На сегодняшний день существует около трех десятков распространенных цифровых аудиоформатов. Зачем понадобилось создавать такое количество видов звуковых файлов для хранения одного типа контента и как со всем этим управляться вы узнаете из этого материала.
Наверняка многие пользователи предпочитают использовать домашний компьютер не только в качестве рабочей лошадки, но и как мультимедийный центр, на котором можно просматривать фильмы или семейные фотографии, а так же слушать любимую музыку. Хотя наверняка, для прослушивания музыкальных композиций более подходящими являются компактные цифровые плееры или мобильные телефоны, но в отличие от них, компьютер умеет не только проигрывать музыку.
Каким бы большим объемом встроенной памяти не обладал ваш музыкальный плеер, скорее всего, хранить в нем всю фонотеку вряд ли удастся. Более того, с помощью ПК можно создавать, редактировать, упорядочивать и искать музыку. Так же не стоит забывать, что на сегодняшний день существует около трех десятков распространенных цифровых аудио форматов, а большинство плееров далеко не всеядны, и способны воспроизводить только некоторые из них.
Так зачем же понадобилось создавать такое количество музыкальных форматов для хранения одного типа контента? Все дело в том, что звук в подавляющем большинстве случаев хранится в «сжатом» виде, так как одна минута несжатой композиции занимает на жестком диске около 10 Мб. С одной стороны это вроде бы не много, а с другой, если вы меломан и ваша коллекция состоит из нескольких сотен или даже тысяч песен, то становится ясно, что звук необходимо сжимать, для уменьшения занимаемого им места на электронных носителях информации.
Для сжатия музыкальных файлов используются различные особые алгоритмы, которые впоследствии определяют структуру и особенности представления звуковых данных или так называемые цифровые аудиоформаты файлов. Все звуковые форматы можно разбить на три группы: аудиоформаты без сжатия, со сжатием без потерь и с применением сжатия с потерями.
Одним из самых распространенных форматов, относящихся к этому типу, можно смело считать известнейший WAV. Звук в файлах с таким расширением хранится без какого-либо сжатия и изменений. Правда места для хранения несжатых файлов требуется гораздо больше и поэтому наиболее широкое применение WAV находит лишь в профессиональных аудио и видео приложениях, где звук перед обработкой не должен иметь потери в качестве. Хранение же обычных музыкальных композиций в таком виде является неоправданной расточительностью.
Для воспроизведения WAV-файлов вам не потребуется какое-то специальное программное обеспечение, так как этот формат понимают все медиаплееры, включая и встроенный в систему Windows штатный проигрыватель аудиофайлов Windows Media.
Еще одним форматом, использующимся для хранения несжатого аудио, о котором стоит упомянуть, является разработка компании Appleпод названием AIFF (Audio Interchange File Format). Как вы, наверное, уже догадались, наиболее часто он используется в компьютерах Macintosh под управлением систем Mac OS X.
Алгоритмы, осуществляющие сжатие аудиофайлов без потерь работают по принципу обычных архиваторов. Обеспечивая не самый высокий уровень сжатия (от 40 до 60%), при этом они практически не влияют на качество звука. Так же стоит отметить, что в этом случае, закодированные данные можно полностью восстановить до первоначального вида. Поэтому использование сжатия без потерь наиболее часто применяется в тех случаях, когда важно сохранить идентичность сжатых данных оригиналу.
Наиболее популярными аудиоформатами в этой группе являются FLAC (Free Lossless Audio Codec), APE (Monkey’s Audio), WMA (Windows Media Lossless) и ALAC (Apple Lossless Audio Codec). У каждого из них есть свои плюсы и свои минусы. Например, кодек APEдает несколько больший выигрыш в сжатии, а FLAC является более распространенным. В общем же, все настоящие меломаны хранят свои музыкальные коллекции именно в lossless-форматах, так как в них не удаляется никаких данных из аудиопотока, а созданные с помощью этих кодеков файлы, можно прослушивать даже на высококачественной звуковой аппаратуре.
Для воспроизведения сжатых без потерь форматов, как правило, используются сторонние плееры (кроме WMA), такие как MPlayer, foobar, AIMP, Winamp, VLC и прочие, так как в них уже встроены все необходимые кодеки. Другим вариантом является отдельная установка пакета дополнительных кодеков (например, K-Lite), после чего прослушивание файлов в lossless-формате становится доступным практически из любого аудиопроигрывателя.
Это самая популярная группа алгоритмов, которые обеспечивают максимальную (до 10 раз и даже более) степень сжатия звука. Правда в отличие от предыдущих форматов, здесь аудиофайл теряет в качестве, а насколько сильно - напрямую зависит от степени его сжатия.
Для определения качества оцифрованного звука наиболее часто применяется такой показатель, как битрейт - скорость звукового потока, получившаяся после сжатия и измеряемая в килобитах в секунду (kbps). Как мы уже говорили, в среднем минута несжатого звука занимает около 10 Мб, что соответствует аудиопотоку примерно в 1400 кбит/c. После кодирования с потерями, его битрейт может снизиться до 56 кбит/с. При этом, стоит учитывать, что для сохранения естественного звучания скорость потока должна быть не ниже 192 или 256 кбит/c. Если же битрейт потока составляет 320 кбит/c и более, то разница в звучании для большинства людей между сжатым и несжатым аудио практически исчезает.
Самым популярным форматом здесь однозначно считается знаменитый и всеми любимый MP3, разработанный специалистами известной группы MPEG (Moving Picture Experts Group). Наиболее широко он используется для кодирования аудиофайлов, размещаемых в интернете и различных файлообменниках из-за возможности существенно уменьшить размер передаваемых данных, что при низкой скорости подключения к сети немаловажно.
Другими известными форматами из этой серии являются AAC (Advanced Audio Coding) и OGG Vorbis. При этом, будучи менее популярными, их алгоритмы сжатия совершеннее, чем у основного конкурента. Так при одинаковом размере файла, они обеспечивают лучшее качество звукового ряда по сравнению с MP3. Еще одно серьезное преимущество данных форматов - возможность кодирования до 48 звуковых каналов у AAC и 255 у OGG, против всего двух у MP3.
Стоит отметить, что и формат WMA - собственность компании Microsoft, изначально создавался для хранения и трансляции аудиоинформации в сжатом виде с потерями, а кодирование без потери качества добавилось к нему не так давно, начиная с Windows Media Audio 9.1. Номинально этот формат обеспечивает лучшую степень сжатия, чем MP3, что дает возможность разработчикам противопоставлять его в качестве альтернативы конкурирующим алгоритмам AAC и OGG. Правда широкому распространению WMA мешает его закрытость и ограниченность применения на многих платформах (операционных системах). Да и встроенная поддержка цифровой системы управления авторскими правами (DRM) не добавляет популярности детищу Microsoft.
Не смотря на то, что MP3 проигрывает своим конкурентам, как по эффективности сжатия, так и по качеству звучания, он до сих пор продолжает оставаться самым популярным аудиоформатом. Секретом такого успеха, наверное, можно назвать банальную инерцию мышления, так как за многие годы к нему привыкло большинство пользователей, производителей аппаратуры и разработчиков программного обеспечения. Именно поэтому MP3-файлы можно прослушать вообще на всем, что способно проигрывать цифровой звук - будь то мобильный телефон, персональный компьютер с любой популярной операционной системой, портативный аудиоплеер, современный музыкальный центр или DVD-проигрыватель.
И хотя другие форматы пока что такой поддержкой похвастаться не могут, у них тоже все не так уж и плохо. Так AAC нашел широкую поддержку со стороны компании Apple, которая использует его алгоритмы для хранения аудиокниг, подкаст, музыкальных композиций в магазине iTunes и рингтонов. Так что для поклонников компьютеров Macintosh, планшетов iPad, смартфонов iPhone и плееров iPod этот формат можно считать «родным».
Файлы WMA легко воспроизводятся на любом ПК под управлением операционной системы Windows, которая является самой распространенной в мире. При этом многие производители портативных аудиоплееров и стационарных проигрывателей оптических дисков так же поддерживают этот формат. А вот для прослушивания файлов в форматах OGG Vorbis или AAC в Windows-системах придется установить специальные кодеки. Хотя это не проблема. Установка вышеупомянутого бесплатного пакета кодеков K-Lite Codek Pack позволит проигрывать на вашем компьютере с помощью любимого плеера практически любые звуковые файлы.
В заключение давайте посмотрим, какой набор программного обеспечения вам понадобится, что бы превратить свой домашний компьютер в универсальный инструмент для работы с аудиофайлами. Для удобства, разделим все приложения на несколько основных групп.
Плееры - служат для непосредственного воспроизведения звуковых файлов, а так же часто используются для каталогизации и упорядочивания музыкальных коллекций. Их количество столь огромно, что и не сосчитать. Но все же, что бы несколько облегчить вам выбор, приведем, на наш взгляд, двенадцать самых популярных: Windows Media Player (встроен в систему), Winamp, KMPlayer, iTunes, GOM Player, jetAudio, VLC Media Player (VideoLAN), AIMP, BSPlayer, Real Player, WinDVD и Foobar2000.
Конверторы - приложения, способные осуществлять перекодировку из одного формата в другой. Для этой цели можно использовать большинство популярных плееров, не прибегая к использованию специальных программ. Хотя в некоторых случаях без этого не обойтись.
Рипперы (грабберы) - позволяют извлекать цифровую звуковую информацию с оптических носителей (Audio-CD, DVD) и сохранять ее в различных форматах. Несмотря на многочисленность всевозможным грабберов, на этом поприще наибольшую популярность снискало приложение EAC (Exact Audio Copy), позволяющее делать наиболее точные копии дисков. К другим популярным рипперам относятся: Audiograbber, Reaper, Easy CD-DA Extractor и прочие.
Редакторы - программы, предназначенные для создания, записи и редактирования звуковых данных. В этой группе существуют как довольно простые программы, позволяющие сделать элементарные операции с аудиофайлом (вырезать, обрезать, объединить, нормализовать и т.д.), так и настоящие монстры для профессиональной работы со звуком. Среди небольших редакторов можно выделить приложение Nero WaveEditor, за его скромный размер и при этом довольно высокую функциональность. К наиболее популярным профессиональным решениям обработки звука относятся: Adobe Audition, Sound Forge, Cubase, Sony Vegas Pro и другие.
Конечно, чисто теоретически все эти необходимые функции может сочетать в себе только одна программа, но на практике использовать единственное приложение для всех задач не всегда удобно. Да и добиться от одной программы качественного выполнения всех задач практически невозможно.
В любом случае гораздо удобнее иметь под рукой несколько специализированных приложений, которые и места занимают меньше, и с задачами своими по отдельности справляются лучше.
Звук — это физическое природное явление, распространяющееся посредством колебаний воздуха и, следовательно, можно сказать, что мы имеем дело только с волновыми характеристиками. Задачей преобразования звука в электронный вид является повторение всех его этих самых волновых характеристик. Но электронный сигнал не является аналоговым, и может записываться посредством коротких дискретных значений. Пусть они имеют малый интервал между собой и практически неощутимы, на первый взгляд для человеческого уха, но мы должны всегда иметь в виду, что имеем дело только с эмуляцией природного явления именуемого звуком.
Такая запись именуется импульсно-кодовой модуляцией и являет собой последовательную запись дискретных значений. Разрядность устройства, исчисляемая в битах, говорит о том сколькими значениями одновременно в одном записанном дискрете, берется звук. Чем больше разрядность, тем больше звук соответствует оригиналу.
Любой звуковой файл можно представить, чтобы Вам было наиболее понятно, как базу данных. Она имеет свою структуру, о параметрах которой указывается обычно вначале файла. Потом идет структурированный список значений по определенным полям. Иногда вместо значений стоят формулы, позволяющие уменьшать размер файла. Для того чтобы Вам было совсем понятно, скажу, что запись файла на жесткий диск подобна тому, как Вы набиваете таблицы в Microsoft Excel. Естественно данные файлы могут читать только специализированные программы, в которые заложен блок чтения.
РСМ расшифровывается как pulse code modulation, что и является в переводе как импульсно-кодовая. Файлы именно с таким расширением встречаются довольно редко(я встречал только в программе 3D Audio). Но РСМ является основополагающей для всех звуковых файлов. Я бы не сказал, что это очень экономный метод для хранения данных на диске, но думаю, что от этого уже никогда точно не уйдешь, причем объемы современных винчестеров уже позволяют не обращать внимания на пару десятков мегабайт.
Изыскания по поводу экономного хранения звуковых данных на диске. Если Вы встречаете данную аббревиатуру, то знайте, что имеете дело с разностным РСМ. В основе данного метода лежит та вполне оправданная идея, что вычисления гораздо более громоздки по сравнению с тем, что можно просто указать значения разности.
Адаптивный DPCM. Согласитесь, что при указании просто значений разности может возникнуть проблема с тем, что есть очень маленькие и очень большие значения. В результате, какие бы супер-точные измерения не были все равно имеет место искажение действительности. Поэтому в адаптивном методе добавлен коэффициэнт масштабируемости.
Самое простое хранилище дискретных даннных. Я бы сказал прямое. Один из типов файлов семейства RIFF. Помимо обычных дискретных значений, битности, количества каналов и значений уровней громкости в wav может быть указано еще множество параметров, о которых Вы, скорее всего, и не подозревали — это: метки позиций для синхронизации, общее количество дискретных значений, порядок воспроизведения различных частей звукового файла, а также есть место для того, чтобы Вы смогли разместить там текстовую информацию.
Resource Interchange File Format. Уникальная система хранения любых структурированных данных.
Эта технология хранения данных проистекает от Amiga-систем. Interchange File Format. Почти то же, что и RIFF, только имеются некоторые нюансы. Начнем с того, что система Amiga — одна из первых, в которой стали задумываться о программно-сэмплерной эмуляции музыкальных инструментов. В результате, в данном файле звук делится на две части: то, что должно звучать вначале и элемент того, что идет за началом. В результате, звучит начало один раз, за тем повторяется второй кусок столько раз, сколько Вам нужно и нота может звучать бесконечно долго.
Файл хранит в себе короткий образец звука, который потом можно использовать в качестве шаблона для инструмента. Проще говоря прошитый в синтезатор сэмпл.
AIF или AIFF
Audio Interchange File Format. Данный формат распространен в системах Apple Macintosh и Silicon Graphics. Заключает в себе сочетание MOD и WAV.
AIFС или AIFF-С
Тот же AIFF, только с заданными параметрами сжатия(компрессии ).
Опять же та же гонка за экономией места. Структура файла намного проще, чем в wav, но там указан метод кодирования данных. Файлы очень мало«весят », за счет чего получили довольно широкое распространение в Интернете. Чаще всего Вы можете встретить параметры m-Law 8 кГц — моно. Но есть и 16-ти битные стерео-файлы с частотами 22050 и 44100 Гц. Это звуковой формат предназначен для работы со звуком в рабочих системах SUN, Linux и FreeBCD.
Файл, хранящий в себе сообщения MIDI-системе, установленной на Вашем компьютере или в устройстве.
Самый скандальный формат за последнее время. Многие для объяснения параметров сжатия, которые в нем применяют, сравнивают его с jpeg для изображений. Там очень много наворотов в вычислениях, чего и не перечислишь, но коэффициэнт сжатия в 10-12 раз сказали о себе сами. Если говорят, что там есть качество, то могу сказать, что там его немного. Специалисты говорят о контурности звука как о самом большом недостатке данного формата. Действительно, если сравнивать музыку с изображением, то смысл остался, а мелкие нюансы ушли. Качество МР3 до сих пор вызывает много споров, но для«обычных немузыкальных» людей потери не ощутимы явно.
Хорошая альтернатива МР3, разве что менее распространенная. Есть и свои недостатки. Закодировать файл в VQF — процесс гораздо более долгий. К тому же, очень мало бесплатных программ, позволяющих работать с данным форматом файлов, что, собственно, и сказалось на его распространении.
Восьмибитный моно-формат от семейства SoundBlaster. Можно встретить в большом количестве старых программ, использующих звук(не музыкальных).
НСОМ
То же самое, что и VOC(восемь бит, моно), но только для Apple Macintosh.
Стандартный формат U-Law. 8 кГц, 8 бит, моно.
Real Audio или потоковая передача аудиоданных. Довольно распространенная система передачи звука в реальном времени через Интернет. Скорость пердачи порядка 1 Кб в секунду. Полученный звук обладает следующими параметрами: 8 или 16 бит и 8 или 11 кГц.
Бывает двух видов. Один — это тот же AU для SUN и NeXT. Другой — это 8-мибитный моно-файл для РС и Маков с различной частотой дискретизации.
Термином «аудио» сегодня обозначают все, что так или иначе связано со звуком. Это и обработка, и воспроизведение, и сведение и просто прослушивание аудиозаписей. Мало кому известно, что за время своего существования все популярные аудио-форматы претерпевали существенные изменения, порой в лучшую сторону, а порой даже в худшую.
Первый аудио-формат, который использовался в компьютерных играх
Первое упоминание о компьютерном звуке связано с созданием различных примитивных видео-игр. Тогда звук воспроизводился при помощи системного динамика. Как не пытались разработчики программного обеспечения тех времен, добиться того уровня качества, которое было бы совместимо с кассетными и бобинными магнитофонами не получилось. Именно это заставило многих разработчиков задуматься над вопросом, как изменить формат аудио, чтобы звук был более естественным и натуральным. Именно эта проблема и привела к сегодняшней конкуренции на рынке аудио-устройств. В результате используемые форматы сильно сказываются на качестве воспроизводимого материала и настройках основных параметров воспроизведения.
Формат WAV
Первое полноценное качество аудио-форматов связано именно с этим форматом. Обозначение расширения WAV было образовано от английского слова «wave», что в переводе на русский значит волна. Именно этот формат и стал первым аудио-форматом, обрабатываемым при помощи компьютерных программ на высокопрофессиональном уровне. У файлов с расширением WAV имелись следующие характеристики:
— глубина звука;
— частота дискретизации;
— битрейт и т.д.
Данный формат был совместим даже с тем звуком, который можно было получить после обработки аудио-CD с помощью эквалайзера и других инструментов. Однако, размер файла в этом случае был совершенно не оправдан. Например, самый обычный трек продолжительностью в 3 минуты мог занимать до 50 Мегабайт.
CD-диски
Аудио-CD или, если говорить точнее, расширение.cda, появились примерно в то же время, что и формат wav. Но в отличие от файлов с расширением wav, .cda не поддается редактированию. Но его можно открыть в любой программе по обработке аудио, перекодировать и изменить формат и сохранить на жестком диске. Сохранить изменения на CD, само собой, не получится.
MP3 кодек
После появления в музыкальной индустрии кодека LAME MP3 Encoder случилась настоящая революция в мире аудио. Теперь аудио-файлы стали «весить» в десятки раз меньше. При максимальном сжатии размер пятиминутной композиции редко превышает 7 Мб. Это было существенным прорывом. Кроме того, в данном расширении наконец-то была реализована возможность откорректировать некоторые характеристики и настроить дополнительные параметры, такие, как ID3-теги. В них может содержаться информация о названии трека, исполнителе, альбома и дате его выпуска.
Разумеется, данный формат сразу же получил большое распространение. Практически все интернет-сообщество использует данный универсальный формат. Так что можно сказать, что формат MP3 совершил настоящий переворот в сфере компьютерного звука. На сегодняшний день это один и наиболее востребованных и популярных аудио-форматов. Хотя сегодня ему на смену уже приходят другие аудио-форматы. Но это мы обсудим немного позже.
AIFF-файлы
Существует еще одна разновидность аудио-файлов. Это так называемый формат aiff. Изначально данный формат создавался для использования на компьютерах Macintosh. Немного позже случилась трансформация, в результате которой удалось добиться совместимости различных форматов аудио и возможности их использования на различных платформах и операционных системах.
OGG-формат
Данный аудио-формат также встречается довольно часто. Он был разработан специалистами компании Vorbis. Отметим, что данный формат имеет ряд недостатков. Прежде всего, несмотря на небольшой размер файлов использование данного формата приводит к высокой нагрузке на системные ресурсы компьютера.
Также для работы с данным аудио-форматом необходимо использовать собственные декодеры и кодеки, которые могут не устанавливаться в автоматическом режиме. Так, например, тем, кто работал с программой FL Studio Producer Edition для работы с данным форматом нужно было вручную активировать установочный файл в формате.inf. Иначе файлы формата OGG данным приложением просто не воспроизводились. Несмотря на все эти недостатки, аудио-файлы формата OGG сегодня встречаются довольно часто, да и звучание у них неплохое.
Обсудим еще один формат аудио-файлов – AMR. Его смело можно отнести к низкопробным аудио-форматам. Данный формат возник в эпоху примитивных мобильных телефонов, которые не могли устанавливать в качестве мелодии звонка файлы в формате.mp3. AMR был разработан с целью замены натурального звучания, однако при этом использование данного формата приводило к существенной потере качества. Качество аудио-файлов, сохраненных в данном формате, нельзя даже сравнить с современными «продвинутыми» аудио-форматами.
Формат MIDI
Возможно кому-то это покажется странным, но формат MIDI также относится к аудио-форматам. Сегодня принято считать, что MIDI-система представляет собой простой набор команд. Однако это довольно спорное утверждение. Аббревиатура MIDI расшифровывается как Musical Instrument Digital Interface.
Эта система предназначена для редактирования и записи аудио-файлов путем нажатия клавиш, изменения темпа, тональности, высоты и добавлением различных эффектов. Файлы с расширениями.midi или.mid легко воспроизводятся на современных программах аудио-записи и секвенсорах. При этом используется стандартный набор звуков в формате GS, GM или XG. Первые два формата разработаны компанией Roland, последний – корпорацией Yamaha. В формате GS и GM присутствует набор 128 стандартных звуков, в формате XG их почти в три раза больше.
Вот мы и подошли к одному из самых уникальных аудио-форматов на сегодняшний день. Музыкальные композиции в формате FLAC сегодня получили широкое распространение. В первую очередь, это связано с качеством звучания, а ведь именно на это обращают внимание настоящие меломаны. Если разобраться в истории создании данного формата, то можно обнаружить, что создан он был на основе MP3. Ранее было использовано разделение аудиокомпозиций на отдельные треки. В формате FLAC такого нет.
В структуре аудио-файла в формате FLAC имеется один или два файлов. Один из них информационный. Для воспроизведения данного формата нужно использовать специальные аудиоплееры. Одним из таких плееров является программа AIMP. При запуске основного файла, в окошке плеера появляется целый список музыкальных дорожек, которые содержатся в контейнере. Переключение между композициями в данном плеере осуществляется по тому же принципу, что и в любом другом проигрывателе. Преимуществом данного формата является исключение возможности случайного удаления треков (как уже было сказано ранее, все дорожки содержатся в одном файле).
Совместимость различных аудио-форматов
Сегодня многие аудио-форматы совместимы друг с другом. Современные DVD-плееры и программные проигрыватели без труда справится с воспроизведением любого из них. Это же относится и профессиональным редакторам звука. Программы для обработки сегодня распознают практически все известные на настоящий момент аудио-форматы, даже несмотря на некоторые специфические характеристики операционных систем. Секвенсоры, аудио-редакторы и дополнительные модули способны работать с различными форматами аудио в кроссплатформенном режиме.
Преобразование аудио-форматов
Существует несколько способов изменения аудио-файлов. Например, можно открыть файл в его «родном» формате, а сохранить в другом. Можно сделать еще проще. Для преобразования аудио-форматов используются специальные программы – конверторы. Чтобы преобразовать аудио-файл, его достаточно загрузить в данную программу в начальном формате, потом выбрать конечный и конвертировать. Вот так, легко и просто!
Обработка звука
Иначе дело обстоит со специальными программами для обработки. При необходимости изменить частотные характеристики исходных файлов без профессиональных программных пакетов не обойтись. С помощью таких приложений можно изменять качество аудио-файлов. Причем менять можно не только стандартную частоту дискретизации. Такие программные приложения позволяют изменять настройку глубины с 16 до 24 или даже 32 бит.
Также можно настроить пропускную воспроизводимую способность, или проще говоря битрейт. Стандартно используется значение битрейта в 128 кбит/c, однако лучшего качества звука удается достичь на отметке в 320 Кбит/сек. Не все способны уловить разницу между звуков со стандартными параметрами и звуком, характеристики в котором выставлены по максимуму.
Но лучше все-таки одни раз попробовать воспроизвести один и тот же трек с разными характеристиками на хорошей аудио-аппаратуре. Вы сразу же заметите разницу. Программы для обработки аудио позволяют не только редактировать вышеперечисленные параметры. В мощных программных пакетах для обработки звука, как правило, присутствует множество модулей. Это могут быть и лимитеры, и программные эквалайзеры, и кроссоверы, и компрессоры, и нормалайзеры и много всего другого. Использование каждого модуля позволяет настроить звучание композиции на свой вкус. При помощи таких программ можно обрабатывать аудиофайлы любого формата.
Сравнение
В заключение попробуем провести краткий анализ всех рассмотренных в данной статье аудио-форматов. Формат WAV несмотря на свою «тяжеловесность» может использоваться в качестве промежуточного формата для последующего конвертирования. Чаще всего файлы этого типа встречаются при записи живого звука или сохранении открытых проектов. Формат.cda на сегодняшний день утратил свою актуальность. Форматы OGG и AIFF лучше всего использовать в виртуальной студии. Формат AMR на сегодняшний день можно считать устаревшим.
Аудиофайлы в формате MIDI используются в основном музыкантами. Лучшим на сегодняшний день аудио-форматом является FLAC. По мнению многих специалистов именно он является самым продвинутым. Однако и уже привычный всем MP3 рано списывать со счетов. Индустрия видео и звука не стоит на месте, наверняка в скором времени нас ждет еще огромное число новых аудио-форматов.
Как правило, сегодня термином «аудио» обозначается все, что связано со звуком, будь то воспроизведение, обработка, сведение, мастеринг или прослушивание записей. Но мало кто знает, что аудио-форматы со времени своего возникновения постоянно претерпевали множество существенных изменений то в лучшую, то в худшую сторону. Беда в том, что по сравнению с начальными форматами, создатели новых форматов пытались улучшить качество звука, а это неизменно сказывалось на размере воспроизводимого файла. Уменьшение размера, наоборот, приводило к потере качества. Но так было не всегда.
Самое первое упоминание о компьютерном звуке пошло от создания примитивных на тот момент игр, в которых саунд воспроизводился посредством системного динамика. Но как ни старались разработчики такого ПО (программного обеспечения), нужного качества, совместимого с бобинными или кассетными магнитофонами или пластинок, добиться так и не удалось.
Именно поэтому многие производители занялись поиском решения, как поменять формат аудио, чтобы звук был натуральным. Откровенно говоря, это и привело к дальнейшей конкуренции, которую мы имеем сейчас. Это касается не только воспроизводимого материала, но также и студийного звука, «живых» выступлений, качества или настройки основных параметров с точки зрения знаний физики, акустики и т. д.
Считается, что первое полноценное качество аудио-форматов было связано с появлением стандарта и расширения файлов.wav (такое сокращение было образовано от английского слова «волна» или wave). Как раз-таки он и стал тем первенцем, который мог обрабатываться в компьютерных программах на профессиональном уровне.
Такие файлы уже имели свои характеристики: частоту дискретизации, глубину звука, битрейт и многое другое. Такой звук был совместим даже с тем, что можно было получить после обработки обычного звукового CD с помощью определенных инструментов типа обычного эквалайзера. Но размер был явно неоправданным. К примеру, трехминутный трек мог занимать от 20 до 50 Мб.
Формат аудио CD, точнее, расширение.cda, появилось практически в то же время.
В отличие от «волновых» файлов, сохраненных на винчестере, редактированию он не поддается. Его сегодня можно открыть в программе обработки звука, изменить формат аудио-перекодированием и сохранить в любом другом месте, кроме CD-диска.
С появлением кодека LAME MP3 Encoder музыкальная индустрия пережила настоящий шок, ведь «весили» такие файлы в десятки раз меньше, чем тот же файл WAV. Даже пятиминутная композиция при максимальном сжатии редко превышает размер в 5-7 Мб. Согласитесь, существенный прорыв, не говоря уже о том, позволяли не только корректировать вышеуказанные характеристики, но и некоторые дополнительные параметры в виде ID3-тегов, в которых содержалась информация, скажем, об исполнителе, названии альбома и треков, дате выпуска.
Такого типа стали наиболее популярными. Посмотрите, практически весь интернет заполнен именно этим универсальным форматом. В целом же, можно сказать, что формат аудио в MP3 стал настоящей революцией в звуке. Он остается одним из самых популярных и наиболее востребованных до сих пор, несмотря на то, что ему на смену идут и другие разновидности аудио. Но об этом несколько позже.
Аудио-форматы имеют еще одну разновидность. Так называемый формат.aiff изначально был создан для применения на компьютерных системах Macintosh.
Только намного позднее произошла трансформация, которая предопределила совместимость звуковых форматов с их использование на платформах, различающихся между собой операционных систем.
Музыка в формате аудио.ogg тоже встречается достаточно часто. Этот стандарт был разработан компанией Vorbis. Однако стоит заметить, что он имеет ряд существенных недостатков. Во-первых, это неоправданная нагрузка на системные ресурсы компьютера, несмотря на минимальный размер. Во-вторых, использование собственных кодеков и декодеров, которые система автоматически может и не устанавливать. К примеру, при работе в программе FL Studio Producer Edition (или XXL) в версиях ниже 9.x.x имелась папка с установочным файлом в формате.inf, который нужно было активировать для инсталляции после установки основного приложения вручную (иначе пресеты в таком формате просто не проигрывались).
Тем не менее сейчас аудио-форматы такого типа встречаются, а сам звук выглядит очень неплохим.
Что касается этого формата, он, пожалуй, относится к самым низкопробным. Его возникновение связано с появлением первых неуклюжих мобильных телефонов, которые все еще не могли устанавливать на звонок мелодии в формате.mp3.
AMR тогда еще мог заменить натуральный звук с известной долей потери качества. Но это качество не идет ни в какое сравнение с тем, что предлагается более «продвинутыми» форматами.
Как ни странно, MIDI тоже можно отнести к тому, что принято называть «аудио-форматы». Хоть и принято считать (а многие, собственно, так и думают до сих пор), что система MIDI это всего лишь набор команд, с этим можно поспорить. Расшифровка аббревиатуры MIDI - это Собственно, это система записи и редактирования неких нажатия клавиш, высоты тона, темпа, тональности, эффектов и т. д.
Тем не менее существуют файлы с расширением.mid или.midi, которые совершенно просто воспроизводятся в современных секвенсорах или студийных программах звукозаписи, используя стандартный набор звуков формата GM (General MIDI), GS (что то же самое) от компании Roland или XG (Extended MIDI) от корпорации Yamaha. В первых двух наборах присутствует 128 стандартных звуков, не считая эффектов, в третьем - почти втрое больше.
Теперь мы подходим к одному из самых современных и уникальных форматов современности. Музыка в формате аудио FLAC сегодня получает все большее распространение. Связано это с качеством, на которое истинные меломаны обращают внимание, прежде всего.
Если разобраться, этот формат был создан на основе уже известного MP3. Вот только если ранее использовалось распределение на отдельные треки, в этом формате такого нет (до поры, до времени). Структура представляет собой один или два файла, один из которых является информационным. Воспроизвести такой формат могут только специализированные программные аудиоплееры. Самым известным можно назвать AIMP. Только в том случае, когда открывается основной файл, возникает и список дорожек, записанных в основном контейнере. В таком проигрывателе переключение между треками производится точно так же, как и в любом другом. Зато нет вероятности случайного удаления той или иной композиции (как уже говорилось, информация о них содержится в едином файле).
Естественно, все форматы аудио сегодня совместимы между собой. Иными словами, любой стандартный домашний DVD-плеер или программный проигрыватель справится с этим без труда. То же самое относится и к программам обработки звука. Полупрофессиональные и профессиональные программы распознают все форматы, известные на сегодняшний день (даже несмотря на специфику операционных систем). Аудиоредакторы, секвенсоры, дополнительные модули типа VST, RTAS (для систем Windows) или AU (для Mac OS X) способны работать с такими форматами в так называемом кросс-платформенном режиме.
Изменить аудио можно несколькими способами. К примеру, можно открыть «родной» формат, а сохранить файл в другом. Можно поступить еще проще. Для этого существуют специальные конверторы. В них можно просто загрузить из списка желаемый файл начального формата, а затем просто выбрать конечный. Как говорится, всего-то ничего.
Другое дело, когда вопрос касается изменения некоторых частотных исходного файла. Тут без специализированных программных пакетов не обойтись. Именно с их помощью и можно изменить качество аудиофайлов. При этом можно поменять не только стандартную частоту дискретизации 44100 Гц, увеличив ее, скажем, до 96000 Гц, но и произвести настройку глубины от тех же 16 до 24 или 32 бит. И это мы уже не говорим о том, что можно настроить еще и битрейт, то есть, пропускную воспроизводимую способность, выраженную в килобитах в секунду. Стандартным значением считается 128 кбит/сек. Битрейт можно менять по своему усмотрению, однако наилучшее качество звука достигается на отметке 320 кбит/сек. Конечно, не каждый человек способен уловить разницу между стандартным звучанием и максимально выставленными характеристиками. Тем не менее, стоит один раз попробовать воспроизвести аудиотрек с разными данными на хорошей аппаратуре. Вот тут разница себя не заставит ждать.
Более того, кроме всех этих параметров, можно редактировать и многое другое. Чего только стоит использование программных эквалайзеров, лимитеров, компрессоров, кроссоверов, нормалайзеров, де-эссеров и т. д. и т. п. Каждый такой модуль позволяет настроить звук, как говорится, «под себя». И абсолютно все форматы, известные на сегодняшний день, программами такого типа и можно обрабатывать.
Попробуем сделать некое сравнение между используемыми форматами (хотя это еще далеко не все, что есть в мире звука).
Итак! Формат WAV хоть и «тяжеловесен», все равно может использоваться в качестве промежуточных файлов при последующем конвертировании в некоторых аудиореакторах. Форматы аудио-файлов такого типа чаще всего присутствуют при сохранении открытых проектов или при записи живых инструментов в студии. Понятно, что секвенсор потом обработает входящую информацию в виде звукового потока. А потом поменять формат аудио-файла или сохранить его в виде пресета или дорожки можно будет как угодно.
Форматы типа аудиодисков сегодня тоже неактуальны. Если взять в расчет AIFF или OGG, их лучше использовать в виртуальных студиях. О формате AMR вообще говорить не приходится. MIDI пригодится только музыкантам, знающим в этом толк.
Как считается, сегодня лучший аудио-формат - это все-таки FLAC. По мнению многих специалистов и музыкантов, он является не просто самым «продвинутым», но и даже революционным по сравнению с тем, что существовало или существует на сегодняшний день.
Однако стоит отметить, что и MP3 со счетов сбрасывать нельзя, ведь практически весь кодированный звук на тех же DVD-дисках или в MKV-файлах имеет именно этот формат. Разница только в версии кодека и декодера. Но и индустрия звука и видео в своем развитии на месте не стоит. Весьма вероятно, что мы скоро увидим и еще что-то новое.
Cразу оговоримся, что статья говорит ТОЛЬКО об общих характеристиках и не будет включать в себя некоторые подробности. В будущем Лайфхакер проведёт собственное беспристрастное исследование. А сегодня попробуем обобщить уже так или иначе известный опыт.
Есть аналог и цифра.
Аналог - хорошо, но недолговечно и неудобно. Поэтому аналоговые носители, несмотря на высокие продажи винила, не вернутся.
Аудиоцифра может быть трёх основных типов:
На графиках - хороший AudioCD, сжатый OGG с переменным битрейтом 350 кбит/с и MP3 с использованием Lame. Чем ниже располагается график, тем ближе звучание к оригиналу. Получается очень интересная картина. Несмотря на то, что MP3 обладает явно срезанными высокими частотами, в отличие от OGG, в котором видно завал ниже 2 кГц.
Частотно-временное распределение звука говорит о не менее интересных вещах. При постоянном битрейте 320 кбит/с MP3 почти совпадает с оригинальной записью. Кажется, теперь всё встаёт на свои места. Но… На самом деле всё ещё больше запутывается.
Здравый смысл.
Дело в том, что большая часть аналоговых записей не содержит того количества информации, которое необходимо было бы хранить в высококачественных форматах. Не стоит забывать, что родной частотой дискретизации для CD является 44,1 кГц, квантование - всего 16 бит.
Предыдущие графики неплохо демонстрируют высокую точность передачи MP3. А ведь для аудиокассеты, магнитной ленты (если, конечно, это не мастер-тейп) характеристики AudioCD недостижимы. Да и для массового студийного оборудования возможность записи аналогового звука, соответствующего AudioCD, появилась относительно недавно. Нет никакого смысла оцифровывать во FLAC (и тем более в WAV) концертную запись или пластинку из доцифровой эпохи, в особенности сделанные с магнитных носителей. Они не содержат тех спектров и того количества информации, которые могут хранить контейнеры без сжатия.
Редкий звукорежиссёр делает цифровую мастер-запись (с которой затем производится размножение на физические носители), используя современные технологии на полную катушку. Поэтому шанс того, что 24-битный трек на самом деле всего лишь 16-битный, крайне высок.
Аналоговую высококачественную запись на высококачественном оборудовании сегодня встретить ещё сложнее - если только у фанатов подобного звучания. Таким, например, является Джек Уайт, экс-лидер группы White Stripes. При этом часть его записей относится к вариациям lo-fi, и искать там запредельные звуковые характеристики дорожки становится своеобразным удовольствием для гурманов.
Если представить себе идеальный исходник, то только тренированный слух или прослушивание на качественном аудиооборудовании позволит найти сжатый файл. И уже опираясь на это (и ), стоит сделать следующий вывод:
Необходимым и достаточным для среднеценового оборудования является AAC, в отсутствие которого (и при отсутствии исходников, которые можно кодировать в AAC) - MP3 с постоянным битрейтом 320 кбит/с, созданный при помощи кодека Lame 3.93 (рекомендуемые ключи при декодировании: —cbr -b320 -q0 -k -m s).
Исключение составляют записи, изначально полученные в высоком качестве, скажем, записанные на DVD-Audio, SACD, или записи, изначально собранные в DSD (или аналогичном формате) с высоким битрейтом.
Хотя кое-какие особенности у lossless есть. И о них мы расскажем в следующий раз.
