати системні звуки android. Тоб-то слухати музику з "американських Ютубів🙃" або стрімінг сервісів буде неможливо. ЇЇ (музику) потрібно буде записати заздалегідь на флеш-носій для відтворення через Direct USB Audio. 
2. Але деякі виробники (якщо вірити тестам з тогож Ютубу), навчилися виводити системні звуки андроїд в тракт для Direct USB Audio. Тоб-то тепер можна з сервісу стрімити через інтернет музику з обраною частотою дискретизації без політики ресемплінгу Android, при цьому всі системні звуки (навігації, відповідь на дзвінки) зберігаються. Але є мінус - пропадає курування рівнем гучності з самого пристрою андроїд.
Ще один із варіантів власний/кастомний аудіоплеєр (наприклад USB Audio Player PRO через налаштування UAPP, який показує реальний sample rate і наявність SRC) - дозволяє обійти AudioFlinger і слухати музику через Флеш-носій в Bit-perfect і теж без системних звуків андроїд. Тоб-то андроїд пристрій перетворюється в таку цеглину з ЮСБ і екраном 😄.

Також розробник може додати власний USB stack  - по факту це стандарт (протокол) USB, який описує:

• як аудіопристрій передає звук по USB

• які формати підтримуються

• як керуються частота, гучність, канали.

📌 З цього робимо висновок, що два схожі за тех-характеристиками або не схожі пристрої Андроїд, побудовані на SoC, можуть звучати кардинально по-різному через різну реалізацію HAL.

5. Формат аудіо? Взагалі тут хто на що гарізд. 
Особисто я вважаю, що  для якісного відтворення музики достатньо CD-якості (16 біт/44.1 кГц).
Для задротів SQ  систем високого рівня із обладнанням за  десятки тисяч долярів ( Hi-Res аудіо наприклад, 24 біт/96 кГц або 24 біт/192 кГц) за очі.
Доречі, про бітність і дескритизацію @ROst.ADventure писав у своєму "зомбі-апокаліпсису" а також трохи привівдкриває завісу еволюції від аналогу до цифри.

Додаю вже після публікації, бо можливо не всі зрозуміли мій посил. Нічого страшного для аудіолюбителів в ресемплінгу андроїда нема.  Бо ми всі слухаємо музику через телефони. Набагато важливіше, як розробник пристрою підійшов до реалізації алгоритму SRC і Audio HAL.  Всі ці Direct USB Audio або USB stack це рівні аудіофільського задротства.

Все мною вищенаписане прошу вважати особистим потоком думок, який базується на повному незнанні і непрофесіоналізмі у даній сфері😁.
Тримаймося і не забуваємо допомагати армії.

Реклама

Зимова вигода: знижка -1000 грн на ремонт авто!