V jakém formátu je lepší poslouchat hudbu. Tři velryby ztracené

2024 Autor: Malcolm Clapton | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-17 03:50

Porozumět digitálním audio formátům není vůbec jednoduché. Ještě obtížnější je udělat jednoznačný závěr, v jakém formátu je lepší hudbu poslouchat. Když se podíváte na srovnávací tabulku zvukových formátů na Wikipedii, začnou se vám oči vlnit sloupci tichých čísel. Zkusme přijít na to, co se za tím skrývá.

Udělejme si hned výhradu, že článek hovoří POUZE o obecných charakteristikách a nebude obsahovat některé podrobnosti. Lifehacker bude v budoucnu provádět svůj vlastní nestranný výzkum. A dnes se pokusíme již známou zkušenost tak či onak zobecnit.

Existuje analog a obrázek.

Analog je dobrý, ale krátkodobý a nepohodlný. Analogová média se proto přes vysoké prodeje vinylů nevrátí.

Digitální zvuk může být tří hlavních typů:

• ve formátu, který nepoužívá kompresi;
• ve formátu, který používá bezeztrátovou kompresi;
• ve formátu, který používá ztrátovou kompresi.

Na první pohled perspektivnější jsou bezztrátové formáty. Ne vždy tomu tak je, jak podrobněji rozebereme v některém z následujících materiálů. Nekomprimované formáty nedávají žádný smysl kromě ukládání hlavních nahrávek potřebných k vytvoření zvukového obsahu. Snadněji se obnovují. Ukládání a poslech domácích nahrávek je zbytečné.

Z mnoha parametrů digitálního audia by se měl uživatel především starat o vzorkovací frekvenci (přesnost digitalizace analogového signálu v čase), bitovou hloubku (přesnost digitalizace v amplitudě - hlasitost), bitovou rychlost (množství informace obsažené v souboru za sekundu).

Dnes budeme mluvit o ztrátě.

Pro komprimovaný zvuk je velmi důležitý koncept psychoakustického modelu – představy vědců a inženýrů o tom, jak člověk vnímá zvuk. Ucho vnímá celé spektrum akustických vln, které k němu přicházejí. Mozek však signály zpracovává.

Referenční hodnota lidského slyšitelného rozsahu je od 16 Hz do 20 kHz, ale není schopen současně slyšet a vnímat všechny příchozí zvuky.

Sluch je diskrétní a jeho sluchová citlivost je nelineární.

Moderní psychoakustické modely přesně hodnotí lidský sluch a neustále se zlepšují. Ve skutečnosti, navzdory ujišťování milovníků hudby, hudebníků a audiofilů, je pro průměrné netrénované ucho počáteční vzhled MP3 v maximální kvalitě extrémně patrný. Existují výjimky, ty nemohou než existovat. Ale nejsou vždy snadno rozpoznatelné při slepém poslechu.

Formáty využívající psychoakustické kompresní modely

Takových formátů pro ztrátovou kompresi zvuku je spousta. Nejběžnější jsou dnes následující.

OGG (Vorbis)

Obecně je soubor s příponou *.ogg „kontejnerem“: může obsahovat několik zvukových nahrávek s vlastními značkami a charakteristikami. Nejčastěji jsou soubory v něm uložené komprimovány kodekem Ogg Vorbis, i když lze použít i jiné, včetně MP3 nebo FLAC.

Mezi jeho hlavní přednosti patří široká škála možných parametrů při kódování: vzorkovací frekvence zvuku může dosáhnout 192 kHz, bitová hloubka je 32 bitů. Ve výchozím nastavení používá OGG proměnnou bitovou rychlost (ačkoli to není zobrazeno na obrazovce vlastností), která může dosahovat až 1 000 kbps.

MP3

Na rozdíl od bezplatného OGG byl MP3 vyvinut Fraunhoferovou společností, sdružením německých institutů pro aplikovaný výzkum, který je pro moderní akustiku velmi důležitý. Mezi audiofily se mimochodem jedná o mimořádně uznávaný úřad, nicméně neradi to přiznávají. Jejich vývoj je ale bedlivě sledován.

Na rozdíl od OGG může mít jak variabilní (VBR), tak konstantní datový tok (CBR). Mimochodem, právě díky MP3 se zjistilo, že ne každý záznam lze kvalitně zakódovat s proměnným datovým tokem (viz důvody výše, kódovací algoritmy a jejich výsledky se v tomto případě mohou lišit při kódování stejného zdroje).

Vzhledem ke svému pokročilému věku má MP3 značná omezení: bitová hloubka může být 16-24 bitů, vzorkovací frekvence je vyjádřena pouze v diskrétních hodnotách (8, 11, 025, 12, 16, 22, 05, 24, 32, 44, 1, 48), přenosová rychlost omezena na 320 kbps. V běžné verzi MP3 je navíc počet kanálů omezen na dva.

AAC

Stejné hrábě, jen z profilu. Také vyvinut Fraunhofer Society. Později a používá jiný psychoakustický model, modernější. Veřejně dostupné informace nám umožňují učinit závěr: ano, podařilo se jim vylepšit vlastní tvorbu.

I s těmi nejzákladnějšími čísly je AAC flexibilnější formát. Bitová hloubka souborů získaných pomocí tohoto vývoje se pohybuje od 16 do 24, vzorkovací frekvence, pokud je to žádoucí, také umožní neztratit zvukový obraz a leží v rozsahu 8-192 kHz. Datový tok se obecně blíží toku bezeztrátových formátů (až 512 kbps), přičemž maximální počet kanálů souborů AAC dosahuje 48.

Jaký formát je určitě nejlepší

Vzhledem k tomu, že AAC je MP3 přepracované po tuctu let, pak je volba v jeho prospěch. V případě potřeby má smysl porovnávat pouze MP3 a OGG. Pojďme se podívat na obrázky, které vytvořil respektovaný Andrey Aspidov z ixbt.com:

Na grafech - dobré AudioCD, OGG komprimované s variabilním bitratem 350 kbps a MP3 pomocí Lame. Čím níže je graf, tím se zvuk blíží originálu. Ukazuje se, že je to velmi zajímavý obrázek. Nehledě na to, že MP3 má na rozdíl od OGG, u kterých je vidět blokace pod 2 kHz, zřetelně ořezané vysoké frekvence.

O neméně zajímavých věcech hovoří frekvenčně-časové rozložení zvuku. Při konstantní bitové rychlosti 320 kbps je MP3 téměř identická s originální nahrávkou. Zdá se, že vše nyní zapadá na své místo. Jenže… Ve skutečnosti je všechno ještě zmatenější.

Proč vůbec používat ztrátový, když je k dispozici bezeztrátový

Zdravý rozum.

Faktem je, že většina analogových nahrávek neobsahuje takové množství informací, které by bylo nutné ukládat ve vysoce kvalitních formátech. Nezapomeňte, že nativní vzorkovací frekvence pro CD je 44,1 kHz, kvantizace je pouze 16 bitů.

Předchozí grafy dobře demonstrují vysokou věrnost přenosu MP3. Ale pro zvukovou kazetu, magnetickou pásku (pokud se samozřejmě nejedná o master kazetu), jsou vlastnosti AudioCD nedosažitelné. A pro masové studiové vybavení se relativně nedávno objevila možnost nahrávat analogový zvuk odpovídající AudioCD. Nemá smysl digitalizovat ve FLAC (a ještě více ve WAV) záznam koncertu nebo disk z předdigitální éry, zvláště ty vyrobené z magnetických médií. Neobsahují ta spektra a množství informací, které mohou být uloženy v kontejnerech bez komprese.

Co se dnes změnilo

Vzácný zvukař pořídí digitální master nahrávku (která je následně reprodukována na fyzické médium), s využitím moderních technologií naplno. Proto je šance, že 24bitová stopa je ve skutečnosti pouze 16bitová, extrémně vysoká.

Analogový vysoce kvalitní záznam na vysoce kvalitním zařízení je dnes ještě obtížnější najít - i když jen pro fanoušky tohoto zvuku. Takovým je například Jack White, bývalý vůdce White Stripes. Některé jeho nahrávky přitom odkazují k variacím lo-fi a hledat tam nehoráznou zvukovou charakteristiku tracku se pro labužníky stává jakýmsi potěšením.

Pokud si představujete ideální zdroj, pak vám komprimovaný soubor umožní najít pouze trénované ucho nebo poslech na kvalitní audio aparatuře. A již na základě toho (a nezapomenout na vnímání) stojí za to učinit následující závěr:

AAC je nezbytný a dostačující pro zařízení střední ceny, při jehož absenci (a při absenci zdrojů kódovaných v AAC) - MP3 s konstantním bitrate 320 kbps, vytvořené pomocí kodeku Lame 3.93 (doporučené klíče pro dekódování: -cbr -b320 -q0 -k -ms).

Výjimkou jsou nahrávky původně nahrané ve vysoké kvalitě, řekněme nahrané na DVD-Audio, SACD, nebo nahrávky původně shromážděné v DSD (nebo podobném formátu) s vysokou bitovou rychlostí.

I když bezeztrátový má některé funkce. A o nich si povíme příště.