V akom formáte je lepšie počúvať hudbu. Tri veľryby stratené

2024 Autor: Malcolm Clapton | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-17 04:09

Pochopiť digitálne audio formáty nie je vôbec jednoduché. Ešte ťažšie je urobiť jednoznačný záver, v akom formáte je lepšie hudbu počúvať. Ak sa pozriete na porovnávaciu tabuľku zvukových formátov vo Wikipédii, začnú sa vám oči vlniť stĺpcami tichých čísel. Skúsme prísť na to, čo je za tým.

Urobme si hneď výhradu, že článok hovorí LEN o všeobecných charakteristikách a nebude obsahovať niektoré podrobnosti. Lifehacker bude v budúcnosti vykonávať svoj vlastný nestranný výskum. A dnes sa pokúsime už známe skúsenosti tak či onak zovšeobecniť.

Existuje analóg a obrázok.

Analóg je dobrý, ale krátkodobý a nepohodlný. Preto sa analógové nosiče, napriek vysokému predaju vinylov, nevrátia.

Digitálny zvuk môže byť troch hlavných typov:

• vo formáte, ktorý nepoužíva kompresiu;
• vo formáte, ktorý používa bezstratovú kompresiu;
• vo formáte, ktorý používa stratovú kompresiu.

Na prvý pohľad sú perspektívnejšie bezstratové formáty. Nie je to vždy tak, ako si to podrobnejšie rozoberieme v niektorom z nasledujúcich materiálov. Nekomprimované formáty nemajú žiadny zmysel okrem ukladania hlavných nahrávok potrebných na vytvorenie zvukového obsahu. Je ľahšie ich obnoviť. Ukladanie a počúvanie domácich nahrávok je zbytočné.

Z mnohých parametrov digitálneho audia by sa mal používateľ v prvom rade starať o vzorkovaciu frekvenciu (presnosť digitalizácie analógového signálu v čase), bitovú hĺbku (presnosť digitalizácie v amplitúde - hlasitosť), bitovú rýchlosť (množstvo informácie obsiahnuté v súbore za sekundu).

Dnes si povieme niečo o strate.

Pre komprimovaný zvuk je veľmi dôležitý koncept psychoakustického modelu – predstavy vedcov a inžinierov o tom, ako človek vníma zvuk. Ucho vníma celé spektrum akustických vĺn, ktoré k nemu prichádzajú. Mozog však signály spracováva.

Referenčná hodnota rozsahu počuteľného človekom je od 16 Hz do 20 kHz, ale nie je schopný súčasne počuť a vnímať všetky prichádzajúce zvuky.

Sluch je diskrétny a jeho sluchová citlivosť je nelineárna.

Moderné psychoakustické modely presne posudzujú ľudský sluch a neustále sa zlepšujú. V skutočnosti, napriek ubezpečeniam milovníkov hudby, hudobníkov a audiofilov, pre priemerne netrénované ucho sa počiatočný vzhľad MP3 v maximálnej kvalite stal mimoriadne citeľným. Sú výnimky, tie nemôžu existovať. Nie sú však vždy ľahko rozpoznateľné pri slepom počúvaní.

Formáty využívajúce psychoakustické kompresné modely

Existuje veľa takýchto formátov pre stratovú kompresiu zvuku. Najbežnejšie sú dnes nasledujúce.

OGG (Vorbis)

Vo všeobecnosti je súbor s príponou *.ogg „kontajnerom“: môže obsahovať niekoľko zvukových nahrávok s vlastnými značkami a charakteristikami. Najčastejšie sú súbory v ňom uložené komprimované kodekom Ogg Vorbis, aj keď sa dajú použiť aj iné, vrátane MP3 alebo FLAC.

Medzi jeho hlavné výhody patrí široká škála možných parametrov pri kódovaní: vzorkovacia frekvencia zvuku môže dosiahnuť 192 kHz, bitová hĺbka je 32 bitov. V predvolenom nastavení používa OGG variabilnú bitovú rýchlosť (hoci to nie je zobrazené na obrazovke vlastností), ktorá môže dosiahnuť až 1 000 kbps.

MP3

Na rozdiel od bezplatného OGG, MP3 vyvinula Fraunhofer Society, združenie nemeckých inštitútov pre aplikovaný výskum, ktorý je pre modernú akustiku veľmi dôležitý. Medzi audiofilmi ide, mimochodom, o mimoriadne rešpektovaný úrad, no neradi to priznávajú. Ich vývoj je však ostro sledovaný.

Na rozdiel od OGG môže mať variabilnú (VBR) aj konštantnú bitovú rýchlosť (CBR). Mimochodom, práve vďaka MP3 sa zistilo, že nie každý záznam sa dá kvalitne zakódovať s premenlivým bitrate (pozri dôvody vyššie, kódovacie algoritmy a ich výsledky sa v tomto prípade môžu líšiť pri kódovaní rovnakého zdroja).

Vzhľadom na pokročilý vek má MP3 značné obmedzenia: bitová hĺbka môže byť 16-24 bitov, vzorkovacia frekvencia je vyjadrená iba v diskrétnych hodnotách (8, 11, 025, 12, 16, 22, 05, 24, 32, 44, 1, 48), bitová rýchlosť obmedzená na 320 kbps. Okrem toho je v bežnej verzii MP3 počet kanálov obmedzený na dva.

AAC

Rovnaké hrable, len z profilu. Tiež vyvinuté Fraunhofer Society. Neskôr a používa iný psychoakustický model, modernejší. Verejne dostupné informácie nám umožňujú konštatovať: áno, podarilo sa im vylepšiť vlastnú tvorbu.

Dokonca aj s najzákladnejšími číslami je AAC flexibilnejší formát. Bitová hĺbka súborov získaných pomocou tohto vývoja sa pohybuje od 16 do 24, vzorkovacia frekvencia, ak je to žiaduce, tiež umožní nestratiť zvukový obraz a leží v rozsahu 8-192 kHz. Dátový tok sa vo všeobecnosti približuje k bezstratovým formátom (až 512 kbps), pričom maximálny počet kanálov súborov AAC dosahuje 48.

Ktorý formát je určite najlepší

Ak vezmeme do úvahy, že AAC je MP3 prerobená po desiatke rokov, potom je voľba v jej prospech. V prípade potreby má zmysel porovnávať iba MP3 a OGG. Poďme sa pozrieť na obrázky, ktoré vytvoril rešpektovaný Andrey Aspidov z ixbt.com:

Na grafoch - dobré AudioCD, OGG komprimované s variabilným bitrate 350 kbps a MP3 pomocou Lame. Čím je graf nižší, tým je zvuk bližšie k originálu. Ukazuje sa, že je to veľmi zaujímavý obrázok. Napriek tomu, že MP3 má na rozdiel od OGG, u ktorých je vidieť blokovanie pod 2 kHz, zreteľne osekané vysoké frekvencie.

O nemenej zaujímavých veciach hovorí aj frekvenčno-časové rozloženie zvuku. Pri konštantnej bitovej rýchlosti 320 kbps je MP3 takmer identická s originálnou nahrávkou. Zdá sa, že teraz všetko do seba zapadá. Ale … V skutočnosti je všetko ešte viac mätúce.

Prečo vôbec používať stratový, keď je k dispozícii bezstratový

Zdravý rozum.

Faktom je, že väčšina analógových nahrávok neobsahuje množstvo informácií, ktoré by bolo potrebné uložiť vo vysokokvalitných formátoch. Nezabudnite, že natívna vzorkovacia frekvencia pre CD je 44,1 kHz, kvantizácia je iba 16 bitov.

Predchádzajúce grafy dobre demonštrujú vysokú vernosť prenosu MP3. Ale pre audio kazetu, magnetickú pásku (samozrejme, ak nejde o master pásku), sú charakteristiky AudioCD nedosiahnuteľné. A pre masové štúdiové vybavenie sa pomerne nedávno objavila možnosť nahrávať analógový zvuk zodpovedajúci AudioCD. Nemá zmysel digitalizovať vo FLAC (a ešte viac vo WAV) záznam koncertu alebo disk z preddigitálnej éry, najmä tie vyrobené z magnetických médií. Neobsahujú tie spektrá a množstvo informácií, ktoré môžu byť uložené v kontajneroch bez kompresie.

Čo sa dnes zmenilo

Vzácny zvukový inžinier vytvorí digitálnu predlohu (ktorá sa následne reprodukuje na fyzické médium), pričom v plnej miere využíva moderné technológie. Preto je šanca, že 24-bitová stopa je v skutočnosti len 16-bitová, extrémne vysoká.

Analógový záznam vo vysokej kvalite na vysokokvalitnom zariadení je dnes ešte ťažšie nájsť - ak len pre fanúšikov tohto zvuku. Takým je napríklad Jack White, bývalý líder White Stripes. Niektoré z jeho nahrávok zároveň odkazujú na variácie lo-fi a hľadanie ohurujúcich zvukových charakteristík skladby sa tam stáva akýmsi pôžitkom pre labužníkov.

Ak si predstavíte ideálny zdroj, potom vám komprimovaný súbor umožní nájsť iba trénované ucho alebo počúvanie na kvalitnom audio zariadení. A už na základe toho (a nezabúdať na vnímanie) stojí za to urobiť nasledujúci záver:

AAC je nevyhnutné a postačujúce pre zariadenia strednej ceny, pri absencii ktorých (a pri absencii zdrojov kódovateľných v AAC) - MP3 s konštantnou bitovou rýchlosťou 320 kbps, vytvorené pomocou kodeku Lame 3.93 (odporúčané kľúče pre dekódovanie: -cbr -b320 -q0 -k -ms).

Výnimkou sú nahrávky pôvodne zaznamenané vo vysokej kvalite, povedzme, zaznamenané na DVD-Audio, SACD alebo nahrávky pôvodne zozbierané v DSD (alebo podobnom formáte) s vysokou bitovou rýchlosťou.

Hoci bezstratový má niektoré funkcie. A o nich si povieme nabudúce.