الصوت الرقمي اليوم هو نتاج عقود من التقدم في تكنولوجيا تسجيل ونقل المعلومات الصوتية. في عام ١٩٣٧، قدّم «ألك ريز» المخترع البريطاني طلب براءة اختراع لنظام «إشارة كهربائية» قادر على تحويل الصوت إلى مجموعة من النبضات لنقلها عبر خط وفك ترميزها لاحقاً. كانت هذه الفكرة واحدة من أسس تأسيس تكنولوجيا الصوت الرقمي.
منذ ذلك الحين، قطعت تكنولوجيا الصوت طريقاً طويلاً؛ من المولدات الصوتية Moog والأقراص المدمجة إلى مكالمات VoIP وخدمات بث الموسيقى. اليوم تقدم العديد من خدمات البث خيارات صوتية عالية الجودة وحتى صيغ خالية من الفقد؛ وميزة أصبحت أكثر توفراً بفضل زيادة سرعة الإنترنت وسعة التخزين.
ما هو البت ريت بالضبط؟
البِتْرِيت ببساطة هو مقدار البيانات المستخدم لتمثيل أو نقل ملف صوتي في كل ثانية، وعادة ما يُعبر عنه بوحدة «كيلوبيット في الثانية» أو kbps. بشكل عام، كلما توفرت بيانات أكثر في كل ثانية لتمثيل الصوت، أمكن تسجيل تفاصيل أكثر من الإشارة الصوتية؛ ولكن هذه العلاقة تعتمد أيضاً على نوع الملف وطريقة الضغط.
لحساب البت ريت الخام لملف صوتي رقمي، تؤخذ ثلاثة عوامل رئيسية بعين الاعتبار: معدل العينة، عمق البت، وعدد القنوات.
معدل العينة والذي يُقاس بالهرتز يحدد كم مرة يُؤخذ عينة من الإشارة الصوتية في كل ثانية. وعمق البت يبيّن عدد البتات المخصّصة لتسجيل كل عينة. بضرب هذين المقدارين في عدد القنوات الصوتية يمكن حساب البت ريت الخام.
على سبيل المثال، الصوت المعياري لأقراص CD بعمق ١٦ بت ومعدل عينة ٤٤٫١ كيلوهرتز، في وضع ستيريو ذو قناتين، له بت ريت يقارب ١٤١١ كيلوبيット في الثانية.
دور الضغط في جودة الصوت
جزء مهم آخر من القصة يتعلق بضغط الملفات الصوتية. الملفات الخالية من الفقد أو Lossless مثل FLAC يمكن أن تقلّل حجم البيانات دون حذف المعلومات الصوتية الأصلية. مقابل ذلك، الصيغ المفقودة أو Lossy مثل MP3 و AAC تقلّل حجم الملف عن طريق حذف جزء من المعلومات الصوتية.
لهذا السبب، مقارنة البت ريت فقط بين ملفين ليست كافية دائماً لتحديد جودتهما. نوع الكودك وطريقة الضغط لهما أهمية، وملف مضغوط بصيغة مختلفة قد يقدم أداء صوتياً مختلفاً عند نفس البت ريت المحدد.
هل البت ريت الأعلى أفضل دائماً؟
الإجابة القصيرة: لا. قدرة الأذن البشرية على سماع الترددات محدودة أيضاً. عادة ما تُعتبر أعلى مدى سمعي للإنسان حول ٢٠ كيلوهرتز، وهذا المدى يمكن أن يقل مع التقدم في العمر. لذلك زيادة معدل العينة بشكل مفرط لا تخلق بالضرورة تفاصيل يمكن للأذن البشرية سماعها.
كما يؤثر عمق البت على النطاق الديناميكي ومقدار التفاصيل التي يمكن تسجيلها عند مستويات شدة الصوت. كل بت يضيف تقريباً ٦ ديسيبل إلى النطاق الديناميكي. نتيجة لذلك، ملف بعمق ٢٤ بت نظرياً يمكن أن يمتلك نطاقاً ديناميكياً أوسع بكثير من ملف ١٦ بت.
مع ذلك، استخدام كل هذا النطاق يعني الاستماع عند مستويات صوت مرتفعة للغاية، وهذا الأمر قد يكون خطيراً على السمع. في ظروف الاستماع العادية للموسيقى، إذاً، زيادة البت ريت أو عمق البت ليست دائماً مرادفاً لتجربة سمعية أفضل.
في النهاية، جودة الصوت هي نتيجة مركبة من معدل العينة، عمق البت، عدد القنوات، نوع الكودك ودرجة الضغط. لذا عند اختيار جودة بث الموسيقى، لا ينبغي التقيد بالرقم الأكبر من البت ريت فحسب؛ بل يجب النظر في الصيغة والمواصفات التي يُقدّم بها هذا الرقم.