Jaké jsou rozdíly mezi MP3, FLAC a jinými formáty zvuku?

Digitální zvuk je velmi dlouhá doba, takže tam je určitě spousta zvukových formátů. Zde jsou některé z nejběžnějších, co je odlišuje a na co je používá.

Než začneme hovořit o každodenních zvukových formátech, je důležité, abyste rozuměli základům a to znamená pochopení PCM. Poté řešíme komprimované formáty.

Audio PCM: Kde se vše spouští

Pulse-Code Modulation byla vytvořena již v roce 1937 a je nejbližší aproximací analogového zvuku. To znamená, že v pravidelných intervalech je aproximována analogová vlna. PCM se vyznačuje dvěma vlastnostmi: vzorkovací frekvencí a bitovou hloubkou. Vzorkovací frekvence měří, jak často (v časech za sekundu) se odebírá amplituda průběhů a bitová hloubka měří možné digitální hodnoty. Pokud jde o zvukové formáty, je to skoro základ.

Pravý zvuk v reálném světě je spojitý. V digitálním světě to není. Nějak to je více zmatené s audio než s videem, takže se podívejme na video jako bod srovnání. To, co interpretujeme jako "pohyb" nebo považujeme za "tekutinu" a neustále se pohybující, je ve skutečnosti řadou statických obrazů. Stejným způsobem není amplituda zvukových vln v digitálním formátu "tekutá" nebo se neustále mění. Změna se provádí na základě určitých kritérií v předem definovaných intervalech.

Obrázek z Wikipedia

Vím, že je tu hodně, co nemusí být druhá příroda, pokud nejste inženýr, fyzik nebo audiophile, takže se podívejme dále s analogií.

Řekněme, že voda tekoucí z otevřené baterie je váš "analogový" zdroj zvuku. Teplotu vody lze porovnat s amplitudou zvukové vlny; je to vlastnost, kterou je třeba měřit, abyste si ji mohli užívat správně. Odběr vzorků je počet částic za sekundu, kterou si ponoříte prstem do tekoucí vody. Čím častěji ponoříte do něj prst, tím více se stávají změny teploty. Pokud držíte prst do tekoucí vody 44.100krát za sekundu, je to skoro jako držet prst pod tím po celou dobu, ne? To je základní myšlenka vzorkování.

Bitová hloubka je trochu složitější. Místo toho, abyste použili prst, řekněme, že jste použili opravdu teplý teploměr. To v podstatě říkalo "Hot" pro cokoli nad pokojovou teplotu a "Cold" pro cokoliv níže. Bez ohledu na to, kolikrát jste je ponořili do vody, nebylo by to opravdu užitečné informace. Nyní, když namísto pouhých dvou možností, řekněme, že teploměr měl 16 možných hodnot, které můžete použít k měření teploty vody. Více užitečné, ne? Bitová hloubka pracuje stejným způsobem, protože vyšší hodnoty umožňují přesnější vykreslení dynamických změn amplitudy zvuku.

Jak již bylo zmíněno výše, PCM je základem digitálního zvuku spolu s jeho variantami. PCM se pokouší modelovat průběh vlny v co nejvíce nekomprimované slávě. Je to zvláštní, je připraveno, aby bylo přilepeno v digitálním signálním procesoru a je víceméně univerzálně hratelné. Většina ostatních formátů manipuluje s audio pomocí algoritmů, takže je třeba je během přehrávání dekódovat. PCM zvuk je považován za "bezztrátový", je nekomprimovaný a proto zabírá spoustu místa na pevném disku.

Nekomprimovaná banda: WAV, AIFF

Obrázek o codepo8

WAV a AIFF jsou bezkonfliktní formáty zvukových kontejnerů založené na PCM, s některými drobnými změnami v ukládání dat. PCM zvuk je pro většinu lidí v těchto formátech v závislosti na tom, zda používáte systém Windows nebo OS X, a mohou být přeměněny na sebe a navzájem bez degradace kvality. Oba jsou také považovány za "bezztrátové", nekomprimované a stereofonní (2kanálový) zvukový soubor PCM, vzorkovaný na 44,1 kHz (nebo 44100 krát za sekundu) na 16 bitů ("kvalita CD") činí zhruba 10 MB minuta. Pokud nahráváte doma pro účely mixování, toto je to, co chcete používat, protože je to plná kvalita.

Obrázek o CyboRoZ

Lossless Formáty: FLAC, ALAC, APE

Bezplatný zvukový kodek bez ztráty zvuku, Apple Lossless Audio Codec a Monkey's Audio jsou všechny formáty, které komprimují zvuk, podobně jako je vše komprimované v digitálním světě: pomocí algoritmů. Rozdíl mezi soubory ZIP a soubory FLAC je, že FLAC je navržen speciálně pro zvuk, a tak má lepší kompresní rychlosti bez ztráty dat. Typicky vidíte asi polovinu velikosti WAV. To znamená, že soubor FLAC pro stereofonní zvuk při "kvalitě CD" běží zhruba 5 MB za minutu.

Up-side je, že pokud chcete zvuk manipulovat, můžete převést zpět na WAV bez ztráty kvality.  Pokud jste audiophile a posloucháte hodně hudby s dynamickými rozsahy, tyto formáty jsou pro vás. Pokud máte skvělou sadu reproduktorů, plechovek nebo sluchátek, tyto formáty vyvedou zvuky, které jim předvedou.

Ztráty Formáty: MP3, AAC, WMA, Vorbis

Obrázek o patrick h lauke

Většina formátů, které vidíte při každodenním používání, je "ztrátová"; určitý stupeň kvality zvuku je obětován výměnou za významný zisk ve velikosti souboru. Průměrná kvalita CD "MP3" běží asi 1 MB za minutu. Velký rozdíl oproti PCM, ne? Toto se nazývá komprese, ale na rozdíl od formátů bez ztráty, nemůžete tuto kvalitu vrátit, jakmile ji zbavíte v ztrátových formátech. Různé ztrátové formáty používají různé algoritmy k ukládání dat, a proto se obvykle liší ve velikosti souboru pro srovnatelnou kvalitu. Ztrátové formáty také používají datový tok pro odkaz na kvalitu zvuku, která obvykle vypadá jako "192 kbit / s" nebo "192 kb / s." Vyšší čísla znamenají, že se vyčerpá více dat, takže je zachováno detaily. Zde jsou některé podrobnosti o populárnějších formátech.

• MP3: MPEG 1 Audio Layer 3, nejčastější ztrátový zvukový kodek dnes. Přes hromadu patentových otázek je stále neuvěřitelně populární. Kdo nemá soubory MP3?
• Vorbis: ztrátový formát zdarma a otevřený zdroj, který se používá častěji v počítačových hrách, jako je Unreal Tournament 3. Fanoušci FOSS, jako například mnoho uživatelů Linuxu, musí vidět spoustu tohoto formátu.
• AAC: Pokročilé kódování zvuku - standardní formát, který se nyní používá s videem MPEG4. Je těžce podporována z důvodu kompatibility s DRM (např. Apple FairPlay), jeho vylepšení přes mp3 a proto, že pro streamování nebo distribuci obsahu v tomto formátu není potřeba žádná licence. Apple fanoušci budou pravděpodobně mít spoustu v AAC.
• WMA: Windows Media Audio, ztrátový zvukový formát společnosti Microsoft. Byl vyvinut a používán, aby se vyhnul problémům s licencí s formátem MP3, ale kvůli zásadním zlepšením a kompatibilitě s technologiemi DRM a bezztrátové implementaci je stále v okolí. To bylo opravdu populární dříve, než iTunes se stal šampionem DRMed hudby.

Ztráty formáty jsou to, co používáte pro všechny věci, které posloucháte a ukládáte. Jsou určeny pro úsporu místa na pevném disku. Formát, který si vyberete, závisí na tom, jaký digitální audio přehrávač používáte, kolik prostoru máte, jak velký je kvalitní nitpicker, a spoustu převládajících proměnných. V dnešní době budou počítače hrát cokoli, většina přehrávačů audio (kromě Apple, samozřejmě) bude dělat více ztrátových formátů a stále více a více FLAC a APE. Apple se drží na MP3, ALAC a AAC.

Není podřízená kvalita zvuku?

Rozhodně je. Nakonec je to vaše uši, které spotřebovávají většinu z těchto věcí, ale to je důvod, proč myslet na kvalitu vážně. Když jsem poprvé začal vytvářet digitální hudební sbírku, nemohl jsem opravdu říct rozdíl mezi 128kbitovými MP3 a audio CD. Na mé uši nebyl žádný výrazný rozdíl. Postupem času jsem si však všiml, že 256 kbitů znělo mnohem lépe a poté, co jsem dostal opravdu pěkný (a drahý!) Sadu sluchátek, jsem se vrátil na audio CD na plný úvazek! To také závisí na žánru hudby.

Obrázek o jonchoo

Tam je spousta proměnných, lidi, nedělejte si žádné chyby. Trvalo to chvíli, než jsem se usadil na použití FLAC pro nějakou hudbu a 320kbps MP3 pro zbytek. Snažím se uvést, že byste měli experimentovat, abyste viděli, co funguje nejlépe pro vás a vaši hudbu, ale uvědomte si, že se mění váš vkus, vaše vnímání, vaše vybavení a důležitost kvality.

A všechny tyto věci jsou ještě obtížnější, když nehovoříte jen o hudbě, ale o hlasových stopách, zvukových efektech, bílém a hnědém hluku apod. Je tam celý svět zvuku, takže se nenechte odradit! Tím, že se učíte, co můžete a posloucháte sami, můžete tyto informace využít ve vašem budoucím zvukovém projektu. Nechám vás s některými nejlepšími radami, které jsem kdy dostal: "Udělejte to, co prostě zní dobře."