Цифровые аудио форматы файлов wav, mp3, aiff, ogg, flac, m4a
Последняя пятилетка дала большой толчок в развитие портативных и стационарных аудио систем, а с этим и поддержку разнообразных цифровых аудио форматов. Крошечные карманные гаджеты обзавелись огромной внутренней памятью, а стационарная аудио техника стала еще умнее и переборчивее. Именно по этому, теперь, мы можем не экономить место на плеере и загружать песни «весом» в 15-30 Мб каждая, а дома, слушать цифровую музыку в качестве, равном по звучанию аналогового винила.
Описание популярных цифровых аудио форматов
И тем не менее, аудио форматы, получившие наибольшее распространение, все еще имеют свои плюсы и минусы, и даже в таком актуальном вопросе, как цифровое аудио, еще не найдена «панацея». Классически цифровые аудио форматы делятся на «сжатый» и «несжатый» поток, а так же форматы типа «lossless», которые исключают потерю звучания.
Аудио формат wav
Waveform Audio File Format (WAVE, WAV, от англ. waveform — «в форме волны») — это формат файлов для хранения записи оцифрованного несжатого аудиопотока. По большому счету, это наиболее распространенный формат для работы в студийной сфере и радиовещании, т.к. позволяет получить самое честное качество звучания.
К примеру, стандартным форматом Audio-CD, является аудиопоток в формате LPCM, с параметрами: 2 канала (стерео), 44 100 Гц, 16 Бит.
Аудио формат mp3
MPEG-1/2 Audio Layer 3 — (MP3) – наиболее популярный цифоровой формат, для хранения сжатого аудио. В формате MP3 используется особый алгоритм, разработанный для значительного уменьшения размера исходного файла. Этот формат позволяет сохранить аудио, близкое к оригинальному звучанию, но благодаря множеству настроек, предельно малых размеров.
В сравнении со стандартным форматом Audio-CD, файл в фомате MP3 и битрейте 128кбит/с, по размеру будет примерно равен 1/11 исходного файла.
Аудио формат flac
FLAC (англ. Free Lossless Audio Codec) — популярный свободный кодек, предназначенный для сжатия аудиоданных без потерь. Что это значит? В отличие от аудиокодеков, обеспечивающих сжатие с потерями, например MP3 или OGG, аудиокодек FLAC не удаляет никакой информации из аудиопотока. Этот формат идеально подходит для аудиофилов, которые собирают собственные музыкальные коллекции и прослушивают музыку на высококачественной аппаратуре.
Аудио формат ogg
OGG – формат, который не получил массовую популярность, но тем не менее, используется достаточно большой аудиторией. Формат OGG, аналогично MP3, сжимает аудио с потерями качества, но принципиально отличается в практических пересчетах конвертации. Это дало возможность получить лучшее качество, при меньшем объеме файла и вывести данный кодек, как абсолютно независимый. Также как и подобные форматы, конвертирующие аудио с потерями, OGG имеет возможность тонкой настройки свойств контейнера.
Аудио формат aiff
Audio Interchange File Format (AIFF) – достаточно универсальный формат аудиофайлов, разработанный компание Apple, применяемый для хранения звуковых данных. Как и его аналог, формат WAV, это несжатое аудио и широко применяется в профессиональной сфере звукозаписи и музыкального продьюсинга.
Файлы с расширением .aiff и .aif, созданные Apple Loops, используются для музыкальных редакторов GarageBand и Logic Audio.
Аудио формат m4a
Apple Losseles (также известный как Apple Lossless Encoder, ALE, или Apple Lossless Audio Codec, ALAC) (m4a) – еще одна разработка от компании Apple. Этот аудиоформат относится к несжатому аудио, обеспечивающему проигрывание без потери качества. Это достаточно специфический формат, который поддерживается преимущественно продукцией от компании-создателя, и в некоторых случаях, как в системных звуках iPhone, где возможно использование исключительно формата m4a.
Файлы с оцифрованным звуком
Звуковые файлы, в которых исходная непрерывная («аналоговая») форма сигнала записана в виде последовательности коротких дискретных значений амплитуд звукового сигнала, измеренных («выбранных») через одинаковые промежутки времени и имеющих между собой весьма малый интервал. Процесс замены непрерывного сигнала последовательностью его значений называют дискретизацией, а такую форму записи — импульсно-кодовой модуляцией, ИКМ (англ. Pulse Code Modulation – PCM). Аппаратная реализация обработки оцифрованного звука состоит в том, что АЦП преобразует аналоговый сигнал во множество цифровых замеров, а при воспроизведении ЦАП осуществляет обратный процесс — преобразование цифрового сигнала в аналоговый. Файлы с оцифрованным звуком бывают двух видов: с заголовком и без заголовка.
Основные понятия, термины и другие данные, связанные с оцифровкой звука
Выборка, отсчет (звукового сигнала) — дискретное («мгновенное») значение, соответствующее минимальному фрагменту исходного звукового сигнала. Выборка характеризует амплитуду звукового сигнала и обычно представляет собой целое число (8 или 16 бит). Может производиться по одному каналу (моно), двум (стерео) или большему числу каналов. Процесс разделения сигнала на выборки называется квантованием.
Разрядность дискретизации — величина, определяющая количество бит на один канал. Чем выше разрядность дискретизации, тем выше качество записи и воспроизведения звука.
Частота дискретизации — величина, которая определяет, сколько раз в секунду производится считывание выборок из аналогового сигнала. При цифровой записи звуков частота дискретизации измеряется в герцах и килогерцах. Чем выше частота дискретизации, тем выше качество звука.
Некоторые форматы звуковых файлов поддерживают произвольную частоту дискретизации (например, VOC-файлы в диапазоне от 5000 до 44100 Гц); другие — только определенные частоты дискретизации (WAV-файлы могут быть оцифрованы с частотами 11 025, 22050, 44100 Гц). Поэтому конвертирование (преобразование) файла одного формата в другой не всегда возможно.
Файлы с заголовком
В заголовке указываются параметры, которые характеризуют оцифрованный звук, включая: частоту дискретизации; количество битов на отсчет (8 или 16); количество каналов — моно (1) или стерео (2); ASCII-символы, описывающие тип файла; длину записанных данных в байтах; номер версии формата; метод компрессии; величину смещения блока данных относительно начала файла и др.
Перечень и области применения наиболее распространенных форматов звуковых файлов с заголовком:
MP3, AAC, WAV, FLAC: рассказываем обо всех форматах аудиофайлов
Организуя свою коллекцию цифровой музыки, можно утонуть в разнообразии форматов аудиофайлов. Почти каждый слышал об MP3, но что такое OGG, AIFF или MQA?
Если по прочтении списка у вас возникло подозрение, что все эти форматы для получения таких шикарных аббревиатур учились в разных университетах, мы поможем развеять его. В этом материале будет прояснена суть некоторых популярных музыкальных форматов, разница между ними и то, почему это важно знать.
Что бы вы ни слушали – MP3-файлы с низким битрейтом, чуть более качественные треки в AAC или Hi-Res-аудио во FLAC или WAV – настало время разобраться в том, что именно вы получаете в каждом случае и как выбрать оптимальный формат.
Давайте оценим плюсы и минусы каждого из них.
Краткий обзор форматов файлов и кодеков
Чтобы не ходить вокруг да около, вначале мы приведем краткую памятку по всем форматам файлов и различиям между ними. Если захотите узнать больше, ниже вы найдете более подробное описание различий в размерах, качестве звука и совместимости.
AAC (не является форматом Hi-Res-аудио). Ставшая популярной благодаря Apple альтернатива формату MP3. Со сжатием и потерями, но с более высоким качеством звука. Используется для скачивания с iTunes и трансляции с Apple Music.
AIFF (Hi-Res). Альтернатива WAV от Apple с более полными метаданными. Не особенно популярный формат без сжатия и потерь с файлами большого размера.
DSD (Hi-Res). Однобитный формат, применяемый в Super Audio CD. Существует в вариантах с частотой дискретизации 2,8 МГц, 5,6 МГц и 11,2 МГц. Из-за использования кодека высокого качества в настоящее время не применяется для стриминга. Формат без сжатия.
FLAC (Hi-Res). Формат со сжатием без потерь с поддержкой частот дискретизации, совместимых с Hi-Res, и хранением метаданных; размер файлов вдвое меньше, чем у WAV. Благодаря отсутствию лицензионных отчислений считается лучшим форматом для скачивания и хранения альбомов в Hi-Res-аудио. Его главный недостаток – отсутствие поддержки устройствами Apple (и, следовательно, несовместимость с iTunes).
MP3 (не является форматом Hi-Res-аудио). Популярный формат со сжатием и потерями с малым размером файла и далеко не самым высоким качеством звучания. Удобен для хранения музыки на смартфонах и плеерах iPod.
MQA (Hi-Res). Формат со сжатием для хранения Hi-Res-файлов в более удобной для стриминга форме. Используется сервисом Tidal Masters для трансляций Hi-Res-аудио.
OGG (не является форматом Hi-Res-аудио). Иногда называется полным именем – Ogg Vorbis. Альтернатива MP3 и AAC с открытым кодом, не подпадающая под действие патентов. Этот формат с битрейтом 320 кбит/с используется в трансляциях Spotify.
WAV (Hi-Res). Стандартный формат, в котором записаны все CD. Отличное качество звука, но огромный размер файлов из-за отсутствия сжатия. Слабая поддержка метаданных (обложек, названий песен и исполнителей).
WMA Lossless (Hi-Res). Версия Windows Media Audio без сжатия, поддержку которой уже не часто можно встретить в смартфонах и планшетах.
Аудиофайлы со сжатием и без него
Вначале рассмотрим три категории, в которые можно сгруппировать все форматы аудиофайлов. Они определяются степенью сжатия данных и связанным с ним уровнем потерь качества звучания.
Если для сжатия аудио в вашем файле не применялся специальный алгоритм (или кодек), это приведет к двойному результату: во-первых, потерь качества звучания не будет, во-вторых, место на вашем жестком диске скоро закончится.
По своей сути запись в формате без сжатия полностью соответствует оригинальному аудиофайлу, в котором зафиксированы в цифровом представлении реальные звуковые сигналы.
WAV, AIFF или FLAC: форматы без сжатия
WAV и AIFF можно назвать самыми популярными форматами аудиофайлов без сжатия. Оба они основаны на PCM (Pulse Code Modulation, импульсно-кодовой модуляции), широко известном механизме непосредственного преобразования аудиосигнала в цифровую форму. В WAV и в AIFF применяются схожие технологии, но методы хранения данных несколько различаются. В этих форматах можно записывать как файлы CD-качества, так и более высокого разрешения.
Формат WAV был разработан Microsoft и IBM, в силу чего применяется на платформах на базе Windows; он является стандартным форматом записи компакт-дисков.
Формат AIFF создан компанией Apple как альтернатива WAV; и хотя AIFF-файлы менее распространены, они обеспечивают более полную поддержку метаданных, позволяя хранить обложки альбомов, названия песен и тому подобную информацию.
Недостаток этих форматов – требование гигантских объемов памяти. Файлы CD-качества (16 бит, 44,1 кГц) занимают около 10 МБ дискового пространства на минуту звучания.
ALAC, FLAC, WMA Lossless: аудиоформаты без потерь
Все мы любим FLAC. Формат без потерь, файлы во FLAC (Free Lossless Audio Codec, бесплатный аудиокодек без потерь) по размеру почти вдвое меньше, чем в WAV или AIFF без сжатия с эквивалентной частотой дискретизации, однако в плане звучания никаких потерь качества не заметно. FLAC также поддерживает более высокое разрешение по сравнению с CD-качеством – до 32 бит и 192 кГц.
Помимо FLAC, есть и другие форматы без потерь – ALAC (Apple Lossless) и WMA Lossless (Windows Media Audio). Первый представляет собой отличную альтернативу для iOS и iTunes, хотя размер файлов чуть выше, чем у FLAC. Не все смартфоны и планшеты поддерживают его.
AAC и MP3: аудиоформаты с потерями
Кто не слышал про MP3? Все про него слышали. Этот самый распространенный аудиоформат удобен для хранения музыки на плеерах iPod или планшетах и поддерживается практически любыми устройствами. Однако для этого приходится жертвовать значительным объемом информации. Для того чтобы уменьшить размеры файлов на порядок по сравнению с записями в CD-качестве, необходимо отбросить значительный процент исходных данных, что приводит к потере качества звучания.
Битрейт, с которым записан MP3-файл, тоже влияет на качество звука. MP3 с битрейтом 128 кбит/с теряют больше информации, чем файлы с 320 кбит/с (это расшифровывается как «килобит в секунду», где каждый «бит», в сущности, представляет собой крохотный кусочек песни). Учитывая резкое снижение стоимости памяти, в наше время нет никаких причин слушать файлы с битрейтом 128 кбит/с; MP3 с 320 кбит/с имеют смысл при ограниченном объеме памяти, они также остаются стандартным форматом для скачивания файлов Интернет-магазинов.
Еще один формат с потерями, AAC (Advanced Audio Coding, усовершенствованное кодирование звука), также предполагает сжатие, как и MP3, но благодаря несколько более эффективным алгоритмам обеспечивает более качественный звук. AAC используется для скачивания с iTunes и трансляций с Apple Music (с битрейтом 256 кбит/с), а также в передачах с YouTube.
Формат Vorbis, нередко называемый Ogg Vorbis, чтобы подчеркнуть использование контейнера Ogg, представляет собой альтернативу MP3 и AAC с открытым кодом, не подпадающую под действие патентов. Этот формат с битрейтом 320 кбит/с используется в трансляциях Spotify.
Если вы планируете использовать форматы с потерей информации, учитывайте следующий факт: повышение числа «бит» обычно ведет к росту качества звучания, однако оно во многом зависит от эффективности кодека, с помощью которого выполняется преобразование файла. Если большая часть музыки в вашей коллекции закодирована с битрейтом 128 Кбит/с, то вы могли заметить, что, несмотря на принципиальное сходство звучания, из-за низкой эффективности кодека MP3-файлы, скорее всего, будут слушаться несколько хуже AAC или Ogg Vorbis.
Как насчет музыки в высоком разрешении?
В отличие от HD-видео, для аудио высокого разрешения пока не разработано универсального стандарта.
Если не вдаваться в подробности, под этим термином обычно понимаются записи с более высокой частотой дискретизации и/или разрядностью, чем у CD (т.е. 16 бит/44,1 кГц). Примерами Hi-Res-аудио могут служить файлы с параметрами 16 бит/96 кГц или 24 бит/192 кГц.
Благодаря наличию дополнительной аудиоинформации Hi-Res-файлы звучат намного лучше в сравнении с компрессированными файлами, теряющими эту информацию в процессе сжатия. Эти форматы требуют больше места на диске, но их качество определенно стоит таких затрат.
К Hi-Res-аудио относятся форматы без сжатия, такие как AIFF и WAV, а также без потерь – FLAC и ALAC. DSD (отчасти нишевый формат, применявшийся в Super Audio CD) также входит в категорию Hi-Res-аудио, но его поддерживает гораздо меньшее число устройств. Если говорить о стриминге, то такие сервисы, как Tidal Masters, используют упаковщик MQA, позволяющий передавать по сетям файлы в высоком разрешении с использованием минимально возможной полосы пропускания сигнала.
Что касается воспроизведения форматов Hi-Res-аудио, то сегодня его поддерживает уже немало устройств. 24-разрядные файлы способны проигрывать беспроводные колонки Denon HEOS, а также портативные музыкальные плееры премиум-класса – такие как Cowon Plenue D2 и Astell & Kern A&norma SR15.
Кроме того, с Hi-Res-аудио совместимы большинство флагманских моделей смартфонов под Android – например, удостоенный высших оценок Samsung Galaxy S10+ – однако прослушать их на новеньком iPhone вам сходу не удастся. Мы нашли способы обойти это ограничение, но нельзя забывать о том, что файлы Hi-Res-аудио пока еще не настолько компактны, как их аналоги в форматах с потерями.
Какой аудиоформат будет лучшим для вас?
Выбор формата зависит от того, что вас больше волнует – объем памяти или качество звучания – а также от того, с каким устройством вы намерены его использовать.
Популярность MP3 сложилась в эпоху, когда стоимость дискового пространства была очень высока. Сегодня смартфоны, музыкальные плееры и ноутбуки оснащаются памятью внушительного объема, так что есть смысл обратить внимание на форматы с качеством выше, чем у CD.
Если же вы решили архивировать свои аудиофайлы, FLAC или другой формат без потерь может стать неплохим вариантом. Они представляют собой удачный компромисс между уровнем сжатия и качеством звучания, позволяя слушать высококачественную цифровую музыку и сэкономить дисковое пространство. Только не забудьте проверить совместимость выбранного формата и имеющихся устройств.
Вся техника была протестирована в специальных комнатах «What Hi-Fi?»
https://www.whathifi.com/news/about-us
Подготовлено по материалам портала «What Hi-Fi?», март 2020 г.
Поделитесь статьёй: 
Какие форматы файлов используются для хранения оцифрованного звука?
Какие форматы файлов используются для хранения оцифрованного звука.
M4a4 (кажется используется на айфонах ).
Как из формата : файл, сделать формат : база данных (?
Как из формата : файл, сделать формат : база данных (.
Музыкальный фрагмент был записан в формате стерео (двухканальная запись), затем оцифрован и сохранён в виде файла без использования сжатия данных?
Музыкальный фрагмент был записан в формате стерео (двухканальная запись), затем оцифрован и сохранён в виде файла без использования сжатия данных.
Получившийся файл был передан в город А по каналу связи за 18 секунд.
Затем тот же музыкальный фрагмент был повторно записан в формате моно и оцифрован с разрешением в 2 раза выше и частотой дискретизации в 2 раза больше, чем в первый раз.
Сжатие данных не производилось.
Полученный файл был передан в город Б ; пропускная способность канала связи с городом Б в 5 раз ниже, чем канала связи с городом А.
Сколько секунд длилась передача файла в город Б?
Формат хранения и передачи звуковой информации в цифровой форме, использующий сжатие сигнала и обеспечивающий высокое качество кодирования -?
Формат хранения и передачи звуковой информации в цифровой форме, использующий сжатие сигнала и обеспечивающий высокое качество кодирования -.
Формат хранения и передачи звуковой информации в цифровой форме, использующий сжатие сигнала и обеспечивающий высокое качество кодирования -?
Формат хранения и передачи звуковой информации в цифровой форме, использующий сжатие сигнала и обеспечивающий высокое качество кодирования -.
Чем можно объяснить разнообразие форматов графических файлов?
Чем можно объяснить разнообразие форматов графических файлов?
Универсальный формат в котором сохраняются звуковые файлы?
Универсальный формат в котором сохраняются звуковые файлы.
Разные текстовые форматы имеют разное значение?
Разные текстовые форматы имеют разное значение.
Ниже представлено описание некоторых текстовых форматов.
Если им поставить в соответствие расширения файлов, то получится одна из последовательностей.
1 — первый формат для текстовых файлов, в котором не используется форматирование, содержит только текст ; 2 — наиболее популярный формат, который давно используется в текстовом редакторе word компании Microsoft ; 3 — формат текстового редактора wrire пакета сводный офис openoffice.
Укажите стандартный формат файлов в редакторе Inkscape?
Укажите стандартный формат файлов в редакторе Inkscape.
Музыкальный фрагмент был записан в стерео ( двухканальной записи), оцифрован и сохранен без использования сжатия данных?
Музыкальный фрагмент был записан в стерео ( двухканальной записи), оцифрован и сохранен без использования сжатия данных.
Размер полученного файла — 60 Мб.
Затем этот же фрагмент записали повторно в формате моно и оцифровали с разрешением в 4 раза выше и частотой дискретизации в 1, 5 раза меньше, чем в первый раз записи.
Сжатия не производилось.
Каков размер файла в Мб, полученного при повторной записи?
Музыкальный фрагмент был записан в формате моно, оцифрован и сохранён в виде файла без использования сжатия данных?
Музыкальный фрагмент был записан в формате моно, оцифрован и сохранён в виде файла без использования сжатия данных.
Размер полученного файла – 15 Мбайт.
Затем тот же музыкальный фрагмент был записан повторно в формате стерео (двухканальная запись) и оцифрован с разрешением в 3 раза выше и частотой дискретизации в 2 раза меньше, чем в первый раз.
Сжатие данных не производилось.
Укажите размер файла в Мбайт, полученного при повторной записи.
На странице вопроса Какие форматы файлов используются для хранения оцифрованного звука? из категории Информатика вы найдете ответ для уровня учащихся 5 — 9 классов. Если полученный ответ не устраивает и нужно расшить круг поиска, используйте удобную поисковую систему сайта. Можно также ознакомиться с похожими вопросами и ответами других пользователей в этой же категории или создать новый вопрос. Возможно, вам будет полезной информация, оставленная пользователями в комментариях, где можно обсудить тему с помощью обратной связи.