أسرار ضغط الصوت وتأثيره على جودة الموسيقى

ضغط الصوت تقنية شائعة تُستخدم لتحسين استماع الموسيقى وتوفير تجربة أكثر انسجامًا، لكنها قد تؤثر بشكل غير متوقع على جودة الصوت الأصلي. العديد من المستمعين يلاحظون أحيانًا أن بعض التفاصيل الدقيقة تختفي أو أن الصوت يبدو أقل طبيعية. لمعرفة سبب ذلك، من المهم فهم كيف تعمل عملية ضغط الصوت وكيف تُحدث توازنًا بين حجم الملف وجودته. هذه المقالة تشرح لك أسرار هذه التقنية، وكيفية تأثيرها على تجربة استماعك، وما الذي يمكنك فعله للحفاظ على جودة الموسيقى التي تحبها.

أهم النقاط المستفادة

• تعتبر نظرية نيكويست الأساس للصوت، فهي تملي معدلات أخذ العينات الرقمية للحصول على جودة مثالية.
• يتسبب الضغط الضائع في التضحية بتفاصيل الصوت من أجل حجم الملف، مما يؤدي إلى تجريد الثراء التوافقي والصدى.
• يؤدي الضغط الضعيف إلى تشوهات صوتية ملحوظة مثل التشوهات والأصوات المعدنية وفقدان الديناميكيات.

ربما سمعت أن الموسيقى الخاصة بك “مضغوطة” وإذا كانت أقل ضغطًا، أو حتى غير مضغوطة، فستبدو أفضل بكثير. ومع ذلك، إذا كنت تعرف ما هو الضغط وكيف يعمل، فقد لا تكون في عجلة من أمرك “لتوسيع” آفاقك الموسيقية.

تعرف على السيد نيكويست

قبل أن نتطرق إلى ذلك، من المهم التحدث عن نظرية أخذ العينات ويتاكر-نايكويست-شانون لأنها تستند إلى عمل هاري نيكويست وكلود شانون و(في عام 1915) إي. تي. ويتاكر. ومع ذلك، فإن نيستكويست هو أشهر مؤيد لهذه النظرية، لذلك سوف ترى في كثير من الأحيان أنها تسمى نظرية نيستكويست.

بصرف النظر عن الفضل، فإن نظرية نيكويست هي أساس الصوت الرقمي. وتنص على أنه لتمثيل الصوت رقميًا، يجب عليك أخذ عينات منه على الأقل ضعف أعلى تردد في الصوت. على سبيل المثال، تأخذ الأقراص المضغوطة عينات صوتية عند 44.1 كيلوهرتز، وتلتقط ترددات تصل إلى 22.05 كيلوهرتز – وهو ما يتجاوز النطاق العلوي للسمع البشري.

يمكن اعتبار أخذ العينات الشكل الأساسي لضغط الصوت الرقمي. بعد كل شيء، يمكنك زيادة معدل أخذ العينات والحصول تقنيًا على تسجيل أكثر دقة للصوت التناظري الأصلي، ولكن أحجام ملفاتك ستنمو بشكل كبير. إن زيادة دقتك إلى ما يتجاوز ما يمكن للأذن البشرية إدراكه لا يستحق مساحة التخزين المطلوبة، وبالتالي لديك أساس لمقدار المساحة التي يجب أن يستخدمها التسجيل الصوتي على الأكثر.

بالطبع، في هذه الأيام، تقدم جودة الصوت الأعلى دفعًا يتجاوز جودة الأقراص المضغوطة بمعدلات مثل 48 كيلوهرتز، ولكن نقطة العائدات المتناقصة واضحة نسبيًا.

الضغط الضائع يقلل من سمك الصوت

يأتي ضغط الصوت بنوعين: مع فقدان البيانات وبدون فقدانها. يحتفظ الضغط بدون فقدان البيانات (مثل FLAC) بكل جزء من البيانات الأصلية ولكنه ينتج ملفات أكبر حجمًا بحوالي نصف حجم تسجيل الصوت على قرص مضغوط.

يتجاهل الضغط مع فقدان البيانات (مثل MP3 أو AAC) البيانات “غير الضرورية” لتوفير المساحة، استنادًا إلى النماذج الصوتية النفسية للسمع البشري. تفترض هذه النماذج أننا لن نلاحظ أصواتًا معينة مخفية بأصوات أعلى، أو ترددات على أطراف نطاق السمع البشري النموذجي.

ومع ذلك، فإن هذا النهج ليس مثاليًا. في حين يزيل الضغط مع فقدان البيانات البيانات الصوتية الزائدة، فإنه يمكن أيضًا أن يزيل التفاصيل الدقيقة، مثل صدى الغرفة أو الثراء التوافقي للآلات. وينتج عن هذا ما قد يصفه بعض محبي الصوت بصوت “مسطح” أو “بلا حياة”، خاصة عند معدلات بت منخفضة مثل 128 كيلوبت في الثانية.

معدل العينة وعمق البت هما الأكثر أهمية

لا يعد الضغط العامل الوحيد الذي يؤثر على الجودة؛ فمعدل أخذ العينات الأصلي وعمق البتات لهما نفس الأهمية.

كما ذكرت أعلاه، فإن معدل أخذ العينات هو عدد المرات التي يتم فيها قياس الصوت في الثانية. تلتقط معدلات أخذ العينات الأعلى (على سبيل المثال، 96 كيلوهرتز) المزيد من التفاصيل ولكنها تتطلب مساحة تخزين أكبر.

يحدد عمق البت النطاق الديناميكي – الفرق بين أعلى الأصوات وأكثرها هدوءًا. يحافظ عمق البت الأعلى، مثل الصوت 24 بت، على المزيد من الفروق الدقيقة مقارنة بمعيار 16 بت للأقراص المضغوطة.

عندما يتم ضغط الصوت إلى تنسيقات ضائعة، فإنه غالبًا ما يتم تقليله في كل من معدل أخذ العينات وعمق البتات، مما قد يؤدي إلى إزالة تفاصيل الخلفية الهادئة وينتج عنه نسيج “قاسٍ” أو “حبيبي”.

بالطبع، مع التخزين الأرخص والمعالجات الأكثر قوة وخوارزميات الضغط الأفضل التي تغير معدل البتات بناءً على ما تحتاجه الموسيقى في لحظة معينة، يمكن الحفاظ على الجودة الأصلية للموسيقى بالكامل تقريبًا. كل هذا مع استخدام جزء بسيط فقط من مساحة التخزين لشيء مثل FLAC.

يمكنك سماع ضغط ضعيف بسهولة

حتى إذا لم تكن من محبي الصوت، فقد يكون الضغط الضعيف ملحوظًا. تشمل “الآثار” الصوتية الشائعة ما يلي:

• التشويه: تصبح الأصوات العالية مشوهة أو مقطوعة.
• الصوت المعدني: جودة “صفيحية” بسبب الضغط المفرط.
• فقدان الديناميكية: تبدو الموسيقى مسطحة وتفتقر إلى التأثير.
• الصدى أو التذبذب: تشوهات خفية في الغناء أو النغمات المستمرة، تشبه “الدهشة” أو “الخفقان” على أسطوانات الفينيل وأشرطة الكاسيت.

هل تريد سماعها بنفسك؟ قارن بين MP3 بمعدل بت مرتفع (مثل 320 كيلوبت في الثانية) وإصدار بمعدل بت منخفض (مثل 128 كيلوبت في الثانية). الفرق صارخ، خاصة مع الموسيقى المعقدة مثل التسجيلات الأوركسترالية أو الحية.

ومع ذلك، فإن الانتقال إلى معدلات بت أعلى بسرعة يبدو متشابهًا، مما يعني أن هناك نقطة مثالية، حيث يعتبر 320 كيلوبت في الثانية مثالاً جيدًا لـ MP3 على وجه التحديد.

تقنيات ضغط الصوت تحمل توازنًا بين الكفاءة والجودة، وهو أمر يتطلب انتباهًا دقيقًا للحفاظ على تجربة استماع موسيقية غنية. إذا كنت تهتم بالتفاصيل الصوتية أو تبحث عن أعلى جودة ممكنة، فإن فهم هذه التقنيات يمكن أن يساعدك في اختيار التنسيقات والإعدادات المناسبة. الموسيقى ليست مجرد أصوات؛ إنها تجربة شعورية، وكل خطوة لتحسينها تجعلها أقرب إلى القلب.