Цифровое аудио существует очень давно, поэтому непременно найдется множество аудиоформатов. Вот некоторые из наиболее распространенных, что их отличает, и для чего их использовать.
Прежде чем мы поговорим о повседневных аудиоформатах, важно понять основы, а это значит понять PCM. После этого мы займемся сжатыми форматами.
PCM Audio: где все начинается
Импульсно-кодовая модуляция была создана еще в 1937 году и является наиболее близким приближением аналогового звука. То есть аналоговый сигнал аппроксимируется через равные промежутки времени. PCM характеризуется двумя свойствами: частота дискретизации и битовая глубина. Частота дискретизации измеряет, как часто (в раз в секунду) берется амплитуда сигнала, а глубина в битах измеряет возможные цифровые значения. С точки зрения аудиоформатов это в значительной степени основа.
Истинный звук в реальном мире непрерывен. В цифровом мире это не так. Каким-то образом это больше сбивает с толку аудио, чем видео, поэтому давайте посмотрим на видео для сравнения. То, что мы интерпретируем как «движение» или думаем как «текучее» и постоянно движущееся, на самом деле представляет собой серию неподвижных изображений. Таким же образом, амплитуда звуковых волн в цифровом формате не является «плавной» или постоянно изменяется. Он меняется в зависимости от определенных критериев через заранее определенные промежутки времени.
Изображение из Википедии
Я знаю, что здесь есть много вещей, которые могут не иметь отношения ко второй природе, если вы не инженер, физик или аудиофил, поэтому давайте немного разберемся с аналогией.
Допустим, вода, вытекающая из открытого крана, является вашим «аналоговым» источником звука. Температура воды мы можем сравнить с амплитудой звуковой волны; это свойство, которое нужно измерить, чтобы вы могли наслаждаться им должным образом. Выборка – это количество раз в секунду, когда вы опускаете палец в текущую воду. Чем чаще вы опускаете в него палец, тем более «непрерывными» становятся изменения температуры. Если вы засунете палец в проточную воду 44 100 раз в секунду, это все равно, что держать палец там все время, верно? Это основная идея выборки.
Битовая глубина немного сложнее. Вместо того, чтобы использовать палец, допустим, вы использовали действительно термометр. В основном он сказал «Горячий» для чего-либо выше комнатной температуры и «Холодный» для всего, что ниже. Независимо от того, сколько раз вы опускали его в воду, он не дал бы вам много полезной информации. Теперь, если вместо двух вариантов, скажем, термометр имеет 16 возможных значений, которые вы можете использовать для измерения температуры воды. Более полезно, верно? Глубина в битах работает так же, поскольку более высокие значения позволяют точно отображать более динамические изменения амплитуды звука.
Как упоминалось ранее, PCM является основой для цифрового аудио, наряду с его вариантами. PCM пытается смоделировать форму волны в максимально возможной степени несжатой славы. Он особенный, он готов застрять в цифровом сигнальном процессоре и более или менее универсально воспроизводим. Большинство других форматов манипулируют аудио с помощью алгоритмов, поэтому их необходимо декодировать во время воспроизведения. Аудио PCM считается «без потерь», оно не сжато и поэтому занимает много места на жестком диске.
Несжатый пакет: WAV, AIFF
Изображение codepo8
И WAV, и AIFF – это форматы аудио контейнеров без потерь, основанные на PCM, с небольшими изменениями в хранилище данных. Аудио PCM для большинства людей приходит в этих форматах, в зависимости от того, используете ли вы Windows или OS X, и они могут быть преобразованы друг в друга без ухудшения качества. Оба они также считаются «без потерь», они несжатые, и стереофонический (2-канальный) аудиофайл PCM, сэмплированный с частотой 44,1 кГц (или 44100 раз в секунду) с 16 битами («качество CD»), составляет примерно 10 МБ на минута. Если вы записываете дома для микширования, это то, что вы хотите использовать, потому что это полное качество.
Изображение CyboRoZ
Форматы без потерь: FLAC, ALAC, APE
Бесплатный аудиокодек Lossless, кодек Apple Lossless Audio и Monkey’s Audio – все форматы, которые сжимают звук практически так же, как все, что сжимается в цифровом мире: с использованием алгоритмов. Разница между заархивированными файлами и файлами FLAC заключается в том, что FLAC разработан специально для аудио и поэтому имеет более высокую степень сжатия без потери данных. Как правило, вы видите около половины размера WAV. То есть файл FLAC для стереозвука с качеством «CD» работает примерно с 5 МБ в минуту.
Положительным моментом является то, что если вы хотите сделать аудио манипуляции, вы можете преобразовать обратно в WAV без потери качества . Если вы меломан и слушаете много музыки с динамическими диапазонами, эти форматы для вас. Если у вас есть отличный набор динамиков, банок или наушников, эти форматы будут демонстрировать тона, чтобы продемонстрировать их.
Форматы с потерями: MP3, AAC, WMA, Vorbis
Изображение Патрик Лаук
Большинство форматов, которые вы видите в повседневном использовании, «с потерями»; некоторая степень качества звука приносится в жертву в обмен на значительное увеличение размера файла. Среднее «качество CD» MP3 работает около 1 МБ в минуту. Большая разница по сравнению с PCM, нет? Это называется сжатием, но в отличие от форматов без потерь, вы не сможете получить это качество обратно, если разберетесь в форматах с потерями. В разных форматах с потерями используются разные алгоритмы хранения данных, поэтому они обычно различаются по размеру файла для сопоставимого качества. В форматах с потерями также используется битрейт для обозначения качества звука, которое обычно выглядит как «192 кбит/с» или «192 кбит/с». Чем больше число, тем больше данных выкачивается, поэтому больше сохраняются детали. Вот некоторые подробности для более популярных форматов.
- MP3: MPEG 1 Audio Layer 3, самый распространенный сегодня аудиокодек с потерями. Несмотря на кучу патентных вопросов, он все еще невероятно популярен. У кого нет MP3-файлов?
- Vorbis: бесплатный формат с открытым исходным кодом с потерями, который чаще используется в компьютерных играх, таких как Unreal Tournament 3. Фанаты FOSS, такие как многие пользователи Linux, обязательно увидят множество этого формата.
- AAC: Advanced Audio Coding, стандартизированный формат, который теперь используется с видео MPEG4. Он активно поддерживается из-за его совместимости с DRM (например, Apple FairPlay), его улучшений по сравнению с mp3, а также потому, что для потоковой передачи или распространения контента в этом формате лицензия не требуется. У поклонников Apple, вероятно, будет много в AAC.
- WMA: Windows Media Audio, аудиоформат с потерями от Microsoft. Он был разработан и использовался во избежание проблем с лицензированием в формате MP3, но из-за серьезных улучшений и совместимости DRM, а также реализации без потерь он все еще существует. Он был очень популярен до того, как iTunes стал чемпионом DRMed музыки.
Форматы с потерями – это то, что вы используете для всего, что вы слушаете и храните. Они предназначены для экономии места на жестком диске. Какой формат вы выберете, зависит от того, какой цифровой аудиоплеер вы используете, сколько места у вас есть, какой у вас качественный придира и куча переменных. В наши дни компьютеры будут воспроизводить все что угодно, большинство аудиоплееров (за исключением, конечно, Apple) поддерживают несколько форматов с потерями, и все больше и больше – FLAC и APE. Apple придерживается MP3, ALAC и AAC.
Не является ли качество звука субъективным?
Абсолютно, это так. В конечном счете, большинство ваших вещей потребляют ваши уши, но это еще одна причина серьезно задуматься о качестве. Когда я только начинал создавать свою коллекцию цифровой музыки, я не мог понять разницу между 128 Кбит MP3 и аудио CD. На мой взгляд, заметной разницы не было. Однако со временем я заметил, что 256 кбит звучит намного лучше, и после того, как я получил действительно хороший (и дорогой!) Комплект наушников, я снова вернулся к аудио CD! Это также зависит от жанра музыки.
Изображение jonchoo
Здесь много переменных, ребята, не заблуждайтесь об этом. Прошло некоторое время, прежде чем я решил использовать FLAC для музыки и 320kbps MP3 для остальных. Суть, которую я пытаюсь подчеркнуть, заключается в том, что вы должны экспериментировать, чтобы увидеть, что лучше всего подходит для вас и вашей музыки, но помните, что по мере того, как меняются ваши вкусы, ваше восприятие, ваше оборудование и важность качества тоже будут.
И все это становится еще сложнее, когда речь идет не только о музыке, но и о голосовых дорожках, звуковых эффектах, белом и коричневом шуме и т. Д. Существует целый мир звука, так что не расстраивайтесь! Изучив, что вы можете, и выслушав для себя, вы сможете использовать эту информацию в своих будущих аудиопроектах. Я оставлю вас с некоторыми из лучших советов, которые я когда-либо получал: «делай то, что просто звучит хорошо».
