Исследование звукового тракта iTunes

Пролог

Отчасти по инерции, отчасти — по просьбе одного из пользовтелей сайта, я решил провести очередное исследование. Сегодня у нас в лаборатории детище корпорации Apple. Еще один продукт для широкого потребителя, не отличающийся высокой конфигурируемостью, с множеством странных (по моему мнению) и ненужных функций, а также интеграцией интернет-магазина. Во многом этот продукт напоминает мне Windows Media Player от Microsoft. Ну, что ж, пользуются и WMP, и iTunes тоже кто-то пользуется. Так что, как говорится, «сейчас мы их проверим, сейчас мы их сравним...». Сегодня у нас будет что-то вроде баталии между Microsoft и Apple. Посмотрим, кто кого...

Оборудование и ПО

Настройки

Первый взгляд на настройки плеера заставляет русского человека невольно сконфузиться. Странно, что корпорация Apple не нашла нормального переводчика, разбирающегося в цифровом звуке, который бы сделал нормальную локализацию iTunes.

Остается только догадываться, что здесь имелось ввиду «воспроизведение через», «частота дискретизации» и «бит на семпл». Я уже не говорю о том, что один вид ползунка "улучшение звука: слабо/сильно" вызывает просто таки гомерический смех.

Но давайте перейдем к делу. Проверим, как работают все эти настройки.

Итак, сегодня я проверяю на слух. Для начала берем нашу любимую синусоиду 24/44.1 с уровнем -80 дБ. В режиме DirectSound 16/44.1 явно слышны искажения, что обусловлено отбрасыванием младших 8 битов без дезеринга. Если установить разрядность в 24 бита, всё играет нормально. Далее — если изменить режим вывода на сеанс Windows Audio (имеется ввиду Windows Audio Session) и перезапустить плеер (необходимо для смены режима), то настройки разрядности уже на звучание не влияют — очевидно, программа начинает выводить в режиме, заданном в настройках устройства Windows (там установлено 24/44.1). Что касается семплрейта — то эта настройка вообще ни на что не влияет, в обоих режимах. Очевидно, плеер продолжает выводить аудио с оригинальной частотой дискретизации, предоставляя ресемлирование операционной системе. В общем-то, это хорошо, иначе была бы проблемы фиксированной частоты — как у AIMP3.

Теперь посмотрим, как iTunes воспроизводит свой родной-любимый формат Apple Lossless (ALAC). Закодируем тестовый сигнал формата 24/96 и прогоним через плеер.

Что ж, порядок. Никакой обработки, никаких искажений. Это хорошо. Перейдем к lossy. Начнем с MP3 из 24-битного источника. Напомню: у нас стоит вывод через Windows Audio Session, формат 24/44.1.

И тут iTunes радует нас 24-битным декодированием MP3. В самом деле, приятная неожиданность. Более того — результаты декодирования идентичны результатам foobar2000. Также всё хорошо у плеера и с форматом AAC.

И у нас остается последний пункт — клиппинг. Проверяем на MP3 и AAC файлах с превышением уровня в 6 дБ.

И тут у нас интереснейшая картина. На MP3 я получил клиппинг с любыми настройками, в обоих режимах. Это говорит о том, что декодирование MP3 выполняется с фиксированной точкой (скорее всего 24-bit integer). ReplayGain iTunes, по-видимому не читает. Но куда интереснее с AAC — в режиме Windows Audio Session я явно услышал, как сработал лимитер. Не изначально было неясно, что это за лимитер — в плеере, или же в Windows (limiter APO). Переключившись на DirectSound, я понял, что лимитер срабатывал в микшере Windows, т.е. плеер до этого выводил аудио в режиме с плавающей точкой. Но дальше я обнаружил другую особенность — в свойствах трека (в плейлисте iTunes) есть вкладка, где можно регулировать громкость:

Так вот, если сдвинуть ползунок громкости в любую сторону на минимальное расстояние, включается лимитирование сигнала! Надо полагать, это уже встроенный лимитер плеера, призванный предотвратить клиппинг при чрезмерном повышении громкости. Но для MP3 этот трюк конечно же не работает — клиппинг происходит еще на этапе декодирования.

Итог

Таким образом, для iTunes мы получаем следующее:

 + аккуратное декодирование lossless и lossy, в т.ч. с высокой разрядностью;
 + 24- или 32-битный с плавающей точкой вывод;
 + сохранение оригинальной частоты дискретизации — все преобразования выполняет Windows;
 - отсутствие поддержки ReplayGain;
 - декодирование MP3 в формате с фиксированной точкой.

В общем и целом WMP c iTunes оснащены простенькими, практически одинаковыми по функционалу звуковыми движками. Но если судить строго, у iTunes мы имеем небольшое преимущество в виде 24-битного декодирования MP3. Так что фанаты Apple могут возрадоваться и спокойно слушать AAC на своём любимом iTunes.

А я тем временем пошел чистить систему от установленного с плеером мусора...