Основные форматы аудиофайлов
Для каждого, кто хоть немного связан с миром музыки, не секрет, что цифровые аудиофайлы могут храниться в различных форматах. Однако не все понимают, чем эти форматы отличаются друг от друга. Знание данной особенности важно для эффективного использования сервисов, связанных с созданием, обработкой и хранением музыки на разных носителях.
21 августа 2024
Содержание
- Понимание процесса оцифровки звука
- Основные параметры цифрового звука: частота дискретизации и битрейт
- Три основных категории аудиоформатов
- Почему важно понимать различия в аудиоформатах?
Для каждого, кто хоть немного связан с миром музыки, не секрет, что цифровые аудиофайлы могут храниться в различных форматах. Однако не все понимают, чем эти форматы отличаются друг от друга. Знание данной особенности важно для эффективного использования сервисов, связанных с созданием, обработкой и хранением музыки на разных носителях.
Понимание процесса оцифровки звука
Прежде чем углубиться в мир аудиоформатов, стоит разобраться с тем, как происходит процесс оцифровки звука. Он реализуется с помощью аналого-цифрового преобразователя (АЦП), который преобразует аналоговый звуковой сигнал в цифровой формат, применяя метод импульсного кодирования. АЦП фиксирует изменения амплитуды сигнала, создавая цифровую копию аналогового звука. Процедуру оцифровки часто называют дискретизацией — от латинского слова discretus, что означает «прерывистый». Важный вопрос, который при этом возникает: какая частота дискретизации позволяет максимально точно передать аналоговый звук в цифровом формате?
Частота дискретизации — это количество измерений входного сигнала в секунду, измеряемое в герцах (Гц). Одно измерение соответствует частоте в 1 Гц, тысяча измерений в секунду — 1 килогерц (кГц). Порог слышимости для человеческого уха составляет 20 кГц, и чтобы оцифрованный звук не отличался от аналогового, дискретизация должна происходить минимум 40 000 раз в секунду.
Основные параметры цифрового звука: частота дискретизации и битрейт
В музыкальной индустрии особое значение имеют две частоты дискретизации:
- 44.1 кГц — стандарт для CD и большинства цифровых записей. Данный показатель был выбран исторически, исходя из особенностей использования магнитной видеопленки в начале 80-х годов. Пленка записывала 60 кадров в секунду, каждый из которых содержал 24 строки выборки. Перемножив эти значения, получаем 44100 выборок — отсюда и частота дискретизации;
- 48 кГц — этот стандарт пришел из киноиндустрии, где пленки записывались с частотой 24 кадра в секунду, а синхронизация со звуком давала частоту 48 кГц. Частоты 88.2 кГц, 96 кГц и 192 кГц используются в профессиональной звукозаписи для получения максимально высокого качества аудио.
☝ Помимо частоты дискретизации, важную роль играет и битрейт. Данным термином называют количество данных, уходящих на кодирование одной секунды звука. Битрейт рассчитывается как произведение частоты дискретизации на разрядность и количество каналов. Разрядность показывает, сколько бит используется для кодирования каждого изменения звука, и напрямую влияет на точность записи.
Три основных категории аудиоформатов
В мире цифровой музыки аудиоформаты делятся на три категории: форматы без сжатия, форматы со сжатием без потерь и форматы со сжатием с потерями. Рассмотрим их подробнее.
Форматы без сжатия: WAV/WAVE и AIFF
- WAV/WAVE — это формат, появившийся в 1991 году для записи на компакт-диски с частотой дискретизации 44.1 кГц и 16-битной разрядностью. WAV сохраняет звук без каких-либо изменений. В связи с этим он часто используется для записи исходных музыкальных файлов. Одна минута аудио в формате WAV занимает 4–5 Мб в зависимости от частоты дискретизации и разрядности.
- AIFF — формат, разработанный Apple, который поддерживается всеми устройствами компании. AIFF файлы воспроизводятся на ПК, занимая в памяти 10 Мб за одну минуту звука с параметрами 44.1 кГц и 16 бит.
Форматы со сжатием без потерь: FLAC, ALAC и APE
- FLAC — один из самых популярных форматов, который появился в начале 2000-х. Он позволяет сжать музыкальные файлы в 1.5–3.5 раза, сохраняя при этом все качество исходного звука. Частота дискретизации может достигать 192 кГц при разрядности 24 бит.
- ALAC — собственный формат Apple, который поддерживает частоты до 384 кГц и разрядность до 32 бит. ALAC идеально воспроизводится на устройствах Apple благодаря встроенным музыкальным процессорам DSP.
- APE (Monkey's Audio) — формат для Windows, поддерживающий 8-, 16- и 24-битные файлы. Его широко используют в профессиональной аудиозаписи, хотя поддержка на других платформах ограничена.
Форматы со сжатием с потерями: MP3, AAC, WMA и OGG VORBIS
- MP3 — самый распространенный формат сжатия, который позволяет уменьшить размер файла до 11 раз за счет удаления неслышимых человеческим ухом частот. MP3 файлы могут иметь битрейт от 32 до 320 кбит/с и частоту дискретизации до 48 кГц.
- AAC — формат, предлагающий более качественный звук при меньшем размере файла по сравнению с MP3. Его задействуют на устройствах Apple, вдобавок в стриминговых сервисах и на YouTube.
- WMA — формат от Microsoft, который обеспечивает хорошее сжатие и качество звука, хотя его поддержка ограничена в основном устройствами на базе Windows.
- OGG VORBIS — некоммерческий формат с открытым исходным кодом, который обеспечивает лучшее качество звука по сравнению с MP3 при аналогичном битрейте. Данная разновидность используется в играх и различных приложениях, хотя его популярность ниже.
Почему важно понимать различия в аудиоформатах?
Для обычного слушателя выбор аудиоформата может не казаться важным, однако меломаны и профессионалы должны уметь различать их, чтобы получать максимальное удовольствие от прослушивания. Лучшие аудиоформаты с высоким битрейтом лучше всего раскрываются на специализированной технике, представленной CD-проигрывателями, системой домашних кинотеатров и аудиопроигрывателями высокого класса. Выбор оборудования для воспроизведения звука часто зависит от индивидуальных предпочтений и особенностей слуха, который, как известно, у всех разный.
Также рекомендуем к прочтению наши статьи по данной теме:
- Что такое частота дискретизации в звуке?
- АЧХ в акустике: что это такое и как влияет на звук
- DSD формат музыки: что это, как работает и где взять файлы
