Обзоры

Форматы звуковых файлов: FLAC, WAV, MP3, Hi-Res аудио

Форматы звуковых файлов: FLAC, WAV, MP3, Hi-Res аудио

FLAC, WAV, AIFF, DSD… Нельзя отрицать, что выбор подходящего формата звука для прослушивания может быть непростым и запутанным делом. И если вы хотя бы ненадолго окунетесь в мир ценителей цифровой музыки, вы столкнетесь с дискуссиями об оптимальном звуковом формате и битовой глубине, а также о том, могут ли файлы FLAC без потерь соответствовать MQA по точности воспроизведения.

Если все эти споры уже вскружили вам голову, но вы так и не смогли разобраться в аудио форматах, то вы обратились по адресу. Мы здесь, чтобы прояснить ситуацию с помощью подробного и понятного руководства по форматам файлов. После прочтения данной статьи, вы больше не будете настороженно смотреть ни на одну «странную аббревиатуру».

Частота дискретизации и битовая глубина

Чтобы понять различие между форматами аудио файлов, вам необходимо разобраться с двумя ключевыми понятиями: частота дискретизации и битовая глубина. Это два показателя, которые говорят нам, насколько точен звук, записанный в цифровом формате. Мы попробуем объяснить эти термины на примере из жизни (не слишком реалистичном).

Представьте искусствоведа, смотрящего на картину. Допустим, он смотрит на это замечательное произведение искусства:

Частота дискретизации и битовая глубина hi res audio

В нашем случае мы имеем дело с чрезвычайно дотошным критиком, который действительно хочет проанализировать картину, понять и разобрать ее мельчайшие детали. Но, есть одна загвоздка – он может смотреть на полотно только определенное количество раз, после чего ему придется перейти к разбору следующего шедевра.

Очевидно, что чем больше критик смотрит на картину, тем лучше он изучит каждый ее элемент, а составленное им описание будет более детальным. Нашему искусствоведу разрешено смотреть на картину 44 100 раз в секунду. Как вы понимаете, качество описания (то есть количество разобранных деталей полотна) растет прямо пропорционально с количеством «просмотров». Поэтому, если бы у критика была возможность анализировать картину, например, 96000 раз в секунду, на выходе мы бы получили более точное ее описание. Совсем скоро вы поймете, почему мы выбрали именно эти числа.

Теперь поговорим о самой картине. Допустим, наш сверхскоростной критик смотрит на небольшую часть изображения, которая окрашена в желтый цвет. Теперь у него есть общая информация об этой части. Так как это дотошный искусствовед, то он знает, что существует много разных оттенков желтого, и будет использовать эту информацию, чтобы более точно описать этот участок (и все полотно в целом).

Итак, в своем обзоре критик сможет описать этот желтый участок как охровый, лимонно-желтый или золотой, в каких местах художник сделал блики, а в каких применил более темные оттенки для создания эффекта глубины. Опять же, чем чаще критик смотрел на полотно, тем более расширенную характеристику он нам представит. В противном случае мы получим клочок бумаги с надписью «желтый» на нем. Надеемся, что вы смогли провести аналогию между действиями критика и частотой дискретизации звука. Дальше интерпретируем для вас понятие «битовой глубины».

Наш искусствовед настолько продвинут, что способен различать шестнадцать оттенков желтого цвета. Каждый оттенок, который он может описать, представляет собой один бит информации. То есть, в общей сложности в его распоряжении есть шестнадцать битов информации, выделенные только для оттенков желтого. Очевидно, что в результате 44 100 «просмотров» отдельного элемента изображения критик досконально изучит его. Составленное описание будет максимально детальным, учитывая те 16 бит, которые заняты информацией о различных вариациях желтого цвета.

Как понимаете, приведенный выше пример не является реальным отражением действительности, потому что компьютеры работают немного по-другому. Вдобавок, шестнадцать бит информации (как в примере с оттенками) для преобразователя заменяются на 2 в 16-й степени (65 536).

Руководство по аудиоформатам сравнение звуковых форматов

Теперь рассмотрим этот пример с точки зрения музыки. Выступление музыкантов в студии – это своеобразная звуковая картина, а программа для записи выступления выступает в роли художественного критика, который анализирует и описывает его.

Программное обеспечение «смотрит» на входящий звуковой сигнал 44 100 раз в секунду и может использовать до 16 бит информации каждый раз, чтобы составить описание того, что оно слышит. Формат записи 16 бит / 44,1 кГц является стандартом для обычных компакт-дисков или потокового сервиса Spotify. Частота сэмплирования всегда указывается в герцах и килогерцах (1000 герц).

Также вы можете записывать звук более высокого качества с частотой 24 бит / 192 кГц, что означает, что программа производит сэмплирование звуковой дорожки 192 000 раз в секунду и может использовать 24 бита информации для составления ее описания.

Если наша интерпретация с «дотошным искусствоведом» не помогла вам разобраться, то вот вам основная идея: чем выше битовая глубина и частота дискретизации, тем выше качество аудиозаписи.

FLAC, WAV и MP3

Давайте по-быстрому разберемся с MP3-файлами. Главное, что вам нужно знать об этом формате – он объективно худший из всех. Если вы хотя бы немного заинтересованы в качественной аудио аппаратуре и высокоточном звуке, то вам стоит избегать формат MP3. По сути, MP3 (MPEG-1 Audio Layer 3) – это файл, который жертвует звуковым разрешением ради минимального размера. В этой записи «вырезаны» все фрагменты, отсутствие которых мы, в теории, не должны заметить. Эти сигналы могут быть прочитаны практически любым устройством на Земле, но их не воспринимает слуховой аппарат человека.

Так в чем же недостаток формата MP3, если он избавляется от того, что нам и не нужно? Возможно, технически мы не сможем услышать «вырезанные» биты, но, по нашему мнению, такое критическое сжатие файла (мы будем часто использовать термины «сжатый» и «несжатый») делает его тонким, механическим и безжизненным.

В наши дни практически исчезло такое явление, как массовое использование MP3. Создатели данного формата совсем недавно прекратили лицензирование и объявили его «мертвым». Тем не менее, вы все равно будете сталкиваться с этим время от времени. Например, если у вас есть старая медиатека iTunes или в своем плейлисте на плеере, который не обновлялся уже лет 10.

FLAC – вот где все становится по-настоящему интересным. Free Lossless Audio Codec представляет собой отличное сочетание технологий, которые позволяют сжать файл примерно до 60% от исходного размера без заметного ущерба качества звука. У этого аудиоформата есть множество достоинств: он использует свободный кодек (то есть с открытым исходным кодом) с бесплатным доступом, и позволяет передавать частоты дискретизации до 1411 кбит / с, что значительно превышает показатели других форматов.

Это предпочтительный формат для потокового сервиса Tidal, и с точки зрения массового потокового аудио он считается золотым стандартом. Это формат, который мы настоятельно рекомендуем, если вы хотите добиться лучшего звучания своих любимых песен, но не хотите использовать физические носители, такие как компакт-диски или винил.

WAV MP3 FLAC сравнение форматов звука

RIFF и его подвид WAV одинаково распространены и будут полезны всем, кто хочет приличного звука. По сути, WAV (Waveform Audio File Format) – это формат аудио файлов с более высоким разрешением, который почти всегда содержит несжатый звук. Технически говоря, файл WAV – это просто представление звукового сигнала, закодированного с помощью так называемой импульсной кодовой модуляции (PCM). Это способ преобразования аналогового звука в цифровой, в результате чего цифровая интерпретация будет иметь необходимую частоту дискретизации и битовую глубину.

Не стоит особо переживать по поводу разницы между этими аббревиатурами. Во всех смыслах и целях применения WAV и PCM являются взаимозаменяемыми терминами, и оба сообщают нам о том, что мы имеем дело с аудиофайлом высокого качества.

Для большей ясности: FLAC обычно используется в потоковых сервисах, тогда как файлы WAV и MP3 подходят для хранения на жестком диске.

OGG, ALAC и AIFF

OGG, ALAC и AIFF форматы аудиофайлов, различия между типами звуковых файлов

Начнем с забавного: OGG (также известный как Ogg Vorbis). Не удивляйтесь, это настоящее название. Он был назван так в честь персонажа романа Терри Пратчетта «Мелкие боги». Как понимаете, разработчики и инженеры время от времени демонстрируют свое чувство юмора с помощью уникального нейминга.

Чтобы не забивать себе голову особенностями OGG, воспринимайте этот формат как супер-прокачанный аналог MP3. Это сжатый звук, то есть записи в формате OGG представляют собой файлы приличного размера, удобные для потоковой передачи по Wi-Fi. Однако, им также удается избежать значительного повреждения и искажения сигнала, вызванного процессом компрессии.

Spotify предлагает пользователю данный формат, и в зависимости от того, сколько вы платите, вы можете получить доступ к его вариациям с различной частотой дискретизации, от 96 кбит / с (с бесплатной подпиской) до 320 кбит / с (на уровне «премиум»). Как правило, прослушивание записей на уровне Spotify Premium считается вполне приемлемым, если не лучшим способом наслаждаться потоковой музыкой.

Давайте разберемся с форматом ALAC (Apple Lossless Audio Codec или ALE). Он не так хорош, как FLAC, с точки зрения эффективности lossless записи, а также разрешения звука, но вам придется потрудиться, чтобы заметить разницу между ALAC и FLAC. Это формат, с которым предпочтительно сталкиваются пользователи Apple Music.

И последнее, но не менее важное: у нас есть AIFF (Audio Interchange File Format). AIFF функционально во многом соответствует формату WAV, поскольку он также использует импульсную кодовую модуляцию для кодирования фрагмента звука и представления его в цифровом виде с частотой дискретизации 44,1 кГц на 16 бит.

Когда-то давно Apple создали AIFF в ответ на формат WAV от Microsoft. Он был разработан для хранения аудиофайлов на компьютерах Mac. Теперь эти два формата стали более или менее взаимозаменяемы. Проще говоря, если у вас есть файл в формате WAV или AIFF, то вы можете услышать максимально точную интерпретацию ваших записей. Это фактически несжатые форматы, которые используются такими цифровыми библиотеками, как музыкальный плеер iTunes. Вы вряд ли увидите WAV или AIFF в потоковых сервисах, так как они, как правило, используют специальные форматы сжатого звука без потерь, о которых мы говорили выше.

MQA и Hi-Res

Одна из вещей, которую потоковая передача не может осилить, это передача звука с высоким разрешением. В последнее время понятие «Hi-Res» стало немного расплывчатым. Каждый производитель аудиосистем хочет претендовать на то, что его аппаратура предоставляет слушателям звук наилучшего качества, указывая в спецификациях «поддержку Hi-Res аудио».

На самом деле, аудио высокого разрешения – это звук с максимально возможной детализацией и точностью. Мы немного сомневаемся в заявлениях большинства производителей о том, что их продукция обрабатывает файлы hi-res. В основном мы полагаемся на свое звуковое восприятие (чаще всего отсутствие hi-res является более чем очевидным). Итак, оставим маркетинговые трюки производителей и вернемся к нашему разбору.

В 2014 году в деле Hi-Res аудио произошел большой прогресс, благодаря которому мы с вами можем слушать записи в высоком разрешении через потоковые сервисы. Эта прогрессивная технология была названа MQA (Master Quality Authenticated). По сути, этот аудиокодек обеспечивает передачу сжатых файлов с абсолютно несоразмерным качеством звука, используя новые алгоритмы оцифровки, чтобы упаковать весь сигнал в контейнер FLAC или WAV и доставить вам его по Wi-Fi.

Tidal masters MQA звук высокого качества скачать hi-res плеер

С одной стороны, это, безусловно, отличные новости для современных ценителей качественного аудио. С другой стороны, новые технологии не стали причиной «потоковой революции», как предполагали создатели. MQA доступен на многих платформах, но этот формат получил очень много негативных отзывов и критики в сторону применяемых технологий цифровой обработки. Поэтому, большинство слушателей отдают предпочтение более распространенным форматам.

Мы любим экспериментировать со звуком, поэтому не имеем ничего против MQA. Если вы заинтересованы, то вы можете послушать MQA-аудио на Tidal прямо сейчас, благодаря их новой программе Tidal Masters. TIDAL сотрудничает с MQA, чтобы предоставить вам лучшее воплощение любимых песен, а именно – их аутентифицированную и неискаженную версию (стандартные параметры: 96 кГц / 24 бит).

Вам также понадобится совместимое оборудование, чтобы воспроизводить аудиофайлы MQA – как и в случае DSD, для его работы требуются довольно специализированные внутренние компоненты. К счастью, плееры для потокового аудио становятся все более доступными. Читайте нашу подборку лучших сетевых аудио проигрывателей.

DSD

Файлы DSD немного отличаются от того, что мы разбирали выше. Они нарушают правила обычной музыки. Но (как вы скоро узнаете) это то, что вам действительно нужно услышать своими ушами. Этот раздел будет немного длинный, но DSD требует детального разъяснения. Вы можете полностью пропустить этот пункт, если все, что вам нужно, это проигрывать свой плейлист через Tidal.

В большинстве разъяснительных материалах о DSD много времени уделяется изучению истории. Например, недавно мы прочитали статью, в которой рассказывается о изобретении фонографа, что, мягко говоря, вызывает удивление. На самом деле, все, что вам нужно знать о создании DSD, ограничивается несколькими строчками.

Некоторое время назад Sony и Phillips хотели начать экспериментировать с аудиоформатами более высокого качества, и DSD по факту является результатом их работы. Вот и все.

Как мы уже говорили, записи на вашем обычном компакт-диске или на платформе Spotify имеют битовую глубину и частоту дискретизации 16 бит / 44,1 кГц. DSD Audio, в свою очередь, предлагает разрешение 1 бит / 2,8224 МГц (мегагерц). Другими словами, фрагмент записи DSD Audio дискретизируется 2822400 раз в секунду, и каждый раз он производит только один бит информации.

DSD аудио формат сравнение битовая глубина

Теперь немного теории. Итак, представьте себе линейку с 44 100 отметками на ней. Другими словами, вы можете измерить что-либо в пределе этих 44 100 единиц. Если битовая глубина равна шестнадцати, вы сможете записать шестнадцать бит информации о только что измеренном сегменте. Но если эта линейка разбита на 2 822 400 линии, то, очевидно, вы сможете проводить гораздо более точные измерения. Соответственно, когда вы используете такую линейку, вам просто не нужны шестнадцать бит информации. Вам будет достаточно одного бита.

Это потому, что измеренный вами сегмент не будет сильно отличаться от тех, что расположены слева и справа от него. В этом случае для описания столь маленького участка машине будет достаточно одного бита. Когда частота дискретизации настолько высока, более высокая битовая глубина будет попросту неуместной. Вы можете просто записать эту информацию как 1 или 0, то есть применить одноразрядное квантование.

К тому времени, когда эти 2 822 400 единиц и нулей будут определены, у вас будет безумно подробная картина того, что вы измеряете. Это похоже на то, как если бы вы резко увеличили масштаб изображения, и в таком приближении вы видите, что каждый крошечный сегмент лишь немного отличается от соседних. После этого вы снова уменьшаете масштабирование, и открываете для себя великолепную картину с множеством интересных деталей.

К слову, такая внушительная цифра, как 2,8224 МГц – это далеко не предел. Возможно, вы встречались с такими обозначениями, как DSD64 и DSD128. Эти аббревиатуры относятся к подвидам аудио DSD с еще более высокой частотой дискретизации, чем стандартный DSD. Наиболее продвинутым форматом, насколько нам известно, является DSD256 + с частотой дискретизации 12,288 МГц. Записи в этом формате встречаются очень редко, можно считать, что их практически нет.

Чтобы точно понять, как работает DSD, вы должны разобраться не только с такими понятиями, как битовая глубина и частота дискретизации, но и с квантованием, джиттером, нелинейностью, амплитудой, алгоритмами формирования шума и многим другим. Если честно, здесь присутствует гораздо больше терминов, чем большинству из нас когда-либо понадобится.

По сути, вам нужно понять следующее: звук в формате DSD является эталоном качества для аудиофилов. Когда мы слушали запись концерта в DSD128, нас не оставляло ощущение, что мы находимся с музыкантом в одной комнате. Он буквально стоит прямо перед нами, показывая всем слушателям, на что он способен. Вы слышите каждую ноту, все до мельчайших деталей. Вы забываете о том, что вы слушаете записанный звук с помощью наушников или пары колонок. DSD переносит вас прямо в студию звукозаписи.

Вы, наверняка, думаете, что мы преувеличиваем. Однако, поверьте нам, в этом нет необходимости (и смысла). DSD можно считать единственным источником звука высочайшего качества. Любимая музыка в формате DSD256 – это лучшее, что мы когда-либо слышали. Забудьте о математике и о законах физики. Единственное, что здесь действительно важно: если вы не слышали песню в формате DSD audio, то вы не слышали ее вообще. В будущем вы обязательно должны исправить это.

Чтобы правильно подготовиться к прослушиванию DSD, вам нужно будет не только вложиться в ЦАП и усилитель, способный обрабатывать DSD, но вам также понадобится специализированный проигрыватель.

Кроме того, что все необходимое оборудование дорого вам обойдется, у DSD audio есть несколько других недостатков. Самым очевидным является то, что треки ваших любимых исполнителей могут отсутствовать в этом формате. К счастью, если вы из тех, кому нравятся Нора Джонс, Дайана Кролл, Карлос Сантана или даже Steely Dan, то в таких онлайн-магазинах, как Acoustic Sounds, вы сможете найти DSD-версию вашего любимого альбома. Но если вам нравятся Kings of Leon, Kanye West, Taylor Swift и другие современные исполнители, которые не покидают чарты за последнее десятилетие, то вам повезло гораздо меньше. В данный момент среди записей DSD преобладает то, что можно учтиво назвать устаревшим. Поэтому, если вы совершенно равнодушны к такой музыке, то вы еще долго не сможете наслаждаться преимуществами данного формата.

DSD оказался дорогим во многих отношениях. Если вы все же найдете альбом, который ищете, будьте готовы заплатить значительно больше, чем если бы вы купили его в iTunes. Стоимость музыкальных альбомов, записанных в формате DSD, достаточно часто поднимается к отметке в 25 долларов. Передискретизированные файлы также занимают гораздо больше места на жестком диске, их размер составляет от одного до двух гигабайт.

И, к слову, не ожидайте, что вы сможете проигрывать эти аудиозаписи из iTunes или на своем телефоне. Как мы упоминали выше, вам понадобится специализированный проигрыватель для обработки файлов этого формата. Мы используем бесплатный цифровой плеер Pine Player на нашем офисном Mac. Тем временем, самой популярной программой является Audirvana Plus, которая стоит 74 доллара. Ошеломляющая цена, не так ли? Разработчик аргументирует это тем, что Audirvana Plus является единственным способом получить доступ к потоковому воспроизведение музыки в формате DSD. Хотите знать наше мнение: на сегодняшний день это просто нереально. Потоковая интерпретация DSD – это худший вариант ознакомления с данным форматом.

Итак, вы купили альбом и скачали Pine Player. Однако, на этом наши подготовки не заканчиваются. Обработка DSD через цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) вашего компьютера и встроенный усилитель – это равносильно тому, что вы возьмете бутылку выдержанного алкоголя и выльете его в миску с хлопьями. Уделяйте внимание тому, как и на чем вы проигрываете музыку, относитесь с уважением к своим ушам. Купите ЦАП, который поддерживает обработку DSD Audio, и вы убедитесь, что любая музыка может звучать ярко и мелодично.

Если этот список затрат кажется вам чем-то неподъемным, то у нас есть решение для вас. Вы технически можете «обмануть» процессор и преобразовать фрагмент звука PCM в формат DSD. Усилители / ЦАП, такие, как Sony TA-ZH1ES, на самом деле имеют схему, которая преобразует аудио формат в DSD, до 11,2 МГц, что является огромной частотой дискретизации. Несмотря на то, что это будет звучать довольно неплохо, однако ничто не сравнится с полноценным прослушиванием музыки в формате DSD.

Автор публикации

не в сети 1 час

Stereo News

С 1994 года украинское «Stereo & Video», освещает новинки и события, проводит тесты аудио-видео-мультимедийной техники.
Комментарии: 4Публикации: 694Регистрация: 25-01-2019

Добавить комментарий