Добро пожаловать на Dzen-канал Аудиосалона "Русский Звук", посвященный аудиотехнике.
Наш Шоурум находится по адресу г. Москва, пр. Вернадского, 29. Приглашаем Вас в гости!
Напоминаем Вам о нашем сайте https://rus-audio.ru
где вы можете найти информацию об отечественной аудиотехнике и приобрести продукцию российских мастеров!
Сегодня у нас очередная статья с просторов интернета, для ознакомления нашей Дорогой публики.
Авторы (источники): drive2.ру, iphones.ру, doctorhead.ру, audiomania.ру и др.
Отдельно отмечаем, что мнение Аудиосалона "Русский Звук" может не совпадать с мнением авторов статьи.
Итак, поехали!
Последнее время бурное развитие получают плееры с поддержкой формата FLAC, который высоко ценят большинство аудиофилов. В чем секрет формата? Чем не устраивает ценителей музыки популярный mp3 формат?
Зарождение mp3
На заре зарождения цифрового аудио первым музыкальным форматом был Wave, получивший широкое распространение на дисках CD-Audio. В тот момент не было жестких дисков большой емкости, и объем альбома в 700 Мб казался очень большим. С появлением высокопроизводительных микросхем изобрели формат mp3, который позволял музыке занимать в 10 раз меньше дискового пространства (~70 Мб против 700 Мб). Это позволило существенно увеличить количество музыкальных композиций, хранившихся у слушателей дома на компьютере и в первых Flash плеерах. Оригинальный формат из-за высокого веса был вытеснен на время «бума mp3».
Многие помнят невероятно популярные плееры iriver, поддерживающие mp3 и ogg, но время тех плееров прошло и на замену iriver выпустил плееры Astel&Kern с поддержкой FLAC в Hi-Res.
Сжатие информации в mp3 и качество За счет чего же mp3 занимает меньше места? В основу положено две технологии, это архивирование и психоакустическое сжатие. Обычное архивирование не сильно эффективно и используется только в Lossless форматах, таких как flac, ape и wavepack. В mp3 добавлено психоакустическое сжатие и такой формат относится к группе Lossy (сжатие с потерями).
Психоакустическое сжатие прореживает данные по простому принципу: все, что потенциально слушатель не слышит (например тихие звуки на фоне громких), то и безжалостно выкидывается. Можно провести очень много параллелей с видео и фото. Например, в формате jpg, схожие по цветам пиксели группируются в крупные квадраты одного цвета и при формировании картинки мы обычно не замечаем, что пропали различные нюансы. Но если захотим как следует всмотреться, то обязательно увидим!
Качество у одного и того же битрейта mp3 разное
Кодеров mp3 существует большое количество, и в каждом есть свой уровень приоритетов в алгоритме, что в музыке является наименее важным, и что удалять в первую очередь при низкой компрессии, а что в последнюю очередь при высокой. Чем выше компрессия, тем больше выкидывается значимой информации и тем легче это услышать на простом аудио оборудовании.
К большому сожалению, качество звучания mp3 зависит не только от степени компрессии, выраженной в битрейте, но и от того, каким кодеком это сжималось и с какими настройками. Очень часто применяют высокий битрейт порядка 320 кБ/с, но с наименее ресурсоемким и быстрым режимом кодирования. Файл очень быстро кодируется, но в итоге субъективно звучит хуже, чем закодированный в 128 кБ/с в ресурсоемком и долгом режиме.
Практически все «производители mp3» в виде сайтов и сборников дисков используют быстрые алгоритмы, т.к. считают, что большинство все равно не услышат разницы в своих телефонах, а ориентироваться при покупке будут только на битрейт. Зачем тратить лишние усилия, если покупают и так хорошо?
Различия между mp3 в 320 кБ/с, закодированном в высококачественном ресурсоемком режиме и оригинальным Wave действительно очень малы и порой даже на хорошем аудиооборудовании тяжело различимы, но таких mp3 обычно очень мало и делают их только энтузиасты. Основная масса mp3 оставляет удручающее впечатление.
Многое зависит и от декодера, определяющего итоговое качество звучания. На форумах до сих пор идут баталии, какой программный или аппаратный плеер с каким декодером звучит лучше.
В бум развития mp3 качество плееров и звуковых карт оставляло желать лучшего, особенно в свете того, что основными пользователями mp3 были те, кто не мог себе позволить слушать музыку с хорошей Hi-Fi системы. Проблемы с качеством были едва заметны, аналогично проблемам сжатия в JPG при просмотре через экран мобильного телефона. А вот на хорошем аудиотракте это было очевидно. Технологии в последнее время шагнули вперед и большинство источников выросли в качестве, а соответственно и стали более очевидны недостатки mp3. Какие обычно основные недостатки отмечают в звучании mp3?
- Отсутствие или неестественность высоких частот (из-за сильного прореживания высоких частот, которых якобы большинство не слышит)
- Хрип и искажения на вокале, неестественность тембров инструментов
- Нарушение расположения источников в пространстве
Но самое главное, никогда неизвестно, насколько качественно будет звучать mp3, сколько в нем реально потеряно информации. Lossless форматы. Как только появились доступные жесткие диски большой емкости и скоростной интернет, необходимость сильного сжатия пропала и начали набирать популярность Lossless форматы.
Lossless используют только обычное архивирование аудио-данных, не выкидывая никакой информации и обеспечивая побитовую копию после распаковки. Такое сжатие позволяет уменьшить вес файла от 1/3 до 2/3 в зависимости от исходных данных. Родоначальником Lossless форматов стал формат Ape. Позже самым распространенным стал бесплатный flac, который поддерживает мультимедийную информацию (жанры, обложки, вшитый «cue» и т.п.). Благодаря своей бесплатности и более широким возможностям формат получил самую высокую популярность и слово flac часто употребляют как синоним слову Lossless.
Разница в размерах после сжатия у разных Lossless форматов различается совсем незначительно и для портативных плееров критична лишь степень компрессии, которая влияет на затраты ресурсов микросхем по распаковке файлов. Большинство плееров поддерживают Ape и flac, в то время как wavepac (расширение wv) можно воспроизводить лишь на компьютерах или смартфонах с системой Android с установкой отдельного плеера с соответствующим декодером. Flac или mp3?
Если хочется получить хороший звук, то лучше выбирать тот формат, где не вырезана якобы «ненужная» информация. Многие отличают качество звучания mp3 от Flac даже на смартфонах с поддержкой flac и тут излишне говорить о специализированных плеерах, таких как Colorfly C4 Pro, iBasso DX100 или HiFiMan HM 901, специально созданных под lossless форматы для раскрытия полного потенциала исходного формата. Ключевые особенности mp3, flac и wave Mp3 flac Wave Размер Самый маленький Средний Большой Качество Хуже оригинала Оригинальное Оригинальное Поддержка медиа информации Есть Есть Нет Вы все еще слушаете mp3?
MP3 VS FLAC. Как услышать разницу?
Вместе с виниловыми пластинками и компакт-дисками наша фонотека всё чаще пополняется музыкальными файлами в МР3 и Flac. Многие считают эти два формата непримиримыми врагами, а кто-то уверен, что разница между ними невелика. Так ли это?
Пицца. Испечённая в настоящей дровяной печи, с лёгким запахом дымка, неповторимым вкусом двух сыров, сплавленных в единое целое. Этот ароматный хлебный блин, хрустящий по краям. Эта невероятно душистая начинка, одновременно играющая несколькими вкусами и запахами. Это праздник вкуса и сытности. Иногда так хочется пиццы, что берёшь обычный магазинный хлеб, тонко режешь, кладёшь сверху мелко порезанную ветчину, покрываешь сыром. И ставишь на пару минут в микроволновку. Конечно, этим можно наесться, но не будет того восторга, какой присутствует при поедании пиццы, приготовленной мастером.
Нет-нет, мы не собираемся печь фирменную пиццу или открывать итальянский ресторанчик. Этим наглядным примером мы показываем разницу между сжатым и несжатым форматами звука.
О форматах.
Немного истории. Формат MP3 (MPEG-1/2/2.5 Layer 3) появился в 1994 году. Помните те времена? О гигабайтах речь и не шла, сотни мегабайт стоили солидных денег, а многие ещё помнили легендарную фразу Билла Гейтса: «640 КБ памяти с избытком хватит любому компьютеру». И если достоверность этой фразы до сих пор подвергается сомнению, то уже в 94-м году никто не сомневался в том, что музыка будет распространяться через интернет, а файлы храниться на компьютере. Согласитесь, хранить всю свою фонотеку на жёстком диске и иметь возможность брать её с собой куда угодно – это отличная идея! Однако, на тот момент основным носителем «цифровой музыки» был CD.
Стандартный компакт-диск вмещает в себя 650 мегабайт или 74 минуты музыки с битрейтом 1411,2 кбит/с. Для того, чтобы сохранить в первозданном качестве с десяток альбомов в 94-м году требовалось иметь очень солидную сумму! Да и персональный компьютер стоил тогда немало, а основной задачей появившегося МР3 была возможность передавать звук через каналы с низкой пропускной способностью. По тем временам для передачи целого CD через интернет требовалось в лучшем случае несколько десятков часов. Поэтому перед разработчиками стояла задача сократить размер звукового файла насколько это возможно, избегая потерь при сжатии сигнала до минимума. Однако, технологии кодирования были ещё не совершенны, а процессоры не настолько быстры, поэтому было решено применить психоакустический метод, при котором теряется только часть звуковой информации. Например, все «тихие» звуки выше 17 кГц и все басы ниже 40 Гц. Разработчики установили несколько степеней сжатия таких файлов, взяв за основу измерения качества цифровой поток – чем больше информации передаётся в секунду времени, тем выше качество звука, но и больше размер файла. Максимальным битрейтом в МР3 принято считать 320 кбит/с, при котором звучание сбалансировано, а качество максимально близко к оригиналу.
И вот это самое «максимально близко» и не даёт покоя любителям хорошего звука до сих пор. Дело в том, что прослушивание музыки на качественной аппаратуре позволяет в полной мере почувствовать разницу между оригинальной записью и её MP3-версией даже при 320 кбит/с.
Положа руку на сердце, признаемся, что слушать музыку можно и при битрейте 64 кбит/с. Если хочется именно услышать любимую мелодию, то никакие преграды не страшны. Можно даже самому наиграть на ближайшем музыкальном инструменте, если есть навык, или послушать через динамик телефона. Однако, если хочется насладиться произведением, в котором будут сохранены все нюансы и заложенные эмоции, его интерпретацией звукорежиссёром и манерой игры исполнителей, то МР3 (как, собственно, и любой другой формат сжатия с потерями) не будет в радость, равно как и воспроизведение великолепно записанного и изданного CD на посредственном аппарате.
О том, как качественно воспроизвести сжатое аудио именно на высококлассном Hi-Fi задумались разработчики формата Flac. На самом деле FLAC (Free Lossless Audio Codec – «бесплатный аудиокодек для сжатия без потерь») появился всего лишь через 6 лет после МР3. Однако, технологии кодирования за это время ушли далеко вперёд, что позволило создать кодеки, сжимающие аудиосигнал без потерь. Конечно, сделать файл меньше, чем в МР3 не удалось, однако пользователи сейчас располагают на порядок более ёмкими хранилищами, поэтому пара сотен мегабайт на альбом – это сущая мелочь. Не правда ли?
Оба этих формата имеют довольно широкое распространение. Практически все операционные системы умеют воспроизводить их при помощи штатных или сторонних проигрывателей. МР3 поддерживает чуть ли не вся линейка звуковоспроизводящих устройств, в том числе и относящихся к классу High End. С Flac (и его аналогами) ситуация чуть иная – некоторые производители до сих пор упорно игнорируют этот способ сжатия. Как бы то ни было, у простого меломана всегда есть выбор между этими двумя форматами. Но, вместе с выбором появляются и вопросы, а услышит ли он разницу между Flac и МР3? Попробуем разобраться.
Мобильные устройства.
Для меломанов, предпочитающих прослушивание музыки на мобильных устройствах, разницы практически не будет. Современные смартфоны за редким исключениям оснащаются не самым качественным аудиотрактом. Тем более, если использовать штатные наушники-вкладыши или Bluetooth-колонку. В обоих случаях пропускная способность аудиотракта невелика, поэтому все записи будут бедны на микронюансы записи и динамику. Но! Производители постепенно изменяют эту ситуацию. Например, корейская компания LG наладила выпуск смартфона V20 со встроенным модулем Hi-Fi Quad DAC, имеющим декодеры для воспроизведения всех популярных аудиоформатов, в том числе аудиофильских и профессиональных. В комплекте со смартфоном поставляются высококачественные наушники Bang & Olufsen. Вот на этом устройстве разница между MP3 и Flac слышна достаточно хорошо. В остальных случаях меломану, желающему слушать музыку со своего телефона, пока что стоит присмотреться к внешнему специализированному ЦАП и наушникам. Например, линейка портативных усилителей для наушников FiiO со встроенным ЦАП вполне способна передать все нюансы записи во Flac, если её использовать вместе с хорошими накладными наушниками. Кстати, подойдут даже «вкладыши», но только не дешёвые, продающиеся на каждом углу, а произведённые серьёзными аудиобрендами.
Альтернатива? Да, возможна. Это не многофункциональное устройство, а высококачественный портативный аудиоплеер. В таком аппарате, как правило, установлен качественный цифро-аналоговый преобразователь, а в аудиотракте используются отборные компоненты. И вся конструкция подчинена одной цели – высококачественному воспроизведению звука. Поэтому, кроме, собственно говоря, музыкального плеера, в корпусе нет ничего, что бы помешало отличить Flac от МР3.
Домашний Hi-Fi.
Здесь всё гораздо прозаичнее. Отличить качественную фонограмму от некачественной можно на любом современном компоненте аудиосистемы. Причем, чем дороже система, тем более ярко выраженными и неприятными будут звуковые артефакты, присущие сжатым с потерями композициям. И тем ярче, выразительнее будет исполнение при воспроизведении файлов со сжатием без потерь. Если вы легко и сразу замечаете разницу между воспроизведением Flac и MP3, то компоненты домашней системы у вас хорошие. Ещё одним камнем преткновения, не позволяющим ощутить её, является проигрыватель. Файлы можно воспроизводить, напрямую подключив жёсткий диск с ними к дисковому или мультимедийному плеерам, а также к ряду ресиверов и усилителей, оборудованных встроенным USB-медиапроигрывателем. Как правило, в низкокачественном аппарате экономят на всём, поэтому элементная база там подвергается всевозможным помехам от рядом работающих блоков, а цифро-аналоговый преобразователь обрабатывает поток не на самом высоком уровне, допуская массу ошибок. Всё это сказывается на итоговом аналоговом сигнале, который после всего этого уже невозможно восстановить. Как если бы вы закрыли свои колонки полотенцем или подушкой. Кто знает, какой был бы сигнал без неё? А значит, мы опять приходим к тому, что отличить МР3 и Flac на такой системе будет невозможно. Выход? Использовать в своей домашней Hi-Fi системы только качественные компоненты – от источника и усилителя до акустики и даже кабелей.
То, что сейчас практически вся музыка хранится дома в качестве файлов, которые можно послушать либо на домашней системе, либо взять с собой и послушать в пути, в отпуске, на занятиях или где-то ещё, это отлично. Это прогресс, с которым надо считаться. Однако, не стоит забывать о том, что от музыки мы в первую очередь получаем удовольствие. Как и от хорошей пиццы. И не советуем вам отказывать себе в этих удовольствиях. Они – это показатель качества жизни и источник нашего позитивного настроения и положительных эмоций.
Человеческий слух и его пределы — психоакустика
Во-вторых, существуют определенные ограничения на количество одновременно воспринимаемых звуков. Человек одновременно способен слышать не более 250 звуков из 24 диапазонов (причем, количество одновременных звуков в диапазоне так же довольно мало).
В-третьих, слышимый диапазон составляет от 16 Гц до 20 кГц и к 60 годам снижается почти в два раза. В идеальном случае и при тренировках (да-да, его необходимо тренировать!).
Все частоты ниже 100 Гц воспринимается не слуховыми клетками, а… кожей. Потом низкие волны переотражаются в слуховом канале – эти волны и воспринимаются как инфрабас. (Это из области костной проводимости).
Кстати, и восприятие каждым ухом различается. Поменяйте местами каналы в любимой композиции — получите новое звучание.
Более того — число регистрирующих акустические волны клеток у каждого различно. Да что там — у каждого отдельно взятого человека их число в правом и левом ухе отличается.
Если копнуть глубже, оказывается, что каждая частота звука воспринимается только при определённой громкости. При её достижении, тишина сменяется резким и достаточно отчётливым звуком. После человек может слышать и более тихий звук этой частоты. Другое интересное свойство слуха — чем меньше уровень громкости, тем меньше его разрешающая способность, меньше число воспринимаемых звуков. При снижении громкости лучше воспринимаются высокие частоты, при увеличении — низкие. И они не дополняют, а сменяют друг друга.
Человек не воспринимает некоторые звуки, концентрируя внимание на других. Обратите внимание — отчетливо, осознаваемо слышен обычно один инструмент, или вокал. Все прочее превращается в фон или единое созвучие. И на чем бы мы не концентрировались в композиции, увеличить число воспринимаемых основных звуков нам не под силу.
Как создается mp3
Все, что человек однозначно не слышит — обрезается сразу. Дальнейшая обработка ухудшает звучание в соответствии с пониманием этой модели.
Благодаря большой проведённой работе современные психоакустические модели достаточно точно оценивают человеческий слух и не стоят на месте.
На деле, несмотря на заверения любителей музыки, музыкантов и аудиофилов, для среднестатистического, нетренированного слуха MP3 в максимальном качестве обладает практически предельными параметрами.
Исключения есть, их не может не быть. Но они не всегда легко заметны при слепом прослушивании. И следуют они уже не из механизмов работы слуха, а из алгоритмов обработки звуковой информации мозгом.
И здесь играют роль только личностные факторы. Всё это и объясняет, почему мы любим разные модели наушников и почему численные характеристики аудио не могут однозначно определить качество звука.
В MP3 умещается все: качество аналоговых записей
Все компакт-диски записаны с частотой дискретизации 44,1 кГц и квантованием 16 бит. Откуда здесь возьмутся 192 кГц и 24/32 бита, которые используются при кодировании во FLAC? Их же нет, это пустышка!
Вы возразите, что для аналогового звука эти параметры выше… Но для аудиокассеты и магнитной ленты (если, конечно, это не японский мастер-тейп) характеристики AudioCD НЕДОСТИЖИМЫ. Для массового студийного оборудования возможность записи аналогового звука, соответствующего AudioCD, появилась относительно недавно.
Поэтому нет смысла оцифровывать с бешеным качеством запись из доцифровой эпохи, в особенности сделанные на магнитных носителях. Они не содержат тех спектров и того количества информации, которые могут хранить контейнеры без сжатия.
В MP3 умещается все: цифра
Еще один момент. До недавнего времени никто не записывался на студии слишком в высоком качестве. Потому что одновременно работать с несколькими десятками аудиодорожек с высоким качеством записи сложно, а иногда просто недостаточно человеческих и технических ресурсов.
Если все это кажется неубедительным — посмотрите результаты любого слепого теста. Можно распознать систему, можно распознать наушники. Но вот отличить качественный MP3 (CBR 320 kbps, Lame 3.93) от FLAC удается только самым прокаченным гурманам.
Тест!
Провел тест по выявлению разницы между правильно-кодированным mp3 в 320 кбит/с и форматом без потерь (lossless) FLAC.
Загрузил в Foobar2000 тестовый диск Pioneer Test CD, трек выбрал Jennifer Warnes — It's Raining. В этом треке играют различные живые инструменты и есть женский вокал.
Кодек Lame 3.99. Это даст максимальное качество для mp3. Также сконвертировал в отдельный FLAC-трек.
После конвертирования, загрузил два трека — mp3 и FLAC в бесплатную программу по редактированию звука Audacity. Верхний трек это FLAC, нижний — mp3. Как видно на скрине, верхние частоты выше 16.5 кГц у mp3 начинают срезаться (см. 3). Далее выставил параметры для вывода звука Windows WASAPI (см. 1). Этот интерфейс дает максимальное качество, минуя преобразования самой винды. Включил прослушивание и начал переключаться между обоими треками, кликая на кнопку "Соло" (см. 2). Она позволяет слушать только нужный трек, автоматически приглушая другой. Слушал я на домашней неплохой мультимедийной акустике Edifier Studio R2730DB через оптический вход, а также на наушниках Audio-Technica ATH-M50 с выводом по звуковой карте ASUS Xonar Essence STX.
Так вот, тыкал я тыкал, но так и не услышал разницы в звучании. Были небольшие нюансы, но это скорее вопрос к параметрам кодирования. Но ни на частотном диапазоне, ни на глубине сцены разницы я не почувствовал.
Часто встречаю людей, которые утверждают, что слышат разницу между FLAC и mp3. Что-ж, возможно так и есть. Скорее всего, mp3 был пожат некачественно, оттого и разница ощутима. Еще есть научное мнение, что с возрастом человеческое ухо слышит хуже высокие частоты. Мне 40 лет, и возможно, я тоже уже потерял возможность для подобных сравнений. И если уж нет разницы на домашнем оборудовании, то я точно не услышу ее и в автомобиле. Поэтому, я cконвертировал нужную мне музыку для прослушивания в авто в формат mp3. Причина простая, у меня в ГУ установлена карта памяти на 64 Гб, и с FLAC это место быстро забьется. А mp3 позволит разместить в 2.5-3 раза больше.
Даю возможность читателям послушать и сравнить. Вот архив с двумя треками. А вот ссылка на сайт Audacity. (добавление) Вот еще два трека для сравнения.
P.S. В Audacity сгенерировал тон на 16-19 кГц. Послушал в наушниках. Оказалось, слышу ВЧ звук до 18 кГц. И то, только правым ухом. Левое у меня переболело в свое время и выше 14 кГц не слышит.