Форматы аудиофайлов находятся на атомарном уровне производства музыки.

Когда вы создаете аудио, чтобы отправить его на потоковую платформу или записать на компакт-диск, его нужно как-то хранить.

Конечно, при таком большом количестве типов форматов аудиофайлов может быть трудно понять, какой из них нужно использовать в конкретной ситуации.

Возникает вопрос,

Какой формат аудиофайла нужно использовать, чтобы качество звука было наилучшим?

В этом кратком руководстве мы обсудим все, что вам нужно знать о типах аудиоформатов, чтобы вы могли выбрать подходящий для конкретной работы.

Давайте погрузимся!

Что такое форматы аудиофайлов?

Формат аудиофайла можно рассматривать как место для хранения аудиоинформации.

Когда необработанные аудиоданные выходят из вашего аудиоинтерфейса через аналого-цифровой преобразователь, ваш интерфейс использует импульсно-кодовую модуляцию (PCM) для их кодирования.

Чтобы воспроизвести эту импульсно-кодовую модуляцию с помощью физической системы, необходимо организовать информацию в воспроизводимый файл.

Типы форматов аудиофайлов можно различать по контейнерам, в которых они находятся, и методам сжатия данных, которые они используют для приведения потоков PCM в порядок.

Теперь, хотя эти различные форматы представляют одну и ту же информацию, уровни качества и объем хранения различны.

Некоторые аудиоформаты даже имеют уникальные характеристики, такие как хранение метаданных, которые поставляют информацию о содержимом или файле.

Более глубокое погружение в ПКМ

Как мы уже говорили, PCM, или импульсно-кодовая модуляция, - это метод, с помощью которого мы преобразуем аналоговые сигналы в сигналы, которые можно использовать в цифровой области. Этот процесс преобразования кодирует формы сигналов с битовой глубиной и частотой дискретизации. Битовая глубина - это количество битов на образец, а частота дискретизации - количество образцов в секунду.

Большинство цифровых форматов имеют частоту дискретизации 24 бит/44,1 кГц.

3 основные группы аудиоформатов

Самый простой способ представить себе аудиоформаты и их отличия друг от друга - это разделить их на три основные группы:

• Несжатый аудиоформат
• Формат сжатого аудио с потерями
• Формат сжатого аудио без потерь

Ознакомьтесь с приведенной ниже таблицей, в которой каждый из основных аудиоформатов связан с типом кодирования:

Аудиофайлы с потерями и аудиофайлы без потерь

В широком мире аудиофайлов можно найти форматы файлов с потерями и без потерь, которые различаются по степени сжатия данных .

Мы используем сжатие данных как практический инструмент для размещения большего количества файлов на жестком диске. Вы можете представить себе это как сжатие нескольких отдельных файлов на вашем компьютере, чтобы получить файл меньшего размера для хранения. Этот тип сжатия сильно отличается от сжатия звука при микшировании или создании музыки.

Вопреки мнению многих, существуют методы сжатия данных, которые позволяют сделать файлы меньше, сохраняя при этом полную целостность информации, содержащейся в аудиопотоке. Мы называем эти аудиоформаты сжатыми без потерь .

С другой стороны, существуют форматы со сжатием с потерями , которые удаляют данные в аудиопотоке без существенного влияния на звук. Однако при использовании такого метода сжатия информация выбрасывается.

Сжатые аудиоформаты в сравнении с несжатыми аудиоформатами

Аудиоформаты без какой-либо формы сжатия известны как несжатые аудиоформаты .

Это контейнеры, в которых хранятся необработанные аудиоданные без какого-либо снижения качества или размера. Хотя эти файлы могут быть гораздо больше , чем сжатые аудиофайлы, они обеспечивают максимальную детализацию и точность звука.

Эти типы файлов часто используются для различных этапов производства музыки, таких как запись или микширование.

Тем не менее, не все несжатые аудиофайлы одинаковы. Качество этих файлов зависит от того, как аналоговый сигнал был преобразован в цифровую форму. Различные типы аналого-цифровых преобразователей используют разные уровни точности и аккуратности.

При использовании более высокой битовой глубины и частоты дискретизации в процессе преобразования можно захватить больше информации.

Битовая глубина - это количество битов информации в аудиообразце, которое напрямую относится к разрешению каждого образца. Например, на CD используется 16 бит на образец, а на DVD - 24 бита на образец.

Точность, с которой аналого-цифровой преобразователь может измерить амплитуду или объем сигнала, - это и есть битовая глубина.

Мне часто нравится думать о битовой глубине, как о маленьких отметках на измерительной ленте. Меньшая битовая глубина - это дюймовые отметки, которые расположены гораздо дальше друг от друга, а большая битовая глубина - сантиметровые отметки. По сути, большая битовая глубина учитывает большее количество мелких, отдельных измерений.

Понимание скорости передачи данных

Битрейт - это количество данных, производимых файлом каждую секунду.

Когда вы слушаете цифровое аудио, вы увидите файлы с маркировкой "kbps" в конце, чтобы сообщить вам битрейт, который с ним связан.

Каждая секунда аудиозаписи содержит определенное количество битов. Мы рассчитываем эти биты по формуле "данные в секунду". Например, если вы видите аудиофайл, на котором написано "280 kbps", это означает, что в каждой секунде аудиопотока содержится 280 килобит.

Для определения качества формата файла мы используем битрейт, который представляет собой количество данных, кодируемых каждую секунду.

При меньшем битрейте сжатые файлы получаются меньше, но качество звука не такое высокое. Когда только появились жесткие диски, было необходимо использовать аудио с низким битрейтом, поскольку у нас не было таких объемов памяти, как сейчас. То же самое касалось и большинства компьютеров, у которых не было пропускной способности для передачи больших файлов.

В современном цифровом мире пропускная способность и хранение данных - это не те проблемы, о которых нужно беспокоиться, поэтому при работе с форматами с потерями всегда рекомендуется использовать максимально возможный битрейт.

Например, если вы работаете с MP3, стандартом высокого качества является 320 кбит/с. При таких высоких настройках при обычном прослушивании бывает довольно трудно отличить сжатый звук от несжатого.

Понимание аудио высокого разрешения

Теперь, возможно, вы зададитесь вопросом,

А как насчет аудио высокого разрешения?

Аудио высокого разрешения уникально тем, что для него не существует единого стандарта.

Однако когда продюсеры и инженеры говорят об аудио высокого разрешения, они часто имеют в виду аудиофайлы с частотой дискретизации или битовой глубиной выше стандарта CD, который составляет 16 бит/44,1 кГц.

На наш взгляд, файлы высокого разрешения - это 24 бит/48 кГц, 24 бит/96 кГц и 24 бит/192 кГц.

Прелесть аудиофайлов высокого разрешения в том, что они содержат гораздо больше информации, чем файлы низкого разрешения или сжатое аудио, а значит, качество звука гораздо выше. Хотя аудио высокого разрешения занимает больше места для хранения, это может стоить того, если качество - это то, что вам нужно.

Одними из самых популярных несжатых аудиофайлов высокого разрешения являются WAV и AIFF, хотя существуют также аудиоформаты FLAC и ALAC.

Распространенные форматы аудиофайлов

Хотя существует несколько различных форматов аудиофайлов, не все из них являются супер распространенными.

В процессе создания музыки вы, скорее всего, столкнетесь лишь с несколькими типами аудиоформатов. Вот несколько основных из них, которые вы должны знать:

MP3

Наиболее распространенным аудиоформатом для повседневного прослушивания является MP3.

Когда наступило начало 2000-х годов, Mp3 поднялись на вершину популярности, и все благодаря революции файлообмена, которую начал Napster. В октябре 2001 года Стив Джобс достал из кармана небольшое устройство, на котором было 1000 таких файлов.

Самое замечательное в MP3 - это то, как много информации мы могли хранить в таких маленьких контейнерах, сохраняя при этом качество звука.

Конечно, одна из причин, по которой MP3 оказались в центре нелегального скачивания музыки, заключалась в том, что их было легко кодировать с компакт-дисков.

В современном мире MP3 по-прежнему является одним из самых распространенных типов форматов аудиофайлов. Даже крупные магазины цифровых аудиозаписей, такие как Bandcamp, по-прежнему используют MP3 в качестве основного формата.

Это одни из самых удобных файлов для хранения музыки на планшетах или портативных устройствах воспроизведения. Кроме того, MP3-файлы работают практически на всех устройствах воспроизведения.

Скорость передачи данных, с которой записываются MP3, может значительно повлиять на качество звука. Например, MP3 с кодировкой 128 кбит/с будет иметь меньшее качество звука, чем MP3 с кодировкой 320 кбит/с.

Посмотрите ниже, чтобы получить представление о размере файлов MP3 по сравнению с другими типами файлов:

FLAC/ALAC/WMA

Файлы FLAC - это сжатые без потерь аудиофайлы с открытым исходным кодом. Этот формат аудиофайлов был одним из самых первых lossless-форматов, получивших широкое распространение. FLAC расшифровывается как Free Lossless Audio Codec. Эти файлы примерно вдвое меньше стандартного файла WAV или AIFF с одинаковой частотой дискретизации.

Однако при использовании файлов FLAC качество звука не снижается . Они лучше, чем качество CD, поскольку обеспечивают разрешение до 32 бит/96 кГц.

Прелесть файлов FLAC в том, что они позволяют пользователям с ограниченным объемом памяти на устройствах прослушивания наслаждаться аудио без потерь. Хотя обычному слушателю может быть трудно отличить FLAC от MP3, многие аудиофилы быстро обсуждают различия.

ALAC очень похож на FLAC, хотя он был разработан компанией Apple. Этот тип файлов расшифровывается как Apple Lossless Audio Codec.

ALAC - отличная альтернатива FLAC для пользователей Apple Music или iOS. Обратите внимание, что файлы ALAC немного больше, чем файлы FLAC.

Альтернативой для Windows является WMA, что расшифровывается как Windows Media Audio. Эта альтернатива была разработана компанией Microsoft для операционной системы Windows. WMA может работать с частотами дискретизации до 24 бит/96 кГц, воспроизводя их без удаления данных.

Обратите внимание, что Windows также разработала формат WMA с потерями, который, возможно, стоит рассмотреть, если у вас компьютер с Windows и вы хотите сократить размер файлов, наслаждаясь более высокой точностью звука, чем MP3.

AAC

Файлы AAC - это сжатые с потерями аудиофайлы, которые были созданы рядом компаний, занимающихся цифровыми технологиями, включая Bell, Microsoft и Dolby. Идея создания формата аудиофайлов AAC заключается в том, что он должен был быть более эффективным, чем MP3.

Если у вас когда-либо был iPod, то вы уже слушали аудиофайлы формата AAC, поскольку магазин iTunes использует файлы AAC.

AAC немного эффективнее, чем MP3, и многие говорят, что он звучит лучше. Он используется для потоковой платформы Apple Music, а также для потоковой платформы YouTube.

WAV/AIFF

Файлы WAV (Waveform Audio File Format) - это один из самых распространенных форматов несжатого аудио без потерь. Люди часто используют файлы AIFF вместо файлов WAV, поскольку оба эти типа файлов содержат одинаковое количество информации. По сути, они работают очень одинаково.

Оба этих файла основаны на PCM или импульсно-кодовой модуляции, которая является одним из самых простых методов хранения аудио в цифровом мире.

Разница в том, что файлы WAV были разработаны для пользователей ПК компаниями IBM и Microsoft, поэтому вы найдете их на платформах на базе Windows. WAV также является стандартным форматом кодирования для компакт-дисков.

С другой стороны, файлы AIFF (Audio Interchange File Format) были разработаны для пользователей Apple в качестве альтернативы WAV. Они не так широко используются, как WAV-файлы, но у них гораздо лучше поддержка метаданных. В отличие от WAV-файлов, в файлы AIFF можно включать такие данные, как названия песен и иллюстрации.

В файлах AIFF используется импульсно-кодовая модуляция, то есть они не сжимаются и не теряют информацию по пути. Если вы записываете в Logic, вы можете заметить, что AIFF - один из немногих вариантов, которые у вас есть.

Конечно, вы можете использовать любой формат на каждой платформе.

Главный недостаток обоих этих типов файлов заключается в том, что они очень большие. Файл CD-качества 16 бит/44,1 кГц занимает в среднем около 10 МБ места на каждую минуту звука.

С учетом этого, именно эти два файла являются предпочтительными для аудиоинженеров, которые хотят получить аудио, сохраняющее высочайшее качество звучания.

OGG Vorbis

Файлы OGG Vorbis, часто называемые форматом Vorbis, - это файлы с потерями с открытым исходным кодом, которые были созданы как альтернатива файлам AAC и MP3. Уникальность этого формата в том, что он не ограничен никакими патентами. Служба потокового вещания Spotify использует формат OGG Vorbis со скоростью 320 кбит/с.

На самом деле OGG ничего не обозначает. На самом деле, OGG не является форматом сжатия. Скорее, это уникальный мультимедийный контейнер, предназначенный для хранения широкого спектра форматов сжатия. Причина, по которой его обычно называют OGG Vorbis, заключается в том, что в OGG обычно хранятся файлы Vorbis.

Vorbis впервые появился в 2000 году. Он стал популярным аудиоформатом, поскольку придерживался программного обеспечения с открытым исходным кодом. Кроме того, по сравнению с большинством форматов сжатия с потерями, он обеспечивает более высокое качество звука.

Другие менее распространенные типы аудиоформатов

DSD

DSD - это аудиоформат высокого разрешения, который используется для компакт-дисков Super Audio. Вы можете найти DSD в различных вариантах, включая 2,8, 5,6 и 11,2 МГц. Это высокоточный, несжатый аудиофайл, который отлично подходит для качественного прослушивания, хотя и не самый практичный формат для потоковой передачи.

Уникальность файлов DSD заключается в том, что они используют только один бит, в отличие от несжатых файлов, которые используют битовую глубину и частоту дискретизации. Для воссоздания файла этот единственный бит сэмплируется 2,8 миллиона раз в секунду.

Файлы DSD очень похожи на файлы высокого разрешения 24 бит/96 кГц. Однако, хотя этот инновационный формат обладает невероятным качеством звука, он не очень совместим со многими операционными системами. Фактически, чтобы использовать DSD-файл на Mac или Windows, вам придется воспользоваться цифро-аналоговым преобразователем стороннего производителя.

Если у вас есть немного лишних денег на внешний цифро-аналоговый преобразователь и вам нравится звук дискретизации одного бита 2,8 миллиона раз в секунду, DSD, возможно, стоит рассмотреть.

MQA

MQA - это еще один формат сжатия аудио высокого разрешения без потерь, созданный для более эффективной потоковой передачи. Tidal использует MQA для потоковой передачи высокого разрешения, и многие компакт-диски также используют его.

Как выбрать формат аудиофайла

Итак, на данный момент в вашем мозгу хранятся тонны информации о формате аудиофайлов.

Что вы с ним делаете?

Выбор правильного аудиоформата для конкретного приложения может иметь большое значение.

Выбор аудиоформата зависит от того, что вам важнее - качество звука или объем памяти. Кроме того, это также зависит от того, какие устройства вы используете для воспроизведения.

Если вы обычный слушатель, вам подойдут сжатые форматы файлов с высокой скоростью передачи данных, такие как 320kbps AAC или MP3.

С другой стороны, если вы музыкальный продюсер или инженер звукозаписи, вы захотите использовать несжатые аудиофайлы с высокой частотой дискретизации. Одними из самых популярных являются 24 бит/48 кГц WAV и AIFF.

Однако для серьезного, критического прослушивания многие аудиофилы рекомендуют FLAC.

Завершение работы над аудиоформатами

Когда все сказано и сделано, не существует "лучшего аудиоформата". 

Личные предпочтения - это самый большой фактор, который влияет на выбор подходящего для вас аудиоформата.

Важно помнить о нескольких вещах, включая объем памяти, операционную систему и то, как вы хотите воспринимать свою музыку.

Конечно, хотя наличие дополнительного места для хранения данных, безусловно, приятно, мы никогда не рекомендуем жертвовать ради этого качеством звука, особенно если ваша цель - стать лучшим аудиоинженером, каким вы только можете быть.

Мы надеемся, что вы сможете использовать это руководство в качестве справочника всякий раз, когда столкнетесь с типом файла, в котором вы не уверены, поскольку знание различных доступных типов аудиоформатов сделает вас более надежным продюсером или инженером в долгосрочной перспективе.