Какви са разликите между MP3, FLAC и други аудио формати?

Цифровото аудио е около много дълго време, така че там ще има множество аудио формати. Ето някои от най-често срещаните такива, какво ги различава и за какво да ги използваме.

Преди да говорим за ежедневните аудио формати, е важно да разберете основите и това означава да разберете PCM. След това ще разгледаме компресираните формати.

PCM Audio: Където всичко започва

Pulse-Code Modulation е създадена през 1937 г. и е най-близкото приближение на аналоговия звук. Това означава, че аналоговата форма на вълната се сближава на редовни интервали. PCM се характеризира с две свойства: честота на семплиране и дълбочина на битовете. Пробната скорост измерва колко често (в пъти в секунда) се взема амплитудата на формата на вълната, а дълбочината на битовете измерва възможните цифрови стойности. По отношение на аудио формати, това е почти основата.

Истинският звук в реалния свят е непрекъснат. В дигиталния свят това не е така. По някакъв начин това е по-объркващо с аудиото, отколкото с видеото, така че нека погледнем видеото като точка за сравнение. Това, което ние тълкуваме като „движение“ или мислим за „течност“ и постоянно движещо се, е в действителност поредица от неподвижни картини. По същия начин, амплитудата на звуковите вълни в цифров формат не е “течна” или постоянно се променя. Той се променя въз основа на определени критерии в предварително определени интервали.

Изображение от Wikipedia

Знам, че има много неща, които може да не са второстепенни, освен ако не сте инженер, физик или аудиофил, така че нека да го намалим с още една аналогия.

Да кажем, че водата, която тече от отворен кран, е вашият "аналогов" аудио източник. Температурата на водата може да се сравни с амплитудата на аудио вълната; това е свойство, което трябва да бъде измерено, за да можете да го ползвате правилно. Извадката е броят пъти в секунда, в която потапяте пръста си в течащата вода. Колкото по-често потапяте пръста си в нея, толкова по-непрекъснато става температурната промяна. Ако пъхнете пръста си в течащата вода 44 100 пъти в секунда, това е почти като да държите пръста си там през цялото време, нали? Това е основната идея на извадката.

Дълбочината на битовете е малко по-сложна. Вместо да използвате пръста си, да речем, че сте използвали наистина термометър. Той основно каза "горещо" за всичко над стайната температура и "студено" за нещо по-долу. Независимо от това колко пъти сте го потапяли във водата, нямаше да ви даде много полезна информация. Сега, ако вместо само 2 варианта, да кажем, че термометърът има 16 възможни стойности, които можете да използвате, за да прецените температурата на водата. По-полезно, нали? Дълбочината на битовете работи по същия начин, като по-високите стойности позволяват по-динамични промени в амплитудата на звука да бъдат точно изобразени.

Както вече споменахме, PCM е основата за цифровото аудио, заедно с неговите варианти. PCM се опитва да моделира форма на вълната, колкото е възможно повече от некомпресираната си слава. Той е специален, готов е да се залепи в процесор за цифров сигнал и е повече или по-малко универсален. Повечето други формати манипулират аудио чрез алгоритми, така че трябва да бъдат декодирани по време на игра. PCM аудиото се счита за "без загуба", не е компресиран и затова заема много място на твърдия диск.

Некомпресираната група: WAV, AIFF

Изображение от codepo8

Както WAV, така и AIFF са формати за аудио контейнери без загуби, базирани на PCM, с някои незначителни промени в съхранението на данни. PCM аудиото, за повечето хора, идва в тези формати, в зависимост от това дали използвате Windows или OS X, и могат да бъдат конвертирани в и един от друг без влошаване на качеството. И двамата се считат за "без загуби", не са компресирани, а стерео (2-канален) PCM аудио файл, семплиран при 44,1 kHz (или 44100 пъти в секунда) при 16 бита ("CD качество"), възлиза на около 10 MB на минути. Ако записвате вкъщи за целите на смесването, това е, което искате да използвате, защото е пълно качество.

Изображение от CyboRoZ

Форми без загуби: FLAC, ALAC, APE

Free Lossless Audio Codec, Apple Lossless Audio Codec и Monkey's Audio са всички формати, които компресират аудиото, много по същия начин, по който всичко се компресира в дигиталния свят: използвайки алгоритми. Разликата между компресираните файлове и FLAC файловете е, че FLAC е проектиран специално за аудио, така че има по-добри нива на компресия без загуба на данни. Обикновено виждате около половината от размера на WAV. Това означава, че FLAC файл за стерео аудио при “CD качество” работи приблизително 5 MB на минута.

Допълнителната страна е, че ако искате да направите аудио манипулация, можете да конвертирате обратно в WAV без загуба на качество. Ако сте аудиофил и слушате много музика с динамични диапазони, тези формати са за вас. Ако имате голям набор от високоговорители, кутии или слушалки, тези формати ще изведат тоновете, за да ги покажат..

Загубени формати: MP3, AAC, WMA, Vorbis

Изображение от Патрик h lauke

Повечето формати, които виждате в ежедневната употреба, са „загубени“; известна степен на качество на звука се жертва в замяна на значително увеличение на размера на файла. Средното МР3 “CD качество” е около 1 МБ на минута. Голяма разлика в сравнение с PCM, нали? Това се нарича компресия, но за разлика от форматите без загуби, не можете да получите това качество обратно, след като го изтриете във формати със загуба. Различните формати за загуби използват различни алгоритми за съхраняване на данни и по този начин те обикновено се различават по размер на файла за сравнимо качество. Загубените формати използват и битрейт за означаване на качеството на звука, което обикновено прилича на “192 kbit / s” или “192 kbps”. По-високите числа означават, че се изпомпват повече данни, така че има повече запазване на детайлите. Ето някои подробности за по-популярните формати.

MP3: MPEG 1 Audio Layer 3, най-често срещаният аудио кодек днес. Въпреки купчината от патентни въпроси, тя все още е изключително популярна. Кой не разполага с MP3 файлове, разположени наоколо?
Vorbis: Свободен и с отворен код формат за загуби, използван по-често в PC игри като Unreal Tournament 3. FOSS фенове, като много Linux потребители, са длъжни да видят много от този формат.
AAC: Разширено аудио кодиране, стандартен формат, използван сега с MPEG4 видео. Тя е силно подкрепена, защото е съвместима с DRM (напр. FairPlay на Apple), нейните подобрения над mp3, и защото не е необходим лиценз, за да се предава или разпространява съдържание в този формат. Apple феновете вероятно ще имат много в AAC.
WMA: Windows Media Audio, звуков аудио формат на Microsoft. Той е разработен и използван, за да се избегнат проблеми с лицензирането с MP3 формат, но поради значителни подобрения и съвместимост с DRM, както и без загуби, той все още е наоколо. Беше много популярна преди iTunes да стане шампион на музиката с DRM.

Загубените формати са това, което използвате за всички неща, които слушате и съхранявате. Те са проектирани да бъдат икономия на пространство на твърдия диск. Кой формат избирате зависи от това кой цифров аудио плейър използвате, колко място имате, колко голям е качеството на нитрикера, както и куп над променливи. В днешно време компютрите ще играят всичко, повечето аудио плейъри (с изключение на Apple, разбира се) ще правят множество формати за загуба и все повече ще правят FLAC и APE. Apple се придържа към MP3, ALAC и AAC.

Не е субективно качество на звука?

Наистина е така. В крайна сметка, това са вашите уши, които консумират повечето от тези неща, но това е повече причина да се мисли за качеството сериозно. Когато за първи път започнах да създавам своята цифрова музикална колекция, не можех да кажа разликата между 128kbit MP3 и аудио CD. За ушите ми нямаше забележима разлика. С течение на времето обаче забелязах, че 256 kbit звучи много по-добре и след като получих наистина хубав (и скъп!) Комплект слушалки, се върнах към аудио компактдисковете! Тя също зависи от жанра на музиката.

Изображение от jonchoo

Тук има много променливи, не се заблуждавайте. Отне известно време, преди да се установя, че използвам FLAC за музика и 320kbps MP3 за останалата част. Въпросът, който се опитвам да направя е, че трябва да експериментирате, за да видите какво работи най-добре за вас и вашата музика, но имайте предвид, че както се променят вкусовете ви, така и вашите възприятия, вашето оборудване и значението на качеството също.

И всички тези неща стават още по-трудни, когато не говорите само за музика, а за гласови песни, звукови ефекти, бял и кафяв шум и т.н. Там има цял свят на звука, така че не се обезсърчавайте! Като научите какво можете и слушате за себе си, можете да използвате тази информация в своя полза в бъдещите си аудио проекти. Аз ще ви оставя с някои от най-добрите съвети, които някога съм получавал: "направете това, което просто звучи добре."