Kādas ir atšķirības starp MP3, FLAC un citiem audio formātiem?

Digitālā skaņa ir bijusi aptuveni ļoti ilgi, tāpēc tur būs daudz audio formātu. Šeit ir daži no biežāk sastopamajiem, kas tos atšķir un ko tos izmantot.

Pirms mēs runājam par ikdienas audio formātiem, ir svarīgi saprast pamatus un tas nozīmē saprast PCM. Pēc tam mēs risināsim saspiestos formātus.

PCM Audio: kur tas viss sākas

Pulsa koda modulācija tika izveidota 1937. gadā un ir tuvākā analogās audio tuvināšana. Tas nozīmē, ka analogā viļņa forma tiek regulāri noregulēta. PCM raksturo divas īpašības: paraugu ņemšanas ātrums un bitu dziļums. Parauga ātrums nosaka, cik bieži (laikos sekundē) tiek ņemta viļņu formas amplitūda, un bitu dziļums mēra iespējamās digitālās vērtības. Runājot par audio formātiem, tas ir diezgan daudz pamats.

Īsta skaņa reālajā pasaulē ir nepārtraukta. Digitālajā pasaulē tā nav. Kaut kā tas ir vairāk mulsinoši ar audio nekā ar video, tāpēc aplūkosim video kā salīdzināšanas punktu. Ko mēs interpretējam kā „kustību” vai domājam par “šķidrumu”, un pastāvīgi pārvietojas, patiesībā ir virkne fotogrāfiju. Tādā pašā veidā skaņas viļņu amplitūda digitālā formātā nav “šķidrums” vai nemitīgi mainās. Tas mainās, pamatojoties uz noteiktiem kritērijiem iepriekš noteiktos intervālos.

Attēls no Vikipēdija

Es zinu, ka šeit ir daudz, kas var nebūt otrā daba, ja vien neesat inženieris, fiziķis vai audiofils, tāpēc darīsim to tālāk ar analoģiju.

Pieņemsim, ka ūdens, kas plūst no atvērta jaucējkrāna, ir jūsu “analogais” audio avots. Ūdens temperatūra var salīdzināt ar audio viļņa amplitūdu; tas ir īpašums, kas ir jāmēra, lai to varētu pareizi izbaudīt. Paraugu ņemšana ir reižu skaits sekundē, kad jūs iemērciet pirkstu tekošā ūdenī. Jo biežāk jūs iemērciet pirkstu tajā, jo vairāk “nepārtrauktā” temperatūra mainās. Ja jūs piespiežat pirkstu tekošajā ūdenī 44,100 reižu sekundē, tas ir gandrīz kā pirkstu tur visu laiku, vai ne? Tā ir paraugu ņemšanas pamatideja.

Bitu dziļums ir nedaudz sarežģītāks. Tā vietā, lai lietotu pirkstu, teiksim, ka izmantojāt patiešām crapper termometru. Tas būtībā sacīja: “Karsts” par kaut ko virs istabas temperatūras un “Auksts” par kaut ko zemāk. Neatkarīgi no tā, cik reizes jūs to iemērcāt ūdenī, tas patiesībā nedotu jums daudz noderīgas informācijas. Tagad, ja tikai 2 iespēju vietā, pieņemsim, ka termometram bija 16 iespējamās vērtības, kuras jūs varētu izmantot, lai noteiktu ūdens temperatūru. Vairāk noderīga, vai ne? Bitu dziļums darbojas tādā pašā veidā, jo augstākas vērtības ļauj precīzāk attēlot dinamiskas skaņas amplitūdas izmaiņas.

Kā minēts iepriekš, PCM ir digitālās audio pamats, kā arī tā varianti. PCM mēģina modelēt viļņu formu pēc iespējas nesaspiestā godībā. Tas ir īpašs, tas ir gatavs iestrēdzis digitālā signāla procesorā, un tas ir vairāk vai mazāk vispārēji atskaņojams. Lielākā daļa citu formātu manipulē ar algoritmiem, tāpēc atskaņošanas laikā tie ir jādekodē. PCM audio tiek uzskatīts par bezzudumu, tas ir nesaspiests, un tāpēc tas aizņem daudz vietas cietajā diskā.

Nesaspiests ķekars: WAV, AIFF

Attēls pēc codepo8

Gan WAV, gan AIFF ir bezzudumu audio konteineru formāti, kuru pamatā ir PCM, un dažas nelielas izmaiņas datu glabāšanā. PCM audio vairumam cilvēku ir pieejams šajos formātos, atkarībā no tā, vai izmantojat Windows vai OS X, un tos var pārvērst savā starpā un no otras bez kvalitātes pasliktināšanās. Tie abi tiek uzskatīti arī par „bezzudumiem”, ir nesaspiesti, un stereo (2 kanālu) PCM audio fails, kas ņemts pie 44,1 kHz (vai 44100 reizes sekundē) ar 16 bitu (“CD kvalitāte”), ir aptuveni 10 MB par minūte. Ja jūs ierakstāt mājās, lai sajauktu, tas ir tas, ko vēlaties izmantot, jo tas ir pilnīga kvalitāte.

Attēls pēc Pilns aprakstsRoZ

Bezzudumu formāti: FLAC, ALAC, APE

Free Lossless Audio Codec, Apple Lossless Audio Codec un Monkey Audio ir visi formāti, kas saspiež audio, daudz tādā pašā veidā, kā viss ir saspiests digitālajā pasaulē: izmantojot algoritmus. Atšķirība starp zip failiem un FLAC failiem ir tā, ka FLAC ir speciāli izstrādāta audio, un tā ir labāka saspiešanas likme bez datu zuduma. Parasti jūs redzat aptuveni pusi no WAV lieluma. Tas nozīmē, ka FLAC fails stereo audio ierakstam “CD kvalitāte” darbojas aptuveni 5 MB minūtē.

Augšējā puse ir tāda, ka, ja vēlaties veikt audio manipulācijas, varat konvertēt atpakaļ uz WAV bez kvalitātes zuduma.  Ja esat audiofils un klausāties daudz mūzikas ar dinamiskiem diapazoniem, šie formāti ir jums. Ja jums ir liels skaļruņu, kārbu vai austiņu komplekts, šie formāti parādīs tos, lai tos demonstrētu.

Zudumi: MP3, AAC, WMA, Vorbis

Attēls pēc patrick h lauke

Lielākā daļa formātu, ko redzat ikdienas lietošanā, ir „zaudējumi”; zināma skaņas kvalitāte tiek upurēta apmaiņā pret ievērojamu faila lieluma pieaugumu. Vidējais “CD kvalitāte” MP3 ir aptuveni 1 MB minūtē. Liela atšķirība, salīdzinot ar PCM, nē? To sauc par saspiešanu, bet atšķirībā no bezzudumu formātiem, jūs nevarat patiešām iegūt šo kvalitāti atpakaļ, kad jūs to noņemat zaudējumu formātos. Dažādi zudumu formāti izmanto dažādus algoritmus datu glabāšanai, un tāpēc tie parasti atšķiras pēc faila lieluma salīdzināmai kvalitātei. Zudušie formāti arī izmanto bitu pārraides ātrumu, lai atsauktos uz skaņas kvalitāti, kas parasti izskatās kā “192 kbit / s” vai “192 kbps”. Lielāki skaitļi nozīmē, ka tiek izvadīti vairāk datu, tāpēc ir vairāk informācijas. Šeit ir daži dati par populārākiem formātiem.

• MP3: MPEG 1 Audio Layer 3, kas ir visbiežāk pazudis audio kodeku šodien. Neskatoties uz patentu jautājumiem, tas joprojām ir ļoti populārs. Kam nav MP3, kas atrodas apkārt?
• Vorbis: bezmaksas un atvērtā koda zudumu formāts, ko biežāk lieto tādās PC spēlēs kā Unreal Tournament 3. FOSS fani, piemēram, daudzi Linux lietotāji, redzēs daudz šī formāta.
• AAC: uzlabota audio kodēšana, standartizēts formāts, ko tagad izmanto ar MPEG4 video. Tas ir ļoti atbalstīts, jo tas ir saderīgs ar DRM (piem., Apple FairPlay), tā uzlabojumi, izmantojot MP3, un tāpēc, ka nav nepieciešama licence, lai straumētu vai izplatītu saturu šajā formātā. Apple faniem, iespējams, būs daudz AAC.
• WMA: Windows Media Audio, Microsoft zuduma audio formāts. Tas tika izstrādāts un izmantots, lai izvairītos no licencēšanas jautājumiem ar MP3 formātu, bet lielo uzlabojumu un DRM saderības dēļ, kā arī bezzudumu ieviešanā, tas joprojām ir apkārt. Tas bija ļoti populārs, pirms iTunes kļuva par DRMed mūzikas čempionu.

Zudušie formāti ir tas, ko izmantojat visām lietām, kuras klausāties un glabājat. Tie ir konstruēti tā, lai tie būtu cietā diska vietas ekonomija. Kāds formāts, kuru izvēlaties, ir atkarīgs no tā, kādu digitālo audio atskaņotāju jūs izmantojat, cik daudz vietas jums ir, cik liels ir kvalitatīvais nitrāts, un vairākiem mainīgajiem lielumiem. Mūsdienās datori spēlēs kaut ko, lielākā daļa audio atskaņotāju (izņemot Apple, protams) darīs vairākus zudumus, un arvien vairāk tiks veikti FLAC un APE. Apple piestiprinās pie MP3, ALAC un AAC.

Vai nav audio kvalitātes subjektīvs?

Tas ir pilnīgi. Galu galā tā ir jūsu ausis, kas patērē lielāko daļu šo lietu, bet tas ir vairāk iemesls nopietni domāt par kvalitāti. Kad es pirmo reizi sāku izveidot savu digitālās mūzikas kolekciju, es tiešām nevarēju pateikt atšķirību starp 128kbit MP3 un audio CD. Manas ausis nebija ievērojamas atšķirības. Tomēr laika gaitā es pamanīju, ka 256 kbit skanēja daudz labāk, un pēc tam, kad es saņēmu patiešām jauku (un dārgu!) Austiņu komplektu, es atgriezos pie audio kompaktdiskiem pilna laika! Tas ir atkarīgs arī no mūzikas žanra.

Attēls pēc jonchoo

Šeit ir daudz mainīgo, ļaudis, neko nepareizi. Pagāja, kamēr es nokārtoju, izmantojot FLAC, lai izmantotu kādu mūziku un 320kbps MP3 pārējo. Punkts, kuru es cenšos izdarīt, ir tas, ka jums vajadzētu eksperimentēt, lai redzētu, kas vislabāk atbilst jums un jūsu mūzikai, bet ņemiet vērā, ka, mainoties jūsu gaumei, jūsu uztvere, jūsu aprīkojums un kvalitātes nozīme arī būs.

Un tas viss kļūst vēl grūtāks, ja jūs runājat ne tikai par mūziku, bet arī par balss ierakstiem, skaņas efektiem, baltu un brūnu troksni utt. Tur ir visa skaņas pasaule, tāpēc nesaņemiet drosmi! Uzzinot to, ko jūs varat un klausāties pats, varat izmantot šo informāciju savām priekšrocībām nākotnes audio projektos. Es atstāju jūs ar dažiem labākajiem padomiem, ko esmu kādreiz guvis: „dariet to, kas vienkārši izklausās labi.”