 |
|
Форматы звуковых файлов
Существуют 3 основных типа звуковых файлов:
1. Группа файлов, запись которых основана на технологии пульсовового кодирования (PCM, англ. Pulse Code Modulation). К этой группе относятся файлы форматов: WAV AIFF и внутренние форматы звуковых редакторов. Эти файлы качественно и точно передают звук, но имеют большой объём. По этой причине они неудобны для передачи по компьютерным сетям.
Microsoft RIFF/WAVE (англ. Resource Interchange File Format/Wave - формат файлов передачи ресурсов/волновая форма) - стандартный формат звуковых файлов в компьютерах IBM PC. Файл этого формата содержит заголовок, описывающий общие параметры файла, и один или более фрагментов (англ. chunks), каждый из которых представляет собой волновую форму и вспомогательную информацию - режимы и порядок воспроизведения, пометки, названия и координаты участков волны. Файлы этого формата имеют расширение WAV.
Apple AIFF (англ. Audio Interchange File Format - формат файла обмена звуком) - стандартный тип звукового файла в системах Apple Macintosh. Похож на RIFF и также позволяет размещать вместе со звуковой волной дополнительную информацию.
2. Звуковые файлы, для уменьшения размера которых применено кодирование или сжатие. При разработке форматов таких файлов проводились психологические исследования для понимания специфики восприятия звука человеком. Например, звуковые волны не всех частот воспринимаются человеком даже в слышимом диапазоне. Есть возможность исключить их из записи. Эти исследования помогли разработать специальные алгоритмы сжатия (кодирования), в десятки раз уменьшающие объём звуковых файлов. При сжатии звука происходит в большей или меньшей степени потеря его качества.
Наиболее известные форматы сжатых звуковых файлов: MP3 (MPEG I, Layer 3), Vorbis, WMA (англ. Windows Media Audio), AAC (англ. Advanced Audio Coding).
Формат MP3 (более точно, MPEG-1/2/2.5 Layer 3 (но не MPEG-3) — это лицензируемый формат файла для хранения аудио-информации. Количество каналов звука ограничено двумя.
На настоящий момент MP3 является самым известным и популярным из распространённых форматов цифрового кодирования звуковой информации с потерями. Он широко используется в файлообменных сетях для оценочной передачи музыкальных произведений. Файлы этого формата могут проигрываться практически в любой популярной операционной системе, на любом портативном аудио-плеере, а также поддерживается всеми современными моделями музыкальных центров и DVD-плееров.
В формате MP3 используется алгоритм сжатия с потерями качества звука, разработанный для существенного уменьшения размера данных, необходимых для воспроизведения звукозаписи с качеством, близким к оригинальному. Принцип сжатия заключается в снижении точности воспроизведения некоторых частей звукового потока, что практически неразличимо для слуха большинства людей. Данный метод называют кодированием восприятия, он похож на используемый при записи графических файлов в формате JPEG. Наиболее распространённые кодеки формата МР3: mp3PRO-codec, LAME-codec.
Файл MP3 со средним битрейтом 128 кбит/с имеет размер примерно равный 1/10 от оригинального файла с аудио CD. MP3 файлы могут создаваться с высоким или низким битрейтом, что влияет на качество звука.
Существует три версии MP3 формата для различных нужд: MPEG-1, MPEG-2 и MPEG-2.5. Отличаются они возможными диапазонами битрейта и частоты дискретизации:
32—320 кбит/c при частотах дискретизации 32000 Гц, 44100 Гц и 48000 Гц для MPEG-1 Layer 3;
16—160 кбит/c при частотах дискретизации 16000 Гц, 22050 Гц и 24000 Гц для MPEG-2 Layer 3;
8—160 кбит/c при частотах дискретизации 8000 Гц и 11025 Гц для MPEG-2.5 Layer 3.
Наиболее часто встречаются MP3 файлы с битрейтом 192 кбит/c, считается, что этот битрейт обеспечивает достаточное качество звука.
Vorbis - это сравнительно новый свободный распространяемый формат сжатия звука с потерями, являющийся бесплатной альтернативой MP3. Официально появился летом 2002 года. Для хранения аудиоданных в формате Vorbis чаще всего применяется медиаконтейнер Ogg, такой файл обычно имеет расширение ogg и называется двойным именем «Ogg/Vorbis». Качество звука в этом формате при аналогичной степени сжатия выше, чем в MP3. Однако термином «Ogg Vorbis» называют и сам кодек без контейнера, так как он является частью проекта Ogg.
В 2007 году этот формат распространён существенно меньше, чем MP3. По всевозможным оценкам является вторым по популярности форматом компрессии звука с потерями. Широко используется в компьютерных играх и в файлообменных сетях для передачи музыкальных произведений.
Vorbis идеален для применения в качестве звуковых дорожек фильмов, так как не изменяет их длину при переменном битрейте, что позволяет сохранять синхронность с видеодорожкой и применим для многоканального звука (например, 6-канальный звук DVD).