Разница между mp3 128 kbps, 320 kbps и flac
Добрый день, уважаемые читатели!
А вы когда-нибудь задумывались, что именно теряется при сжатии из lossless в mp3 128 kbps или 320 kbps?
Я проверил и результат показался интересным. В первую очередь предлагаю пройти опрос, чтобы понять для себя слышите ли вообще разницу. Если не уверены, что слышите или уверены, что не слышите, то предлагаю к вашему вниманию простую и изящную идею: надо взять и столкнуть лбом две звуковые волны одна из которых будет находиться в противофазе, соответственно при сведении двух треков будет преимущественно слышно то, что не погасилось. Интересные графики пока не обещаю, но зато вы сможете сами на своей системе услышать какие именно звуки потерялись при сжатии из flac в mp3 128\320 kbps, архив с примерами в конце статьи.
Опрос
Исходные данные
The Black Keys — Everlasting Light (flac, 44100 Hz, 24-Bit, 1613 kbps), ознакомиться можно на Youtube.
Ludovico Einaudi — Drop (flac, 96000 Hz, 24-Bit, 2354 kbps), ознакомиться можно на Яндекс Музыка.
CC Coletti — Rock and Roll (flac, 192000 Hz, 24-Bit, 4845 kbps), ознакомиться можно на Youtube.
Annihilator — Ultra-motion (flac, 44100 Hz, 16-bit, 1022 kbps), ознакомиться можно на Youtube.
Параметры конвертации в mp3
44.1kHz, stereo, 128 kbps или 320 kbps
Описание эксперемента
Исходные файлы режутся на куски длительностью по 10 секунд, каждый из кусочков экспортируется в wav. После импортирования полученных треков в начало каждого добавляется 2 секунды тишины и секундный тоновый сигнал, затем конвертируются в mp3. После импортирования mp3 файлов выясняется, что относительно оригинала, полученный файл «ушел вперед». Это не баг, это фича. Производим синхронизацию относительно заданного тонового сигнала у оригинального (я пробовал для каждого файла mp3 несколько значений, которые впоследствии уточнял до наилучшего результата), избавляемся от тонового сигнала, тишины и полученные треки экспортируем в wav. Теперь осталось инвертировать треки, чтобы получились разнонаправленные пики, и свести с оригиналом.
Результат
57Мб). В данном архиве содержатся треки с звуками, которые потерялись при сжатии.
Руководство по выбору форматов аудиофайлов: век сегодняшний и немножко прошлый
Оглавление
Вступление
Как всегда, начну со старческого брюзжания. Вот лет двадцать назад… Собственно говоря, двадцать лет назад и выбора-то особо не было.
реклама
Потому что были компакт-диски, которые превращались в WAV-файлы, занимавшие пространство среднего «винчестера» – ну и на ОС немножко места оставалось. И на BBS. И на игры. И на архив файлов. И все. Потому что средний размер жесткого диска тогда составлял какие-то сказочные сегодня 850 мегабайт. Да, именно что 850 – и именно мегабайт. Толчок всему дало появление формата MP3 в 1997 году, и это был очень знаменательный год!
Я очень хорошо помню те времена. Тогда мы с другом «возрадовались до плеши» и принялись активно кодировать компакт-диски в самые популярные 128 кбит/с с joint stereo (это когда фактически пишется один канал, и к нему добавляется информация об отличиях второй дорожки – если они есть). Еще бы, теперь альбом занимал смешные 50-70 мегабайт, и компьютерные пластиковые колонки казались вершиной прогресса. Различные звуковые карты за 200,500 или 800 долларов в журналах казались чем-то страшным и далеким. Зачем? Ведь есть MP3 128 кбит/с, смотрите, какое крутое качество!
Шли месяцы и годы (скорее ближе к месяцам). Менялись колонки, развивался MP3, и мы тогда, юные падаваны старшего школьного и начального студенческого возраста, экспериментировали с битрейтами и появившимся тогда первым конкурентом MP3 – таинственным Vorbis OGG. Сколько часов на самой разной акустике (а мы тогда уже открыли, что даже советская «Вега» уделывала все эти пластиковые недоразумения за десять баксов) было отслушано – не сосчитать.
В итоге выводы выкристаллизовались такие: OGG круче MP3 на средних битрейтах, а на высших все равны. Но преимущество OGG было в том, что на средних битрейтах файл не только лучше звучал, но и занимал меньше места. Недостатком – то, что при всех этих достоинствах OGG питался большим количеством оперативной памяти и ресурсов процессора. А в те времена мощности были, как понимаете, совсем не те.
Почему я так подробно пишу об отличиях OGG от MP3? Потому что уже начался рассказ про форматы, и все эти выводы справедливы и по сей день. Ну вот, теперь вы знаете почти все про OGG: а больше знать и не надо, поскольку его сегодня поддерживают не так уже много устройств.
И да, небольшой дисклеймер. Я не буду разводить воду про виды квантования и прочие страшные слова: если вам это интересно, то все прекрасно написано в Википедии. И форматов файлов на самом деле намного больше, чем будет перечислено далее. Вопрос в том, что они не только никому неизвестны, но и никем не поддерживаются. Почти.
И еще. Я не буду рассказывать о форматах многоканального звука. На сегодняшний день эта тема все еще в зачатке по причине своей дороговизны. И дисков выпускается мало, и также редко они перекодируются в звук. На коне по-прежнему старое доброе стерео. Очевидно, всем этого хватает. Ну или почти всем, но кто считает?
реклама
Сжатие с потерями и без
Для начала нужно определиться с тем, о чем мы будем говорить. Главное и основное: все форматы звуковых файлов сегодня делятся на:
Все, это была минутка Википедии.
И да, я раскрою вам правду на то, стоит ли тратить терабайты на lossless.
MP3: скорее отстреляться
Конечно, начать надо с MP3. И, перефразируя название фильма, – «и это все об MP3». Безусловно, все вы про него знаете, и быть Капитаном Очевидность здесь не вижу смысла. Все, что воспроизводит звук сегодня, поддерживает MP3, вплоть до максимума.
В чем его главные нарекания и минусы? В основном – в срезе верхних частот и «прореживании» всех остальных.
В этом и проявляется хваленая гибкость формата: можно сделать маленький файл и слушать покромсанную Верку Сердючку из динамика смартфона. А можно сделать большой файл, где сжатие с минимальными потерями и слушать… не на динамике смартфона как минимум.
У MP3 есть один, самый весомый и безусловный плюс, не считая хорошего качества звука и гибкости при кодировании – можно забить на качество и сделать тысячи MP3 128 кбит/с на одной флэшке. Или не забить на качество и сделать несколько сотен в 320 кбит/с.
Но плюс в том, что у него нет DRM и прочих видов защит от копирования, которые редиски-владельцы авторских прав могут ставить на свою музыку.
Отдельного абзаца заслуживает VBR. VBR – это сокращение от Variable BitRate, переменный битрейт. Основная идея VBR – то, что кодек автоматически выбирает нужный битрейт в зависимости от контента. Это происходит еще на этапе кодирования, и главное декларируемое преимущество технологии – меньший размер файла при вроде бы том же высоком качестве (разумеется, кодирование происходит все-таки «вокруг» заданной частоты).
В реальности же качество VBR заметно проигрывает своему оппоненту CBR (Constant BitRate – постоянный битрейт), плюс ко всему заметно нагружает процессор. Конечно, на современных многоядерных ЦП это не так что бы заметно, но – «как-то, доктор, неаккуратненько». В общем, смысл тут прост: VBR лучше не пользоваться, поскольку выигрыш в размерах минимален, microSD сегодня дешевы, HDD тоже не состояние стоят, а проблем от них больше. И, опять же, качество хромает.
Чем сегодня кодируют MP3? На заре формата было очень много разных декодеров, сегодня их тоже можно найти, если постараться, кто-то постоянно тоже изобретает велосипед, но безусловный авторитет уже долгие годы – LAME. Несмотря на стебный перевод названия (вольно – «хромуля»), кодек справляется со своей задачей блестяще.
Какой программой пользоваться для кодирования – тоже понятно, общепринятым авторитетом является грозный EAC (Exact Audio Copy, и он точно соответствует своему названию). И то, и другое распространяется совершенно бесплатно (более того – LAME в принципе встроен почти во все по умолчанию), так что можете попробовать свои силы в кодировании того, что и так уже сто раз кодировано.
реклама
WMA: все плохо, как всегда
Компания Microsoft разработала WMA как альтернативу MP3. Но, как и в случае с платформой Windows Phone, люди посмотрели на него, потыкали пальцем – и забросили на полку.
Потому как файл WMA изобилует мелкими неприятностями, которые сами по себе вроде бы и не так страшны (например, плохая устойчивость к ошибкам: чуть поврежденный файл про кодировании или передаче становится непригодным полностью), но в совокупности WMA становится несерьезным. К тому же, опять же декларировалось, что при меньшем битрейте WMA будет качественным. Серьезно?
Конечно, WMA сегодня поддерживает все, что поддерживает MP3. Конечно, декларируется, что поддерживается lossless-кодирование, начиная с версии 9.1. Ну поддерживается. А дальше-то что? Кто-то этим пользуется?
реклама
Плюс ко всему – в WMA можно зашивать DRM-защиту. От такого фактора потирают жадные лапки правообладатели, но говорят «фи» рядовые пользователи. Еще один гвоздь в крышку гроба WMA.
В общем, формат мутный и явно нежизнеспособный. Как и платформа Windows Phone. Как и Surface. У Microsoft хорошо получалось делать операционные системы, но вот сторонние проекты – слабовато.
Как влияет битрейт на качество музыки?
В наши дни очень много разговоров о том, что мы потеряли настоящую музыку с приходом форматов сжимающих аудио, таких, как MP3, AAC и похожих. Действительно ли это так? Спасут ли музыку Lossless форматы? Может ли вообще неподготовленный слушатель отличить музыку в форматах MP3 от FLAC? Давайте разберемся в этом вопросе.
Что такое битрейт (Bitrate)?
Вероятно, вы уже слышали термин «битрейт» раньше, и вы, вероятно, имеете общее представление о том, что это значит, но, возможно, неплохо познакомиться с ее официальным определением, чтобы вы знали, как все это работает.
Битрейт — это число бит или количеству данных, которые обрабатываются в течение определенного периода времени. В аудио это обычно означает килобит в секунду. Например, музыка, которую вы покупаете в iTunes, составляет 256 килобит в секунду, то есть в каждой секунде песни содержится 256 килобайт данных.
Чем выше битрейт трека, тем больше места он займет на вашем компьютере. Как правило, аудио CD занимает довольно много места, поэтому стало обычной практикой сжимать эти файлы, чтобы вы могли записать больше музыки на ваш жесткий диск (или iPod, Dropbox или что-то еще). Именно здесь вступают в спор форматы «без потерь» и «с потерями».
Lossless и Lossy форматы: в чём разница?
Когда мы говорим «без потерь», мы имеем в виду, что мы действительно не изменили исходный файл. То есть мы скопировали трек с компакт-диска на наш жесткий диск, но не сжали его до такой степени, что мы потеряли какие-либо данные. Это, по сути, так же, как и оригинальная дорожка компакт-диска.
Однако, чаще всего вы, вероятно, копируете свою музыку в Lossy формате. То есть вы взяли компакт-диск, скопировали его на жесткий диск и сжали треки, чтобы они не занимали много места. Типичный MP3 или AAC альбом, вероятно, занимает 100 МБайт или около того. Тот же альбом в формате без потерь, такой как FLAC или ALAC (также известный как Apple Lossless), займет около 300 Мбайт, так что стало обычной практикой использовать форматы с потерями для более быстрой загрузки и большей экономии жесткого диска.
Проблема заключается в том, что когда вы сжимаете файл для экономии места, вы удаляете куски данных. Точно так же, как когда вы берете изображение с высоким качеством, и сжимаете его в JPEG, ваш компьютер берет исходные данные и «обманывает» определенные части изображения, делая его в основном таким же, но с некоторой потерей ясности и качественный.
В качестве примера возьмем два изображения, приведенных ниже: правый справа явно сжат, и в результате качество уменьшилось.
Помните, что вы экономите место на жестком диске сжимая музыку в Lossy форматы, что может иметь большое значение для iPhone с 32 ГБ памяти, но по соотношению объём/качество это всего лишь компромисс.
Существуют различные уровни сжатия: 128 Кбит/с, например, занимают очень мало места, но также будут иметь низкое качество воспроизведения, чем более крупный файл 320 Кбит/с, который, в свою очередь, ниже качеством, чем эталонный файл с 1,411 Кбит/с. 1,411 Кбит/с — это качество уровня Audio CD, которого, в большинстве случаев, более чем достаточно.
Вся проблема не в том, как сильно сжата музыка, а на каком оборудовании вы её слушаете.
Действительно ли битрейт имеет значение?
Поскольку память с каждым годом становиться всё дешевле, прослушивание звука с более высоким битрейтом, или вовсе в Lossless форматах, начинает становиться всё более популярной. Но стоит ли это времени, усилий и занятого объёма памяти в вашем телефоне или компьютере?
Я не люблю отвечать на вопросы таким образом, но, к сожалению, ответ: это зависит.
Часть уравнения — это оборудование, которое вы используете. Если вы используете качественную пару наушников или динамиков, вы привыкли к большому частотному и динамическому диапазонам. Таким образом, вы, скорее всего, заметите недостатки, которые возникают при сжатии музыки в файлы с более низким битрейтом. Вы можете заметить, что в низкокачественных MP3-файлах отсутствует определенный уровень детализации; Тонкие фоновые треки могут быть более трудными для восприятия, верхние и низкие частоты не будут такими динамичными, или вы можете услышать искажения в вокале солиста. В этих случаях вам может потребоваться дорожка с более высоким битрейтом.
Однако, если вы слушаете свою музыку с помощью пары дешёвых наушников на вашем iPod, вы, вероятно, не заметите разницы между файлом со скоростью 128 Кбит/с и файлом 320 Кбит/с, не говоря уже музыке без потерь 1,411 Кбит/с. Помните, когда я показывал вам изображение несколькими абзацами выше и отметил, что вам, вероятно, пришлось вглядываться в него, чтобы увидеть недостатки? Ваши наушники подобны усеченной версии изображения: они сделают эти недостатки трудными для восприятия, так как они физически не способны сыграть вам музыку так, как нужно.
Другая часть уравнения, конечно, ваши собственные уши. Некоторым людям может быть очень тяжело отличить два разных битрейта по простой причине — они мало слушают музыку. Навык слуха, как и любой другой, развивается с практикой. Если вы часто и много слушаете любимую музыку, ваш слух становится более точным и начинает улавливать мелкие детали и полутона. Но до тех пор не имеет особого значения, какой битрейт вы используете?
Так какой формат и битрейт вы должны выбрать для себя? Хватит ли вам 320 Кбит/с, или вам обязательно нужен Lossless формат?
Дело в том, что трудно услышать разницу между файлом без потерь и MP3-файлом 320 Кбит/с. Чтобы услышать разницу, вам понадобится серьезное высококачественное оборудование, хороший слух и определенный тип музыки (например, классическа или джаз).
Для подавляющего большинства людей, 320 Кбит/с более чем достаточно для прослушивания.
Что ещё нужно учесть?
Музыка, записанная в формате Lossless, может быть полезна. Файлы, в формате Lossless более надежны в будущем, в том смысле, что вы всегда можете сжать их до Lossy формата, когда вам это понадобится, но вы не можете сделать наоборот и восстановить исходное CD качество из MP3 файла. Это, опять же, одна из фундаментальных проблем с онлайн-магазинами музыки: если вы создали огромную библиотеку музыки в iTunes и в один прекрасный день решили, что вам нужно больше битрейта, вам придется снова ее покупать, но только на этот раз в формате CD.
Когда это возможно, я всегда покупаю или копирую музыку в Lossless формате для целей резервного копирования.
Я понимаю, что аудиофилам, это как иголка под ногти. Как я уже говорил, все зависит от вас, вашего слуха и оборудования, которое у вас есть.
Сравните два трека, записанного в Lossless и Lossy форматах. Попробуйте несколько разных аудиоформатов, послушайте их некоторые время и наблюдайте, будет ли разница для вас или нет.
В худшем случае вы потратите несколько часов на прослушивание своей любимой музыки — не так страшно, правда? Наслаждайся этим!
Немного об МР3 (128 Кбит/сек и 320 Кбит/сек)
B3-forever
Мастер советчик
Дублирую тут тему, которую открыл на профильном сайте, может кому из форумчан, это покажется интересным.
Прочитав последний выпуск АЗ, очень интересно стало сделать спектральный анализ двух MP3 записей 320 Кбит/сек и 128 Кбит/сек. Вывод, можно сказать, однозначные. МP3 с маленьким бит рейтом, однозначно проигрывают оригинальным записям. Что не раз было подтверждено на практике.
Например на моей системе (DLS R6LE, DLS CA450, AudioArt BRW12, провода 4GA плюс и минус от АКБ, морда сони CDX-F5550EE) на записях с плохим мп3 отвратительный звук, локализация саба с зади, полное отстуствие сцены и тд.. На дисках же, которые идут в приложениях к АЗ, совсем другое дело, как будто слушаешь другую систему.
Для анализа использовал программу Sound Forge 6.0.
Маленький коммент к картинкам
320 Кбит/сек
Практически такой спектр, который получается при анализе записи без компрессии (картинку можно посмотреть в журнале АЗ, последний номер)
Сильное ослабление только после 18-19 КГц.
Так что вот такие вот заметки, очень жду комментариев..
Военный
Профессиональный советчик
Сисадмин-вагоновод
MSTRKRFT
Да уж. серьезное отркытие.
Военный
Профессиональный советчик
Руководство по выбору форматов аудиофайлов: век сегодняшний и немножко прошлый (страница 2)
WAV: для тех, кому за…
Хранить сегодня музыку в WAV совершенно нецелесообразно. Да, это формат, «с которого есть пошла музыка в компьютере», но хранение в нем именно что нецелесообразно. Безусловно, если вы пишете музыку и храните сэмплы, именно в WAV их и надо хранить. Но слушать обычную музыку – не вижу смысла.
реклама
Про AIFF можно сказать все то же самое, только его делали для устройств Apple. Кто про него помнит вообще?
В общем-то, говорить серьезно о WAV в контексте данной статьи особого смысла нет.
FLAC, APE, ALAC и все-все-все – или просто lossless
Теперь, наконец, мы перейдем к форматам сжатия без потерь. Разумеется, на первом месте FLAC, который по распространенности и поддержке победил все остальные, а потом и потоптался. Нет, конечно, APE и ALAC очень даже живы. Но на стороне FLAC – популярность, популярность и еще раз популярность.
Сегодня это тоже важно, потому что, если ваше устройство поддерживает декодирование на аппаратном уровне – все играет с меньшей загрузкой ресурсов. В случае смартфонов это более чем актуально. Более того, lossless-форматы уже поддерживает большая часть домашней аудиотехники, как дешевых мини-систем, так и вполне серьезных устройств класса High End.
Чем же хороши lossless-форматы? Грубо говоря, это те же исходные WAV-файлы, но ужатые архиватором типа RAR. Это если очень грубо. Главное преимущество lossless-форматов – то, что из аудиопотока не удаляется никакая информация вовсе, как в MP3. То есть, на каком бы устройстве вы это ни проигрывали, можно быть уверенным, что вы слышите все, что только может выдать ваш аппарат. Что может – то и выдает, а что не может – то проблемы лично аппарата и никоим образом не самого файла.
Что же касается того, как lossless-форматы это делают – за этим опять же отсылаю вас к Википедии, где все подробно расписано. Смысл же моих пассажей в том, что FLAC – это та самая золотая середина между MP3 и WAV. То, что появилось вполне закономерно – тогда, когда объемы жестких дисков уже перестали быть камнем преткновения, и у всех наконец-то появилась возможность хранить Большие Файлы.
реклама
Форматы с другой планеты: WavPack, Opus, MPC и прочие страшные буквы
Не упомянуть о них нельзя. Сегодня в плеяде форматов аудиофайлов они занимают примерно то же место, которое занимал OGG в пору моего школьного возраста. То есть – оно есть, прикольно поэкспериментировать, а потом выбрать FLAC или MP3.
Нет, речь не идет о том, что все вышеперечисленное плохо. Что-то из этого даже сжимает лучше, чем MP3. Но! Вспомните (если кто из олдфагов) – чем закончилась в начале 1980-х борьба VHS и Betamax в сегменте домашнего видео? Полной и безоговорочной победой VHS! При худшем качестве картинки и всего остального! А почему? Потому что дешево по всем фронтам (как аппаратура, так и расходники), легко и отсутствует защита от копирования.
Примерно то же самое ожидает и «опусы» с WavPack – и плюс поддержка «железа» и софта сегодня. Проще говоря, эти форматы остались уделом энтузиастов. Можете попробовать и гордо хранить музыку в них, но при попытке скопировать на смартфон или плеер вы расстроитесь потому, что их никто не поддерживает и воспроизводить банально нечем. Не говоря уже про отсутствие аппаратной поддержки. Надо оно вам? Да, пусть это Betamax в мире цифрового звука. Но кому какое дело?
FLAC vs MP3
Да! Вот вы и дождались! Оно самое! Сколько же копий сломано на эту тему – не сосчитать. Приверженцы FLAC с пеной у рта доказывают, что слышно всё; приверженцы MP3 флегматично заявляют, что им и MP3 хватает, и они не слышат того, чего нет. Особо жестокие добавляют, что и в 128 кбит/с все отлично слышно. Фаны FLAC немедленно падают в обморок, и их отпаивают валокордином.
Истина, как водится, где-то посередине. И заключается она в том, что правы, в общем-то, все. Но – с различными «если» и «но».
Первое: отличие FLAC от MP3 вы услышите, если слон вам по ушам не потоптался, только на более-менее приличной аппаратуре. То есть на копеечных пластиковых колонках со встроенной в материнскую плату звуковой картой – не услышите. На дешевом смартфоне с наушниками за пять баксов – не услышите. И это мы говорим о глобальных отличиях.
Если же брать отличия высших битрейтов MP3 (256-320 кбит/с) от FLAC, то здесь вы отличия услышите (да и то – если у вас уши на месте) лишь на хорошей аппаратуре ценой от тысячи долларов за новый комплект – усилители и трехполосная напольная акустика как минимум. Если же вы не хотите отдельную систему Hi-Fi, можно этого добиться и на компьютере. Для этого необходимы внешний аудиоинтерфейс ценовой категории от 300-400 евро за подержанный экземпляр, акустика ценой в 300-350 евро за новый комплект и (очень желательно) цифровой оптический тракт.
Даже более того – если вы пустите звук по оптике со встроенного в системную плату решения, услышите разницу. Собственно, у меня все так и есть: звук пущен по оптическому каналу Toslink из дефолтового Realtek на оптический вход внешней «звуковухи» Edirol и затем выведен по обычным аналоговым RCA на скромную акустику ценой в 350 евро. И – отличия MP3 320 кбит/с от FLAC слышны «невооруженным ухом». Вывод прост: если вы хотите реально слышать разницу с FLAC и прочими APE, нет нужды разоряться на дорогущий «хай-фай», если вас устроит «все в компьютере».
Компромиссный вариант тут тоже прост. 99.9% пользователей не являются аудиофилами, поэтому им хранить музыку во FLAC есть смысл только с прикидкой на далекое будущее, когда будет больше денег, трава будет зеленее, а реки – чище. Нет, разумеется, если у вас места куры не клюют, тогда рекомендую хранить-таки музыку все же во FLAC. Во всех прочих случаях – MP3 320 кбит/с. Помимо места, делать выбор в пользу MP3 стоит тем, кто слушает музыку в Bluetooth-наушниках – не может еще даже кодек aptX передавать Диму Билана в сравнимом с проводным решением качестве.
Что касается звука со смартфона в наушниках, то уже сегодня можно купить недорогой смартфон с приличным звуковым трактом, а на AliExpress заказать за двадцать баксов прекрасные бюджетные внутриканальные наушники Tennmak Dulcimer, а для более продвинутых – Ostry KC06 за полтинник. А программные плееры даже на Windows Phone умеют играть FLAC и не грузить при этом систему.
Поэтому экономить в том случае, если вы любите хоть немного качественный звук, совершенно не стоит – флэшки сегодня копеечные, и разжиться парой-тройкой 32-гигабайтных microSD труда не составит. Затраты в этом случае, повторюсь, будут минимальными, а удовольствия получите больше.
реклама
Впрочем, если вас совсем не волнует качество звука, то вы можете это даже не читать.
Так что же делать?
Вполне допускаю, что после прочтения материала у вас шарики слегка заехали за ролики. Но если по пунктам…