То, как мы слушаем музыку, значительно изменилось за эти годы Эра физических форматов закончилась, и цифровые файлы сейчас доминируют.
Независимо от того, транслируете ли вы или скачиваете свою музыку , это почти наверняка в форматах, таких как MP3 или AAC. Они сжимаются в небольшие и удобные размеры файлов, и для достижения этого они удаляют звук из исходной записи.
В этой статье мы рассмотрим, как работает сжатие музыки, и оказывает ли оно реальное влияние на звучание вашей музыки.
Как работает сжатие
Цифровая музыка чаще всего подается нам — через медиа-магазины и потоковые сервисы — в форматах, использующих сжатие с потерями. Чтобы сжать файл — чтобы сделать его меньше — данные извлекаются из оригинала, и их невозможно восстановить.
Эти данные не удаляются случайно. Форматы файлов используют психоакустику, чтобы обойти ограничения человеческого слуха, вычеркивая вещи, о которых мы даже не подозревали.
Человеческий слух работает в диапазоне от 20 Гц до 20 кГц, поэтому теоретически все, что находится за пределами этого диапазона, может быть удалено, даже если мы этого не заметим. Наш слуховой диапазон также уменьшается по мере того, как мы становимся старше, так что в действительности никто не слышит одно и то же.
Это видео поможет вам определить, какие частоты вы можете услышать. Попробуйте это с помощью наушников, но убедитесь, что вы уменьшаете громкость по мере прохождения, чтобы не повредить слух.
В дополнение к этому, звуки с более высокой частотой труднее слышать, если они окружены более громкими и низкочастотными звуками. Например, постоянный удар барабана может заглушить некоторые тонкости записи.
Сжатие эксплуатирует это явление через то, что называется «маскировкой». Это где более громкая, более низкая частота покрывает потерю более высокой, более тихой. Это может быть сделано во всем диапазоне частот, но звуки свыше 15 кГц особенно восприимчивы к нему.
Таким образом, очевидно, что есть много возможностей для удаления, по-видимому, бесполезных данных из аудиозаписи, хотя некоторые аудиофилы утверждают, что это устраняет менее ощутимые качества, такие как окружение и пространство, и приводит к более двумерному звуку. В конечном итоге цель состоит в том, чтобы найти баланс между размером файла и качеством.
Битрейт (или битрейт)
Размер файла определяется его битрейтом. Многие люди думают, что битрейт является показателем качества, но это не так просто. Битрейт говорит вам об используемом уровне сжатия, поэтому он дает вам смутное представление о том, что вы можете ожидать, но есть много других факторов, которые влияют на качество.
- Разные кодеки имеют разные уровни эффективности, поэтому два формата файлов, закодированных с одинаковым битрейтом, будут существенно различаться по качеству.
- Даже в том же формате программное обеспечение, используемое для сжатия, имеет значение. Некоторые кодировщики лучше, чем другие, и многие даже предлагают различные настройки качества на одном и том же битрейте. Например, более быстрая обработка означает более низкое качество продукции.
- Тип сжатия звука является жизненно важным. Человеческий голос имеет частоту в диапазоне от 85 Гц до 300 Гц и может обрабатывать гораздо большее сжатие без потери качества, чем оркестровая музыка.
Битрейт измеряется в килобитах в секунду (кбит / с). Аудио CD имеет битрейт 1411 кбит / с, что означает, что на каждую секунду песни приходится 1 411 000 бит данных. MP3 теперь обычно сжимаются до 320 кбит / с, при этом 60% исходных данных выбрасывается. На 128 кбит / с это 90%.
Эффект звукового оборудования
То, что мы можем слышать, диктуют не только наши уши. Используемое нами звуковое оборудование играет важную роль.
В некоторых отношениях набор дешевых наушников гораздо более щадящий сжатый звук, потому что они не способны обрабатывать полный динамический диапазон несжатой музыки. Или, другими словами, плохое звуковое оборудование заставляет все звучать плохо.
И даже более дорогие наушники иногда могут быть настроены на определенные частоты (например, низкие частоты), которые могут воспроизводить другие частоты — и нюансы записи — не слышно.
Лучшие наушники. и колонки, однако, смогут воспроизводить запись так, как она была задумана изначально, и более чем способны показать разницу между сжатой и несжатой музыкой для разборчивого уха.
Что Сжатие Удаляет
Исследование Райана Магуайра в Центре компьютерной музыки штата Вирджиния прекрасно иллюстрирует, как работает сжатие.
Используя в качестве примера песню Suzanne Vega Tom’s Diner — песню, используемую в тестах на прослушивание при разработке формата MP3, — Maguire эффективно вычла 128 Кбит / с MP3 песни из несжатой версии, оставив только звуки, которые были удалены во время сжатия.
Это то, что было удалено:
Это скорее противоречит представлению о том, что сжатие удаляет только неслышимые звуки. Но в какой степени вы действительно знаете, что эти звуки отсутствуют?
Из того же исследования, вот несжатая версия:
И версия 128kbps:
Теперь, когда вы знаете, что было удалено, вы можете сказать разницу?
MP3, Ogg Vorbis и AAC
MP3 является наиболее известным форматом цифровой музыки, используемым такими сервисами, как Amazon MP3 и Google Play, и поддерживается практически всеми устройствами. , приложение или облачный сервис, который может воспроизводить музыку.
Ogg Vorbis был разработан как конкурент с открытым исходным кодом для MP3 и используется Spotify в трех битрейтах: 96 кбит / с для «нормального» качества на мобильных устройствах, 160 кбит / с для «стандартного» качества для настольных компьютеров и «высокого» качества на мобильных устройствах и 320 кбит / с для « Высокое качество на рабочем столе и «Extreme» на мобильном.
AAC — это формат, который приобрел популярность благодаря использованию Apple в iTunes и теперь используется в Apple Music. а также. Он также используется для других потоковых сервисов, включая Tidal, Deezer и Pandora. Apple Music использует битрейт 256 Кбит / с, в то время как другие сервисы предлагают уровни качества до 320 Кбит / с.
Три формата работают по одним и тем же принципам, но функционируют по-разному и отбрасывают разные фрагменты данных. По этой причине вам никогда не следует перекодировать файл из одного формата в другой, так как это приведет к заметно худшему качеству.
MP3 предшествует другим форматам на несколько лет, и хотя это дало ему преимущество на рынке цифровой музыки, это также означает, что он менее эффективен, чем его конкуренты.
Есть много очень технических причин для этого. Одним из примеров является то, что и Ogg Vorbis, и AAC используют средний битрейт вместо постоянного битрейта MP3. Это позволяет им производить сопоставимое качество при меньших размерах файлов.
320 кбит / с часто называют отраслевым стандартом. Многие также описывают это как качество CD, где вы больше не можете различить сжатый и несжатый формат.
Сжатие без потерь
Сжатие звука не всегда с потерями. FLAC — широко рекламируемая как уникальная торговая точка для Tidal. — и Apple Lossless обеспечивает сжатие без потерь. Качество файлов в этих форматах практически такое же, как в WAV-файле. Размер файла также значительно меньше, хотя все еще примерно вдвое больше, чем форматы с потерями.
Эти форматы являются музыкальным эквивалентом файла ZIP. Кодировщик удаляет избыточность в данных. , и можете уменьшить оригинальный файл на целых 50%. Поскольку он не имеет потерь, при кодировании файла отсутствуют параметры качества, но его также необходимо декодировать при воспроизведении. Это делает его более ресурсоемким.
Вы слышите разницу?
Какой бы сжатый формат вы ни использовали, главный вопрос заключается в том, можете ли вы заметить разницу между ним и несжатой альтернативой.
Конечно, при сжатии 128 кбит / с или ниже артефакты (искажения) будут заметны в большинстве форматов. Кроме того, ваш опыт может зависеть от качества ваших наушников или колонок.
Вы можете проверить это самостоятельно с различными слепыми тестами онлайн. На mp3ornot.com вы можете сравнить MP3-файлы, закодированные со скоростью 128 кбит / с и 320 кбит / с. Tidal позволяет вам тестировать звук без потерь (и представляет его в качестве теста вашего звукового оборудования, на случай, если вы не сможете заметить разницу). И еще один веселый тест в NPR Music .
Кроме того, вы можете проверить свою музыку с помощью приложения Lacinato AMX для Windows, Mac или Linux. Просто добавьте песни, закодированные в разных форматах или битрейтах, и посмотрите, что вы предпочитаете.
Можете ли вы определить разницу между музыкой с потерями и без потерь? У вас есть любимый формат, и есть ли такие, которые вы избегаете? Выключите звук в комментариях ниже.
Изображение предоставлено: наушники Grado через Jonathan Grado