Цифрові аудіоформати або як зберігається звук на комп’ютері

На сьогоднішній день існує близько трьох десятків поширених цифрових аудіоформатів. Навіщо знадобилося створювати таку кількість видів звукових файлів для зберігання одного типу контенту і як з усім цим управлятися ви дізнаєтеся з цього матеріалу.

 

 

Напевно багато користувачів вважають за краще використовувати домашній комп’ютер не тільки в якості робочої конячки, а й як мультимедійний центр, на якому можна переглядати фільми або сімейні фотографії, а так само слухати улюблену музику. Хоча напевно, для прослуховування музичних композицій більш придатними є компактні цифрові плеєри або мобільні телефони, але на відміну від них, комп’ютер вміє не тільки програвати музику.

Яким би великим об’ємом вбудованої пам’яті не володів ваш музичний плеєр, швидше за все, зберігати в ньому всю фонотеку навряд чи вдасться. Більш того, за допомогою ПК можна створювати, редагувати, упорядковувати і шукати музику. Так само не варто забувати, що на сьогоднішній день існує близько трьох десятків поширених цифрових аудіо форматів, а більшість плеєрів далеко не всеїдні, і здатні відтворювати тільки деякі з них.

Так навіщо ж знадобилося створювати таку кількість музичних форматів для зберігання одного типу контенту? Вся справа в тому, що звук в переважній більшості випадків зберігається в «стислому» вигляді, так як одна хвилина незжатої композиції займає на жорсткому диску близько 10 Мб. З одного боку це начебто не багато, а з іншого, якщо ви меломан і ваша колекція складається з декількох сотень або навіть тисяч пісень, то стає ясно, що звук необхідно стискати, для зменшення займаного ним місця на електронних носіях інформації.

Для стиснення музичних файлів використовуються різні особливі алгоритми, які згодом визначають структуру і особливості подання звукових даних або так звані цифрові аудіоформати файлів. Всі звукові формати можна розбити на три групи: аудіоформати без стиснення, із стисненням без втрат і з застосуванням стиснення з втратами.

без стиснення

Одним з найбільш поширених форматів, що відносяться до цього типу, можна сміливо вважати найвідоміший WAV. Звук в файлах з таким розширенням зберігається без будь-якого стиснення і змін. Правда місця для зберігання незжатих файлів потрібно набагато більше і тому найбільш широке застосування WAV знаходить лише в професійних аудіо і відео додатках, де звук перед обробкою не повинен мати втрати в якості. Зберігання ж звичайних музичних композицій в такому вигляді є невиправданою марнотратством.

Для відтворення WAV-файлів вам не буде потрібно якесь спеціальне програмне забезпечення, так як цей формат розуміють усі медіаплеєри, включаючи і вбудований в систему Windows штатний програвач аудіофайлів Windows Media.

Ще одним форматом, що використовується для зберігання нестислого аудіо, про який варто згадати, є розробка компанії Appleпод назвою AIFF (Audio Interchange File Format). Як ви, напевно, вже здогадалися, найбільш часто він використовується в комп’ютерах Macintosh під керуванням систем Mac OS X.

Стиснення без втрат (lossless)

Алгоритми, які здійснюють стиснення аудіофайлів без втрат працюють за принципом звичайних архиваторов. Забезпечуючи не найвищий рівень стиснення (від 40 до 60%), при цьому вони практично не впливають на якість звуку. Так само варто відзначити, що в цьому випадку, закодовані дані можна повністю відновити до первісного вигляду. Тому використання стиснення без втрат найбільш часто застосовується в тих випадках, коли важливо зберегти ідентичність стислих даних оригіналу.

Найбільш популярними аудіоформатами в цій групі є FLAC (Free Lossless Audio Codec), APE (Monkey’s Audio), WMA (Windows Media Lossless) і ALAC (Apple Lossless Audio Codec). У кожного з них є свої плюси і свої мінуси. Наприклад, кодек APEдает дещо більший виграш в стисненні, а FLAC є більш поширеним. Загалом же, все справжні меломани зберігають свої музичні колекції саме в lossless-форматах, так як в них не видаляється ніяких даних з аудиопотока, а створені за допомогою цих кодеків файли, можна прослуховувати навіть на високоякісної звукової апаратури.

Для відтворення стислих без втрат форматів, як правило, використовуються сторонні плеєри (крім WMA), такі як MPlayer, foobar, AIMP, Winamp, VLC і інші, так як в них вже вбудовані всі необхідні кодеки. Іншим варіантом є окрема установка пакета додаткових кодеків (наприклад, K-Lite), після чого прослуховування файлів в lossless-форматі стає доступним практично з будь-якого аудіопрогравачем.

Стиснення з втратами

Це найпопулярніша група алгоритмів, які забезпечують максимальну (до 10 разів і навіть більше) ступінь стиснення звуку. Правда на відміну від попередніх форматів, тут аудіофайл втрачає в якості, а наскільки сильно – безпосередньо залежить від ступеня його стиснення.

Для визначення якості оцифрованого звуку найбільш часто застосовується такий показник, як бітрейт – швидкість звукового потоку, що вийшла після стиснення і вимірюється в кілобітах в секунду (kbps). Як ми вже говорили, в середньому хвилина нестислого звуку займає близько 10 Мб, що відповідає аудіопотоки приблизно в 1400 кбіт / c. Після кодування з втратами, його бітрейт може знизитися до 56 кбіт / с. При цьому, варто враховувати, що для збереження природного звучання швидкість потоку повинна бути не нижче 192 або 256 кбіт / c. Якщо ж бітрейт потоку становить 320 кбіт / c і більше, то різниця в звучанні для більшості людей між стислим і несжатим аудіо практично зникає.

Найпопулярнішим форматом тут однозначно вважається знаменитий і всіма улюблений MP3, розроблений фахівцями відомої групи MPEG (Moving Picture Experts Group). Найбільш широко він використовується для кодування аудіофайлів, що розміщуються в інтернеті і різних файлообмінниках через можливість істотно зменшити розмір переданих даних, що при низькій швидкості підключення до мережі важливо.

Іншими відомими форматами з цієї серії є AAC (Advanced Audio Coding) і OGG Vorbis. При цьому, будучи менш популярними, їх алгоритми стиснення досконаліше, ніж у основного конкурента. Так при однаковому розмірі файлу, вони забезпечують кращу якість звукового ряду в порівнянні з MP3. Ще одна серйозна перевага даних форматів – можливість кодування до 48 звукових каналів у AAC і 255 у OGG, проти всього двох у MP3.

Варто відзначити, що і формат WMA – власність компанії Microsoft, спочатку створювався для зберігання і трансляції аудіоінформації в стислому вигляді з втратами, а кодування без втрати якості додалося до нього не так давно, починаючи з Windows Media Audio 9.1. Номінально цей формат забезпечує кращу ступінь стиснення, ніж MP3, що дає можливість розробникам протиставляти його в якості альтернативи конкуруючим алгоритмам AAC і OGG. Правда широкому поширенню WMA заважає його закритість і обмеженість застосування на багатьох платформах (операційних системах). Та й вбудована підтримка цифрової системи управління авторськими правами (DRM) не встановлює популярності дітищу Microsoft.

Не дивлячись на те, що MP3 програє своїм конкурентам, як по ефективності стиснення, так і за якістю звучання, він до цих пір продовжує залишатися найпопулярнішим аудіоформаті. Секретом такого успіху, напевно, можна назвати банальну інерцію мислення, так як за багато років до нього звикла більшість користувачів, виробників апаратури і розробників програмного забезпечення. Саме тому MP3-файли можна прослухати взагалі на всьому, що здатне програвати цифровий звук – будь то мобільний телефон, персональний комп’ютер з будь-популярною операційною системою, портативний аудіоплеєр, сучасний музичний центр або DVD-програвач.

І хоча інші формати поки що такою підтримкою похвалитися не можуть, у них теж все не так вже й погано. Так AAC знайшов широку підтримку з боку компанії Apple, яка використовує його алгоритми для зберігання аудіокниг, подкаст, музичних композицій в магазині iTunes і рингтонів. Так що для шанувальників комп’ютерів Macintosh, планшетів iPad, смартфонів iPhone і плеєрів iPod цей формат можна вважати «рідним».

Файли WMA легко відтворюються на будь-якому ПК під управлінням операційної системи Windows, яка є найпоширенішою в світі. При цьому багато виробників портативних аудіоплеєрів і стаціонарних програвачів оптичних дисків так само підтримують цей формат. А ось для прослуховування файлів у форматах OGG Vorbis або AAC в Windows-системах доведеться встановити спеціальні кодеки. Хоча це не проблема. Установка вищезгаданого безкоштовного пакету кодеків K-Lite Codek Pack дозволить програвати на вашому комп’ютері за допомогою улюбленого плеєра практично будь-які звукові файли.

висновок

На закінчення давайте подивимося, який набір програмного забезпечення вам знадобиться, щоб перетворити свій домашній комп’ютер в універсальний інструмент для роботи з аудіофайлами. Для зручності, розділимо всі додатки на кілька основних груп.

плеєри – служать для безпосереднього відтворення звукових файлів, а так само часто використовуються для каталогізації та упорядкувати музичні колекцій. Їх кількість настільки величезна, що й не злічити. Але все ж, що б трохи полегшити вам вибір, наведемо, на наш погляд, дванадцять найпопулярніших: Windows Media Player (вбудований в систему), Winamp, KMPlayer, iTunes, GOM Player, jetAudio, VLC Media Player (VideoLAN), AIMP, BSPlayer, Real Player, WinDVD і Foobar2000.

конвертори – додатки, здатні здійснювати перекодування з одного формату в інший. Для цієї мети можна використовувати більшість популярних плеєрів, не вдаючись до використання спеціальних програм. Хоча в деяких випадках без цього не обійтися.

Ріпери (грабери) – дозволяють отримувати цифрову звукову інформацію з оптичних носіїв (Audio-CD, DVD) і зберігати її в різних форматах. Незважаючи на численність всіляких граббер, на цьому терені найбільшу популярність здобуло додаток EAC (Exact Audio Copy), що дозволяє робити найбільш точні копії дисків. До інших популярних Ріппер відносяться: Audiograbber, Reaper, Easy CD-DA Extractor та інші.

Редактори – програми, призначені для створення, запису та редагування звукових даних. У цій групі існують як досить прості програми, що дозволяють зробити елементарні операції з аудіофайлом (вирізати, обрізати, об’єднати, нормалізувати і т.д.), так і справжні монстри для професійної роботи зі звуком. Серед невеликих редакторів можна виділити додаток Nero WaveEditor, за його скромний розмір і при цьому досить високу функціональність. До найбільш популярним професійним рішенням обробки звуку відносяться: Adobe Audition, Sound Forge, Cubase, Sony Vegas Pro та інші.

Звичайно, чисто теоретично всі ці необхідні функції може поєднувати в собі тільки одна програма, але на практиці використовувати єдиний додаток для всіх завдань не завжди зручно. Та й домогтися від однієї програми якісного виконання всіх завдань практично неможливо.

У будь-якому випадку набагато зручніше мати під рукою кілька спеціалізованих додатків, які і місця займають менше, і з завданнями своїми окремо справляються краще.

Ссылка на основную публикацию