MP3, FLAC, AAC, WAV

Оновлення 14.09.2020 - У цифрову епоху непросто зрозуміти різні аудіоформати та кодеки. Тим більше, що їх характеристики визначають їх використання та передбачають конкретне обладнання. Ось що вам потрібно знати про основні формати на ринку.

flac

  • від Karyl AIT KACI ALI
  • Понеділок, 14 вересня 2020 р., О 17:36

Стаття оновлена ​​14.09.2020 з додаванням WAV та іншої інформації - MP3 - це найвідоміший цифровий аудіоформат, але далеко не єдиний. Відчуваючи, що цифрова музика має великі шанси розхитати ринок звукозапису, багато розробників вирішили розробити формати, що пропонують найкращий компроміс між обсягом використовуваних даних та якістю звуку. Так народилися AAC від Apple, WMA від Microsoft та інші OGG Vorbis. Настільки багато стандартів, що кожен має свої переваги та недоліки, і що ви повинні знати перед тим, як вибрати послугу потокового передавання, аудіоплеєр чи навушники.

Читайте також:

Що таке стиснення і як воно працює ?

Перш за все, слід пам’ятати, що на відміну від переважної більшості цифрових аудіоформатів, аудіо компакт-диск використовує нестиснуті дані. Музика оцифровується на її поверхні зі швидкістю 44 100 зразків на секунду, кожна з цих зразків кодується у 16 ​​бітів (2 байти) та у стерео. Це дає загалом 176 КБ на секунду музики або близько 10 МБ на хвилину.

Навіть якщо широкосмуговий діловий розпорядок дня серед зростаючої кількості користувачів Інтернету, послуги потокового передавання чи завантаження не завжди можуть дозволити собі пропонувати чотирихвилинні пісні обсягом 40 МБ. Формати стиснення можуть значно зменшити цю кількість даних із більшою чи меншою втратою. якості, а іноді навіть без будь-яких втрат.

Ці алгоритми стиснення часто працюють за одним і тим же принципом: видаляють частоти, які людське вухо взагалі не сприймає, або дуже мало, і вирівнюють частоти, близькі одна до одної, до однакових значень з метою збільшення стиснення. Це так звані «руйнівні» алгоритми. Іншими словами, деталі видаляються, щоб заощадити простір, тому перетворення у стислий аудіофайл із компакт-диску погіршує звук. Залежно від форматів та потреб стиснення може бути більш-менш важливим. Він визначається швидкістю, яка є потоком інформації в секунду музики. Він може коливатися від 32 Кбіт/с (кілобіт за секунду) до понад 1000 Кбіт/с для певних форматів стиснення, які називаються "без втрат" (без втрат).

У випадку з цими форматами, найбільш відомим з яких є FLAC, стислі дані не руйнуються, вони просто реорганізуються, щоб зайняти менше місця. Під час читання вони декомпресуються і повертаються у вихідний стан. Простіше кажучи, це трохи схоже на запис такої послідовності чисел: 0,0,0,0,0,1 таким чином: 5x0,1. Як бачите, інформація залишається незмінною, але вона займає менше місця на лінії.

Основні аудіоформати

Існує велика кількість, якщо не нескінченна кількість форматів, але ось список основних, з якими ви зіткнетеся в Інтернеті, на потокових сервісах та на різних обчислювальних пристроях:

MP3

Задуманий спільно Інститутом Фраунгофера та компанією Thomson і стандартизований з 1992 року, MP3 є похідним від стиснення звуку, що використовується для відео у форматі MPEG-1 (MP3, до речі, означає MPEG-1 Audio Layer 3). Ви можете визначити бітрейт ("бітрейт" у жаргоні) від 32 до 320 Кбіт/с. При швидкості 320 Кбіт/с якість наближається до якості аудіо компакт-диска, але не дорівнює йому, оскільки ви все ще можете почути втрату якості в екстремальних висотах, наприклад, на барабанній тарілці. На цьому рівні стиснення одна хвилина музики дорівнює 1,4 МБ даних. Але також можна вибрати змінний бітрейт, який називається VBR (Змінна швидкість передачі даних). У цьому випадку кодер збільшить ступінь стиснення на менш складних музичних пасажах, що трохи зменшить розмір кінцевого файлу. Виграш сильно залежить від типу пісні: від 5 до 10% з екстрактом класичної музики або джазу, не сильно з роком чи репом.

Великою перевагою MP3 залишається сумісність із усіма смартфонами, музичними програвачами, ПК, автомобільними радіоприймачами та іншими програвачами Blu-Ray як для читання, так і для кодування. Майже універсальний, проте він повільно вмирає. У 2017 році власники патентів MP3 заявили, що не будуть їх продовжувати. У наш час часто розглядається як застаріла, ця шаноблива технологія застосовується все рідше музичною індустрією, сервіси потокового передавання, такі як Spotify або Apple Music, вважаючи за краще використовувати інші більш ефективні формати, OGG або AAC у перших випадках. Але, незважаючи на те, що формату оголошено про смерть, MP3 все ще широко використовується людьми і не повинен зникати відразу.

Всупереч поширеній думці, ACA (Розширене аудіокодування), що використовується Apple, - це не формат, розроблений американським брендом, а консорціум, до складу якого входять Інститут Фраунгофера (батько MP3), Sony та Dolby. Престижні імена. Він в основному використовується Apple, а також смартфонами Android або іншими пристроями. На відміну від MP3 та WMA, він спирається не на MPEG-1, а на MPEG-4 (MP4). Здається, цей вибір приніс свої плоди, оскільки дозволяє краще компромісувати швидкість стиснення та якість звуку. Таким чином, в AAC можна отримати якість, близьку до аудіо компакт-диску, із швидкістю, помітно нижчою, ніж, наприклад, MP3. До цього додаються властивості керування авторськими правами (DRM) та можливість керувати звуками на 48 різних каналах, що робить його придатним для кодування аудіо- та відео DVD-дисків, зберігаючи оригінальну просторову звукозаписність (наприклад, шість каналів Dolby Digital). Його швидкість може досягати 500 Кбіт/с у xHE-AAC.

OGG Vorbis

OGG Vorbis - це "відкритий" стислий формат, вихідні коди якого є загальнодоступними та може бути адаптований та модифікований будь-ким. Це дуже ефективний формат, що забезпечує вищу еквівалентну якість бітрейту, ніж AAC. Він використовується, зокрема, Spotify. На швидкості 256 Кбіт/с ми повинні досягти рівня якості, близького до Audio CD, але формат може сягати 500 Кбіт/с. Структура стиснення формату OGG Vorbis (Vorbis - це кодек, що керує стиском, OGG - контейнер даних) також суттєво відрізняється від інших. Він сегментує джерела звуку на послідовні пакети, причому алгоритм стиснення спочатку діє на кожен пакет незалежно від інших. Це дозволяє йому не мати справжньої слабкості на певних частотах і підтримувати однакову якість незалежно від типу музики. Крім того, існують функції поліфонії для відтворення сотень звукових каналів. Структура пакетів також робить його придатним для потокового використання (потокове передавання) в Інтернеті, особливо для Інтернет-радіостанцій.

FLAC

ALAC

Аудіокодек ALAC або Apple Lossless Audio певним чином створений у версії FLAC від Apple. Розроблений у 2004 році компанією Купертіно, цей формат високої роздільної здатності також забезпечує стиснення звуку без втрат, але в основному використовується пристроями та програмним забезпеченням відомого американського бренду, навіть якщо Apple нарешті випустила вихідний код для своєї технології у 2011 році за безкоштовною ліцензією Apache 2.0. Трохи менш ефективний, ніж FLAC, ALAC все ще забезпечує стиск приблизно від 40 до 50%. Це дозволяє отримати (теоретично знову) 32-бітну дискретизацію з частотою 384 кГц, але в будь-якому випадку ви не зможете визначити різницю з майстер-студією 24/192.

WAV

На відміну від інших форматів, обговорених вище, WAV або Waveform Audio не застосовують (як правило) жодного стиснення до даних. Вірніше, він пропонує велику гнучкість у дозволі чи відсутності застосування стиснення, потокової передачі в моно, стерео або 5.1, а також у широкому діапазоні частот дискретизації та бітової глибини. Цей формат, яким ми зобов'язані Microsoft та IBM, базується на стандарті RIFF, розробленому в 1991 році двома американськими гігантами. Він використовує свою блокову структуру даних, що робить його вибраним форматом для редагування, а отже, аудіовізуальною та музичною продукцією. Однак часто дуже високої якості, ми не рекомендуємо використовувати WAV в рамках музичних сеансів прослуховування, зокрема, через розмір файлів, який може легко перевищувати 100 МБ для нестиснутого твору в Hi -Res (24 біт/96 кГц і вище). FLAC залишається найкращим компромісом для вашої аудіофільської системи.

WMA

Запущена в 1999 році корпорацією Майкрософт, WMA (Windows Media Audio) мав на меті лише протидіяти буму MP3, вагомими аргументами. Ефективніше використовуючи характеристики людського вуха в звуковому спектрі, WMA вдається видалити дійсно непотрібні частоти, зберігаючи деякі високі частоти, відсутні в MP3. Існують варіанти цього формату "без втрат", зокрема WMA 10 Pro, здатний обробляти Hi-Res 24-бітові аудіопотоки 96 кГц зі швидкістю передачі даних до 768 Кбіт/с за версією Microsoft. Інший аргумент, призначений для професіоналів, також пропонує розширене управління авторським правом (DRM або Цифрове управління правами). Можна визначити, наприклад, обмежений термін служби файлів або заборонити їх копіювання.

Кредит на ілюстраційне зображення: TheDigitalArtist