Audio 2 CH & Hi-Fi Corner

High-resolution Audio

Share with:

http://staff-p2.piyanas.com/images/20180128/I7zdZthj_x.jpg
ตอนนี้เราได้ยินคำว่า High-Res Audio จนชินหูและกลายเป็นคำสามัญสำหรับนักเล่นเพลงทั้งรุ่นใหม่และรุ่นเก่าบางกลุ่มไปแล้ว แต่ใช่ว่าเพลงประเภทความละเอียดสูงนี้จะเพิ่งเกิดขึ้นในช่วงไม่กี่ปีนี้

ความจริงมีความพยายามที่จะทำตลาด high-resolution audio ตั้งแต่ปี 1995 มาแล้ว ในชื่อว่า High Definition Compatible Digital ฟังดูชื่อเราอาจไม่คุ้น แต่ถ้าเรียกชื่อย่อว่า HDCD เชื่อว่าจะต้องถึงบางอ้อทันที เดิมที HDCD พัฒนาโดย Pacific Microsonics แต่คงเพราะสายป่านที่ไม่ยาวพอ ในปี 2000 จึงขายกิจการให้กับ Microsoft ของพ่อมด Bill Gates แรกๆก็ดุคึกคักคงเพราะยังเปี่ยมด้วยความหวัง

ในปี 2001 เลยปล่อย HDCD ออกตลาดถึง 4000 title หรือพูดง่าย ๆ คือ 4 พันอัลบั้ม แต่หลังจากที่ได้ชิมลางตลาดแล้วคงเห็นว่าไม่สดใส ในปี 2005 เลยเลิก

หลายคนอาจเริ่มมีคำถามในใจแล้วว่า ทำไมเราถึงเรียก HDCD ว่าเป็น High-Res Audio เหตุผลง่าย ๆ คือ อะไรก็ตามที่มี sample rate หรือ bit rate (ไม่ว่าอย่างใดอย่างหนึ่ง) สูงกว่าของ PCM ซึ่งเป็นฟอร์แมตการบันทึกสัญญาณเสียงของแผ่น CD ที่มี sample rate 44.1 kHz. และมี bit rate เป็น 16 bits ก็ล้วนแต่ถือว่าเป็น High-Res Audio ทั้งสิ้น เพราะ HDCD มี bit rate อยู่ที่ 20 bits โดยใช้เทคนิคการทำ dither และ audio filter เพื่อขยาย peak ทำให้ dynamic range กว้างขึ้น

แม้ว่าจะมีการเคลมว่าเทคนิคนี้สามารถใช้ได้กับเครื่องเล่น CD ที่ไม่มีตัวถอดรหัส HDCD ได้โดยไม่ทำให้เสียงเพี้ยน แต่ก็เป็นที่ถกเภียงกันอย่างกว้างขวางว่าไม่จริง นี่อาจเป็นอีกสาเหตุหนึ่งที่ทำให้ Microsoft ต้องถอดใจที่จะอุ้มต่อ

หลังจาก HDCD ก็ยังมีผู้เล่นรายอื่นที่พยายามจะบุกเบิกตลาด High-Res Audio อย่างน้อยก็สามรายที่พวกเราพอผ่านหูผ่านตาบ้าง คือ DAD ในปี 1998, SACD ในปี 1999 และ DVD-Audio ในปี 2000 แต่ไม่มีฟอร์แมตไหนที่ได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางเหมือนอย่าง High-Res http://staff-p2.piyanas.com/images/20180123/qmsf3bNb_x.jpgAudio อย่างในปัจจุบัน แม้ว่า SACD จะยังคงอยู่ก็ตาม แต่ก็อยู่อย่างจำกัดเต็มทน

หากจะว่าไปแล้วทั้งไฟล์เพลงดิจิตอลหรือ High-resolution ล้วนแต่ไม่ใช่เรื่องใหม่ เพียงแต่ที่ผ่านมาเราไม่สามารถสัมผัสกับมันได้โดยตรง ส่วนการเป็นไฟล์เพลงดิจิตอลนั้น นับตั้งแต่มีแผ่นซีดีมาเราก็เข้าสู่ยุคดิจิตอลแล้ว เพียงแต่เรายังมี “สะพาน” เชื่อมต่อที่เป็นกายภาพให้จับต้องได้เหมือนผ่านไวนิล ก็คือแผ่นพลาสติกเคลือบ ส่วนเพลง High-resolution เป็นสิ่งปรกติสำหรับห้องบันทึกเสียงอยู่แล้ว

เพียงแต่เมื่อปั๊มลงแผ่นซีดีนั้น ด้วยข้อกำหนดของทาง Sony กับ Philips ที่ได้ร่วมกันกำหนดมาตรฐานของ CD ขึ้นมาในปี 1979 ดังนั้นความละเอียดที่บันทึกกันในห้องสตูดิโอจะเป็นเท่าไรก็ตาม ก็จะต้องลดลงมาเหลือ 16bits/44.1kHz. เราก็อยู่กับความละเอียดนี้มาร่วม 30 กว่าปีและเราก็พยายามหาอุปกรณ์ต่าง ๆ มารีดเอาทุกตัวโน้ตออกมาให้ได้มากที่สุด

ในขณะที่อีกกลุ่มหนึ่งกลับลดทอนความละเอียดให้น้อยลงไปอีก โดยกลุ่มนี้ไม่ได้ต้องการอะไรมาก เพียงแค่เหตุผลเดียวคือให้ไฟล์มันเล็กลงจะได้พกพาสะดวก เราจึงได้เห็นเพลงประเภท MP3 และ AAC และก็ทำให้หลายคนร่ำรวยกับไฟล์ประเภทนี้ ขณะเดียวกัน ในด้านลบก็เกิดการละเมิดลิขสิทธิกันอย่างกว้างขวาง เพราะสามารถทำได้ง่ายขึ้นโดยอาศัยอินเทอร์เน็ตเป็นสื่อเผยแพร่

http://staff-p2.piyanas.com/images/20180123/QE31z9Ph_x.jpg

หลังจากที่เราเข้าสู่ยุค CD อันเป็นการก้าวสู่ “ยุคดิจิตอล” แล้ว เนื่องจากความต้องการที่จะพกพาไฟล์เพลงไปฟังได้ทุกที่ทุกเวลา ด้วยเทคโนโลยีสมัยนั้นจึงได้อย่างเสียอย่าง คือ สามารถบีบอัดไฟล์เพลงให้มีขนาดเล็กลงซึ่งสามารถตอบสนองนักฟังเพลงกลุ่มหนึ่งได้ แต่ก็มีบางกลุ่มที่เน้นรายละเอียดกลับรู้สึกว่าคุณภาพเสียงไม่เป็นที่น่าพอใจ แต่ก็สนใจการเล่นไฟล์ดิจิตอลฟอร์มแมตมากขึ้น จึงได้คิดค้นกรรมวิธีการบีบอัดข้อมูลให้เล็กลงแต่ไม่เกิดการลดความละเอียดของบิตเรตและ sample rate จึงได้เป็นไฟล์ประเภท lossless อย่าง flac, alac, ape เป็นต้น

แต่ก็ยังคงจำกัดอยู่ในวงแคบและในหมู่นักเล่นรุ่นใหม่ที่พร้อมเปิดกว้างรับสิ่งใหม่ ๆ เท่านั้น จนเมื่อไม่กี่ปีมานี้เริ่มมีไฟล์ประเภทความละเอียดสูงหรือ High-res Audio ที่เรากำลังพูดกันนี้ รวมทั้งมีอุปกรณ์แปลงสัญญาณดิจิตอลเป็นอนาล็อกที่รองรับความละเอียดสูงหรือที่พวกเราเรียกกันสั้นๆว่า DAC ออกมา ตลาดจึงเริ่มขยายสู่วงกว้างมากขึ้น แต่ก็ยังคงเป็นกลุ่มนักเล่นรุ่นใหม่เสียส่วนใหญ่

http://staff-p2.piyanas.com/images/20180228/Mel8XjSw_x.jpg

จะเห็นได้ว่า digital file มีหลากหลายฟอร์แมต แล้วจริง ๆ เราใช้ฟอร์แมตไหนกัน และแต่ละฟอร์แมตต่างกันอย่างไร เห็นแล้วชวนปวดหัวดีแท้ สู้เรานั่งฟังเพลงโดยไม่ไปสนใจมันเลยดีกว่า ขอเพียงเสียงออกมาดีก็น่าจะโอเคแล้ว ความจริงมันก็ใช่ แต่ในฐานะ “พลเมืองเน็ต” ที่เกิดมาหรือใช้ชีวิตในยุคดิจิตอล จะปล่อยผ่านเลยไปก็กระไรอยู่ ถ้าจะว่าไปแล้ว จำนวนฟอร์แมตของไฟล์เสียงนั้นมีมากจริงๆ นับกันจริง ๆ มีถึงหลายสิบฟอร์แมต แต่อย่าเพิ่งตกใจ เพราะฟอร์แมตที่เกี่ยวข้องกับชีวิตประจำวันของเราจริง โดยเฉพาะเรื่องเพลงนั้น มีเพียงไม่กี่ฟอร์แมต อย่าเพิ่งตกใจจนไม่เป็นอันฟังเพลงเสียก่อน

ก่อนอื่น ขอแยกเป็นกลุ่มใหญ่ ๆ ก่อน เพราะในจำนวนหลายสิบฟอร์แมตนั้น เมื่อจำแนกกันจริง ๆ แล้ว ก็หนีไม่พ้นหนึ่งในสามฟอร์แมตที่กำลังจะกล่าวต่อไปนี้ คือ

1. Uncompressed audio format ซึ่งเป็นฟอร์แมตที่ไม่ผ่านการบีบอัด คือ บันทึกเสียงมาอย่างไรก็อยู่อย่างนั้น ถือเป็นฟอร์แมตแรก ๆ ของดิจิตอล ออดิโอ

2. Lossy compressed audio format จากที่กล่าวมาตอนต้น เมื่อมีไฟล์เพลงดิจิตอลแล้ว ก็อยากจะบีบอัดให้เล็กลงเพื่อสะดวกในการพกพา จึงเกิดฟอร์แมตนี้ขึ้นมา จะเห็นว่าด้านหน้ามีคำว่า “Lossy” นั่นแสดงว่ามีการสูญเสียจากการบีบอัด ซึ่งจะนำมากล่าวละเอียดอีกที

3. Lossless compressed audio format จากปัญหาที่เกิดขึ้นในข้อ 2 ที่ได้อย่างก็ต้องแลกด้วยคุณภาพเสียง จึงเกิดการคิดค้นวิธีการบีบอัดใหม่โดยไม่ให้เกิดการสูญเสียขึ้น

มื่อเราได้สามกลุ่มใหญ่แล้ว เรามาว่ากันต่อฟอร์แมตไฟล์ในแต่ละกลุ่มกันต่อ โดยจะนำเอาเฉพาะฟอร์แมตที่นิยมใช้กัน ส่วนที่อาจเจอบ้างเป็นบางโอกาสก็ขอข้ามไปเพื่อไม่เป็นการเสียเวลา เรามาดูในกลุ่มแรกก่อน คือ ไฟล์ที่ไม่ผ่านการบีบอัด เพราะตั้งแต่เราเริ่มมีการบันทึกเสียงในรูปแบบดิจิตอลนั้น เรายังไม่ได้คิดถึงเรื่องความจำเป็นที่จะต้องบีบอัด และเทคโนโลยีในสมัยนั้นก็ยังก้าวตามไม่ทันด้วย

http://staff-p2.piyanas.com/images/20180228/wDLce2Q2_x.jpg

PCM

PCM ย่อมาจาก Pulse-Code Modulation และถือเป็นฟอร์แมตแรก ๆ ที่พัฒนาขึ้นเพื่อใช้กับการส่งโทรเลขเมื่อ 100 กว่าปีก่อน และมีการพัฒนาใช้ในวงการสื่อสารมาโดยตลอด ในปี 1920 Paul M. Rainey แห่ง Western Electric ได้นำมาใช้กับเครื่องโทรสารและได้พัฒนาตัวแปลงสัญญาณอนาล็อกเป็นดิจิตอลที่เรียกว่า opto-mechanical analog-to-digital converter ซึ่งมีการจดสิทธิบัตรไว้ แต่จนแล้วจนรอด โครงการนี้ก็ไม่เคยได้มีโอกาสลืมตาดูโลกจะด้วยเหตุผลกลใดไม่ทราบได้
จากการนำเอา PCM มาใช้กับด้านภาพ (โทรภาพ) ก็พัฒนามาใช้กับเสียงในอีกประมาณ 10 ปีให้หลัง และในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 2 ก็ได้นำ PCM มาพัฒนาใช้กับการส่งข้อมูลผ่านเรดาร์ แต่ทั้งหมดยังคงวนเวียนอยู่ในวงการสื่อสาร จนเมื่อปี 1967 เมื่อ NHK ได้นำมา PCM มาใช้กับการบันทึกเทปวิดีโอ โดยสามารถบันทึกเสียงเป็นสเตริโอด้วยความละเอียด 32 kHz 13-bit ทำให้เทคโนโลยี PCM เริ่มเข้ามาใกล้กับชีวิตประจำวันของเรามากขึ้น แต่มาเข้าสู่ชีวิตประจำวันจริง ๆ ก็เมื่อปี 1982ที่ได้นำเอา PCM มาใช้ในการบันทึกเสียงแผ่น CD ซึ่งก็คือ การนำเอาเสียงอนาล็อกในรูปแบบของเวฟฟอร์ม (waveform) มาแปลงเป็นสัญญาณดิจิตอลซึ่งจะต้องมีการสุ่มตัวอย่าง (sample) และจะต้องมีช่วงเวลา (interval) ในการบันทึกที่แน่นอน และเนื่องจากเป็นไฟล์เสียงในฟอร์แมตดิจิตอล จึงต้องมี “อัตราการสุ่มด้วยอย่าง (sampling rate)” คือ มีการสุ่มตัวอย่างบ่อยแค่ไหน และ “bit depth” หรือมีการใช้กี่บิตแทนหนึ่งตัวอย่าง ไฟล์ในฟอร์แมต PCM จึงเหมือนเป็น “ไฟล์ดิบ” ที่แปลงมาจากอนาล็อก จึงยังคงคุณภาพเสียงเหมือนกับต้นฉบับที่เป็นอนาล็อก และเป็นฟอร์แมตที่มีการใช้งานอย่างแพร่หลายในแผ่น CD และ DVD

http://staff-p2.piyanas.com/images/20180123/wacC1vjh_x.jpg

WAV

เรารู้จักไฟล์ฟอร์แมตที่ไม่บีบอัดประเภทแรกไปแล้ว อีกฟอร์แมตหนึ่งที่พวกเราส่วนใหญ่คุ้นเคยและน่าจะใช้เป็นประจำก็คือ WAV ที่พวกเรามักจะเรียกกันว่าไฟล์เวฟ ซึ่งจริง ๆ แล้วมันย่อมาจาก Waveform Audio File Format ซึ่งเป็นฟอร์แมตที่ทาง Microsoft พัฒนาร่วมกับ IBM เมื่อปี 1991 ดังนั้น ในยุคแรก ๆ จึงมีคนเรียกไฟล์ประเภทนี้ว่าไฟล์เสียงสำหรับ Windows หรือ Audio for Windows แต่เนื่องจากปัจจุบันไม่ได้จำกัดใช้เฉพาะบนแพลตฟอร์ม Windows แล้ว คำนี้จึงไม่มีคนใช้อีก

เรามักจะเข้าใจกันว่า WAV เป็นไฟล์ที่ไม่บีบอัดซึ่งความจริงแล้วไม่ถูกต้องเสียทีเดียว เพราะการที่ Microsoft พัฒนาไฟล์ฟอร์แมตนี้ขึ้นมาก็เพื่อให้มันสามารถใช้งานได้กับ Windows (แต่ตอนนี้สามารถใช้ได้กับทั้ง Mac OS และ Linux) โดยการสร้าง”ตัวห่อหุ้ม” (wrapper) หรือบางทีก็เรียกว่า “ตัวบรรจุ” (container) ที่ห่อหุ้มรหัสเสียงในแบบต่าง ๆ ดังนั้น มันจึงอาจ “ห่อหุ้ม” ทั้งรหัสที่ไม่บีบอัดหรือที่ผ่านการบีบอัดก็ได้ แต่โดยส่วนใหญ่แล้วจะเป็นแบบไม่บีบอัดในฟอร์แมต LPCM ซึ่งเป็นการแตกแขนงมาจาก PCM ที่เรากล่าวมาเมื่อตอนที่แล้ว จึงไม่แปลกที่เรามักจะเข้าใจว่า ไฟล์ WAV คือไฟล์แบบ uncompressed

AIFF

อย่างที่พวกเรารู้กัน Microsoft  กับ Apple ถือว่า “น้ำบ่อไม่ล่วงล้ำน้ำคลอง” อะไรที่เป็นของอีกค่ายก็จะไม่นำเอามาใช้กับตัวเอง เรื่องไฟล์เสียงก็เช่นกัน Apple ก็พัฒนาฟอร์แมตของตัวเองขึ้นมาในชื่อว่า AIFF หรือ Audio Interchange File Format ซึ่งมีฐานการพัฒนมากจากระบบเสียง Interchange File Format หรือระบบเสียงที่สมัยก่อนใช้กับเครื่องเล่นเกม Amiga นั่นเอง

หลักการในการพัฒนา AIFF ก็มาแนวเดียวกับ WAV ของ Microsoft คือ ตัวมันเองทำหน้าที่เหมือนตัว ”ตัวห่อหุ้ม” (wrapper) ที่ห่อหุ้มรหัสเสียง ซึ่งก็มีทั้งที่ผ่านการบีบอัด ซึ่งจะลงท้ายด้วย C เช่น  .aifc ซึ่งจะเหมือนกับไฟล์ประเภท MP3 และรหัสที่ไม่ผ่านการบีบอัด ซึ่งส่วนใหญ่ก็คือรหัส PCM นั่นเอง

แม้ว่า Microsoft กับ Apple ต่างก็พัฒนาฟอร์แมตไฟล์ของตัวเอง และต่างก็มาจากพื้นฐานเดียวกัน ดังนั้นจึงไม่แปลกที่ Apple ก็สามารถเล่นไฟล์ WAV ได้ ในขณะที่ Windows ก็สามารถเล่นไฟล์ AIFF ได้เช่นกัน เลยไม่รู้ว่าพัฒนามาทำไมเยอะแยะ เพราะมันก็ไม่ได้มีอะไรโดดเด่นหรือดีกว่ากัน ก็อย่างว่า ต่างคนต่างใหญ่ ต่างคนต่างมีอัตตาของตัวเอง คนที่รับเคราะห์คือผู้บริโภคเอง แต่นี่ยังโชคดีที่ทั้งสองฟอร์แมตสามารถเล่นข้ามแพลตฟอร์มกันได้

สำหรับฟอร์แมตไฟล์ที่ไม่ผ่านการบีบอัดคงแนะนำแค่ 3 ฟอร์แมตนี้ ตอนต่อไปเราจะมาว่ากันต่อไฟล์ที่ผ่านการบีบอัด

http://staff-p2.piyanas.com/images/20180228/5xCASMRo_x.jpg

หลังจากที่ได้กล่าวถึงประเภทไฟล์ดิจิตอลไปแล้ว 2 ประเภท คือ Uncompressed audio format และแบบ Lossless compressed audio format ก็มาถึงประเภทสุดท้ายคือ แบบผ่านการบีบอัดแต่เกิดการสูญเสียหรือ Lossy compressed audio format จุดมุ่งหมายของการบีบอัดคือ ต้องการลดขนาดไฟล์เสียงลงและถือเป็นไฟล์ดิจิตอลยุคแรก ๆ ของอินเทอร์เน็ตที่ยังมีสปีตหอยทาก เพราะยังต้องเชื่อมต่อเน็ตผ่านสายทองแดงของโทรศัพท์แบบ dial-up ขณะเดียวกัน ราคาฮาร์ดดิสก์ในสมัยนั้นยังมีราคาแพง ดังนั้น การบีบอัดไฟล์เพื่อประหยัดพื้นที่ในการจัดเก็บและส่งผ่านอินเทอร์เน็ตได้ง่ายจึงเป็นเป้าหมายหลัก โดยการตัดทอนข้อมูลไฟล์บางส่วนที่ถือว่าไม่กระทับกับคุณภาพเสียงออก นี่ว่ากันตามหลักของไซโคอะคุสติกส์ (psychoacoustics) ที่วิเคราะห์การรับรู้ของโสตประสาทต่อคุณภาพเสียง และฟอร์แมตที่ได้รับความนิยมคือ

MP3

MP3 หรือ MPEG-1 Audio Layer 3 เป็นฟอร์แมตที่เริ่มใช้กันในปี 1993 และก็ได้รับความนิยมอย่างรวดเร็วจนกลายเป็นฟอร์แมตยอดนิยมของโลก หลักการก็คือ การตัดเอาข้อมูลย่านความถี่ที่หูมนุษย์เราธรรมดาไม่สามารถได้ยินออก แล้วก็ทำการบีบอัด เหตุที่ได้รับความนิยมสูงที่สุด เพราะว่าอุปกรณ์ดิจิตอลแทบทุกประเภท ไม่ว่าแพลตฟอร์มไหนต่างก็รองรับไฟล์ MP3 ไม่ว่าจะเป็น PC, Mac, Android, iPhone, Smart TV ฯลฯ

AAC

AAC หรือ Advanced Audio Coding เป็นการพัฒนาต่อยอดจาก MP3 ในปี 1997 ซึ่งใช้เทคนิคการบีบอัดที่ทันสมัยกว่าของ MP3 ดังนั้นคุณภาพเสียงจึงดีกว่า MP3 และเป็นฟอร์แมตที่ค่ายแอปเปิ้ลนำไปใช้ การที่เขาพูดกันว่าเสียงของ iPod ดีกว่าเครื่องเล่น MP3 นั้นจึงไม่ได้พูดเกินเลย และ AAC ก็ได้รับความนิยมไม่น้อยเช่นกัน แต่เมื่อเทียบกับ MP3 แล้วยังคงตามหลังอีกไกล และปัจจุบันนี้ AAC ก็ใช้เป็นฟอร์แมตไฟล์เสียงมาตรฐานของ YouTube, Android, iOS, iTunes, และตอนหลังก็ตามด้วย Nintendo portable กับ PlayStation

WMA

WMA หรือ Windows Media Audio เป็นฟอร์แมตที่ Microsoft พัฒนาขึ้นครั้งแรกในปี 1999 โดยมาในแนวเดียวกับ AAC คือ แก้ไขข้อผิดพลาดของ MP3 ดังนั้นคุณภาพเสียงจึงดีกว่า MP3 อย่างไม่ต้องสงสัย แต่ปัญหาคือ อุปกรณ์ที่จะรองรับไฟล์ WMA นี้น้อยมาก ดังนั้น คนใช้จึงเอาสะดวกและง่ายด้วยการหันไปหา MP3 แทน

http://staff-p2.piyanas.com/images/20180228/bWZEyOVe_x.jpg

นี่คือฟอร์แมตไฟล์เสียงดิจิตอลแต่ละประเภทที่นิยมใช้กัน ส่วนจะเลือกใช้ประเภทไหนนั้นก็มีหลักการง่าย ๆ คือ คำนึงถึงความต้องการของเราเป็นหลัก คือ ถ้าคุณต้องการนำไฟล์ไปแก้ไขหรือบีบอัดทีหลัง ก็ใช้แบบ uncompressed ถ้าคุณต้องการคุณภาพเสียงที่ตรงไปตรงมาและก็ต้องการประหยัดพื้นที่จัดเก็บ ก็เลือกแบบ lossless compression แต่ถ้าคุณแค่ต้องการคุณภาพเสียงที่พอใช้ได้ แต่ปัญหาที่จัดเก็บคือเรื่องใหญ่ (เช่นอุปกรณ์พกพา) ก็เลือกแบบ lossy compression

 

หมวดหมู่

http://staff-p2.piyanas.com/images/20180125/mF81sMuV_x.jpg

http://staff-p2.piyanas.com/images/20180125/rPnAnTa3_x.jpg

Like Us On Facebook

Facebook Pagelike Widget

Topics