Руководство пользователю. Музыкальные форматы - Lossless и Lossy

Небольшое вступление
Чтобы было легче разбираться с битрейтами приведу несколько упрощённое понимание битрейтов как Lossy, так и Lossless.
Если представить звук в виде ломанной диаграммы, то у формата MP3 и OGG (это на данный момент основные Lossy форматы, остальные мы здесь рассматривать не будем так, как встречаются они довольно редко) от 128 до 256 кбс верхушки звука (данной диаграммы) срезаются. Что касается битрейта 320 кбс, то срезка вершины звука не происходит.
Что такое битрейты?
Битрейт - это показатель количества информации, которым кодируется одна секунда звучания. Чем он выше, тем меньше искажений и тем ближе закодированная композиция к оригиналу.
Lossless (от англ.)- без потерь, это значит что lossless (без потерь) аудио-форматы, такие как FLAC, APE и WAV, а также другие менее известные, преобразуют CD в цифровой формат без потери качества, то есть вы можете взять диск из вашей коллекции, сохранить его в WAV, перекодировать WAV допустим в FLAC (или в АРЕ), дальше из FLAC (или АРЕ) в WAV и записать на болванку и вы получите абсолютно идентичную вашему CD болванку. Напрашивается вопрос: а почему тогда не использовать просто формат WAV ? Всё очень просто - lossless форматы имеют такое же качество как и WAV, а вот места занимают меньше, в этом то их преимущество. Существует миф что аналог CD это MP3 с битрейтом 320 kbps – но это не так, аналогом CD выступает только lossless образ этого CD, кстати, а у винила вообще аналогов нет. Битрейт аналога винила должен быть равен бесконечности, так как виниловые пластинки пишутся с так называемых мастер-лент. Мастер-лента это аналоговая копия, сведённого в студии произведения.
Что такое WAV и APE?
Это алгоритм сжатия без потерь (lossless) звуковых файлов WAV, обычно используется для хранения музыки, снятой с компакт-дисков (CD-DA). Сначала с CD-Audio снимается оригинальный WAV-файл (если стандартный диск полностью записан музыкой на 80 минут, то и файл получится в 700Mb), а потом архивируется в APE (стандартное расширение для файлов, сжатых Monkey's Audio). Да, это сравнимо именно с архивацией, так как в дальнейшем APE можно разархивировать и получить исходный WAV, как если бы он архивировался ZIP'ом или RAR'ом. Сжимает APE исходный WAV обычно в 1,5-2 раза.
APE - формат для ценителей музыки, им обычно интересны целые альбомы, а не отдельные композиции. Всякие базы данных музыки вроде freedb также работают с альбомами. Ну и плюс альбом, сжатый одним файлом, занимает чуть меньше места, чем если бы каждая песня была отдельно. Но, собственно, никто не запрещает хранить музыку в APE потреково.
Многие не любят АРЕ потому, что в него нужно вложить больше своего времени для закачки на сайт (или с сайта) или для граббера дисков. Приводят доводы о том что размер большой и вобще мороки с АРЕ много. Размер АРЕ может быть в 2 или 4 раза больше (в зависимоти от того какая музыка), чем МР3. Но, за качество звука приходится платить (и не очень, по моему мнению, большую цену). Лишние полчаса скачки или граберра, того стоят.
Битрейт АРЕ колеблется от 700kb/ps до 1000 и выше.
Что такое FLAC?
FLAC - это аббревиатура от Free Lossless Audio Codec (свободный аудиокодек, сжимающий без потерь). FLAC является бесплатным, открытым (open source) и мультиплатформенным. Коэффициэнты сжатия у FLAC немногим уступают Monkey's Audio, при этом время кодирования (сжатия) в формат FLAC примерно тоже, что и у Monkey's Audio, однако декодирование (разжатие) происходит значительно быстрее. FLAC очень популярен в осло-сети из-за мультиплатформенности - его можно использовать в Windows, Linux, Unix, и Mac OS X. Также существуют портативные медиаплееры, поддерживающие проигрывание FLAC файлов. Windows версия кодека содержит плагины для Winamp (версии 2.х/5.х), Foobar2000 и плагин для Nero.
MP3 (lossyless)
MP3 - формат с lossy сжатием, то есть с потерями. Он построен на том расчете, что человеческое ухо просто не воспринимает некоторые частоты и они, соответственно, выкидываются в процессе компрессии, что позволяет существенно сократить объем, занимаемый композицией.
Единственное преимущество МР3 - это размер и только. Всё дело в том что когда вы цифруете (кодируете, сжимаете) музыкальную композицию в МР3, оттуда выбрасываются частоты, которые как считают некоторые специалитсы не слышить человеческое ухо, за счёт чего мы и получаем маленький размер (примерно на 70% меньше исходника, в зависимости от качества битрейта и кодека).
Итак:
Формат WAV - чистый звук, без всякого сжатия и обрезки.
Формат АРЕ - заархивированный (сжатый) формат WAV.
Формат FLAC - заархивированный (сжатый) формат WAV.
Формат MP3 320 кбс - заархивированный (сжатый) формат WAV.
В чем же тогда разница между форматами Lossless и MP3?
А разница в том, что если вы разархивируете форматы lossless обратно в WAV, то получите исходный звук, если MP3, то исходное звучание вы уже не услышите. Проще говоря, при "смятии" звука в losslesse - файл возвращается в исходное положение, а в MP3 - файл так остается "смятым" (а не обрезанным, как при более низких битрейтах).
Но всё вышесказанное это лишь относительно чистый звук переведённый в цифру.
Относительно грампластинок: их звуковая дорожка - истинный "аналог" звуковой волны; не ОБРАЗЕЦ или ЦИФРА, а реальная вещь. Даже электрофон на 78 об/мин, выпуска 1920-х имеет замечательный звук с живой серединой (которая является сердцевиной в воспроизведении музыки). Конечно, виниловые диски имеют и проблемы (мог быть шумным, исковерканным, плохо нарезанными, и т.д.), но они всегда будут проклятым и удивительным явлением исходного Мастера, сделанным для вас за небольшие деньги. Не совсем точное определение, но можно сказать, что битрейт винила равен бесконечности.
Но как известно сколько специалистов, столько и мнений.
Формат OGG
Ogg Vorbis - это относительно новый универсальный формат аудио компрессии, официально вышедший летом 2002 года. Он принадлежит к тому же типу форматов, что и МР3, AAC, VQF и WMA, то есть к форматам компрессии с потерями. Психоаккустическая модель, используемая в Ogg Vorbis, по принципам действия близка к МР3 и иже с ними, но и только - математическая обработка и практическая реализация этой модели в корне отличаются, что позволяет авторам объявить свой формат совершенно независимым от всех предшественников.
Выбор битрейта
* q -2(~32kbps) - q -1(~48kbps) будут удобны для прослушивания интернет-радио, для использования в качестве мелодии для мобильника, для хранения всевозможных приколов и других звуков, где качество стоит не на первом месте.
* q0(~64kbps) - q1(~80kbps) являются оптимальным выбором для портативных устройств типа PDA/MP3/OGG-плеера/ноутбука, смотрятся наиболее приемлемыми для распространения музыки в сети Интернет, для хранения музыки радиостанциям.
* q2(~96kbps) - q3(~112kbps) будут оптимальны для домашнего компьютера (при прослушивании через бытовой музыкальный центр); этого будет вполне достаточно, чтобы устраивать любительские дискотеки.
* q4(~128kbps) - q5(~160kbps) наиболее подходят для прослушивания на достаточно качественной аппаратуре, для проведения дискотек.
* q6(~192kbps) - q7(~224kbps) только для меломанов с высококачественным оборудованием, для целенаправленного наслаждения мелодией, хранения самых дорогих записей.
* q8(~256kbps) - q10(~512kbps) для тех, кому мало предыдущего качества.
Ogg Vorbis - формат свободный. Разработчики не могут заниматься продвижением этого продукта. Дело остается за пользователями.
Формат DTS (Digital Surround)
Формат DTS - это самая точная из технологий окружающего звука (от одноименной компании Digital Theatre Systems). Он был впервые представлен публике в 1993 году вместе с фильмом Jurassic Park (Парк Юрского периода) Стивена Спилберга. В разработке и тестировании нового формата активно участвовали как сам Спилберг, так и компания Universal, являющиеся совладельцами DTS.
DTS Digital Surround – это система кодирования-декодирования, представляющая шесть (5.1) 20 –разрядных звуковых каналов мастер качества. В процессе кодирования алгоритм DTS записывает 6 каналов 20-битовой цифровой звуковой информации на пространстве, которое прежде занимали только 2 канала 16-битного линейного. В процессе воспроизведения DTS-декодер восстанавливает первоначальные 6 20-битных каналов. Каждый из этих 6 каналов по качеству звука превосходит 16-битный линейный PCM формат обычных компакт-дисков. DTS-звук записывается на CD и LD с битрейтом 1235 Кбит/с, степень сжатия при этом варьируется от 2,9:1 (если использовался 16-битный исходный материал) до 4,3:1 (при 24-битных исходниках).
DTS — алгоритм кодирования, изначально предназначенный исключительно для многоканального звука в формате 5.1.
По материалам сайта - lossless-galaxy.ru