Цитата(www.comprice.ru/SB/2004-20.phtml)
Внимание: форматирование начинается

Сергей Лопатин

В настоящее время существует несколько форматов записи звука. Самый старый - пластинки с различным количеством оборотов. Они и сейчас имеют спрос, и весьма большой - почти все ди-джеи используют винил в работе. Впоследствии появились магнитофоны. Компакт-кассета знакома всем - когда-то удобство использования сделало их практически безальтернативным бытовым звуковым носителем. Кто-то вспомнит более ранние бытовые магнитофоны - катушечные. Они и сейчас выпускаются, правда, стоят очень дорого и используются аудиофилами, то есть людьми с высокими требованиями к качеству звучания...

"Катушки", или "бобины" - бытовая версия профессиональной плёнки, которая когда-то использовалась во всех студиях, а теперь сдала позиции цифре. После компакт-кассет появились компакт-диски. Собственно, так или иначе, они продолжают быть самым распространённым форматом и сегодня. Звук на компакт-дисках представлен в разных вариантах: аудио-CD, superaudioCD, аудио-DVD, и эти же носители с файлами, поддерживаемыми изначально компьютером. Это MP3, WMA и большое количество других форматов.

Качество записи (звуковое разрешение) у форматов различно. Наиболее распространённый компакт-диск позволяет записать звук с качеством 16 bit и 41100 кГц. Этого сегодня недостаточно. Поэтому возникло несколько новых форматов, которые мы и рассмотрим.

SUPER AUDIO CD

Супер Аудио Компакт Диск (Super Audio CD или SACD) появился в сентябре 1999 года в ответ на возросшие требования массового потребителя к качеству звука. Строго говоря, новый формат - продолжение старого компакт-диска. Форма и размер SACD совпадает с обычным компакт-диском. Изобретателями SACD, как и CD, стали фирмы SONY и PHILIPS, которые стремятся сделать из этого формата новый звуковой стандарт.

Что предлагает SACD:

- Естественность звучания и высочайшее качество записи;

- совместимость с предыдущим форматом СD;

- полная защита авторских прав - цифровое копирование дисков невозможно;

- сохранность архивных записей от старения магнитных материалов;

- многоканальное воспроизведение записи.

Последние несколько месяцев количество выпускаемых SACD увеличилось в несколько раз, и, несомненно, их будет ещё больше.

Емкость SACD стала в 6 раз больше обычного CD, кроме звука на них можно записывать текст и изображения. Частота воспроизведения звука достигла 100 кГц, а четкость сигнала увеличилась в 64 раза.

Преемственность сохраняется благодаря так называемым двухслойным, или гибридным, дискам, которые можно слушать и на старых CD-проигрывателях. То есть, на один слой записывается звук для SACD-систем, а на другой - стереодорожки для обычных CD-плееров. Все SACD-проигрыватели воспроизводят обычные CD в стереорежиме. Многоканальные можно слушать уже только на многоканальных SACD-проигрывателях. На SACD может быть записано 1, 2, 2.1, 3, 4 (3.1, 4.0), 5 или 6 (5.1) каналов (1 - это, естественно, сабвуфер). Квадро-, стерео- и даже моно-SACD выпускают только в виде переизданий старых исполнителей, новые записи стараются сделать многоканальными.

Но сам многоканальный звук - великая вещь. Человек, который слушает многоканальную музыку с закрытыми глазами, теряет опору и ориентацию в пространстве. Известный музыкант Peter Gabriel говорил о своем первом многоканальном диске: "Добро пожаловать в мою музыку!".

Принцип размещения колонок не отличается от стандартной схемы 5.1. для DVD-Video. SACD 6.1 не существует. Да это и не нужно - для создания ревербераций, эффекта присутствия и звуковых эффектов на некоторых дисках вполне достаточно 2-х (а не 3, как в некоторых DVD-Video) тыловых колонок, ведь сцена всегда перед слушателем, в отличие от кино, где тыловой звук не менее важен, чем фронтальный.

Уже сейчас SACD - признанный среди аудиофилов и меломанов формат. Но у него существуют конкуренты.

Дело в том, что современная звукозаписывающая индустрия не очень ориентирована на качество - как в смысле содержания, так и в смысле формы. Популярные песни записываются наскоро, с наименьшими затратами, чтобы прибыль была больше и быстрее. Записи какого-нибудь Беннаси не отличаются звуковыми изысками или особо качественным звуком. Этим таким музыкантам заниматься некогда, да и незачем. Поэтому массовому слушателю, мягко говоря, совершенно безразлично, сколько каналов в записи и какой ширины динамический диапазон. Большинство людей слушает радио в машине или в плеере, а многоканальные диски невозможно слушать вне помещения, причём такого, где динамики установлены в соответствии с правилами. Так слушают только люди, у которых есть на это много времени и много денег. Поэтому в качестве более универсальной альтернативы предлагается другой формат.

DVD-AUDIO

DVD-audio - это несжатый (точнее, сжатый вдвое, но без потерь) формат с частотой дискретизации 96 кГц (тогда возможен 5.1-канальный звук) или 192 кГц (только стерео), с квантованием 24 бит, требующий либо специального проигрывателя DVD-audio, либо обычного DVD-проигрывателя со встроенной возможностью проигрывания DVD-audio. Следует учесть разницу в звуке DVD-audo и DVD-video: DVD-video-дорожки имеют звук уже совсем иной: сжатый от семи до двенадцати раз. Квантование там, как правило, 16-20-битное (хотя иногда бывает и 24-битное). Для кино такое качество звука вполне приемлемо, тем более что в последнее время получают широкое бытовое распространение системы DTS, где звук бывает с потоком 768 Кбит/с (в сравнении с 448 Кбит/с у 5.1 DD), а бывает и 1509!

Так вот, если использовать максимальные возможности предоставляемого качества, то на диске умещается всего 73 минуты музыки (сравнительно с компакт-диском). А если частота квантования и дискретизации ниже, то можно уместить больше. Как правило, так поступают при переиздании старых записей. Например, можно уместить какой-нибудь "Магнификат" Баха в стереозаписи 1976 года. Весь "Магнификат" на одном диске, тогда как раньше требовалось целое подарочное издание.

Дополнительная особенность DVD-audio - диски могут содержать изображения (всего несколько штук).

MP3

Первоначально исключительно компьютерный формат, сегодня, с распространением бытовых DVD-плееров, превратился в бытовой формат. MP3 в компьютере, в плеере, в DVD-проигрывателе, в автомагнитоле. Одна южнокорейская компания выпустила пару лет назад холодильник с MP3-плеером.

Первичная популярность формата объяснялась передачей музыки по компьютерным сетям. Оригинальный WAV-файл, списанный с компакт-диска размером в 50-60 Мб, особенно не передашь, тем более в условиях пяти-шестилетней давности. Формат звукового сжатия позволил хранить звук в объеме, в десять раз меньшем (128 кб/с тогда считался нормой), чем исходный файл.

Передавать по сети стало проще. С годами требования повысились. Сегодня средняя норма - 192 Кбит/с, а желаемая - 320 Кбит/с. Хотя средний пользователь не отличит 320 от 128, что бы там ни писали в журналах.

Строго говоря, звук в DVD-audio и DVD-video - то же самое MP3 (MPEG-алгоритм), только более качественное. Основанных на алгоритме MPEG форматов - великое множество, и все составляют конкуренцию друг другу.

MP3Pro

Кодек MP3Pro представлен в июле 2001 года компанией Coding Technologies вместе с Tomson Mulimedia и институтом Fraunhofer. Формат MP3Pro является продолжением, или, точнее, развитием старого MP3. MP3Pro является частично совместимым с MP3. То есть файлы, созданные с помощью MP3Pro, можно воспроизводить в обычных MP3-плеерах, однако качество звучания при этом заметно хуже, чем при воспроизведении в специальном MP3 Pro-проигрывателе. Это связано с тем, что файлы MP3Pro имеют два потока аудио, в то время как обычные проигрыватели распознают в них только один поток, то есть обычный MPEG-1 Layer 3.

В MP3Pro использована новая технология - SBR (Spectral Band Replication).Эта технология предназначена для передачи верхнего частотного диапазона. Качество звучания MP3Pro можно назвать относительно очень хорошим даже на битрейте 64 Кбит/с, другими словами, субъективно несложные композиции при таком битрейте воспринимаются не хуже, чем MP3 128 Кбит/с. Однако необходимо учитывать тот факт, что такое звучание достигается искусственным путем и что слышимый сигнал представляет собой уже не столько оригинал, сколько синтезированную копию оригинала, что отталкивает людей с требованиями и просто ценителей качественного оригинального звучания.

AAC

Формат аудиосжатия MPEG-2 AAC (MPEG-2 Advanced Audio Coding - расширенное аудиокодирование) был разработан в институтe Fraunhofer, при активном участии компаний AT&T, Sony, NEC и Dolby в начале 1998 года.

Этот формат изначально определялся разработчиками как преемник MP3, так как обладал по сравнению с последним рядом несомненных достоинств. Как и в MP3, в основе алгоритма AAC лежит психоакустическая модель кодирования, то есть при сжатии какая-то часть звукового спектра удаляется. При этом алгоритм AAC содержит большое количество усовершенствований, направленных именно на улучшение качества выходного аудиосигнала. В MPEG-2 AAC используются другие алгоритмы преобразований, улучшенные обработчики шумов и новый банк фильтров. Из специальных возможностей можно назвать так называемые "водяные знаки" (watermarks) - информацию об авторских правах, которую AAC позволяет хранить в теле аудиокомпозиции, причем удалить эту информацию, не разрушив целостность аудиоданных, невозможно. Что-то подобное уже давно известно в графических форматах.

При этом MPEG-2 AAC обладает высочайшим качеством звучания и очень хорошей степенью компрессии аудиокомпозиций. Так, например, аудиокомпозиция в формате AAC с bitrate 96 kbs обеспечивает качество звучания, аналогичное потоку MPEG-1 Layer III bitrate128 kbs. При сравнении же файлов AAC с bitrate 128 kbs, качество звучания ощутимо превосходит MPEG-1 Layer III с такой же степенью сжатия.

Интересно, что после окончания работ над MPEG-2 AAC некоторые из компаний-соучредителей забрали причитающиеся им исходные коды стандарта и на их базе создали собственные форматы, коммерческие и не совместимые друг с другом. Вот таким образом и появилось огромное число несовместимых форматов, которые называют "семейством AAC".

На данный момент существуют четыре разновидности формата AAC:

-Homeboy AAC

-AT&T a2bAAC

-Liquifler Pro AAC

-Astrid/Quartex AAC

По всем объективным параметрам последние две модификации AAC превосходят как МРЗ, так и VQF.

Все четыре разновидности несовместимы между собой и используют свои собственные программы кодирования и воспроизведения.

РАС

Отдельно от остальных алгоритмов кодирования стоит формат РАС (Perceptive Audio Coding). Он не так известен широкому пользователю. Как было заявлено, формат отличается следующими возможностями:

- достижение качества МР3 128 Кбит/с в формате РАС с битрейтом 64 Кбит/с;

- поддержка потокового воспроизведения через Интернет;

- прямое преобразование из Audio-CD в РАС без промежуточных WAV-файлов на диске;

- кодирование в реальном времени при очень скромных тенических возможностях;

- защита от свободного распространения РАС-файлов в сети;

- широкие возможности упорядочения готовых РАС-файлов (плей-листы, каталоги, описания и т. д.).

В середине лета 1998 г. компания Celestial Technologies выпустила первую программу для кодирования и воспроизведения звука в формате РАС - "Audio Library 1.0".

Самое интересное то, что файл PAC не существует. Он, как и DVD, состоит из множества файлов. Во время своей работы программа создает базу данных, состоящую из 8 файлов с расширением TPS, в отдельном каталоге, причем для воспроизведения необходимы минимум 7 из них. Увеличение количества композиций не меняет количества файлов - при добавлении песни в базу просто увеличивается размер файла SONGDATA.TPS. Почему-то формат не пользуется успехом, хотя достоинств у него очень много.

Ogg Vorbis

Ogg Vorbis вышел в свет в июне 2000 г. Этот формат является частью проекта Ogg Squish по созданию полностью открытой системы мультимедиа. Иными словами, и сам проект, и Ogg Vorbis в частности, являются открытыми и свободными для распространения, а также разработки на его основе нового программного обеспечения

Алгоритм Ogg Vorbis рассчитан на сжатие данных на всех возможных битрейтах без ограничений, то есть от 8 Kbps до 512 Kbps, а также на кодирование с переменным битрейтом (VBR). Алгоритм предусматривает хранение внутри файлов подробных комментариев об исполнителе и названии композиции, а также графической информации. В алгоритме предусматривается также возможность кодирования нескольких каналов аудио (более двух, теоретически до 255), возможность редактирования содержимого файлов, а также так называемый "масштабируемый битрейт" - возможность изменения битрейта потока без необходимости декодирования. Поддерживается потоковое воспроизведение (streaming).

Для хранения данных используется собственный универсальный формат bitstream Ogg Squish, рассчитанный на хранение любой информации мультимедиа-системы Ogg Squish (идея реализация универсального формата bitstream Ogg Squish аналогична идее ASF от Microsoft).

Windows Media Audio

Кодек Windows Media Audio (WMA) от Microsoft - сравнительно новое, но уже привлекающее внимание явление. Качество WMA (если говорить о WMA 7.0 и 8.0) при скорости потока 64 Кбит/c практически не уступает качеству MPEG-1 Layer III 96-128 Кбит/с, а при 96 Кбит/с может превосходить MPEG-2 AAC 128 Кбит/с.

Для хранения потока в формате WMA используется универсальный потоковый файловый формат ASF (Advanced Audio Streaming), пришедший на замену WAV. Вообще говоря, ASF - это универсальный формат для хранения аудио- и видеоинформации, сжатой с помощью самых разнообразных кодеков. ASF имеет также и свою, несколько сокращенную разновидность - WMA. Файлы WMA предназначены исключительно для хранения аудиоданных. Говоря о WMA как о кодеке, следует сказать, что в последнее время он становится все более популярным, так как Microsoft встроила его в Windows'2000 и Windows'2001, превратив его таким образом в стандарт.

На сегодняшний день существует несколько версий WMA: v1, v2, v7 и v8. V7 отличается от других поддержкой битрейтов до 192 Kbps (в отличие от 164 Kbps в V1 и V2), несколько худшим качеством кодирования и иной структурой данных. Версия 8 отличается от всех предыдущих явно переработанной психоакустической моделью кодека, за счет чего качество кодирования сильно возросло. Так, при 64 Kbps WMA v8.0 на несильно требовательных к качеству композициях (поп-музыка, например) почти неотличим от MP3 при 128 Kbps, хотя, опять же, все зависит от конкретной композиции и аппаратуры, на которой осуществляется прослушивание.

Изначально обсуждаемый кодек разрабатывался фирмой Voxware и имел название Voxware Audio Codec. Впоследствии компания прекратила его доработку, остановившись на v4.0, и кодек полностью куплен компанией Microsoft. Программисты сильно доработали этот кодек, а фирма Microsoft переименовала кодек в Windows Media Audio, сделав его бесплатным.

Заключение

Пользователю предоставлен выбор. Каким носителем воспользоваться при прослушивании музыки в аудиосистеме или какой формат использовать для хранения звука в компьютере - решать только ему. Если позволяют ресурсы, можно отдать предпочтение качеству, если нет - то скорости и количеству. Вопрос, как всегда, в совместимости - не получится ли так, что очередная война форматов не позволит работать так же комфортно, как это было с обыкновенным MP3?