Несжатые форматы аудио. Есть ли разница между аудио форматами MP3, AAC, FLAC и какой нужно использовать

Наверняка вы хоть раз в жизни сталкивались с тем, что ваш компьютер отказывался воспроизводить скачанную музыку, видеоролик или фильм с диска именно в тот день, когда вы решили провести приятный вечер у экрана монитора. От этой проблемы можно избавиться раз и навсегда, если переустановить или обновить кодеки.

Не знаете, что такое кодеки и как они работают? Тогда эта статья – для вас! Из нее вы узнаете, для чего нужны кодеки и какими они бывают, а также поймете, как устроен процесс воспроизведения видео на ПК и мобильных устройствах.

Всё, что нужно знать о кодеках

Кодеком (от английского codec ) называют программу, предназначенную для кодирования и декодирования данных мультимедиа (например, аудио- и видеопотоков). Каждый кодек «специализируется» только на одном типе данных. За обработку звуковых записей отвечают аудиокодеки (AAC, AIF, AU, MP3, RA, RAM, WMA, FLAC), с видео работают видеокодеки (DivX, AVI, H.261, H.263, H.264, MPEG, RM, RV, WMV). Над роликами, в которых содержится и звук, и видео, «колдуют» оба этих типа кодеков.

Также существуют кодеки, предназначенные для обработки цифровых изображений и текста, однако в этой статье речь пойдет именно об аудио- и видеокодеках.

Как работают кодеки?

Представьте, что вы записали ролик на видеокамеру, загрузили его в компьютер и открыли с помощью проигрывателя. Казалось бы, пустяковое дело! Но кодекам на вашей камере и компьютере пришлось немало потрудиться, чтобы вы смогли это сделать. Давайте посмотрим, чем же занимаются эти программы, когда вы записываете видео и проигрываете снятые клипы.

Кодеки принимаются за работу в тот самый момент, когда вы нажимаете кнопку записи на своей камере. Прямо во время съемки видеокодек сжимает и кодирует видеодорожку, а аудиокодек работает со звуковой дорожкой. Затем оба потока синхронизируются и сохраняются в одном медиаконтейнере, а если говорить проще – формате. Камеры могут вести запись как в популярных форматах типа AVI и MP4, так и в более экзотических.

Теперь, когда вы перенесли снятый клип на свой компьютер, в дело вступают кодеки, установленные на нем: видеокодек распаковывает изображение, аудиокодек – звуковую дорожку, а проигрыватель выводит эту информацию на экран и в колонки вашего компьютера.

Зачем все эти сложности?

Неужели нельзя обойтись без кодирования? Теоретически – можно, на практике – лучше не стоит. Дело в том, что кодеки выполняют очень важную функцию: они сжимают файлы до размеров, приемлемых для современных устройств.

Видеофайлы, создаваемые камерами в процессе записи, имеют слишком большой размер: пятиминутный ролик, снятый на современный смартфон, в несжатом состоянии может занимать несколько гигабайт памяти! Вспомните, сколько места есть на дисках вашего компьютера и мобильных устройств, и представьте, сколько несжатых видеороликов вы могли бы на нем хранить – вряд ли эта цифра будет слишком большой.

Возможно, в будущем, когда память компьютеров и гаджетов будет исчисляться десятками и сотнями терабайтов, необходимость в использовании кодеков отпадет, но сейчас без этих шустрых программ, превращающих гигабайтные видео в мегабайтные, нам не обойтись.

Как же кодеки уменьшают размер файлов?

Сжатие видео и аудио происходит за счет устранения так называемой избыточности данных. Как это происходит? Представьте, что вы в течение 5 минут снимали морской пейзаж – такой, как на картинке:

Допустим, ваша камера снимает со скоростью 30 кадров в секунду. Получается, за 1 секунду записи она сохраняет в своей памяти 30 уникальных изображений. А за 5 минут (300 секунд) она снимет целых 9000 кадров!

Но что может кардинально измениться в этом пейзаже за 1 секунду? Позеленеет небо? Испарится вода?

Даже если произойдут какие-то изменения, то они будут плавными, и на их осуществление потребуется время. Вывод: ежесекундно камера снимает 30 практически полностью идентичных друг другу кадров.

Так зачем же сохранять в памяти все эти кадры целиком? Для записи пейзажа на видео кодеку достаточно сохранить один исходный кадр, найти все похожие на него и удалить из похожих кадров повторяющиеся части изображения. Затем, при воспроизведении видео, кодек будет наслаивать изменяющиеся части на исходное изображение. Если в картинке что-то поменяется, кодек выделит еще один исходный кадр и все на него похожие. Описанный алгоритм называют компенсацией движения и считают одним из основных методов сжатия видеоданных.

Компенсация движения – это всего лишь один из множества методов, применяемых видеокодеками при обработке записей с камер. Свои способы устранения избыточной информации используют и аудиокодеки. В результате работы кодеков из аудио- и видеопотоков удаляется большая часть «лишних» данных. За счет этого и происходит изменение объема закодированного файла.

Какой кодек выбрать?

Существует множество видео- и аудиокодеков, предназначенных для различных целей. Вот краткий список самых популярных кодеков:

• H.264 (MPEG-4)
• MPEG-2
• H.265 (MPEG-H, HEVC)
• Flash

Чтобы вам не пришлось подолгу искать, какой кодек лучше подойдет вам, мы советуем скачать K-Lite Codec Pack – универсальный пакет для Windows, в котором есть все, что понадобится для проигрывания практически любого видео: самые хорошие кодеки для AVI, MKV, MP4 и других форматов.

А вдруг кодек сработает неправильно и удалит нужную информацию?
Можно ли обработать видеофайл без потерь?

В основе современных кодеков лежат сложные комплексные алгоритмы сжатия данных, которые помогают свести потери информации к минимуму. Однако если вы все-таки хотите перестраховаться, у нас есть хорошие новости: существуют так называемые lossless-кодеки, обрабатывающие видео без потерь. Это значит, что при декодировании потока информация будет воспроизведена бит к биту. Однако следует быть готовыми к тому, что размер видеофайла, обработанного такими кодеками, будет довольно большим.

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

Мы рассмотрим различные форматы звуковых файлов:

WAVE (.wav) - наиболее широко распространенный звуковой формат. Используется в OC Windows для хранения звуковых файлов. В его основе лежит формат RIFF (Resource Interchange File Format), позволяющий сохранять произвольные данные в структурированном виде. Для записи звука используются различные способы сжатия, поскольку звуковые файлы имеют большой объем. Самый простой способ сжатия - импульсно-кодовая модуляция (Pulse Code Modulation, PCM), но он не обеспечивает достаточно хорошего сжатия.

AU (.au,.snd) - формат звуковых файлов, используемый на рабочих станциях фирмы Sun (.au) и в операционной системе NeXT (.snd). Получил широкое распространение в сети Internet, на ранней стадии развития которой играл роль стандартного формата для звуковой информации.

MPEG-3 (.mp3) - формат звуковых файлов, один из наиболее популярных на сегодняшний день. Был разработан для сохранения звуков, отличных от человеческой речи. Используется для оцифровки музыкальных записей. Предшествующие версии формата: MP1 и MP2. При кодировании применяется психоакустическая компрессия, при которой из мелодии удаляются звуки, плохо воспринимаемые человеческим ухом. Ранние версии обеспечивают худшую компрессию, но менее требовательны к ресурсам компьютера при воспроизведении. Характеристики процессора напрямую влияют на качество звучания, - чем слабее процессор, тем больше искажения звука.

MIDI (.mid) - цифровой интерфейс музыкальных инструментов (Musical Instrument Digital Interface). Этот стандарт разработан в начале 80-х годов для электронных музыкальных инструментов и компьютеров. MIDI определяет обмен данными между музыкальными и звуковыми синтезаторами разных производителей. Интерфейс MIDI представляет собой протокол передачи музыкальных нот и мелодий. Но данные MIDI не являются цифровым звуком - это сокращенная форма записи музыки в числовой форме. MIDI-файл представляет собой последовательность команд, которыми записаны действия, например, нажатие клавиши на пианино или поворот регулятора. Эти команды, посылаемые на устройство воспроизведения MIDI-файлов, управляют звучанием, небольшое MIDI-сообщение может вызвать воспроизведение звука или последовательности звуков на музыкальном инструменте или синтезаторе, поэтому MIDI-файлы занимают меньший объём (единица звукового звучания в секунду), чем эквивалентные файлы оцифрованного звука.

MOD (.mod) - музыкальный формат, в нем хранятся образцы оцифрованного звука, которые можно затем использовать как шаблоны для индивидуальных нот. Файлы в этом формате начинаются с набора образцов звука, за которыми следуют ноты и информация о длительности. Каждая нота воспроизводится с помощью одного из приведенных в начале звуковых шаблонов. Такой файл относительно невелик и имеет структуру, базирующуюся на нотах. Это облегчает его редактирование с помощью программ, имитирующих традиционную музыкальную запись. Он, в отличие от MIDI-файла, полностью задает звук, что позволяет воспроизводить его на любой компьютерной платформе.

IFF (.iff) - Interchange File Format – формат, первоначально разработанный для компьютерной платформы Amiga. Сейчас также используется на компакт-дисках в форме CD-I. Его структура очень похожа на структуру формата RIFF.

AIFF (.aiff) - Audio Interchange File Format - формат для обмена звуковыми данными, используется на компьютерных платформах Silicon Graphics и Mac. Во многом напоминает формат Wave, однако в отличие от него позволяет использовать оцифрованный звук и шаблоны. Многие программы способны открывать файлы в этом формате.

RealAudio (.ra, .ram) - формат, разработанный для воспроизведения звука в Internet в реальном времени. Разработан фирмой Real Networks (www.real.com). Получающееся качество в лучшем случае соответствует посредственной аудиокассете, для качественной записи музыкальных произведений использование формата mp3 более предпочтительно.

4.3. MIDI и цифровой звук: достоинства и недостатки

Формат WAVE представляет собой один из многочисленных, но далеко не единственный формат для записи цифрового звука. В отличие от MIDI-данных данные цифрового звука действительно представляют звук, записанный в виде тысяч единиц, называемых квантами (samples). Цифровые данные представляют амплитуду (или громкость) звука в дискретные моменты времени. Звучание цифровых данных не зависит от устройства воспроизведения и поэтому их звучание всегда одинаково. Но за это приходится расплачиваться большими объемами звуковых файлов.

MIDI-данные по отношению к цифровым данным - то же самое, что и векторная графика по отношению к растровым изображениям. То есть MIDI-данные зависят от устройств воспроизведения звука, а цифровые данные не зависят. Так же как вид векторных графических изображений зависит от принтера или экрана монитора, так и звучание MIDI-файлов зависит от MIDI-устройства для воспроизведения этих файлов. Аналогично, звучание мелодии, сыгранной на концертном фортепиано, будет отличаться от звучания этой же мелодии на простом пианино. Цифровые данные, с другой стороны, идентичны и не зависят от системы воспроизведения. Стандарт MIDI в этом смысле аналогичен стандарту PostScript и позволяет управлять инструментами на понятном языке.

По сравнению с цифровым звуком MIDI имеет следующие преимущества:

§ MIDI-файлы занимают меньший объем памяти, и размер этих файлов не влияет на качество звучания. В среднем MIDI-файлы в 200 - 1000 раз меньше цифровых файлов и поэтому занимают малый объем в оперативной памяти, на дисках, и для них не требуется больших ресурсов центрального процессора.

§ В некоторых случаях звучание MIDI-файлов лучше, чем цифровых аудиофайлов. При этом источник звучания MIDI-файлов должен быть высокого качества.

§ Вы можете изменять длину MIDI-файлов, изменяя темп звучания и при этом сохраняя качество и громкость звучания. MIDI-данные можно легко редактировать, даже на уровне отдельных нот. Вы можете манипулировать небольшими сегментами MIDI-композиции (с точностью до миллисекунд), что невозможно в случае цифрового звука.

Основной недостаток MIDI-файла вытекает из его достоинств. Поскольку MIDI-данные не являются сами по себе звуком, то воспроизведение будет настолько точным, насколько устройство воспроизведения MIDI-данных идентично устройству, которое использовалось для создания исходного файла. Даже звук MIDI-инструмента в соответствии со стандартом General MIDI зависит от электронного устройства воспроизведения и используемого при этом метода. MIDI-звук не используют для воспроизведения речи.

Основное преимущество цифрового аудио перед MIDI-звучанием заключается в том, что качество воспроизведения цифрового звука всегда постоянно, и здесь MIDI-звучание уступает цифровому звучанию. Существуют две причины, по которым следует работать с цифровым звуком:

§ более широкий выбор программ и систем, которые поддерживают работу с цифровым звуком;

§ для подготовки и создания цифровых звуковых элементов не требуется знание музыкальной теории, чего не скажешь о MIDI-данных.

Страница 1
Музыкальные audio форматы.

В мире музыки существует огромное количество музыкальных форматов их модификаций и версий, созданных гигантами музыкальной индустрии и небольшими компаниями, получившими общественное признание в электронном мире.

Для этих целей были разработаны различные физические методы хранения аудиоданных, например: виниловые пластинки, магнитная лента, компакт-диски, DAT, MD (минидиск), DVD или преобразование нот в музыкальных форматах (MIDI), точно таким же образом появилось множество различных компьютерных методов хранения аудиоданных - digital: OGG, Mp3, Flac, Wav форматов.
Невозможно рассмотреть и обсудить все звуковые форматы, кодеки их достоинства и недостатки, по этому в своей статье мы постараемся рассказать о наиболее популярных расширениях audio files, с которыми Вам, возможно, придется работать.

Почему мы не можем использовать какой ни будь один универсальный формат кодирования аудио-файлов?

Потому, что для реализации различных функций необходим свой формат. Например: для воспроизведения CD в дисководе компакт-дисков, для записи музыки или звуковых эффектов в видеоиграх, для записи дорожки фильма или видеоклипа, для проигрывания в мобильных телефонах или передачи файлов через Интернет, кроме того, существует ряд операционных систем получивших наибольшее распространение в мире. В их число входят: Amiga, Macintosh, NEXT и персональные компьютеры с операционной системой Windows. Кроме того работа dj, звукорежиссера, cj, видеоинженера или простого любителя музыки - достаточно сильно отличаются по своей сути. Для этого может потребоваться, чтобы Ваши аудиоданные были сохранены своим способом. Например, звук для компакт-диска должен быть сохранен с использованием разрядности 16 бит и частоты сэмплирования 44,1 кГц. Однако для загрузки звука через Интернет нам лучше использовать другую разрядность и частоту сэмплирования, поскольку каждая минута 16-битного, 44-килогерцевого звука занимает примерно 10 Мбайт, т.е. средний трэк продолжительностью 5 минут составит 50 "метров" - это слишком большой объем данных для среднестатистического пользователя. В этой статье представлена краткая информация о самых популярных музыкальных форматах.

AA (Audible Audio Book File)

AA (Audible Audio Book File) - формат является закрытым, разработан компанией Audible. Применяется, для записи аудиокниг, которые продаются через сервисы Audible и iTunes. Существует возможность замедлять или ускорять скорость прослушивания файлов - digital pitch, возможность оставлять закладки при прослушивании аудио книг, защита файлов, при доставке звуковых записей посредством internet.

AAC (Advanced Audio Coding)

AAC (Advanced Audio Coding) - формат аудио-файла с меньшей потерей качества при кодировании, чем Mp3 при одинаковых размерах. Кодирование музыки без потерь качества оригинала с помощью профиля ALAC. AAC - семейство алгоритмов аудио кодирования MPEG4. В отличие от гибридного набора фильтров mp3, AAC использует MDST технологию (модифицированное косинусное преобразование) - это значит, что слушатель получает более лучшее качество звука, чем при MP3 кодировании с таким же или меньшим битрейтом. Возможные расширения AAC файлов: .m4a . m4b .m4p.

AIFF

AIFF - Это формат аудиоданных для платформы Apple Macintosh. Формат.aiff поддерживает 8бит и16-битные mono и stereo. Если файлы этого формата содержат заголовок Mac-Binary (тексты, фото, информацию о правообладателе, единый номер и т.п.), в этом случае файл будет иметь расширение.snd. Аудиофайл с расширением.snd можно прослушать с помощью программы Sound Forge. "Форж" конечно откроет такой файл, но распознает его, как формат Macintosh Resource, на качестве звучания - это не отразится.

APE (Monkey"s Audio)

APE - (Monkey"s Audio), разработчик Мэтью Т. Эшланд - формат цифрового звука без потерь качества (lossless). Кодек Monkey"s Audio выпускается только для платформы Microsoft Windows, хотя существует ряд неофициальных кодеков для MacOS, Linux, BeOS. Файлы Monkey"s Audio используют следующие расширения: .ape - для хранения аудио и.apl - для хранения метаданных. Данный формат не является свободным, т.к. лицензия на него серьезно ограничивает распространение.ape files.

DTS

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.

FLAC

FLAC - (Free Lossless Audio Codec). В отличие от кодеков с потерями - Mp3, Ogg и AAC, не удаляет никакой информации из аудиопотока и предназначен для прослушивания музыки на высококачественной Hi-Fi, Hi-End аппаратуре и для архивирования профессиональной аудио-коллекции. В настоящее время формат FLAC поддерживается многими аудио плейерами и музыкальными приложениями. Чтобы хранить основные типы метаданных, базовый декодер использует теги ID3v1 и ID3v2, поэтому их можно свободно добавлять и редактировать.

MIDI

MIDI - (Musical Instrument Digital Interface), в отличие от других форматов, MIDI хранит не цифровой звук, а наборы команд: проигрываемые ноты, ссылки на инструменты, параметры звука. Удобство формата MIDI, заключается в использовании устройства, производящего аранжировку по обозначенным аккордам. Миди файлы, как правило, имеют на несколько порядков меньший размер, чем оцифрованный звук такого же качества. Формат MIDI - универсален и разработан так, чтобы любой секвенсор мог читать и записывать данные без потерь. При этом, непонятная другим программным приложениям информация MIDI - не приводит к недоразумениям, а просто игнорируется. Мидюшный формат минусовки позволяет сохранять информацию об используемом инструменте, темпе, обозначении размера, информацию о музыкальных ключах, названии трека и паттернов и их количестве.

MP3

MP3 - (MPEG Layer версия 3) На данный момент, MP3 является самым популярным форматом цифрового кодирования музыки. MP3 является форматом сжатия с потерями, то есть часть звуковой информации, согласно психоакустической модели, ухо человека воспринять практически не может удаляется из исходного файла - безвозвратно. До сих пор не утихают споры по поводу качества Mp3…Во-первых, качество полученного MP3 зависит не только от битрейта сжатого файла, но и от версии используемой кодирующей программы - кодека. Многие музыкальные гурманы, предпочитают сжимать музыку с "максимальным качеством" - 320kbps, либо переходить на другие форматы, например FLAC, где битрейт в среднем ~1000 kbps. На данный момент MP3 является лидером по общепризнанности, но при этом не является профессиональным, по техническим параметрам, форматом. Профессиональные музыканты и dj уже давно не используют треки с битрейтом менее 320kbps.

MOD

MOD - формат разработан для платформы Amiga. Каждый файл MOD содержит оцифрованные записи real звучания инструментов, так называемые сэмплы, чем-то похож на структуру MIDI. Cj или композитор, пишущий в формате MOD, применяет программу, называемую трэкером, в которой указывает, какой именно инструмент, в какое время, какой нотой и октавой должен прозвучать - эта последовательность нот записывается в список - трек, а несколько параллельно звучащих треков образуют блок, называемый паттерном. Совокупность паттернов образует модуль - файл в формате MOD, с расширением.mod. Одна линейка трекера соответствует одному реальному каналу, в котором cj может проиграть или отредактировать пронумерованные ноты. Нотам могут назначаться различные "орнаментами" - например: тремоло, глиссандо и т.д..

OGG

OGG - Vorbis был разработан в 2002 г. коллективом Xiphophorus, как альтернатива всем платным лицензионным аудио форматам. Ogg Vorbis совместим со всеми популярными платформами. Формат не ограничивает пользователя только двумя аудиоканалами (левый и правый), он поддерживает до 255 отдельных каналов с частотой дискретизации до 192 кГц и разрядностью до 32 бит, поэтому Vorbis великолепно подходит для кодирования 6-канального звука DVD-Audio для домашнего кинотеатра.

TTA

TTA - True Audio - бесплатный, аудио кодек, осуществляющий сжатие музыкальных файлов без потерь в режиме реального времени. Кодек основан на адаптивных предсказывающих фильтрах и обладает всеми улучшенными характеристиками, как и большинство современных кодеров. Сжатый размер файлов будет на 30 % - 70 % меньше, чем original music file. TTA формат поддерживает тэги ID3v1 и ID3v2. Используя True Audio кодек, можно разместить до 20 audio CD на одном DVD-R диске.

VQF

VQF - (Interleave Vector Quanization) - разработан в Японии и основывается на технологии TwinVQ. Если сравнить VQF и MP3, то первый формат на 30-50% будет "компактнее", при одинаковом качестве звука. Это дает VQF - значительное преимущество перед MP3 форматом. Но процесс при кодировании, декодировании (decoder) VQF, занимает примерно на 30% больше ресурсов процессора PC, чем Mp3 аудио.

WAV

WAV - (Microsoft Wave) - не менее популярен чем MP3, но wave файлы не имеют сжатия. Звук сохраняется в моно или стерео с частотой дискретизации 44,1 КГц, 8 или 16 бит.

WMA - (Windows Media Audio) разработанный компанией Microsoft, как альтернатива mp3. Многие меломаны недолюбливают формат WMA за большое количество ошибок различного рода, формат WMA постоянно развивается и улучшается. Например, в новых версиях этого расширения добавлены сложные алгоритмы кодирования звука без потерь (lossless), многоканальное кодирование объемного звука - это очень перспективное свойство, для WMA т.к. файлы могут содержать еще и видео данные. Файлы обозначены расширением.wma и.asf.
страница 1

Доброго всем времени суток, мои дорогие друзья. Вы знаете? Я тут недавно услышал мимоходом разговор нескольких друзей насчет форматов аудио. И один из них с пеной у рта доказывал, что на сегодняшний день лучшим аудиоформатом является MP3. Ну парни над ним посмеялись, и по-хорошему правильно. Ну какой MP3? Ну это действительно неправда.

Давайте-ка я вам сегодня как раз расскажу, какой самый качественный формат музыки мы имеем на сегодняшний момент.

В сегодняшнем мире вы можете встретить огромное количество различных звуковых расширений. Давайте вспомним навскидку:

• MP3 (Ну куда без него?)
• И многие другие

Конечно каждый из этих форматов хорош, особенно MP3, который является наверное всё же самым популярным форматом. Но сегодня речь идет не о популярности. MP3 и другие подобные форматы, как бы они качественно не звучали, являются сжатыми оригиналами. И даже если поставить максимальное качество 320 бтрейт, то самым качественным он все равно не будет. Его сжали, уменьшили, поэтому определенные потери будут.

WAVE

Ну а теперь поговорим о том, ради чего мы здесь собрались. Конечно же самым качественным форматом аудио является WAVE (WAV). А всё почему? Потому что этот формат представляет собой некий контейнер, который хранит звук в несжатом виде. Именно поэтому звук и будет иметь максимальное качество.

Конечно за качество придется заплатить, так как WAV занимает довольно приличное дисковое пространство. И если 4-х минутный трек, записанный в mp3 можно будет уместить в 2-4 мегабайта, то тот же трек, только в Wav будет занимать 40 МБ (1 минута занимает примерно 10 МБ). Нехилая разница, правда?

Хотя, если по чесноку, то разницы вы не увидите. Конечно же если вы не звукарь до мозга и костей. Бьюсь об заклад, что если перед вами поставить WAV и MP3 (320 kbs) и закрыть вам глаза, то вы не угадаете, где что лежит (только если случайно).

FLAC

Думали, я закончил? А вот и фигушки! Я не мог так просто закончить мой рассказ, так как чуть не забыл про еще один формат-контейнер, а именно FLAC (Free Lossless Audio Codec ). И зачем же я его отметил? А затем, что он является сжатым, но благодаря тому, что ни грамма информации не удаляется из аудиопотока, он является таким же по качеству, что и WAVE, хотя занимает и меньшй размер.

Кроме всего сегодня FLAC активно используется во многих медиаплеерах, что делает его еще популярнее. Так, что это отличный вариант для тех, кто хочет сохранить качество и уменьшить размер (ох, все этого хотят).

С уважением, Дмитрий Костин