Pojawia się wciąż sporo kontrowersji na temat brzmienia muzyki cyfrowej w radiu i w Internecie. Oczywiście, muzyki cyfrowej najczęściej słuchanej przez większość słuchaczy na sprzęcie średniej jakości. Sprzęt, a więc odbiornik radiowy, kartę dźwiękową, wzmacniacz i odtwarzający system głośników słuchacze mają dobrej, czy nawet więcej niż dobrej, jakości i chcieliby słuchać muzyki technicznie na dobrym poziomie. Jaka muzyka cyfrowa w dzisiejszych czasach spełnia takie wymagania? Jasne, że muzyka na płytach CD i DVD oraz pliki kompresowane bezstratnie w formatach FLAC, APE, ALAC. Taka jednak przez radio nie zabrzmi bo w emisji jest zdecydowanie zbyt droga.

Ocena jakości i brzmienia muzyki cyfrowej w radiu jest coraz częściej podnoszona również ze względu na wprowadzany w Polsce system radia cyfrowego, rozpowszechnianego systemem naziemnym, rozsiewczym. Słuchacze chcą mieć dostęp do muzyki dobrej i chcieliby wiedzieć, czy to co w tym, nowym radiu usłyszą, będzie brzmiało dobrze. W Internecie też jest dostępnych bardzo wielu nadawców radia i słuchacze chcą wiedzieć, jaka muzyka przez nadawców udostępniana brzmi technicznie najlepiej, jakie są cechy takiej, dobrej i bardzo dobrej muzyki.

Jest także postęp w systemach kodowania dźwięku zarówno w sferze czysto technicznej jak i ekonomicznej. Stare, mniej skuteczne systemy kodowania: MPEG-1, Layer 2, MPEG-2, MP3 stają się już mało dobre i nieefektywne w emisji dobrego sygnału, bo wymagają wysokich strumieni bitów, a i tak nie pozwalają osiągać zadowalającego brzmienia muzyki.

Mówiąc o muzyce radia, raczej ograniczymy się do dźwięku stereofonicznego o częstotliwości próbkowania 44,1 kHz, choć czasem możemy słuchać muzyki o częstotliwości 48 kHz, a nawet 88 lub 96 kHz. Jest tak oczywiście lepiej. Mając jednak na uwadze, że mówimy o muzyce z danych kompresowanych, powinien nas zadowalać poziom jakości odpowiadający poziomowi brzmienia płyt kompaktowych.

Obecnie królują najczęściej, ekonomiczne w przekazie, algorytmy kompresji AAC w różnych odmianach i dźwięki audio kodowane kodekiem Vorbis w połączeniu z kontenerem Ogg. W radiach internetowych mają nawet wyższe parametry strumienia bitów, gdyż spotykają się z mniejszymi ograniczeniami.

Czy muzyka w takich kodowaniach brzmi dobrze? Najczęściej tak, ale jest to też zależne od wielu uwarunkowań, a także od bardzo subiektywnej oceny słuchającego, i od sprzętu oraz pomieszczenia jakim on dysponuje.

Jasne jest też, że na brzmienie muzyki cyfrowej kodowanej każdym kodekiem będzie miał wpływ rodzaj muzyki oraz sposób i jakość źródłowego nagrania. Wady nagrania źródłowego nie mogą być usunięte, a na pewno usunięte całkowicie, przez żaden nawet najlepszy system kodowania i transmisji.

W poniższych opisach wspomnianych systemów znaleźć można informacje o cechach dobrej, radiowej, cyfrowej muzyki oraz o poziomie jej brzmienia. Są to w zasadzie dwa główne nurty dostępnej obecnie, darmowej muzyki cyfrowej w dobrej jakości.

Muzyka kompresowana kodekiem AAC

W Polsce prowadzono badania nad jakością brzmienia muzyki kodowanej i emitowanej w różnych systemach oraz przy różnych parametrach strumieni danych. Można tu wspomnieć badania Instytutu Łączności z Wrocławia oraz testy Politechniki Wrocławskiej, które razem posłużyły do wyboru systemu T-DAB+, w skrócie DAB+, naziemnego radia cyfrowego w naszym kraju. Potwierdziły one wysoką jakość brzmienia muzyki kodowanej kodekami AAC+ przy niskich kosztach emisji i transmisji sygnału. Te badania i testy potwierdzają kierunki działania przyjęte już także wcześniej przez wielu dobrych nadawców radia cyfrowego w Internecie i cyfrowego, naziemnego radia na świecie, m. in. w USA, Kanadzie, Wielkiej Brytanii.

Obecnie, ekonomiczne w przekazie i jakościowo dobre brzmienie muzyki uzyskuje się w strumieniach danych cyfrowych od 64 do 128 kb/s, rzadko wyższych 192 kb/s, kodowanych kodekiem AACplus, tj. HE-AAC wersja 2, zwanym również AAC++ lub kodekiem HE-AAC wersja 1 (AAC+), w każdym przypadku z wykorzystaniem technologii SBR, Spectral Band Replication. SBR polepsza dźwięk, szczególnie przy niskich strumieniach danych, powielając wyższe pasma częstotliwości i transponując je harmonijnie od częstotliwości niskich i średnich w dekoderze.

Najprostszy kodek AAC, oznaczany AAC LC, stosowany bez technologii SBR daje muzykę o gorszym brzmieniu, w której, nawet w strumieniu danych 128 kb/s, słychać dźwięki artefaktów cyfrowych, psujące brzmienie muzyki. Próbuje się czasem temu zaradzić podwyższając natężenie strumienia danych, co nie jest racjonalne ekonomicznie w radiu DAB+, i przeważnie jest tylko stosowane w radiach w Internecie.

O technologii PS, Parametric Stereo, możemy raczej zapomnieć, ponieważ stosuje się ją do dźwięku w strumieniu danych nieprzekraczającym 48 kb/s, a przecież nie o takiej muzyce tu mówimy.

Stosując kodek HE-AAC wersja 2, zwany również AAC++, można uzyskać pasma częstotliwości sygnału audio podane w tabeli.

Kodek	Strumień [ kb/s ]	Pasmo górne częstotliwości audio [ kHz ]	Uwagi
HE-AAC v.2 + SBR	64	15 ÷ 16	Odpowiada lub przewyższa sygnał UKF
HE-AAC v.2 + SBR	80 ÷ 96	18 ÷ 19	Odpowiada dźwiękowi bardzo dobrej jakości
HE-AAC v.2 + SBR	128	ponad 20	Odpowiada jakości płyty CD

Z tabeli widać, że już przy strumieniu danych 96 kb/s można uzyskać wysokie pasmo przenoszenia sygnału audio i znacząco wyższą jakość brzmienia muzyki.

Przy strumieniu 128 kb/s w AAC++ można mieć wysokie, górne pasmo przenoszenia dźwięku, przewyższające 20 kHz, odpowiadające muzyce na płycie CD. Także sygnał audio jest jakości bardzo dobrej i, w zasadzie, nie zawiera charakterystycznego dzwonienia, ślimaczenia się w górnym pasmie częstotliwości.

Muzyka ze strumienia 128 kb/s lub wyższym, kodowana dobrym kodekiem AAC, brzmi podobnie, jak muzyka ze strumienia 64 ÷ 72 kb/s, kodowana kodekiem AAC z SBR, i zbliżona jest poziomem do muzyki z płyt kompaktowych CD. Trzeba jednak pamiętać, że ta sama muzyka odtwarzana z plików nieskompresowanych typu wav zabrzmi odrobinę inaczej dla słuchaczy wprawionych w słuchaniu muzyki.

Jak na tym tle prezentuje się jakość programów cyfrowego radia w standardzie T-DAB+, nadawanych naziemnie przez Polskie Radio SA? Trzeba przyznać, że całkiem dobrze. Wszystkie oparto na kodeku HE-AAC. Cztery są w strumieniu 72 kb/s z technologią SBR. Pozostałe cechuje strumień od 96 do 128 kb/s, przy czym 128 kb/s ma Dwójka, Program II PR. Wszystkie programy przekazują dźwięk stereofoniczny o częstotliwości próbkowania 48 kHz. Jak z tego widać, dotąd za bardzo nie oszczędzają, i technicznie jest nawet lepiej niż w pasmach UKF FM. Problemem, póki co, pozostaje zasięg emisji i moc sygnału. Techniczna jakość sygnału powinna zachęcać do korzystania z radia DAB+.

Muzyka kompresowana kodekiem Ogg Vorbis

W Internecie jest już obecnie sporo radiów, w których strumień danych 16 bitowego, stereofonicznego audio jest kompresowany stratnym kodekiem Vorbis w połączeniu z kontenerem Ogg. Kodek nazywany jest wtedy Ogg Vorbis. Znajduje wciąż coraz szersze stosowanie, ponieważ jest oprogramowaniem nieopatentowanym, przedkładającym jakość brzmienia wynikowej fali dźwiękowej nad jej zgodność z oryginałem.

Strumienie danych Ogg Vorbis w radiu różnią się przyjętą w kodowaniu skalą jakości Q, w której, wg przyjętego, umownego natężenia strumienia danych, wyróżniono 13 poziomów, od –2 do 10. Skala odpowiada umownym strumieniom danych w zakresie 32 kb/s do 499,9 kb/s. Uwzględniając interesujący nas wysoki poziom jakości brzmienia muzyki będziemy zainteresowani poziomami jakości w zakresie 2 do 10 co odpowiada strumieniom 96 do 499 kb/s. Najczęściej będą to radia przekazujące dane w zakresie 96 kb/s do 192 kb/s. Przeważnie zobaczymy i usłyszymy strumienie określone nominalnie, np. 128 kb/s, które odpowiadają poziomowi jakości 4. Kodek ten jest jednak z natury kodekiem VBR, Variable Bit Rate, zmieniającym natężenie strumienia w różnych miejscach utworu w zależności od potrzeby przekazania dobrego brzmienia dźwięku. W praktyce oznacza to, że w utworach o nominalnym strumieniu 128 kb/s będą fragmenty kodowane i odtwarzane w strumieniu 80, 256, a nawet 420 kb/s.

Radia z dźwiękiem kodowanym kodekiem Ogg Vorbis mają bardzo dobre brzmienie muzyki. Brzmi ona lepiej od muzyki skompresowanej do formatu  MP3, a także od skompresowanej do formatu AAC bez technologii SBR, jeżeli nominalnie cechuje je podobny strumień danych. Poziom brzmienia radia z muzyką w Ogg Vorbis jest porównywalny z muzyką radia kodowaną w HE-AAC wersja 2, tj. AAC++ lub bardzo niewiele od niej odbiega, a niektórzy słuchacze, ze względu na czystość i klarowność dźwięków, przedkładają słuchanie muzyki Ogg Vorbis nad muzyką z AAC+.

Słuchając radia z muzyką w Ogg Vorbis w strumieniu 128 ÷ 192 kb/s można czuć się usatysfakcjonowanym, ponieważ brzmi ona bardzo dobrze. Właściwie nie słychać w niej charakterystycznego dzwonienia, ślimaczenia się, czyli cyfrowych artefaktów dźwiękowych już nawet przy niższym natężeniu strumienia.

Wielkość plików dźwiękowych przy poziomach skali jakości 2 do 5, a nawet 6, nie jest zbyt duża i strumień przekazu radia jest ze względów ekonomicznych obecnie do zaakceptowania dla nadawców radia w Internecie. Użytkownicy Internetu dysponują już łączami o dużej przepustowości. Pojawiło się już sporo radia z kodowaniem muzyki w Ogg Vorbis. Warto po nie sięgać bo są bardzo dobre.

Na nadawanie cyfrowego radia w tym formacie plików w przekazie naziemnym, rozsiewczym na razie się nie zanosi.

Wnioski i podsumowanie

Na jakość i poziom brzmienia muzyki w mieszkaniu słuchacza ma wpływ wiele warunków zależnych od niego samego. Do najważniejszych z nich należą:

• rodzaj posiadanego sprzętu jak: odbiornik radiowy, karta dźwiękowa komputera, wzmacniacz, odtwarzający system głośników lub słuchawki
• wielkość i rodzaj pomieszczenia, w którym słucha muzyki oraz wyposażenie pomieszczenia w meble i materiały tłumiące odbicia dźwięku
• rodzaj słuchanej muzyki.

Na jakość brzmienia muzyki z radia cyfrowego duży wpływ ma jakość skompresowanych danych cyfrowych odbieranego sygnału dźwiękowego, gdyż przez radio odbierać możemy tylko, ograniczone wielkością, dane uzyskane metodą kodowania dźwięku i kompresji. Nie oznacza to, że skazani jesteśmy na niskiej jakości sygnał dźwięku. Przy obecnym stanie techniki cyfrowej i łączy telekomunikacyjnych możemy odbierać muzykę na dobrym i bardzo dobrym poziomie wybierając dostępne transmisje radia cyfrowego:

1. W standardzie kodowania AAC+ o strumieniu danych 96 kb/s lub 128 kb/s z technologią SBR lub bez takiej technologii.
2. W standardzie kodowania AAC+ o strumieniu danych 64 ÷ 80 kb/s z technologią SBR.
3. W standardzie kodowania Ogg Vorbis o strumieniu nominalnym 96 ÷ 192 kb/s.
4. W standardzie T-DAB+, w skrócie DAB+, naziemnego radia uruchamianego w Polsce przez Polskie Radio SA.

Inne, starsze standardy kodowania danych cyfrowego radia prezentują gorszy poziom jakości dźwięku i brzmienia muzyki lub niektóre z nich dobry poziom jakości uzyskują przy wyższych kosztach transmisji danych, co w praktyce skutkuje odchodzeniem od wysokiego poziomu jakości.

Warto już powoli zapomnieć o cyfrowych radiach kodowanych w popularnym standardzie MP3. W przeważających przypadkach standard ten pozwala uzyskiwać niższy poziom jakości dźwięku i brzmienia muzyki, co ma istotne znaczenie dla radia o profilu muzycznym, ale może być jeszcze akceptowane w radiu o profilu informacyjnym i publicystycznym.

Wykorzystanie dobrych jakościowo sygnałów radia jest możliwe po przystosowaniu sprzętu, którym dla radia internetowego jest odpowiedni odtwarzacz. Można o tym przeczytać na stronie lub pod adresem. Niektórzy użytkownicy Internetu mają odpowiedni odtwarzacz, a jeśli nie mają, mogą swój odtwarzacz łatwo przystosować. Odbieranie naziemnego radia DAB+ możliwe jest tylko za pośrednictwem odbiornika działającego w tym standardzie, co najczęściej wymaga jego zakupu.

Zainteresowanym polecam adres w Internecie, gdzie znaleźć można dostęp do dużej liczby radiów internetowych w omawianych tu atrakcyjnych standardach. Proszę przejść na tę stronę klikając w odnośnik.

Są już radia w Internecie o jeszcze wyższej jakości dźwięku, np. z danymi kompresowanymi kodekiem Opus, ale jeszcze nie są liczne. Może trzeba będzie o nich napisać później.