Aké sú rozdiely medzi MP3, FLAC a inými formátmi zvuku?

Digitálny zvuk bol už veľmi dlhý čas, takže je tu množstvo zvukových formátov. Tu sú niektoré z bežnejších, čo ich odlišuje a na čo ich používať.

Skôr než budeme hovoriť o každodenných audio formátoch, je dôležité, aby ste pochopili základy a to znamená pochopenie PCM. Potom budeme riešiť komprimované formáty.

Audio PCM: Kde sa všetko začína

Pulse-Code Modulation bola vytvorená v roku 1937 a je najbližšou aproximáciou analógového zvuku. To znamená, že v pravidelných intervaloch sa približuje analógový priebeh. PCM sa vyznačuje dvomi vlastnosťami: vzorkovacia rýchlosť a bitová hĺbka. Vzorkovacia frekvencia meria, ako často (v časoch za sekundu) sa odoberá amplitúda krivky a bitová hĺbka meria možné digitálne hodnoty. Pokiaľ ide o zvukové formáty, je to skoro základ.

Skutočný zvuk, v reálnom svete, je spojitý. V digitálnom svete to nie je. Nejako to je viac zmätočné s audio ako s videom, takže sa pozrieme na video ako na porovnávacie miesto. To, čo interpretujeme ako "pohyb", alebo ako "tekutý" a neustále sa pohybujúci, je v skutočnosti rad statických obrázkov. Rovnakým spôsobom nie je amplitúda zvukových vĺn v digitálnom formáte "tekutá" alebo sa neustále mení. Na základe určitých kritérií sa mení v preddefinovaných intervaloch.

Obrázok z Wikipedia

Viem, že je tu veľa, ktoré nemusia byť druhou prírodou, pokiaľ nie ste inžinier, fyzik alebo audiophile, takže si to ešte zopakujme analogicky.

Povedzme, že voda prúdiaca z otvorenej batérie je váš "analógový" audio zdroj. Teplotu vody môžeme porovnať s amplitúdou zvukovej vlny; je to vlastnosť, ktorá sa musí merať, aby ste si ju mohli vychutnať správne. Odber vzoriek je počet krát za sekundu, ktorý prstom ponoríte do tečúcej vody. Čím častejšie sa ponoríte do prsta, tým viac sa stávajú zmeny teploty. Ak prilepíte prst do tečúcej vody 44 100 krát za sekundu, je to skoro tak, ako držať prst pod tým po celý čas, že jo? To je základná myšlienka vzorkovania.

Bitová hĺbka je o niečo oveľa zložitejšia. Namiesto použitia prsta, povedzme, že ste použili skutočne teplý teplomer. V podstate povedal "Hot" pre čokoľvek nad izbovú teplotu a "Cold" pre čokoľvek nižšie. Bez ohľadu na to, koľkokrát ste ho ponorili do vody, nebolo by to naozaj veľa užitočných informácií. Teraz, ak namiesto len dvoch možností, povedzme, že teplomer mal 16 možných hodnôt, ktoré môžete použiť na meranie teploty vody. Viac užitočné, že? Bitová hĺbka funguje rovnakým spôsobom, pretože vyššie hodnoty umožňujú presnejšie vykresliť dynamickejšie zmeny amplitúdy zvuku.

Ako už bolo spomenuté, PCM je základom pre digitálny zvuk spolu s jeho variantami. PCM sa pokúša modelovať krivku v čo najväčšej možnej miere svojej nekomprimovanej slávy. Je to zvláštne, je pripravené na uviaznutie v digitálnom signálovom procesore a je viac či menej všeobecne hrateľné. Väčšina ostatných formátov manipuluje s audio pomocou algoritmov, takže je potrebné ich počas prehrávania dekódovať. PCM zvuk je považovaný za "bezstratový", je nekomprimovaný a preto zaberá veľa miesta na pevnom disku.

Nekomprimovaná bunka: WAV, AIFF

Obrázok podľa codepo8

Obe WAV a AIFF sú bezstratové formáty audio kontajnerov založené na PCM, s niektorými malými zmenami v ukladaní dát. PCM zvuk pre väčšinu ľudí sa dodáva v týchto formátoch, v závislosti od toho, či používate Windows alebo OS X, a môžu byť konvertované do seba a navzájom bez toho, aby došlo k zhoršeniu kvality. Oba sú tiež považované za "bezstratové", sú nekomprimované a stereo (2-kanálový) audio súbor PCM, odobratý na 44,1 kHz (alebo 44100 krát za sekundu) pri 16 bitoch ("kvalita CD") predstavuje zhruba 10 MB na minúta. Ak nahrávate doma na účely miešania, toto je to, čo chcete používať, pretože je to plná kvalita.

Obrázok podľa CyboRoZ

Lossless Formáty: FLAC, ALAC, APE

Bezplatný zvukový kodek bez straty zvuku, Apple Lossless Audio Codec a Monkey's Audio sú všetky formáty, ktoré komprimujú zvuk, podobne ako všetko je komprimované v digitálnom svete: pomocou algoritmov. Rozdiel medzi súbormi so zipsom a FLAC sú to, že FLAC je navrhnutý špeciálne pre audio, a tak má lepšie rýchlosti kompresie bez akejkoľvek straty dát. Zvyčajne sa zobrazuje približne polovica veľkosti súborov WAV. To znamená, že súbor FLAC pre stereofónny zvuk pri "kvalite CD" beží približne 5 MB za minútu.

Up-side je, že ak chcete robiť zvuk manipuláciu, môžete previesť späť na WAV bez straty kvality.  Ak ste audiophile a počúvate veľa hudby s dynamickými rozsahmi, tieto formáty sú pre vás. Ak máte veľký súbor reproduktorov, plechoviek alebo sluchátok, tieto formáty prinesú zvuk, aby ste ich predstavili.

Formáty straty: MP3, AAC, WMA, Vorbis

Obrázok podľa patrick h lauke

Väčšina formátov, ktoré vidíte pri každodennom používaní, je "strata"; určitý stupeň kvality zvuku je obetovaný výmenou za značný nárast veľkosti súboru. Priemerná kvalita CD s kvalitou CD je približne 1 MB za minútu. Veľký rozdiel v porovnaní s PCM, nie? Toto sa nazýva kompresia, ale na rozdiel od bezstratových formátov, nemôžete skutočne získať túto kvalitu späť, keď ju zbavíte v stratových formátoch. Rôzne stratové formáty používajú rôzne algoritmy na ukladanie dát, a preto sa zvyčajne líšia vo veľkosti súboru pre porovnateľnú kvalitu. Formáty straty tiež používajú bitovú rýchlosť na označenie kvality zvuku, ktorá zvyčajne vyzerá ako "192 kbit / s" alebo "192 kbps". Vyššie čísla znamenajú, že sa čerpajú viac údajov, takže je viac zachované detaily. Tu sú niektoré podrobnosti o populárnejších formátoch.

• MP3: MPEG 1 Audio Layer 3, najčastejší stratový audio kodek dnes. Napriek hromadeniu patentových otázok je to stále neuveriteľne populárne. Kto nemá MP3s ležiace okolo?
• Vorbis: Voľný a otvorený zdrojový stratový formát, ktorý sa používa častejšie v počítačových hrách, ako je napríklad Unreal Tournament 3. Fanúšikovia FOSS, napríklad mnohí užívatelia Linuxu, musia vidieť veľa tohto formátu.
• AAC: Pokročilé kódovanie zvuku, štandardný formát, ktorý sa teraz používa s videom MPEG4. Je to silne podporované z dôvodu kompatibility s DRM (napr. Apple FairPlay), jeho vylepšenia v porovnaní s formátom mp3 a preto, že na prehrávanie alebo distribúciu obsahu v tomto formáte nie je potrebná žiadna licencia. Apple fanúšikovia budú pravdepodobne mať veľa v AAC.
• WMA: Windows Media Audio, strata zvukového formátu spoločnosti Microsoft. Bolo vyvinuté a používané na to, aby sa zabránilo problémom s licenciou vo formáte MP3, ale kvôli dôležitým vylepšeniam a kompatibilite s DRM, ako aj bezstratovému implementovaniu je stále v okolí. To bolo naozaj populárne pred tým, ako sa iTunes stal šampiónom hudby DRMed.

Strata formáty sú to, čo používate pre všetky veci, ktoré počúvate a ukladáte. Sú určené na úsporu miesta na pevnom disku. Ktorý formát si vyberiete závisí od toho, aký digitálny audio prehrávač používate, koľko priestoru máte, koľko veľkého kvalitného nitpickera ste, a veľa premenných. V dnešnej dobe budú počítače hrať čokoľvek, väčšina audio prehrávačov (okrem Apple, samozrejme) bude robiť viac stratových formátov a stále viac a viac FLAC a APE. Apple sa drží na MP3, ALAC a AAC.

Nie je Subjekt kvality zvuku?

To je úplne úplné. V konečnom dôsledku sú to vaše uši, ktoré spotrebúvajú väčšinu z týchto vecí, ale to je dôvod, prečo myslieť na kvalitu vážne. Keď som prvýkrát začal vytvárať svoju digitálnu hudobnú zbierku, nemohol som naozaj rozpoznať rozdiel medzi 128kbit MP3 a audio CD. K mojim ušiam nebol žiadny výrazný rozdiel. V priebehu času som si však všimol, že 256 kbitov znelo oveľa lepšie a potom, čo som dostal skutočne pekný (a drahý!) Slúchadlá, vrátil som sa na audio CD na plný úväzok! To tiež závisí od žánru hudby.

Obrázok podľa jonchoo

Existuje veľa premenných tu, ľudia, nedávajte žiadnu chybu. Trvalo to chvíľu, než som sa usadil na použití FLAC pre nejakú hudbu a 320kbps MP3 na zvyšok. Bod, ktorý sa snažím urobiť, je, že by ste mali experimentovať, aby ste zistili, čo najlepšie funguje pre vás a vašu hudbu, ale uvedomte si, že vzhľadom na zmenu vášho vkusu sa vaše vnímanie, vaše vybavenie a dôležitosť kvality tiež.

A všetky tieto veci sú ešte oveľa zložitejšie, keď nehovoríte len o hudbe, ale o hlasových skladbách, zvukových efektoch, bieleho a hnedého šumu atď. V tomto svete je celý zvuk, takže sa nemusíte odradiť! Ak sa naučíte, čo môžete, a počúvať sami, môžete tieto informácie použiť vo svoj prospech vo svojich budúcich audio projektoch. Nechám vás s niektorými z najlepších rád, ktoré som kedy dostal: "urobte to, čo jednoducho znie dobre."