Лучшие форматы аудиофайлов: что это такое и почему они важны

С таким количеством доступных аудиоформатов, какой из них вам следует использовать? Ответ не так прост.

В этой статье мы рассмотрим наиболее распространенные форматы аудиофайлов, используемые сегодня, и выясним, действительно ли существует лучший аудиоформат.

Мы изучим:

• Что такое формат аудиофайла?
• Что считается HD-аудио и при чем здесь формат аудиофайла?
• Поймите разницу между несжатыми файлами, файлами с потерями и файлами без потерь.
• Сравнение популярных типов аудиофайлов
• Какой формат песен следует использовать?
• Какие аудиоформаты лучше?

Если вы потребляете цифровое аудио в течение нескольких лет, ваш компьютер будет заполнен цифровыми музыкальными файлами в разных форматах. В большинстве случаев вам не нужно об этом думать, если ваш медиаплеер может их прочитать. Но по мере того, как вы погружаетесь глубже в это аудиофильское увлечение, вы можете начать задаваться вопросом: «Какой аудиоформат лучше всего подходит для моей музыки?».

Что ж, эта статья для вас.

Давайте углубимся в это.

Быстрые ссылки

Используйте эти быстрые ссылки для быстрой навигации по статье.

Что такое формат аудиофайла?

Формат аудиофайла — это формат файла для хранения цифрового звука в компьютерной системе, такой как ПК, мобильный телефон и т. д. Аудиоинформация хранится в виде битов в файле и может называться битовой компоновкой.

Эти битовые раскладки могут быть несжатыйили сжатый с использованием без потерь или с потерями кодирование.

Форматы аудиофайлов и качество звука

Типы аудиофайлов (от: sguru.org)

Не все форматы аудиофайлов одинаковы. Частота дискретизации и битовая глубина определяют разрешение, частотный диапазон и динамический диапазон звука. Стандартом качества звука CD является частота дискретизации 44,1 кГц и разрядность 16 бит.

Все, что ниже этого, и ваш звук не считается высоким разрешением (HD) или высоким разрешением. Многие форматы аудиофайлов используют настройки ниже, чем HD. Причины объясняются в следующих разделах.

Вся музыка, которую вы слушаете, должна иметь как минимум частоту дискретизации 44,1 кГц (44 100 Гц). Эта скорость захватывает частоты до 22050 Гц, что чуть выше предела человеческого слуха (~ 20 кГц).

По теме: Как мы слышим? Объяснение механизма человеческого слуха

Загружаемые HD-файлы

Если вы меломан, есть возможность приобрести аудио с частотой дискретизации до 192 кГц и разрядностью 24 бита. Хотя они не получили широкого распространения, 24-битные файлы доступны в некоторых музыкальных магазинах, таких как:

Файлы с частотой дискретизации выше 48 кГц пока не пользуются большим спросом. Хотя они предлагают более высокое качество, они также требуют гораздо больше места для хранения. Многие создатели контента не выпускают аудио с частотой дискретизации выше 44,1 кГц.

Стандартное потоковое вещание в сравнении с HD (от: amazon.com)

Потоковое HD

Если вы не заинтересованы в загрузке файлов и ограничении ресурсов вашего компьютера, вы можете рассмотреть возможность потоковой передачи HD-аудио.

Есть некоторые потоковые сервисы, которые предлагают потоковую передачу HD, Амазон HD, приливи Кобуз назвать несколько. Музыкальная библиотека, которую они предлагают в этом формате, часто меньше, чем та, что предлагает библиотека без HD.

3 основные группы форматов аудиофайлов

Сжатие данных (от: premiumbeat.com)

Форматы аудиофайлов можно разделить на 3 основные группы:

1. Несжатый аудиоформат
2. Формат сжатия аудио без потерь
3. Формат сжатия аудио с потерями

Вот таблица, в которой представлен каждый формат аудиофайла и тип его кодировки:

ФорматКодирование WAVНесжатый AIFFНесжатый ALACLossless FLACLossless MP3Lossy AAClossy WMALossy OGGLossy

Формат несжатого аудио

Если ваши аудиофайлы не сжаты, они на 100 % идентичны цифровым копиям, созданным производителем.

Несжатые форматы создаются с помощью импульсно-кодовой модуляции, ПКМ. Это тот же формат, который используется для компакт-дисков и DVD-дисков.

Итак, если ваша мастер-студия имеет следующие биты:

1100110011000000

Трек PCM будет содержать точно такие же биты:

1100110011000000

Сэмплирование и квантование сигнала для PCM (Из: Wikipedia)

Большой размер файла

Поскольку PCM несжатый, несжатые файлы занимают огромное место на диске. Единственным подходящим портативным носителем для хранения таких файлов являются такие диски, как CD, DVD или даже диски Blu-ray. (РИП HD DVD)

Формат сжатия аудио без потерь

С без потерь кодирование или сжатие без потерь, вы получаете лучшее из обоих миров. Файлы без потерь сжимаются, что уменьшает их размер и упрощает их хранение и распространение.

При воспроизведении их можно декодировать до исходного несжатого состояния без ухудшения качества сигнала.

Думайте об этом как о ZIP-файл. Когда вы архивируете документы, они сжимаются, а размер файла уменьшается. Когда вы «разархивируете» или декодируете их, ваши исходные документы воссоздаются без каких-либо изменений.

Представление сжатия без потерь (от: retromanufacturing.com)

Как работает сжатие без потерь?

Сжатие без потерь кажется волшебством. Как выбрасывать данные, но воссоздавать их точно таким же образом? Сжатие с потерями также выбрасывает данные, и они не могут воссоздать исходную копию.

Оказывается, при сжатии без потерь данные умным образом отбрасываются, что позволяет воссоздать исходную копию. Это делается путем выявления шаблонов и представления данных в более короткой форме.

Был проведен сложный статистический анализ для выявления шаблонов для сжатия, но у нас есть простой пример ниже, чтобы продемонстрировать, как разумно отбрасывать данные.

Биты для Master Studio Track:

1100011110000000

Кодер без потерь может отбросить все 0 и заменить его символом, который занимает меньше места, тем самым уменьшая размер файла:

11___1111_______

Когда декодер получает вышеуказанные биты, он снова заменяет символ на 0, чтобы воссоздать исходные биты.

Для получения дополнительной информации о различиях между звуком без потерь и несжатым звуком см. могу прочитать это.

Форматы без потерь используются не только для прослушивания музыки, но и для архивирования аудиофайлов. В процессе сжатия данные не теряются. Хотя вы не получаете такого значительного уменьшения размера, как сжатие с потерями, сжатие без потерь все же может обеспечить впечатляющее уменьшение размера файла до 60%.

Формат сжатия аудио с потерями

с потерями кодирование или сжатие с потерями использует психоакустический анализ. Алгоритмы обнаруживают содержимое, которое считается неслышимым из-за маскирования (звуки, которые не слышны из-за других звуков). Затем он отбрасывает эту информацию.

Представление сжатия с потерями (от: retromanufacturing.com)

Преимущество заключается в том, что размер файла может быть значительно уменьшен, потенциально до 1/10 исходного размера. Однако невозможно восстановить потерянные данные и восстановить файл в исходном несжатом формате позже.

Недостатком этого является то, что это влияет на качество музыки. Показателем качества потокового аудио является битрейт, измеряемый в килобитах в секунду, kbps.

Формула битрейта = Частота дискретизации x Битовая глубина x Количество каналов

Формат Максимальный битрейт MP3 320 кбит/с AAC 320 кбит/с OGG 500 кбит/с WMA 576 кбит/с

При битрейте 320 кбит/с или выше, в зависимости от качества вашего воспроизводящего оборудования, трудно определить разницу между файлом, закодированным с потерями, и несжатым файлом.

Чем ниже битрейт, тем больше данных выбрасывается, тем хуже качество звука.

Многие цифровые музыкальные магазины и многие потоковые сервисы, такие как Спотифай, предлагать/использовать битрейт не более 320 кбит/с. Это снижает качество музыкального контента, напрямую влияя на качество прослушивания.

Для некоторых эта потеря качества не является проблемой, а иногда и вовсе незаметной. Для случайного прослушивания это может быть приемлемо.

Если вы увлечены музыкой и/или вложили средства в качественное воспроизводящее оборудование, первостепенное значение имеет исходный материал наилучшего возможного качества.

Сделав эти различия, давайте посмотрим на различные форматы аудиофайлов.

WAV

WAV-файл

• Типы сжатия: без сжатия

WAV расшифровывается как Waveform Audio. Файлы в этом формате также называются волновыми файлами, их расширение «.wav». Разработанный IBM и Microsoft, это был один из первых типов аудиофайлов, разработанных для ПК.

Хотя он может быть контейнером для сжатых или несжатых файлов, он обычно используется в качестве контейнера для несжатых файлов PCM, чтобы его можно было воспроизводить в Windows.

Он поддерживает частоту дискретизации до 192 кГц, разрядность до 32 бит. Это формат HD, никакой дополнительной обработки или кодирования не применяется.

Поскольку он существует с 1991 года, он совместим со всеми проигрывателями, оборудованием и программным обеспечением, которые могут работать с цифровыми файлами.

Единственным недостатком всех несжатых форматов является то, что размеры файлов могут быть большими.

Сравнение размеров аудиофайлов (от: ask.audio)

В результате они занимают больше места на жестком диске вашего компьютера. Они также занимают больше времени для загрузки / выгрузки в Интернете и используют большую пропускную способность.

Что нам нравится

• Точная копия оригинальной записи
• Обеспечивает высочайшее качество сигнала

Что нам не нравится

• Большой размер файла
• Требуется высокая пропускная способность для передачи через Интернет/Bluetooth

AIFF

AIFF-файл

• Типы сжатия: без сжатия
• Расширение: .aif

AIFF означает формат файла обмена аудио. Примерно в 1988 году Apple разработала этот формат для продуктов Apple, примерно в то же время, что и первый iMac.

Apple iMac, 1998 г. (Из: Википедии)

Он очень похож на файл WAV. Он несжатый, поддерживает аналогичные частоты дискретизации, битовую глубину и количество каналов. Это также формат HD. Размер файла также сопоставим.

С точки зрения качества звука, нет никакой разницы между файлами WAV и AIFF. Файлы AIFF имеют расширение «.aif».

Первоначально он был только для компьютеров Macintosh, теперь его поддерживает операционная система Windows.

Помимо другого расширения, форматы WAV и AIFF идентичны. Единственное отличие состоит в том, что файлы AIFF лучше поддерживают метаданные теги.

При вводе дополнительных данных, таких как название альбома и жанр, в программное обеспечение медиаплеера, данные добавляются в файл. Этого не происходит с файлами WAV.

Что нам нравится

• Точная копия оригинальной записи
• Обеспечивает высочайшее качество сигнала
• Поддержка тегов метаданных для хранения дополнительных данных, таких как название альбома.

Что нам не нравится

• Большой размер файла
• Требуется высокая пропускная способность для передачи через Интернет/Bluetooth

ALAC

ALAC-файл

• Типы сжатия: без потерь
• Расширение: .m4a, .caf

ALAC расшифровывается как Apple Lossless Audio Codec. Как следует из названия, он был разработан Apple и использует сжатие без потерь.

В отличие от большинства других форматов, перечисленных здесь, расширение файла не является его названием. Файлы ALAC имеют расширение «.m4a». Это часть как Quicktime, так и iTunes.

Файлы ALAC в сжатом виде составляют около 60% от размера исходного файла. При воспроизведении они не сжаты и звучат идентично исходному источнику.

Человек слушает в наушниках (Из: blog.teufelaudio.com)

Он поддерживается многими программными медиаплеерами как на Mac, так и на ПК. Аппаратная поддержка ограничена устройствами iOS, некоторыми устройствами iRiver и некоторыми устройствами FiiO.

Файлы ALAC можно загружать в музыкальные сервисы, такие как Tidal и Google Play Музыка. Однако обратите внимание, что они были преобразованы в MP3 для потоковой передачи. В случае с Google Play Music он преобразует его в файл .mp3 со скоростью 320 кбит/с во время потоковой передачи.

Хотя файлы без потерь используют большую пропускную способность Интернета для потоковой передачи, преимуществом перед форматами с потерями является сохранение качества звука.

Если вы воспроизводите большую часть своей музыки с компьютера, с этим форматом проблем не будет. Варианты мобильного воспроизведения требуют большего внимания.

Хотя вы не экономите столько места для хранения, как при использовании форматов с потерями, вы сохраняете качество звука.

Что нам нравится

• Меньшие размеры файлов, чем у несжатых файлов (хотя и больше, чем у файлов с потерями)
• Звук сравним с несжатыми файлами

Что нам не нравится

• Ограниченная поддержка мобильных игроков

FLAC

FLAC-файл

• Типы сжатия: без потерь

FLAC расшифровывается как Free Lossless Audio Codec. Как и формат OGG, он имеет открытый исходный код. Большая часть того, что верно для файлов ALAC, верно и для файлов FLAC. Расширение файла «.flac».

FLAC против ALAC (От: vox.rocks)

По сравнению с ALAC файлы FLAC имеют возможность более быстрой потоковой передачи и декодирования. Это не всегда важно, за исключением игр или просмотра фильмов/синхронизации диалогов.

В этих ситуациях вам нужно как можно меньше задержки. Задержка — это временная задержка, вызванная обработкой звука.

Существует 9 различных уровней сжатия FLAC, которые начинаются от 0 до 8. Чем выше уровень, тем выше степень сжатия, но при этом снижается скорость кодирования. С другой стороны, скорость декодирования более или менее одинакова для всех уровней.

Если вы хотите слушать форматы FLAC на устройствах iOS, вам придется использовать стороннее приложение. Единственный недостаток FLAC, если вы используете продукт Apple, FLAC не поддерживается. Поскольку ALAC и FLAC очень похожи, это часто является решающим фактором, используете ли вы MAC или ПК.

FLAC — это формат, используемый Amazon для их службы потоковой передачи HD. Мы не можем сказать, что FLAC является лучшим аудиоформатом без потерь, но это, безусловно, популярный выбор среди аудиофилов.

Что нам нравится

• Меньшие размеры файлов, чем у несжатых файлов (хотя и больше, чем у файлов с потерями)
• Звук сравним с несжатыми файлами
• Открытый источник

Что нам не нравится

• Нет поддержки Apple Music/iTunes

MP3

MP3-файл

• Типы сжатия: с потерями

MPEG-1 Audio Layer 3 или MP3 — один из самых популярных форматов файлов со сжатием и потерями. Представленный в 1993 году, он быстро стал невероятно популярным.

Его компактный размер файла позволял быстро распространять его в Интернете, пропускная способность которого в то время была намного ниже.

Небольшой размер файла MP3 достигается за счет качества звука.

Winamp был одним из первых программ для MP3-плееров (с сайта fireswordblog.blogspot.com).

Все MP3 изначально были в несжатом формате, например WAV или AIFF. Они обрабатываются и создаются с помощью энкодера. Битрейт, установленный в кодировщике, определяет разрешение и качество музыки, которую вы слышите.

320 кбит/с — это максимальное разрешение, которое может иметь файл MP3. Если вы не используете высококачественное воспроизводящее оборудование, трудно определить разницу между файлом, закодированным с этой настройкой, и звуком CD-качества.

Часто стриминговые сервисы предлагают доставку музыки только со скоростью 320 кбит/с по платной подписке. Бесплатные услуги могут достигать 128 кбит/с. При таком битрейте ухудшение качества очевидно.

Основным преимуществом MP3 является компактный размер файла, совместимость с цифровыми медиаплеерами и хорошее качество звука при кодировании со скоростью 320 кбит/с.

Что нам нравится

• Компактные размеры файлов
• Универсальная совместимость с аппаратным/программным обеспечением
• Для передачи через Интернет/Bluetooth требуется низкая пропускная способность.
• Достаточно хорош, чтобы его можно было использовать для платных потоковых музыкальных платформ.

Что нам не нравится

• Низкое качество звука MP3 может быть очевидным на высококачественном воспроизводящем оборудовании.

ААС

AAC-файл

• Типы сжатия: с потерями
• Расширение файла: .m4a, .m4b, .m4p, .m4v, .m4r, .3gp, .mp4, .aac

AAC расшифровывается как Advanced Audio Coding. Впервые он появился в 1997 году и был разработан Bell, Fraunhofer, Dolby, Sony, Nokia, LG Electronics, NEC, NTT Docomo и Panasonic, чтобы стать преемником MP3.

Как и MP3, он также использует сжатие с потерями. При кодировании с использованием того же битрейта AAC может звучать лучше, чем MP3. Разница в качестве гораздо более заметна при более низком битрейте (< 128 кбит/с).

AAC начал приобретать все большую популярность во время появления iPod, а сопутствующее программное обеспечение музыкальной библиотеки iTunes поддерживает AAC прямо из коробки. Apple Музыка потоковая передача музыки с битрейтом 256 кбит/с AAC.

AAC против MP3 (от: lifewire.com)

Какой-то пример улучшения над MP3 включают:

• Частота дискретизации — AAC может использовать до 96 кГц, по сравнению с ограничением MP3 в 48 кГц.
• Частотный диапазон — существует более широкий диапазон частот дискретизации (от 8 кГц до 96 кГц), чем в MP3 (16 кГц — 48 кГц). Он также лучше обрабатывает диапазон частот выше 16 кГц. Этот диапазон часто называют «воздушным». Субъективный термин, но особое качество музыки, которое содержит детали и присутствие. Без него музыка может звучать скучно.
• Эффективная эффективность сжатия – AAC использует исключительно МДКТ алгоритм, обеспечивающий более высокую эффективность сжатия, чем MP3

AAC — это предпочтительный формат, используемый Spotify, устройствами Android, устройствами iOS, iTunes, YouTube и Tidal (потоковая передача с потерями). Как и в случае с MP3, его максимальный битрейт составляет 320 кбит/с, и, как и в случае с MP3, потоковые сервисы часто используют более низкий битрейт.

Из-за нескольких улучшений, которые AAC имеет по сравнению с MP3, это приводит к более эффективному сжатию звука. Эта повышенная эффективность жизненно важна при более низком битрейте, где требуется превосходное стереокодирование. Следовательно, AAC превосходит качество звука по сравнению с MP3 с более низким битрейтом.

Что нам нравится

• Компактные размеры файлов
• Универсальная совместимость с аппаратным/программным обеспечением
• Низкая пропускная способность для передачи через Интернет/Bluetooth
• Улучшенное кодирование с потерями

Что нам не нравится

• Не HD (хотя и лучше, чем MP3)

WMA

WMA-файл

• Типы сжатия: с потерями

WMA означает Windows Media Audio. Это был ответ Microsoft на MP3. Как и AAC, он попытался и преуспел в этом. улучшение на MP3 звук лучше при том же битрейте.

Проигрыватель Windows Media (от: ghacks.net)

Однако скорость его принятия не так широко распространена, как MP3 и AAC. Следовательно, он не так совместим с аппаратным и программным обеспечением, как эти форматы. Например, на устройствах Android формат не поддерживается.

Хотя файлы WMA могут звучать лучше, чем MP3, поскольку MP3 и AAC уже настолько популярны и поддерживаются на Mac и ПК, пользователи и поставщики по умолчанию используют их.

Что нам нравится

• Компактные размеры файлов
• Улучшенное кодирование с потерями приводит к лучшему качеству звука, чем MP3, при использовании низких битрейтов.

Что нам не нравится

• Не HD (хотя и лучше, чем MP3)
• Совместимость только с Microsoft Windows

ОГГ

OGG-файл

• Типы сжатия: с потерями

OGG, или OGG Vorbis, если дать ему полное название, — это еще один формат, разработанный для улучшения MP3. Его спецификация находится в общественном достоянии, поэтому он бесплатен для коммерческого или некоммерческого использования.

Иллюстрация сжатия с потерями (от: splice.com)

Это популярный потоковый формат, как и WMA, но, несмотря на то, что он с открытым исходным кодом, он не получил такого же развития и распространения, как MP3 и AAC.

Поскольку OGG не так популярен, как другие обсуждаемые форматы с потерями, вы будете более ограничены типами устройств и программ, которые его поддерживают.

Spotify известен тем, что использует OGG в качестве формата аудиофайлов по умолчанию. Раньше это было указано в их документации но с тех пор он был удален.

Стандартное качество настольного приложения — Ogg Vorbis 160 кбит/с. Премиум-подписчики могут включить высококачественную потоковую передачу со скоростью 320 кбит/с — Spotify

OGG обычно наименьший формат аудиофайла. Но из-за отсутствия совместимости пользователи обычно выбирают MP3 при выборе аудиоформата, который по-прежнему может обеспечивать приятное качество музыки при сохранении компактного размера файла.

Что нам нравится

• Один из самых маленьких размеров файлов
• Общественное достояние с открытым исходным кодом
• Низкая пропускная способность для передачи через Интернет/Bluetooth

Что нам не нравится

• Не HD (хотя и лучше, чем MP3)
• Не так широко совместим, как aac и MP3

Какой лучший формат аудиофайла?

Различные типы файлов (от: lifewire.com)

Поэтому вы можете спросить: «Какой формат файла лучше всего подходит для моей музыки?»

Это немного вводящий в заблуждение вопрос. Все форматы найдут свое место в вашей музыкальной библиотеке.

То, что вы используете, зависит от используемого вами медиаплеера (программного/аппаратного обеспечения), от того, важна ли переносимость (размер файла) и от того, нужно ли вам разрешение HD или нет (пропускная способность, качество звука).

Выберите несжатый аудиоформат, если..

Если вы занимаетесь мастерингом и микшированием необработанного звука, выберите формат несжатого звука. Работа с несжатыми аудиоформатами, такими как WAV и AIFF, сродни работе с «оригинальной» копией, где у вас есть вся необходимая информация.

Выберите сжатый аудиоформат без потерь, если..

Если вы меломан и хотите хранить песни на компьютере или цифровом аудиоплеере (DAP), вам следует использовать сжатый аудиоформат без потерь, такой как FLAC. Несмотря на то, что они по-прежнему занимают значительное место, они являются гораздо лучшим выбором для хранения аудио высокого разрешения в больших объемах, чем несжатый формат.

Выберите аудиоформат со сжатием с потерями, если…

Однако, если вы не слишком критичны к прослушиванию и у вас ограниченное пространство для хранения, сжатые аудиофайлы с потерями — это то, что вам нужно. Они занимают меньше места на жестком диске вашего компьютера и портативном музыкальном плеере. Они занимают меньшую полосу пропускания, поэтому они быстрее передаются в Интернете и при использовании беспроводной технологии.

Заключение

Как видите, разные аудиоформаты имеют свои сильные и слабые стороны. У всего есть свое применение.

Когда прослушивание музыки является важной частью вашей жизни, вы всегда будете хотеть, чтобы музыка была с вами. Возможность использовать различные аудиоформаты позволяет включать музыку в любую ситуацию прослушивания, особенно когда вы находитесь в дороге.

Теперь, когда вы знаете различные форматы, вы можете выбрать, какой из них лучше всего подходит для требуемой ситуации, и каких результатов ожидать.

Закрепите это изображение, чтобы сохранить статью

Закрепите это изображение, чтобы сохранить статью