Высококачественное аудио. Цифровые аудиоформаты или как хранится звук на компьютере

Сжат с использованием специальных lossless звуковых кодеков, его можно при желании восстановить с абсолютной точностью.

Если вы возьмете обыкновенный Audio CD диск с аналоговым звуком запишете его в формате WAV для звука без компрессии, затем выполните компрессию WAV с использованием кодека lossless, далее полученный звуковой файл декомпрессируете в WAV и результат запишете на чистый CD, то можете получить два совершенно идентичных Audio CD.

Преимущество lossless для хранения звуковой коллекции состоит в том, что качество записей намного выше, чем у lossy кодеков, а места они занимают меньше, чем несжатое аудио. Правда, файлы lossy меньше по размеру, чем музыкальные файлы без потери качества. Большая часть современных программ-плееров понимают формат lossless. Те программы, которые не в состоянии его воспроизводить, могут легко этому научиться, используя плагин lossless. Что такое звуковые форматы lossless?

Звуковые форматы без потери качества

Подлинного любителя музыки вряд ли устроит звучание музыки, записанной в форматах со сжатием Ogg Vorbis или MP3. Конечно, если аудиозаписи прослушивать на бытовой аудиоаппаратуре, недостатки звучания невозможно уловить на слух, но если попытаться проиграть сжатый файл на высококачественной аппаратуре класса Hi-Fi, сразу обнаружатся недочеты звука. Безусловно, создать коллекцию качественной музыки на CD или виниловых пластинках нелегко. Есть разумная альтернатива этому пути для любителей качественного звука - lossless музыка. Ее можно хранить на ПК в виде, дающем возможность сохранить неизменными исходные параметры музыки, даже если применено сжатие. Этот путь одновременно решает проблемы высокого качества музыки и компактного ее хранения, ведь аудиоаппаратура для прослушивания (наушники, колонки, усилители) имеет вполне доступную цену.

Несжатые форматы звука без потери качества:

• CDDA — является стандартом аудио CD;
• WAV — Microsoft Wave;
• IFF-8SVX;
• IFF-16SV;
• AIFF;

Сжатые форматы:

• FLAC;
• APE - Monkey’s Audio;
• M4A - Apple Lossless - формат качественной музыки от Apple;
• WV - WavPack;
• WMA - Windows Media Audio 9;
• TTA - True Audio.
• LPAC;
• OFR - OptimFROG;
• RKA - RKAU;
• SHN - Shorten.

Формат FLAC

Самым распространенным форматом является формат От аудиокодеков с потерями его отличает то, что из звукового потока при его использовании не удаляется никаких данных. Это дает возможность с успехом использовать его для воспроизведения музыки на Hi-Fi- и Hi-End-оборудовании, а также для создания архива коллекции аудиозаписей.

Большим достоинством формата является его свободное распространение. Это немаловажно для музыкантов, самостоятельно записывающих музыку. Формат в последнее время приобрел большую популярность, благодаря чему его поддержка включена в подавляющее большинство медиапроигрывателей.

Формат APE

В отличие от FLAC, для формата APE имеются только лишь кодеки и плагины, рассчитанные на платформу Windows. Для других платформ имеются дорогие решения от сторонних производителей ПО. Алгоритм способен достичь сжатия звуковой информации без потерь примерно в 1,5-2 раза. В него входит три главных этапа кодирования, из которых лишь один основан на применении свойств, присущих звуку для сжатия. Остальные схожи с обычными архиваторами. Несмотря на то что алгоритм сжатия распространяется бесплатно, ограничения лицензии таковы, что для музыкантов-любителей он практически недоступен.

Формат Apple Lossless

Музыка высокого качества lossless может прослушиваться с использованием кодека сжатия звука без ущерба качеству от компании Apple. Этот формат разработан компанией Apple для использования в собственных устройствах. Формат совместим плеерами iPod, имеющими специальные док-разъемы и новейшие прошивки. В формате не применен специфический инструментарий управления правами (DRM), но формат контейнера содержит такие возможности. Также он поддерживается приложением QuickTime и входит в качестве функции в программу iTunes.

Формат входит в состав библиотек, находящихся в свободном доступе, что дает возможность организовать прослушивание файлов в приложениях Windows. В 2011 году компания Apple обнародовала исходные коды формата, что открывает широкие перспективы перед кодеком. В будущем он может составить серьезную конкуренцию прочим форматам. Тесты продемонстрировали неплохие результаты. Сжатые файлы имеют размер от 40-60% от размера оригиналов. Впечатляет также скорость декодирования, что оправдывает его применение для мобильных устройств, производительность которых невелика.

Одним из недостатков кодека является совпадение расширения звуковых файлов с аудиокодеком Это приводит к путанице, ведь AAC не является форматом музыки высокого качества. Поэтому решено было данные хранить в MP4 контейнере с расширением.m4a.

Из других форматов стоит упомянуть Windows Media Audio 9 Lossless, входящий в состав приложения Windows Media. Он работает с Windows и Mac OS X. Правда, пользователи отзываются о нем не очень одобрительно. Часто возникают проблемы с совместимостью кодека, да и количество поддерживаемых каналов ограничено шестью.

Формат WavPack

WavPack - еще один свободно распространяемый аудиокодек, сжимающий звуковую информацию без потерь качества. В WavPack интегрирован эксклюзивный комбинированный режим, позволяющий создавать два файла. Один из файлов в таком режиме создается сравнительно небольшого потерями качества.wv, который можно проигрывать самостоятельно. Второй файл «.wvc» корректирует предыдущий «.wv» и в комбинации с ним дает возможность в восстановить оригинал в полной мере. Некоторым пользователям такой подход может показаться перспективным, ведь не нужно выбирать между двумя видами сжатия - всегда будут реализованы оба.

Заслуживает также внимания видеокодек с высококачественным звуком - lagarith lossless codec. Он работает быстро и качественно.

Софт для прослушивания lossless-аудио

Программные плееры не сразу научились работать со специфическими lossless кодеками, которые могут без потерь воспроизвести звук.

Плеер WinAmp

Способен справиться практически со всеми форматами воспроизведения музыки без потерь качества lossless. Что такое хороший плеер lossless, можно понять на его примере. Он способен корректно справляться с обработкой отдельных треков в формате lossless. Это типичная проблема кодеков FLAC или APE. Она состоит в том, что оцифровывается сразу весь звуковой диск и записывается одним файлом без разделения на треки. Проблему разделения на треки призван решить добавочный файл, имеющий расширение.cue. Он содержит описание параметров доступа к каждому треку альбома. Обыкновенный плеер воспроизводит весь lossless файл целиком. Проигрыватель для lossless AIMP замечательно воспроизводит большую часть звуковых форматов и распознает треки в файле lossless формата.

Цифровые плееры с поддержкой lossless

Хорошо отзываются пользователи о цифровых плеерах jetAudio, Foobar2000, Spider Player. Кардинальных отличий между ними нет. Выбор любого устройства основывается на субъективном мнении меломана об удобстве интерфейса для воспроизведения lossless. Что такое lossless формат, можно узнать протестировав эти плееры.

Формат Apple Lossless проигрывается с использованием iTunes. Кроме того, данный кодек поддерживается популярным видеоплеером VLC.

Хозяева компьютеров, совместимых с Apple, могут использовать две интересные программы: Vox и Cog.

Они поддерживают такие lossless форматы:

• Apple Lossless;
• FLAC;
• Monkeys Audio;
• Wavpack.

Дополнительно к этому имеется много полезных возможностей, например поддерживаются сервисы Last.fm.

Владельцы компьютеров с системой Windows могут использовать любое приложение, которое совместимо с кодеками музыки без потери качества: Foobar2000 или WinAmp. Для Winamp требуются специальные плагины. Lossless музыка хорошо воспроизводится на iTunes и KMPlayer. Достоинство iTunes, которого нет в других плеерах - возможность поддержки тегов.

Устройства, совместимые с lossless

Вряд ли хозяин фонотеки захочет расходовать время на то, чтобы преобразовать файлы из формата FLAC в MP3, чтобы иметь возможность прослушивания записей на своем гаджете. У смартфона или планшета ограниченные возможности, несравнимые с компьютером, но тем не менее многие из мобильных устройств проигрывают lossless-форматы.

Например, владельцы устройств под управлением Android могут воспользоваться плеером andLess. Он способен проигрывать файлы в форматах FLAC, APE, несжатый WAV и другие форматы, поддерживаемые Android.

Хуже обстоят дела у владельцев устройств на платформе Blackberry. Лишь обладатели моделей Bold 9000 и 8900 и более поздних версий могут прослушивать lossless формат.

Обладатели устройств Apple без проблем могут использовать кодек ALAC. Он поддерживается плеером iPod (кроме shuffle), телефоном iPhone и планшетом iPad. Для формата FLAC можно скачать FLAC Player в App Store.

Кодек FLAC поддерживается устройствами Samsung Galaxy, некоторыми смартфонами Sony Ericsson и плеерами iriver.

Получили поддержку FLAC и стационарные устройства многих производителей. Медиаплееры и медиацентры позволяют обойтись без персонального компьютера при прослушивании композиций без потери качества.

Пока еще до полной поддержки абсолютно всех форматов далеко, но вполне хватает того, что медиаплеер понимает кодек FLAC - самый распространенный кодек качественной музыки lossless. Что такое аппаратура воспроизведения lossless?

Аппаратура для прослушивания

Чтобы получить настоящее удовольствие от качества звука, необходима специальная аппаратура: наушники, усилители, колонки. Проще всего, конечно, с наушниками. Если вы намерены наслаждаться музыкой сидя за компьютером, они подойдут лучше всего. Хорошо отзываются пользователи о продукции компаний Koss и Sennheiser. Особенное внимание нужно обратить на размер мембраны. Чем он больше, тем лучше звучание. Важно не обмануться. Некоторые производители ставят маленькую мембрану в большие амбушюры - выглядят такие наушники солидно, а звук пригоден лишь для прослушивания mp3.

Почитателям аппаратуры качественного звука (Hi-Fi или Hi-End) трудно что-либо рекомендовать. Выбор в этой области ограничивается лишь бюджетом и вкусами. Эквалайзер, усилитель, акустика - выбор этих устройств имеет множество вариантов. Владельцам ПК, выбирающим себе качественную лучше остановиться на бюджетных мониторных колонках любого известного бренда. Хорошо отзываются пользователи об акустике Microlab серии SOLO. Чтобы музыка в lossless качестве звучала хорошо, важно приобрести акустику с наличием сабвуфера. не под силу справиться с воспроизведением нижней полосы частот.

Итоги

Новые форматы цифрового звука дали возможность любителям качественной музыки обзавестись собственными библиотеками на носителях информации большой емкости и слушать любимые композиции в высоком качестве, сэкономив достаточно большие деньги и довольно много места. Идеальным вариантом, безусловно, является полный комплект Hi-End оборудования, но и бюджетные варианты доставят меломанам огромное удовольствие. Ведь ощущения от прослушивания музыки несравнимы с MP3 на пластиковых колонках.

Какие существуют форматы аудио без потерь качества (lossless)

Настоящего меломана вряд ли удовлетворит качество звука, представленного в сжатых форматах MP3 или Ogg Vorbis. Безусловно, при прослушивании на бытовых аудиоустройствах нюансы качества неуловимы на слух, но любая попытка воспроизвести сжатый формат на Hi-Fi-аппаратуре сразу выявит недостатки источника. Конечно, не всем доступна возможность составить коллекцию на компакт-дисках или виниловых пластинках, но это не повод отказываться от качественного звука – тем более что аппаратура для прослушивания (усилители, колонки или наушники) вполне доступна по цене. Существуют форматы, позволяющие сохранить исходные характеристики даже при сжатии: таким образом решаются проблемы и качества, и хранения музыки – для нее можно найти место на жестком диске ПК.

Наиболее распространенный формат – (Free Lossless Audio Codec). В отличие от кодеков с потерями, он не удаляет никакой информации из аудиопотока, что делает его пригодным не только для прослушивания музыки на высококачественной Hi-Fi- и Hi-End-аппаратуре, но и для архивирования аудиоколлекции. Еще одна особенность – он свободно распространяется, а это большое преимущество для тех, кто самостоятельно пишет музыку. В силу популярности данный формат поддерживается множеством программных и аппаратных медиапроигрывателей.

Владельцы Apple-совместимых компьютеров могут попробовать две очень неплохие программы Cog и Vox , которые поддерживают не только Apple Lossless, но и другие форматы сжатия без потерь: FLAC, Monkeys Audio и Wavpack. Помимо этого, предусмотрено множество удобных функций, в том числе поддержка сервисов Last.fm (это позволяет собирать статистику о прослушанных композициях). Первый для этого требует уже установленного клиента Last.fm, а второй не требует.

Пользователям Windows подойдет любое приложение, совместимое с этим форматом: тот же Foobar2000 или WinAmp с дополнительными плагинами (нужен стандартный плагин in_mp4.dll (в папке Winamp\Plugins) и файл alac.w5s (в папке Winamp\System) справятся с воспроизведением. Но лучше всего прибегнуть к помощи iTunes, а в качестве альтернативы установить KMPlayer. Главное преимущество iTunes – корректная поддержка тегов, что редко встречается в других плеерах.

Какие еще устройства способны проигрывать форматы lossless

Владельцу фонотеки, скорее всего, не захочется тратить время на конвертирование из FLAC в MP3 для того, чтобы прослушивать записи на мобильном устройстве. Конечно, возможности звуковой подсистемы смартфона или планшета ограничены, но это еще не причина не проигрывать на них lossless-форматы.

В частности, пользователи Android-устройств могут установить программу-проигрыватель andLess : она воспроизводит lossless-файлы в форматах FLAC, APE, несжатый WAV, а также другие аудиоформаты, которые поддерживаются Android.

У пользователей платформы Blackberry проблем больше: далеко не все модели справляются с такими форматами. Впрочем, обладатели моделей 8900 и Bold 9000, а также более поздних версий, утверждают, что не имеют никаких проблем с воспроизведением.

Поклонники продукции Apple могут без проблем воспользоваться преимуществами кодека ALAC: его «понимают» iPod (все модели, кроме shuffle), iPhone и iPad. При желании не трудно воспроизводить и формат FLAC – в App Store доступен проигрыватель FLAC Player.

Формат FLAC также поддерживает семейство устройств Samsung Galaxy, смартфон Sony Ericsson W20i Zylo, смартфоны Nokia (C6-01, C7, E7, N8) и плееры iriver (E30, E40, E300, P8).

Многие производители интегрируют поддержку FLAC в стационарные решения – медиацентры и медиаплееры, так что для домашнего прослушивания музыкальных композиций не обязательно пользоваться персональным компьютером.

Естественно, ожидать полной поддержки всех без исключения lossless-форматов не стоит, да и не надо. Вполне достаточно, если медиапроигрыватель распознает FLAC.

Большой список совместимых устройств доступен на официальном , среди них встречаются разработки как крупных вендоров, так и менее известных компаний. Свое внимание формату lossless уделили Philips (Streamium NP2500/NP2900/MCi900), Pioneer (VSX-LX70), Netgear (EVA8000) и другие. Впрочем, на сайте представлены не все вендоры и модели (нет BBK, хотя практически у всей линейки есть поддержка FLAC), поэтому, если вы предпочитаете медиапроигрыватели других компаний, поинтересуйтесь, – скорее всего, в ассортименте имеются соответствующие устройства.

Что важно, кроме устройства воспроизведения

Для того чтобы в полной мере насладиться качественным звуком, понадобится и соответствующая аппаратура – усилители, колонки или наушники. С наушниками, пожалуй, проще всего, особенно если вы настроены слушать музыку, сидя за компьютером. Советовать что-то конкретное в этой области невозможно: уши у всех разные, предпочтения – тоже, кому-то по нраву открытая схема, кто-то не переносит посторонних звуков. Все же я рекомендую присмотреться к изделиям компаний AKG и Sennheiser, причем в первую очередь следует обратить внимание на размер мембраны: чем она больше, тем качественнее звучание. Примечательно, что даже среди продукции известных компаний встречаются попытки продавать «уши» с массивными амбюшурами, в центр которых встроен маленький динамик, скрытый за пластиковой решеткой. На это и покупаются: большие, красивые, солидно выглядящие, они обладают к тому же очень притягательной ценой. Не обманывайтесь: качество таких наушников пригодно максимум для MP3. Если вы не знаете, с чего начать, – попробуйте модели Sennheiser HD 380 Pro или AKG K450 . Только учтите: в полной мере их преимущества «из коробки» не раскроются, некоторое время потребуется на приработку и «прогрев».

Любителям систем качественного звучания (Hi-Fi или Hi-End) рекомендации давать не буду, выбор здесь ограничен только бюджетом и предпочтениями. Усилитель, эквалайзер, акустические системы – очень индивидуальное решение, к тому же имеющее много вариантов и схем построения (от 2.0 до 8.1). А вот владельцам ПК, присматривающим себе акустику для получения качественного звука с компьютера, посоветую выбирать из бюджетных мониторных колонок любой известной компании. Хорошо себя зарекомендовала акустика Sven (например, Royal 2R ) и Microlab (серия SOLO). Очень желательно приобрести акустическую систему с сабвуфером: двухполосная акустика плохо справляется с воспроизведением низких частот.

Обозреватель, аналитик, инженер-системотехник. Действительный член «Клуба экспертов Intel», сертифицированный специалист (Мюнхен) по сетевым и серверным технологиям с 1993 года. Компьютерами и сопутствующими решениями занимается с 1985-го, участник многочисленных выставок, обладатель наград за оригинальные схемотехнические и программные разработки. Первый диплом получил в 1984 году от «Патентного бюро» журнала «Юный техник». Увлекается охотой, рыбалкой, водно-моторным спортом. «Утомившись суетой цивилизации, предпочитаю уединенную жизнь вдали от нее. Все свободное время отдаю семье и детям».

Является основным аудио форматом для многих и многих систем воспроизведения цифрового звука и используется как стандартный формат звуковых файлов в персональных компьютерах. К тому же, он имеет солидный набор спецификаций, изрядно пополнившийся за последнее время. Его полное название - Microsoft RIFF/WAVE - Resource Interchange File Format/Wave - формат файлов передачи ресурсов/волновая форма, и создан он был инженерами Microsoft и Intel. В свою очередь, WAV расшифровывается как Waveform Audio File Format.

WavPack (расширение.WV)

WavPack также включает уникальный «гибридный» режим, который предоставляет все преимущества сжатия без потерь с дополнительным бонусом: вместо создания одного файла, в этом режиме создается относительно небольшой файл высокого качества с потерей (.wv), который может проигрываться сам по себе, а также файл «коррекции» (.wvc), который (в комбинации с предыдущим.wv) позволяет полностью восстановить оригинал. Для некоторых пользователей это означает, что им никогда не придётся выбирать между сжатием без потерь и с потерей качества.

Формат имеет очень хорошую поддержку в проигрывателях. Помимо, разумеется, плагина для Winamp с официального сайта кодека http://www.wavpack.com можно закачать плагины для Adobe Audition (!) и Nero Burning Rom. Есть отличный плагин для XMMS – аналога Winamp для Linux. Кроме того существует проект по разработке DirectShow фильтров для WavPack – это позволит использовать формат в любой Windows-программе, в том числе и Windows Media Player. Скачать последнюю версию можно отсюда. Для WavPack существует фронтэнд от сторонних разработчиков. Его качаем тут.

С технической точки зрения также придраться не к чему. Поддерживается многоканальный звук, 32-битное разрешение аудиопотока, частота семплирования – до 192 кГц (!).

Формат, как и исходные коды программы для сжатия являются открытыми. К большому сожалению кодер скомпилирован лишь для платформы Windows, однако всегда остаётся возможность самостоятельно перекомпилировать доступные исходные коды для своей операционной системы.

Сайт, как и сам кодек регулярно обновляются, что не может не радовать.

DTS - Digital Theater System, по сути - это Dolby Digital, а точнее его конкурент. Формат DTS использует минимальный уровень сжатия, чем Dolby, так что фактически он звучит лучше, что доказывают на практике DVD диски, на которых записаны дорожки в DTS или в DD формате. DTS в домашних кинотеатрах используется максимальный битрейт 1,536 kbps (full bitrate), такой звук более качественный, чем AC-3 format от Dolby Digital. DTS - использует 6 свободных аудио дорожек и поддерживает систему распределения звука 7.1, при таком битрэйте DTS 4.0 - будет звучать также объемно, как и "Долби" 5.1.

Windows Media Audio (WMA)

Лицензируемый формат файла, разработанный компанией Microsoft для хранения и трансляции аудио-информации.

Номинально формат WMA характеризуется хорошей способностью сжатия, что позволяет ему «обходить» формат MP3 и конкурировать по параметрам с форматами Ogg Vorbis и AAC. Но как было показано независимыми тестами, а также при субъективной оценке качество форматов все таки не является однозначно эквивалетным, а преимущество даже перед MP3 однозначным, как это утверждается компанией Microsoft.

Кодек является частью комплекта Windows Media Audio. Он бесплатный, однако формат, равно как и программа для кодирования являются закрытыми. Разумеется, версия существует только для платформы Windows.

В принципе, WMA Lossless подеерживает все необходимые функции: теги, высокие частоты семплирования, многоканальный звук (включая 7.1), трансляцию аудио через сеть и т.д. Кроме того, встроенная поддержка декодера в Windows Media Player избавляет пользователя от необходимости скачивать что-либо из Интернета для воспроизведения музыкального файла.

MP3 - (формат кодирования звуковой дорожки MPEG) - лицензируемый формат файла для хранения аудио-информации.

Самый популярный формат сжатия на сегодняшний день. Формат МР3 (MPEG Layer 3) был разработан, после ряда промежуточных форматов, институтом Фраунхофера в Германии. Вообще то, формат.МР3 основан на обмане человеческого уха. После некоторых исследований выяснилось, что человеческому слуху свойственно адаптироваться к появлению новых звуков, что выражается в повышении порога слышимости. Поэтому одни звуки способны маскировать (то есть, делать субъективно неслышимыми) другие. Вот и в этом формате часть звуков, которые, как считает соответствующая теория, делаются неслышимыми, просто убираются из общего звучания. После чего получившийся «полуфабрикат» кодируется по методу Хоффмана. Обязательно следует учитывать то, что в формате МР3 программы, сжимающие звук из оригинального, не являются стандартизированными, то есть каждый грамотный программист может реализовать свою схему сжатия. А стандартам подчиняются только декодеры, что приводит к тому, что качество воспроизведения формата МР3 далеко не всегда зависит от плеера, проигрывающего этот файл. В связи с разными способностями и пристрастиями реализаторов различных кодеров, одни из них лучше справляются с симфонической музыкой, другие - с роком и металлом, третьи - с рэпом и рэйвом и так далее.

JointStereo, являющийся одной из особенностей МР3, означает, что вместо кодирования стерео как двух независимых каналов производится кодирование т.н. центрального канала и разницы, отличающей его от исходных стереоканалов. Довольно много составляющих звука в стереоканалах одинаковы, и их кодирование в общем канале позволяет высвободить дополнительную полосу для более подробного кодирования разницы, что приводит к некоторому улучшению качества.

Обязательно следует упомянуть и о Variable Bit Rate, или VBR. Это означает, что кодер изменяет степень сжатия «на лету», в зависимости от характера звука. Такой подход приводит к уменьшению итогового размера файла или, при увеличении требований к качеству, при том же размере файла позволяет добиться лучшего звучания.

Появившийся в 2001 году кодек MP3 Pro был создан компанией Coding Technologies совместно с Thomson Multimedia. В его основе лежит МР3. В нем используется технология SBR (Spectral Band Replication), за счет чего кодек обеспечивает хорошее качество на низких битрейтах. Однако качество кодирования на средних и высоких скоростях передачи данных уступает качеству почти всех других кодеков. В итоге MP3 Pro применяется больше для трансляций в интернете и демонстраций фрагментов новых музыкальных композиций.

Vorbis - свободный формат сжатия звука с потерями, официально появившийся летом 2002 года. Психоакустическая модель, используемая в Vorbis, по принципам действия близка к МР3 и подобным, однако математическая обработка и практическая реализация этой модели существенно отличаются, что позволило авторам объявить свой формат совершенно независимым от всех предшественников. Для хранения аудиоданных в формате Vorbis чаще всего применяется медиаконтейнер Ogg, такой файл обычно имеет расширение.ogg и называется двойным именем Ogg Vorbis.

На 2006 год распространён существенно меньше, чем MP3. По всевозможным оценкам является вторым по популярности форматом компрессии звука с потерями. Широко используется в компьютерных играх и в файлообменных сетях для передачи музыкальных произведений.

Vorbis применяет более качественную психоакустическую модель, чем его конкуренты, дающую лучшую чёткость воспроизведения при равной плотности потока.

Формат не ограничивает пользователя только двумя аудиоканалами (стерео - левый и правый). Он поддерживает до 255 отдельных каналов с частотой дискретизации до 192 кГц и разрядностью до 32 бит (чего не позволяет ни один другой формат сжатия с потерями), поэтому Vorbis великолепно подходит для кодирования 6-канального звука DVD-Audio.

К тому же, формат Vorbis - «sample accurate». Это гарантирует, что звуковые данные перед кодированием и после декодирования не будут иметь смещений, дополнительных или потерянных сэмплов. Это легко оценить, когда вы кодируете non-stop музыку (когда один трек постепенно переходит в другой) - в итоге сохранится целостность звука.

Формат изначально разрабатывался с возможностью потокового вещания. Это даёт формату достаточно полезный побочный эффект - в одном файле можно хранить несколько композиций с собственными тегами. При загрузке такого файла в плеер должны отобразиться все композиции, будто их загрузили из нескольких различных файлов.

Формат имеет гибкую систему тегов. Заголовок тегов легко расширяется и позволяет включать тексты любой длины и сложности (например, текст песни), перемежающиеся изображениями (например, фотография обложки альбома). Текстовые теги хранятся в UTF-8, что позволяет писать на нескольких языках одновременно и исключает возможные проблемы с кодировками.

Ogg Vorbis по умолчанию использует переменный битрейт, при этом значения последнего не ограничены какими-то жёсткими значениями, и он может варьироваться даже на 1 kbps. При этом стоит заметить, что форматом жёстко не ограничен максимальный битрейт, и при максимальных настройках кодирования он может варьировать от 400 kbps до 700 kbps. Такой же гибкостью обладает частота дискретизации - пользователям предоставляется любой выбор в пределах от 2 кГц до 192 кГц.

Vorbis был разработан сообществом «Xiphophorus» для того, чтобы заменить все платные запатентованные аудио форматы. Несмотря на то что это самый молодой формат из всех конкурентов МР3, Ogg Vorbis имеет полную поддержку на всех известных платформах (Microsoft Windows, GNU/Linux, MacOS, PocketPC, Palm, Symbian, DOS, FreeBSD, BeOS и др.), а также большое количество аппаратных реализаций. Популярность на сегодняшний день значительно превосходит все альтернативные решения.

FLAC (англ. Free Lossless Audio Codec - свободный аудиокодек без потерь) - популярный свободный кодек для сжатия аудио. В отличие от кодеков с потерями Ogg Vorbis, MP3 и AAC, не удаляет никакой информации из аудиопотока и подходит как для ежедневного прослушивания, так и для архивирования аудиоколлекции. На сегодня формат FLAC поддерживается многими аудиоприложениями.

FLAC является членом семейства кодеков, разрабатываемых Xiph.Org. К слову, в него же входит известный ogg vorbis – один из лучших lossy-алгоритмов сжатия музыки. В качестве контейнера для аудиоданных используется, разумеется, OGG (файлы с расширением.ogg) и ещё один open-source контейнер – Matroska (файлы с расширением.mka).

Сразу стоит отметить полную открытость как формата, так и алгоритма FLAC. Они не патентованы, поэтому могут совершенно безвозмездно использоваться в любых программах. Именно этим обусловлена широкая поддержка FLAC в проигрывателях – любой серьёзный плеер имеет плагин для FLAC. Кроме этого существуют аппаратные mp3-плееры с поддержкой кодека FLAC.

FLAC поддерживает теги собственного формата “FlacTags”. Есть возможность кодирования многоканального звука – серьёзное преимущество по сравнению с Monkey’s Audio. Формат поддерживает любые частоты семплирования в диапазоне от 1 Гц (!) до 65,535 Гц. Разрядность аудио от 4-х (!) до 32-х бит.

Считается, что в сравнении с остальными lossless-кодеками FLAC наиболее эффективно расходует ресурсы системы при раскодировании (воспроизведении) аудио. К сожалению, это достигается за счёт значительного повышения времени кодирования (сжатия).

Сайт FLAC регулярно обновляется, выходят новые версии кодека. Вообще, по активности развития FLAC безусловно лидирует. Вполне возможно, что в будущем это сделает его основным форматом.

AAC (англ. Advanced Audio Coding) - формат аудио-файла с меньшей потерей качества при кодировании, чем MP3 при одинаковых размерах. Формат также позволяет сжимать без потери качества исходника (профиль ALAC AAC).

AAC изначально создавался как преемник MP3 с улучшенным качеством кодирования. Формат AAC, официально известный как ISO/IEC 13818-7, вышел в свет в 1997 как новая, седьмая, часть семьи MPEG-2. Существует также формат AAC, известный как MPEG-4 Часть 3.

Этот тип файлов является стандартным для систем Apple Macintosh и систем обработки звука, построенных на его основе. Apple AIFF расшифровывается как Audio Interchange File Format - формат файла обмена звуком, он в чем-то схож с WAV. Его особенностью является то, что он позволяет размещать вместе со звуковой волной дополнительную информацию, в частности, самплы WaveTable (примеры звучания инструментов вместе с параметрами синтезатора), что улучшает качество итогового результата. Хотя в настоящее время компьютеры Apple способны воспроизводить файлы практически любых форматов, в том числе и МР3.

Иногда компании создают свои проприетарные форматы, которые поддерживают только их собственные плееры. Apple Lossless был создан одноименной компанией для плеера iPod в качестве альтернативы FLAC, используемом на других плеерах. Если вы не используете iPod, то можете никогда не столкнуться с этим форматом.

Monkey"s Audio (APE)

Monkey"s Audio или APE (от английского ape - обезьяна) – популярный формат кодирования цифрового звука без потерь. Распространяется бесплатно вместе с открытым исходным кодом и набором программного обеспечения для кодирования и воспроизведения, а также плагинами к популярным плеерам. Файлы Monkey’s Audio используют следующие расширения: .ape для хранения аудио и.apl для хранения метаданных. Несмотря на открытый исходный код, Monkey"s Audio не является свободным, так как его лицензия накладывает значительные ограничения на использование.

Средний битрейт в аудиофайле составляет 600-700 кбит/с; сравните с 128 кбит/с в Mp3. Среднее сжатие составляет 40-50 % в зависимости от жанра музыки: если классические или джазовые произведения сжимаются самым лучшим образом, то композиции в стиле trash-metal или что-то подобное «электронно шумовое» покажет наихудший результат. Для кодеков с потерями при приемлемом качестве сжатие составляет около 80 %.

Существуют четыре степени сжатия. Максимальная компрессия может показаться единственно верным решением, даже несмотря на довольно большое время сжатия. Однако нужно учитывать ещё и расход ресурсов системы, воспроизводящей файл, – для максимально сжатого файла он относительно высок.

Формат.APE обеспечивает поддержку тегов для поиска композиций в музыкальной коллекции. Ещё одним плюсом является проверка целостности файла при раскодировании. Поддерживается восстановление оригинального wav-файла из сжатого.APE.

Monkey’s Audio имеет графический фронтэнд под Windows, иначе говоря удобную оконную программу для управления процессом кодирования. Остальные кодеки требуют использования командной строки или фронтэндов сторонних разработчиков. Самое приятное, что фронтэнд Monkey’s Audio можно использовать и с другими кодеками – Rkau, Wavpack, Shorten и даже lossy-кодеками mp3 и ogg vorbis.

Немного о недостатках. Кодек Monkey’s Audio существует только под Windows. Однако на сайте написано, что «версии под Mac и Linux уже разрабатываются». К слову сказать, сам сайт не обновлялся достаточно давно, что не является хорошим признаком. Также отсутствует какая-либо поддержка среди производителей аппаратных плееров.

MIDI (англ. Musical Instrument Digital Interface - цифровой интерфейс музыкальных инструментов) - стандарт на аппаратуру и программное обеспечение, позволяющее воспроизводить (и записывать) музыку путем выполнения/записи специальных команд, а также формат файлов, содержащих такие команды. Воспроизводящее устройство или программа называется синтезатором (секвенсором) MIDI и фактически является автоматическим музыкальным инструментом.

В отличие от других форматов, хранит не оцифрованный звук, а наборы команд (проигрываемые ноты, ссылки на проигрываемые инструменты, значения изменяемых параметров звука), которые могут воспроизводиться по-разному в зависимости от устройства воспроизведения. Удобство формата MIDI как формата представления данных позволяет реализовывать устройства, производящие автоматическую аранжировку по заданным аккордам, а также приложения 3D-визуализации звука. Кроме того, такие файлы, как правило, имеют на несколько порядков меньший размер, чем оцифрованный звук сравнимого качества.

Статья взята с сайта cjcity.fdstar.ru

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.

Вступление

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.

Без сжатия

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.

Сжатие без потерь (lossless )

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.

Сжатие с потерями

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.

Заключение

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.

Существует множество различных аудио форматов. Наиболее часто используются такие форматы как MP3 (MPEG-2 Audio Layer III) и WAV. Тип формата обычно определяется расширением файла (то, что идет после точки в имени файла.mp3, .wav, .ogg, .wma)

Кодек - это определенный алгоритм кодирования и сжатия данных в аудио-формат. Для некоторых типов файлов кодек однозначно определен. Например в формате mp3 всегда используется кодек MPEG Layer-3, а в формате mp4 могут быть использованы разные кодеки.

Часто понятия кодека и формата используют в одном смысле. Особенно, когда в формате всегда используется один и тот же кодек. Но, иногда, важно различать понятия форматов и кодеков. Для удобства, можно считать, что формат является своего рода контейнером, в котором может быть записан аудио или видео сигнал с помощью определенного кодека.

Некоторые форматы, такие, например, как mp4 или flv могут содержать в себе как аудио, так и видео потоки.

Если вы не знаете, какой программой открыть тот или иной аудио-формат, то советуем воспользоваться нашим аудио-конвертером . Он поддерживает почти все форматы.

Кодеки разделить на два вида, в зависимости от типа сжатия:

Без потери качества звучания (lossless)

Данная группа форматов записывает кодирует звук таким образом, что при раскодировании он может быть в точности восстановлен.

Наиболее популярные форматы кодирующие звук без потери качества:

• FLAC (Free Lossless Audio Codec)
• APE (Monkey’s Audio)
• ALAC (Apple Lossless Audio Codec)

С потерей качества звучания (lossy)

При сжатии с потерями звук модифицируется. Например, из него вырезаются неслышные человеческому уху частоты. Раскодированный файл будет отличаться от оригинального с точки зрения записанной в нем информации, но звучать будет примерно так же.

Популярные форматы с потерей качества:

Подробнее о популярных аудио-форматах

WAV - один из первых аудио-форматов. Обычно используется для хранения несжатых аудио-записей (PCM), идентичных по качеству звука записям на компакт-дисках (audio-CD). В среднем одна минута звука в формате wav занимает около 10 мегабайт. Часто в него копируют аудио-CD, а потом конвертируют в mp3 с помощью аудио конвертора.

MP3 (MPEG Layer-3) - набиолее распространенный в мире звуковой формат. MP3, как и многие другие форматы с потерей качества, урезает звук, который не слышится человеческим ухом, тем самым уменьшая размер файла. На текущий момент mp3 не является лучшим форматом по соотношению размера файла к качеству звучания, но в силу своей распространности и поддерживаемости большинством устройств, многие хранят свои записи именно в нем.

WMA (Windows Media Audio) - формат, принадлежащий компании Microsoft. Изначально данный формат был представлен, как замена MP3, имеющая, по заявлению Microsoft, более высокие характеристики сжатия. Но данный факт был поставлен под сомнения некоторыми независимыми тестами. Так же формат WMA поддерживает защиту данных через DRM.

OGG - открытый формат, поддерживающий кодирование аудио различными кодеками. Наиболее часто в ogg используется кодек Vorbis. По качеству сжатия формат сопоставим с MP3, но при этом менее распространен с точки зрения поддержки в аудио-проигрывателях и плеерах.

AAC - запатентованный аудио-формат, имеющий большие возможности (количество каналов, частоты дискретизации) по сравнению с mp3 и дающий несколько лучшее звучание, при том же размере файла. На данный момент aac является одним из самых качественных алгоритмов кодирования звука с потерями. Формат поддерживается большинством устройств. Файл этого формата может иметь расширения aac, mp4, m4a, m4b, m4p, m4r.

FLAC - популярный формат сжатия без потерь. Он не вносит изменений в аудио-поток и закодированный с его помощью звук идентичен оригиналу. Часто используеется для прослушивания звука на звуковых системах высокого уровня. Имеет огранченную поддержику устройствами и плеерами, поэтому обычно для того, чтобы слушать flac в плеере, его предварительно конвертируют.