Как влияет формат аудио на качество звука?

В заголовке поставил вопросительный знак, так как задаю вопрос себе. Хотя можно эту тему рассматривать как рассуждения (у меня это постоянно так — рассуждаю, озвучиваю своё мнение). Так как же формат аудио влияет на качество звука?

Если вы «спец» в этом вопросе — вам вероятно будет жаль потраченного времени на прочтение. Потому, рассказ для интересующихся и начинающих. Не пишите потом, что я не предупреждал!

Начнем с того — что мы слушаем? Не в смысле — какую музыку, а в каком виде мы храним наши любимые треки, альбомы? Виниловые диски это или СД, «жесткие диски» или бобины, аудио кассеты — у всех предпочтения свои. Но сегодня поговорим о цифровых форматах аудио.

Аудио формат — что это?

Слушаем файлы mp3 или flac, а может только аудио СД. И мы, хотим того или нет, можем слышать разное качество своих любимых исполнителей. А что влияет на «это качество»? Да, конечно-же — аудио формат!

Если простым языком, то аудио формат — это обобщенное название, констатирующее, каким способом закодированы аудиоданные. В студии звукозаписи, при записи песни, звуки записываются в цифровом виде (за очень редким исключением!). Это происходит уже очень давно и спорить о том, что есть еще аналоговые «исходники» нет смысла. Винил и компакт-диски, записываются с цифровой записи с высоким разрешением (об этом чуть далее).

Но в то же время, остаются еще некоторые студии, которые записывают и сводят аудио в аналоговом формате, прямо на большие бобины с широкой лентой (многоканальные студийные магнитофоны). Но таких звукорежиссеров и студий — единицы. В основном, всё изначально пишется в цифровом виде, через цифровые микшерские пульты, компрессоры и другие цифровые устройства. Запись делается с максимально возможным разрешением (битрейтом) и так сохраняется.

Уже дома, мы сможем получить звуковой трек практически в том виде, какой он получился у звукорежиссера в студии. И слушать этот файл можно где угодно — в машине или дома, или на пробежке — в наушниках. Все мы жаждем качественного звука, где бы не слушали музыку.

Какие факторы влияют на качество звука?

Битрейт.

Это количество цифровых данных, передаваемых в секунду времени. Как мы уже знаем из своего личного опыта, понимаем — чем выше битрейт, тем качественнее звук. На размер самого файла мы особо не обращаем внимания, а зря. Это как бы тоже — показатель качества нашего трека. Чем больше размер файла, тем выше битрейт. И наоборот. Чуть ниже, дополню этот момент, когда будут упомянуты «пережатки» и «размер файла».

Битрейт выражается битами в секунду (бит/c, bps), а также производными величинами с приставками кило — (кбит/с, kbps), мега — (Мбит/с, Mbps)…

Отмечу, что разные аудио форматы передают данные на разных скоростях и есть определенный предел. К примеру, почему-то, всеми нелюбимый, mp3 имеет максимальную скорость передачи данных 320 кбит/с. В таком качестве слушает музыку большинство людей и особо не парится, и не слышит разницы с более «продвинутым» форматом — flac. Для примера, формат сжатия flac, имеет максимальную скорость передачи данных — 9216 кбит/с.

Размер файла.

К примеру, трек группы «Кино» — «Группа крови», в формате mp3, с битрейтом — 320 кбит в секунду занимает чуть больше 11 мегабайт. А этот же трек в формате flac, 1553 кбит/c, (kbps), уже будет «весить» — 53 мегабайт. Разница значительна. И на качество звука это явно отражается, хотя иногда об этом можно поспорить. Это уже зависит от профессионализма, своего видения звукорежиссера, и конечно, от аппаратуры очень много зависит, на которой потом мы это слушаем.

Не буду подробно описывать момент, когда некоторые, «особо одаренные», «повышают битрейт» и делают из mp3 320 кБ/с — файл Flac с битрейтом 1600 и больше и выдают это как «высококачественный рип». Да размер увеличивается, и вроде звучит. Но это остается всё тот же mp3. В среде понимающих меломанов это называется — «пережатка» и о каком-то качестве звука там и говорить нет смысла.

Совместимость

Не любой файл можно прослушать на своем устройстве, если заранее не знать — что оно (устройство) может прочитать, а что — ему «не по зубам». Или ваш плеер будет читать и воспроизводить файл, но «развернуть» все возможности данного трека — не получится. Тут имеет значение — какие технические возможности имеются у вашего устройства.

Здесь имею ввиду — ЦАП. Цифро-Аналоговый Преобразователь позволяет нам из потока цифр (нолики и единички), получить что называется звук, который мы слышим (в аналоговом виде). Вот как раз эти ЦАПы не все одинаково хороши. Некоторые не сумеют «раскрыть» весь потенциал того сигнала, записи, который мы ждем от него.

Речь сейчас не об этом, не о ЦАПах. Но скажу, что есть два варианта, вида, цифрового звука — PCM и DSD. Есть даже много споров, сравнений этих двух стандартов. Профессиональные звукорежиссеры и продвинутые меломаны не могут прийти к одному мнению — какой метод более предпочтителен. Какой тип лучше сохраняет аудио файл — PCM или DSD? Это Тянет на отдельную и большую статью.

Зная об особенностях различных аудио форматов, вы сможет принять решение самостоятельно и выберете тот формат, который, по вашему мнению и ощущениям, лучше всего подходит под ваши «хотелки».

Какие бывают аудио форматы?

Если почитать разные, научные и не очень, статьи про звук и непосредственно форматы звука, то выясняется, что бывают аудио форматы без сжатия. К примеру, файлы с расширением .WAV, и .AIFF , содержащие аудио файл практически без потерь качества. Большинство профессиональных студийных аудио редакторов работают именно с wav-файлами. А на выходе, уже могут подвергать готовые произведения сжатию.

Сжимаются файлы для более удобного хранения, а так же — распространения. Сжатие происходит сложными процессами, при использовании различных кодеков. Сжатие данных файла делают, всего лишь, для уменьшения занимаемого этим файлом объема. Есть всего два типа форматов, сжимающих аудио данные: Lossless и Lossy.

Формат «Lossless» позволяет сжимать, и тем самым создавать, файлы практически без потерь качества. Все мы знаем эти, самые распространенные расширения у файлов — FLAC, ALAC, APE…

А вот другой формат, «Lossy» — сжимает аудио файлы на столько «тщательно», что файлы получаются уже с явными потерями, которые бывают даже слышны. Это самые известные, и самые часто используемые меломанам, файлы — mp3, Ogg, AAC, имеющие Lossy-формат.

Lossy-формат. Примеры файлов.

mp3

Cамый известный и самый популярный аудио формат — с расширением mp3. Файлы с таким расширением идеально подходят для хранения на флешках, жестких дисках, на сайтах и облачных хранилищах. Ими легко делиться в интернете — передавать, скачивать. Так же, они идеально подходят для использования в передаче потоковой музыки, так как имеют небольшой размер и не столь требовательны к скорости интернета. Но есть один, существенный недостаток — это аудио файлы с потерями! Это означает только одно, что некоторые аудио данные неизбежно и навсегда теряются в процессе сжатия.

OGG

Многие считают его одним из лучших форматов аудио файлов. Он появился в 2003 году и сразу показал свои преимущества перед mp3 — маленький размер файла и достаточно хорошее качество звука. Технически — качество звука файлов в формате OGG даже лучше, чем у файлов в формате MP3. Файлы OGG Vorbis могут содержать потоки видео, текстов, субтитров и аудио.

AAC, AAC+

AAC — это новый и более совершенный формат, который обеспечивает более высокое качество звука и меньший размер файлов, чем MP3. Существует в нескольких вариантах, определённых спецификациями MPEG-2 и MPEG-4, получил широкое распространение вместе с техникой от Apple. Скажу так — файлы с таким расширением менее распространены, чем указанный mp3, хотя есть некие преимущества. Выбор лично каждого — какой формат использовать.

eAAC+

Этот формат, предлагается компанией Sony. Работает — как альтернатива AAC и AAC+. Был создан специально для своего «фирменного товара» — для плееров Walkman. Ничего более добавить не могу.

WMA

Windows Media Audio. Вот еще один, «диковинный» аудио формат, который был разработан компанией Microsoft для своих, компьютерных целей. Это основной «плеер» для всех версий операционной системы на «Окнах», но в последних версиях он поддерживается устройствами от Apple. Когда-то, использовался в воспроизведении видео на DVD-проигрывателях, портативных устройствах и сотовых телефонах Sony Ericsson и Nokia.

Dolby AC-3

Файл с расширением .ac3 — это формат, разработанный, точнее, известен как — Dolby Digital. Этот файл поддерживает 6-канальный звук, в нашем понимании — это 5.1. AC-3 стала первой системой кодирования, разработанной специально для многоканального цифрового звука. AC-3 — это звуковой формат для цифрового телевидения (DTV), цифровых универсальных дисков (DVD) — и музыкальных и содержащих дорожку с видео, для телевидения высокой четкости ( HDTV ), а также, для цифрового кабельного и спутникового вещания.

DTS

Это ещё один хорошо известный аудио формат, изначально созданный для обычных DVD. Как и Dolby Digital AC-3, это Lossy-формат сжатого звука, который поддерживает наличие звуковых каналов от 1 до 5.1. В свою очередь, наличие 5.1 каналов, часто применяется для Blu-ray записей. Звук аудио DTS поддерживает скорость потока данных до 1,5 Мбит/с. А плееры Blu-ray более чем подходят для работы с такой скоростью передачи.

DTS фактически содержит несколько дорожек, не сжатых, буквально в формате WAV. Сравнивая с AC-3, который использует сжатие с потерями для уменьшения размера аудио дорожек — DTS считается более приоритетным. Меломаны, обладающие идеальным слухом, вполне могут заметить разницу, использую высококлассную аппаратуру. На технике  бытового уровня — разницы нет совершенно.

Подытожим про Lossy-форматы.

Ни в коей мере нельзя говорить, что рассмотренные форматы — «слушать нельзя, они не могут передать нам качественный звук!» Для каждого конкретного случая — свой вариант использовать тот или иной формат аудио файлов. В машине, без проблем, можно мр3 слушать, как и на пробежке или в спортзале. В специально подготовленной «комнате для прослушивания» музыка с телефона будет звучат совершенно иначе. Тут нужна хорошая аппаратура и файлы должны быть соответствующие, что бы можно было сказать — «я получаю удовлетворение от прослушивания».

Lossless-формат. Примеры файлов.

Вспомните, какой объем памяти имел ваш компьютер лет пять назад? И сколько денег эта память стоила? Посмотрите, сколько сейчас стоит такой же объем памяти — подешевело в несколько раз! Потому мы стремимся купить жесткий диск по больше, что бы вместить как можно больше музыки и видео-клипов.

Нам нужно больше памяти для хранения любимых записей. А всё потому, что мы перешли на прослушивание музыки в более качественном форматах. Lossless-форматы, позволяют воспринимать музыку в «первозданном виде». К тому же, сегодня, практически все устройства, которые могут воспроизводить музыкальные файлы, поддерживают Lossless-форматы. Даже некоторые стриминговые сервисы стараются донести звук в качестве, без потерь.

FLAC

Первый на рассмотрении, из Lossless-форматов — файлы с .flac расширением. Сама аббревиатура — это «Free Lossless Audio Codec». А расшифровывается — «свободный аудио кодек без потерь». Этот формат был разработан в 2001 году инженером Джошем Колсоном, работавшим в американском некоммерческим фонде Xiph.org Foundation. Целью этой организации является разработка и продвижение свободного, открытого программного обеспечения и протоколов, в основном для работы с мультимедиа.

По сути, flac — это формат контейнера для аудио данных. Если сказать проще — это что-то, вроде оболочки. Открытый исходный код формат-контейнера FLAC позволяет создавать программы, которые работают с этими файлами на любой операционной системе. Один большой файл, в плеере можно разделить на несколько дорожек (треков). FLAC можно маркировать большим количеством тегов (дополнительная информация непосредственно в файле)

Основное отличие от своих конкурентов среди lossless-кодеков — формат занимает гораздо меньше места, хотя так же — содержит не сжатую информацию WAV.

Множество комментариев и некая статистика мнений, говорит о том, что существуют люди, которые могут различить звучание FLAC и MP3 320 кбит\с. Спорный момент, но это единицы, которые явно чем-то отличаются от нас, простых меломанов.

ALAC

Тут особо много говорить не буду — и так понятно, что это «специальный» Apple Lossless Audio Codec, это вариант чисто для Apple устройств, от самих же «яблочников». Весь каталог аудио файлов «Apple Music» закодирован не только с использованием измененного кодека AAC, но и кодеком ALAC, с разрешением от 16 бит/44,1 кГц (качество CD) до 24 бит/192 кГц.

ALC

Оболочка Audio Lossless Coding известна под другим «именем». Многие её знают как — MPEG-4 ALS. ALC характеризуют как эффективный и быстрый кодек для получения аудио данных без потерь. Он имеет много возможностей, по сравнению с другими методами сжатия без потерь. Ниже — несколько основных преимуществ.

ALC поддерживает:

• виртуальные и несжатые цифровые аудио форматы (включая wav, aiff, au, bwf, raw).
• PCM разрядности до 32 бит, при произвольной частоте дискретизации (включая 16/44.1, 16/48, 24/48, 24/96, 24/192).
• многоканальность (включая 5.1 surround).

Dolby TrueHD

Формат Dolby TrueHD содержит несжатый звук, и отлично совместим с проигрывателями и дисками Blu-ray. Этот формат основан на формуле сжатия данных без потерь Meridian Lossless Packing (MLP).

MLP-поток может нести в себе до 14 независимых звуковых каналов, хотя на сегодня в фильмах на Blu-ray дисках используется 6 (5.1) каналов (максимум 8 (7.1)), и в AV-ресиверах — 8 каналов (7.1).

Немного, про разрядность — до 24 бит и частота дискретизации 192 кГц (Blu-ray — 18 Мбит/с), хотя для фильмов на Blu-ray распространено до 8 каналов с 24 бит и 96 кГц при сжатии потока до 63 Мбит/с, или 6 каналов с 24 бит и 192 кГц при сжатии потока до 18 Мбит/с

MLP

Чуть выше упоминался уже этот кодек-оболочка — Meridian Lossless Packing, но он может быть использован и самостоятельно, с теме же характеристиками, что и Dolby TrueHD. По сути, это так же — не формат звуковых файлов, а упакованный специальным архиватором WAV-файл. После распаковки получаете исходный WAV.

DTS-HD Master Audio

Это тоже, многоканальный аудио кодек, который работает со звуковыми файлами без потерь. Ближайший его конкурент — Dolby TrueHD, который только что рассмотрели. Формат цифрового объемного звука высокой четкости, разработанный DTS для использования в домашних кинотеатрах. Формат поддерживает до восьми каналов объемного звука с расширенным динамическим диапазоном, более широкой частотной характеристикой и более высокой частотой дискретизации, чем другие форматы объемного звука DTS.

Что бы немного была понятна разница — ознакомьтесь.

Кодек DTS-HD MA сначала кодирует мастер-звук в формате DTS с потерями, а затем сохраняет параллельный поток дополнительных данных, представляющих все, что было было «вырезано» кодером DTS. Это дает DTS-HD MA «основу» с потерями, которое можно воспроизводить устройствами, которые не могут декодировать более сложный звук без потерь.

WMA

Windows Media Lossless — само название намекает на принадлежность этой «технологии сжатия без потерь» к корпорации Microsoft. Но основное отличие от FLAC является то, что WMA требует лицензию на использование. Первоначально, цель была иная — нужно было составить конкуренцию формату mp3. Но mp3 не обладал комплексными функциями управления цифровыми правами, которыми обладает формат WMA, а потому, стал более популярным. Да и размер файлов у mp3 получался меньше, а в то время это стало решающим моментом.

Итог

Подведу итог. Он прост, хоть и написано очень много слов, и прочитано вами с некоторым трудом. А некоторые могли легко запутаться в форматах, а кому-то, и вовсе — ничего не понятно.

Тут всё просто: файл «сжат без потерь» — имеется возможность восстановить полностью исходные данные (Lossless-формат файлов), а если файл «сжат с потерями» (Lossy-формат файлов), то восстановить данные можно, но они уже будут с определенными искажениями.

Вернусь к вопросу, в заголовке статьи, — «Как влияет формат аудио на качество звука?» Теперь мы знаем, что качество звука файла, сжатого с потерями (Lossy-формат), будет зависеть не только от битрейта, но и от используемого «контейнера» (смотрим расширение файла) — алгоритма, кодека. А Lossless-формат, вне зависимости от контейнера (расширение), будет практически всегда соответствовать оригиналу.

Что лучше?

А вот еще попутный вопрос, — «нужен вам Lossless или можно слушать mp3»? Здесь однозначного ответа нет.

Если стоит приоритетная задача — уменьшение объема данных для хранения, переноса, передачи файлов через «слабые» сети интернет, прослушивание аудио файлов онлайн, то сжатие с потерями — самый эффективный метод. И в большинстве случаев, аудио файлы, которые подверглись сжатию с потерями — будут устраивать слушателя по качеству звука.

Часто музыку случаем в дороге. Тут вопросы и вопросы. Разные шумы авто, дороги, колеса, даже пассажиры рядом… Выслушивать там какое-то качество — смысл где? Так же с музыкой в наушниках на пробежке, в спортзале…

У вас дома стоит несложная аудио система, музыкальный центр, к примеру. Если честно, то «по умолчанию», получить дополнительных искажений звука, в его тракте, — очень просто!Потому, использовать плеер с файлами .flac — нет никакого смысла. Это не констатация фактов, если есть такое желание — почему бы и не использовать крутой аудио плеер с блютуз или по проводу — мини-джек. Пожалуйста! Но вряд ли вы будете слышать какую-то явно большую разницу — «mp3 это играет или flac».

Но вы являетесь специалистом в области звука — инженер по звуку, звукорежиссер в студии, просто продвинутый меломан жаждущий качественного звука, к тому же — имеющий соответствующую аппаратуру и акустику, то вы по любому будете использовать Lossless-формат. Даже не задумываясь! Вы то этот момент уже прошли, давно поняли «свой качественный звук» и какой аудио формат вам нужен.

К тому же, вы слушаете достаточно сложную музыку. Красивую музыку, с большим динамическим диапазоном. Она точно — должна звучать так же красиво, как вы это себе представляете и ожидаете. Особенно, если вы слушаете симфоническую музыку, джаз, а так же большая часть рок-направления потребует к себе пристального внимания в плане качественного звука. Тут, использование «форматов без потерь» просто необходимо.

Это моё мнение и оно совершенно может отличаться от вашего. Хотел как можно короче, но не получается в двух словах пояснить — «почему так или иначе».

На этом пожалуй — всё на сегодня!

---

Вы хотите выразить своё мнение, или есть желание стать автором статей на нашем сайте? Будем рады! Не забываем про Авторские права.

Всего знать — не дано никому, потому многие учатся до конца своих дней, если им это интересно. Так и мы, стараемся познать и поделиться своими размышлениями.

Хотите поделиться мнением о прочтенном на этой страничке — очень будем признательны! Оставьте свой отзыв или напишите пожелания ниже.

Возможно, некоторые фото или тексты, для данной статьи, взяты из открытых источников интернета, для примера и ознакомления. Если не указано иное, то не претендуем на авторство оных. Так же, использовано немного своих, можете пользоваться. В случае, если нарушены чьи-то права — сообщите об этом в комментариях.