Koje su razlike između MP3, FLAC i drugih audio formata?

Digitalni audio je bio jako dugo vremena, tako da je sigurno da će se pojaviti mnoštvo audio formata. Ovdje su neke od najčešćih, što ih razlikuje, i za što ih koristiti.

Prije nego što govorimo o svakodnevnim audio formatima, važno je razumjeti osnove, a to znači razumijevanje PCM-a. Nakon toga, obradit ćemo komprimirane formate.

PCM audio: sve počinje

Pulse-Code modulacija nastala je davne 1937. godine i najbliža je približna vrijednost analognog zvuka. To znači da se analogni valni oblik aproksimira u pravilnim intervalima. PCM karakteriziraju dva svojstva: brzina uzorkovanja i dubina bita. Brzina uzorkovanja mjeri koliko često (u vremenu u sekundi) se uzima amplituda valnog oblika, a dubina bita mjeri moguće digitalne vrijednosti. Što se tiče audio formata, to je uglavnom temelj.

Pravi zvuk je u stvarnom svijetu kontinuiran. U digitalnom svijetu to nije. Nekako je to više zbunjujuće sa zvukom nego s videom, pa pogledajmo video kao točku usporedbe. Ono što mi tumačimo kao „gibanje“ ili mislimo kao „fluidno“ i stalno se kreće, zapravo je niz mirnih slika. Na isti način, amplituda zvučnih valova u digitalnom formatu nije "tekuća" niti se stalno mijenja. Mijenja se na temelju određenih kriterija u unaprijed definiranim intervalima.

Slika iz Wikipedija

Znam da ovdje ima puno toga što možda nije drugorazredna, osim ako niste inženjer, fizičar ili audiofil, pa ćemo se još više upuštati u analogiju.

Recimo da je voda koja teče iz otvorene slavine vaš "analogni" izvor zvuka. Temperatura vode koju možemo usporediti s amplitudom audio vala; to je svojstvo koje treba izmjeriti kako biste mogli uživati u njemu. Uzorkovanje je broj puta u sekundi kada uvučete prst u tekuću vodu. Što češće u nju umočite prst, to se više "neprekidno" mijenjaju temperature. Ako stavite prst u tekuću vodu 44.100 puta u sekundi, to je gotovo kao da držite prst ispod njega cijelo vrijeme, zar ne? To je osnovna ideja uzimanja uzoraka.

Dubina bita je malo složenija. Umjesto da koristite prst, recimo da ste koristili stvarno termometar. To je u osnovi rekao "Hot" za sve iznad sobne temperature i "Hladno" za ništa ispod. Bez obzira na to koliko puta ste ga uranjali u vodu, ne bi vam dalo mnogo korisnih informacija. Sada, ako umjesto samo 2 opcije, recimo da je termometar imao 16 mogućih vrijednosti koje možete koristiti za mjerenje temperature vode. Više korisno, zar ne? Dubina bita radi na isti način, jer više vrijednosti omogućuju preciznije prikazivanje više dinamičkih promjena amplitude zvuka.

Kao što je već spomenuto, PCM je temelj za digitalni zvuk, zajedno s njegovim varijantama. PCM pokušava modelirati valni oblik, što je više moguće njegove nestisnjene slave. Poseban je, spreman je da se zaglavi u procesoru digitalnih signala, i više ili manje univerzalan. Većina drugih formata manipulira zvukom putem algoritama, pa ih je potrebno dekodirati tijekom reprodukcije. PCM audio se smatra "bez gubitaka", on je nekomprimiran i stoga zauzima puno prostora na tvrdom disku.

Nekomprimirana grupa: WAV, AIFF

Slika po codepo8

I WAV i AIFF su formati audio spremnika bez gubitaka koji se temelje na PCM-u, uz neke manje promjene u pohrani podataka. PCM audio, za većinu ljudi, dolazi u ovim formatima, ovisno o tome koristite li Windows ili OS X, a mogu se pretvoriti u jedan od drugog bez pogoršanja kvalitete. Obje se također smatraju "bez gubitaka", nekomprimirane su, a stereo (2-kanalna) PCM audio datoteka, uzorkovana na 44,1 kHz (ili 44100 puta u sekundi) na 16 bita ("CD kvaliteta") iznosi oko 10 MB po minuta. Ako snimate kod kuće radi miješanja, to je ono što želite koristiti jer je puna kvaliteta.

Slika po CyboRoZ

Formati bez gubitaka: FLAC, ALAC, APE

Free Lossless Audio Codec, Apple Lossless Audio Codec i Monkey's Audio svi su formati koji komprimiraju zvuk, mnogo na isti način na koji je sve komprimirano u digitalnom svijetu: pomoću algoritama. Razlika između komprimiranih datoteka i FLAC datoteka je u tome što je FLAC posebno dizajniran za audiozapise, pa ima bolje stope kompresije bez gubitka podataka. Tipično, vidjet ćete otprilike polovicu WAV-ova. To znači da FLAC datoteka za stereo zvuk na "CD kvaliteti" traje otprilike 5 MB po minuti.

Up-strana je da ako želite raditi audio manipulaciju, možete pretvoriti natrag u WAV bez gubitka kvalitete. Ako ste audiofil i slušate mnogo glazbe s dinamičkim rasponom, ovi formati su za vas. Ako imate odličan skup zvučnika, limenki ili slušalice, ti će formati prikazati tonove koji će ih prikazati.

Formati gubitaka: MP3, AAC, WMA, Vorbis

Slika po Patrick h lauke

Većina formata koje vidite u svakodnevnoj upotrebi su "izgubljeni"; neki stupanj kvalitete zvuka se žrtvuje u zamjenu za značajnu dobit u veličini datoteke. Prosječni MP3 CD kvalitete traje oko 1 MB po minuti. Velika razlika u odnosu na PCM, zar ne? To se naziva kompresija, ali za razliku od formata bez gubitaka, tu kvalitetu ne možete dobiti natrag kada ga skinete u formatima s gubicima. Različiti formati gubitaka koriste različite algoritme za pohranu podataka, te se obično razlikuju u veličini datoteke za usporedivu kvalitetu. Formati s gubitkom također koriste bitrate za označavanje kvalitete zvuka, što obično izgleda kao "192 kbit / s" ili "192 kbps". Veći brojevi znače da se ispisuje više podataka, tako da postoji više očuvanja detalja. Evo nekih detalja za popularnije formate.

MP3: MPEG 1 Audio Layer 3, najčešći audio codec danas. Unatoč hrpi patentnih pitanja, još uvijek je nevjerojatno popularna. Tko nema MP3-a koji leže okolo?
Vorbis: besplatni format otvorenog koda koji se češće koristi u računalnim igrama, kao što je Unreal Tournament 3. Navijači FOSS-a, kao što su mnogi korisnici Linuxa, sigurno će vidjeti obilje tog formata.
AAC: Napredno audio kodiranje, standardizirani format koji se sada koristi s MPEG4 videozapisom. Podržana je zbog kompatibilnosti s DRM-om (npr. Appleovog FairPlaya), poboljšanja u odnosu na mp3 i zato što nije potrebna licenca za usmjeravanje ili distribuciju sadržaja u ovom formatu. Apple obožavatelji vjerojatno će imati dosta u AAC.
WMA: Windows Media Audio, Microsoftov audio format za gubitak. Razvijen je i korišten kako bi se izbjegli problemi s licenciranjem s MP3 formatom, ali zbog velikih poboljšanja i kompatibilnosti s DRM-om, kao i implementacije bez gubitaka, još uvijek je tu. Bilo je jako popularno prije nego što je iTunes postao prvak DRMed glazbe.

Gubitak formata je ono što koristite za sve stvari koje slušate i pohranjujete. Oni su dizajnirani da budu ekonomija prostora na tvrdom disku. Koji format odaberete ovisi o tome koji digitalni audio player koristite, koliko prostora imate, koliko ste visokokvalitetni nitpicker, i hrpu više varijabli. Danas će računala igrati bilo što, većina audio playera (osim Apple-ovih, naravno) će raditi više formata za gubitke, a sve više i više će raditi FLAC i APE. Apple se drži MP3, ALAC i AAC.

Nije li subjektivna kvaliteta zvuka?

Apsolutno, jest. Na kraju krajeva, vaše uši troše većinu ovih stvari, ali to je više razlog za ozbiljno razmišljanje o kvaliteti. Kad sam prvi put počeo stvarati svoju digitalnu glazbenu kolekciju, nisam mogao reći razliku između 128kbit MP3 i audio CD-a. Za moje uši, nije bilo vidljive razlike. Međutim, s vremenom sam primijetio da 256 kbit zvuči mnogo bolje, a nakon što sam dobio jako lijep (i skup!) Set slušalica, vratio sam se na audio CD-e s punim radnim vremenom! Ona također ovisi o žanru glazbe.

Slika po jonchoo

Postoji puno varijabli ovdje, ljudi, nemojte pogriješiti oko toga. Trebalo je neko vrijeme prije nego sam se smjestio na korištenje FLAC-a za neku glazbu i 320kbps MP3 za ostatak. Ono što pokušavam učiniti jest da eksperimentirate i vidite što je najbolje za vas i vašu glazbu, ali budite svjesni da će se, kako se vaši ukusi mijenjaju, vaša percepcija, vaša oprema i važnost kvalitete također.

I sve ove stvari postaju još teže kada ne govorite samo o glazbi, nego o glasovnim stazama, zvučnim efektima, bijeloj i smeđoj buci, itd. Tamo je cijeli svijet zvuka, zato nemojte se obeshrabriti! Učeći što možete i slušajte za sebe, možete koristiti ove informacije u svoju prednost u budućim audio projektima. Ostavit ću vas s nekim od najboljih savjeta koje sam ikada dobio: "radi ono što samo dobro zvuči."