Формат lossless для чего он нужен

Lossless - это так называемый "архив" (сжатый wav, lossless кодеком), с исходным аудио-материалом, c аудио диска, CDDA, SACD, DVD-A или виниловой пластинки, который дополняется информацией. В таком виде может храниться и прослушиваться.
При распаковке (разжатии) такого архива вы получаете исходный аудио-материал, (с которого снят рип) с точностью до бита.

Для сжатия используются такие лосслесс кодеки как - APE, Flac, WV, ALAC, TAK, TTA , главное назначение которых - преобразование (конвертирование) звукового файла для уменьшения его размера из какого-либо источника несжатого аудио (оригинала), используя сжатие информации без потерь, т.е. lossless.
При сжатии (конвертировании) в любой из выше перечисленных кодеков, разница лишь в битрейте (bitrate - скорость потока данных в килобитах на секунду при воспроизведении), насколько сжался аудио-материал, параметр которого не имеет отношения к сохранности звука, т.е. Вы можете использовать любой удобный вам кодек, разницы в сохранности звука между ними нет.

Для чего нам нужен lossless?

Недавно я получил следующее письмо:

Привет, сайт, MP3 является самым популярным аудиоформатом, но есть так много других, таких как AAC, FLAC, OGG и WMA, что я не совсем уверен, какой из них я должен использовать. В чем разница между ними, и какой из них мне следует использовать, чтобы хранить мою музыку?

Вопрос достаточно популярный, попробую ответить на него просто, но понятно.

Мы уже говорили о различии между lossless и lossy, но если кратко, есть два типа качества звука:

• без потерь: FLAC, ALAC, WAV;
• с потерями: MP3, AAC, OGG, WMA.

Lossless формат сохраняет полное качество звука, в большинстве случаев, это уровень CD, в то время как формат с потерями сжимает файлы для экономии места (конечно, качество звука ухудшается).

Форматы хранения данных без сжатия: FLAC, ALAC, WAV и другие

• WAV и AIFF : Оба WAV и AIFF хранят звук без сжатия, что означает, что они являются точными копиями исходного аудио. Эти два формата по существу имеют одинаковое качество; Они просто хранят данные немного по-другому. AIFF сделан Apple, поэтому вы можете увидеть его чаще в продуктах Apple, а WAV в значительной степени универсален. Однако, поскольку они несжаты, они занимают много ненужного пространства. Если вы не редактируете аудио, вам не нужно хранить аудио в этих форматах.
• FLAC : Free Lossless Audio Codec (FLAC) — самый популярный формат хранения звука без потерь, что делает его хорошим выбором. В отличие от WAV и AIFF, он немного сжимает данные, поэтому занимает меньше места. Тем не менее, он считается форматом, который хранит звук без потерь, качество музыки остается таким же, как и у оригинального источника, поэтому эффективнее использовать его, чем WAV и AIFF. Он бесплатный, с открытым исходным кодом.
• Apple Lossless : Также известный как ALAC, Apple Lossless похож на FLAC. Это формат с лёгкой компрессией, тем не менее, музыка сохраниться без потерь качества. Его сжатие не так эффективно, как FLAC, поэтому ваши файлы могут быть немного больше, но они полностью поддерживаются iTunes и iOS (в то время как FLAC — нет). Таким образом, если вы используете iTunes и iOS в качестве основного программного обеспечения для прослушивания музыки, вам придется использовать именно этот формат.
• APE : APE — имеет самый агрессивный алгоритм сжатия, для хранения музыки без потерь, то есть вы получите максимальную экономию места. Его качество звука такое же, как у FLAC, ALAC, однако часто возникают проблемы с совместимостью. Кроме того, проигрывание этого формата гораздо сильнее нагружает процессор для его декодирования, так как данные сильно сжаты. Вообще, я бы не рекомендовал использовать этот формат, если только вы не ограничены в свободной памяти и не имеете проблем совместимости с программным обеспечением.

Форматы хранения звука с сжатием: MP3, AAC, OGG и другие

Если вы просто хотите послушать музыку здесь и сейчас, скорее всего, вы будете использовать формат с потерями. Они экономят массу памяти, оставляя вам больше места для песен на вашем портативном плеере, и, если будет достаточно высоким, они будут неотличимы от исходного источника. Вот форматы, с которыми вы, вероятно, столкнетесь:

• MP3 : MPEG Audio Layer III, или MP3, является наиболее распространенным форматом хранения звука с потерями. Настолько, что он стал синонимом загружаемой музыки. MP3 — не самый эффективный формат из всех, но, безусловно, наиболее хорошо поддерживаемый, что делает его лучшим выбором для хранения аудио с сжатием.
• AAC : Advanced Audio Coding, также известный как AAC, похож на MP3, хотя он немного эффективнее. Это означает, что вы можете иметь файлы, занимающие меньше места, но с тем же качеством звука, что и MP3. Лучшим евангелистом этого формата сегодня является iTunes от Apple, сделавший AAC настолько популярным, что он стал почти так же широко известен, как MP3. За очень долгое время у меня было только одно устройство, которое не могло играть AAC, и это было несколько лет назад, так что вы можете смело использовать этот формат для хранения своей музыки.
• Ogg Vorbis : формат Vorbis, известный как Ogg Vorbis из-за использования контейнера Ogg, является бесплатной альтернативой MP3 и AAC. Его главная черта состоит в том, что он не ограничен патентами, но на вас, как на конечного пользователя, это совершенно не влияет. Фактически, несмотря на его открытость и сходное качество, он гораздо менее популярен, чем MP3 и AAC, это значит, что меньшее количество программ его поддерживают. Таким образом, мы не рекомендуем его использовать, чтобы избежать проблем с совместимостью программного обеспечения.
• WMA : Windows Media Audio — собственный фирменный формат Microsoft, похожий на MP3 или AAC. Он не дает никаких преимуществ перед другими форматами, и также не очень хорошо поддерживается за пределами платформы Windows. Мы не рекомендуем вам копировать компакт-диски в этот формат, если только вы не будете точно знать, что всю музыку будут слушать на платформе Windows, или на совместимых с этим форматом проигрывателях.

Так что вы должны использовать?

Теперь, когда вы понимаете разницу между каждым форматом, что вы должны использовать для копирования или загрузки музыки? В общем, мы рекомендуем использовать MP3 или AAC. Они совместимы почти с каждым проигрывателем, и оба они неотличимы от исходного, если . Если у вас нет особых потребностей, которые предполагают иное, MP3 и AAC — это лучший выбор.

Однако есть кое-что, что можно сказать о том, чтобы хранить свою музыку в формате без потерь, таком как FLAC. В то время как вы, вероятно, не заметите более высокого качества, lossless отлично подходит для хранения музыки, если вы планируете впоследствии ее преобразовывать в другие форматы , поскольку преобразование формата с потерями в другой формат с потерями (например, AAC в MP3) приведет к появлению файлов заметно более низкое качество. Поэтому для архивных целей мы рекомендуем FLAC . Однако вы можете использовать любой формат без потерь, так как вы можете конвертировать между форматами без потерь, не изменяя качество файла.

Консерваторию не заканчивали? Тогда losseless Вам не нужен , слушайте качественный mp3.

Очень часто встречаются индивиды, презирающие сжатые форматы в принципе. Не стоит ориентироваться на их мнение. Очередные модники, которые в исследовании с вероятностью 90% не услышат отличий сжатого звука от несжатого.

Что такое mp3

MP3 придуман не только для того, чтобы резать качество. Его разработкой занималось Общество Фраунхгофера - объединение институтов прикладных исследований Германии. Они же позже придумали AAC, который мог бы стать главным форматом сжатого звука… Но не получилось.

А Вы знали, что MP3 бывает с переменным (VBR) и постоянным битрейтом (CBR) ? Постоянный битрейт, ввиду работы алгоритма, кодируется каждый раз как в первый. Поэтому может выдавать неровное качество, а это значит – не всякий звук в таком раскладе будет качественно записан.

Поскольку MP3 появился довольно давно, он обладает массой ограничений. Разрядность - 16–24 бита. Частота дискретизации представлена следующим набором вариантов: 8; 11,025; 12; 16; 22,05; 24; 32; 44,1; 48. Максимальный битрейт не превышает 320 кбит/с . Максимальное число каналов - 2. Но мы все-таки о музыке говорим, мультиканальные записи еще поискать надо.


А таперь давайте посмотрим, как кодируется MP3. На иллюстрации - частотно-временное распределение звука. Одна и та же запись: Audio CD, OGG-файл, хорошо закодированный MP3. Что наблюдаем - куски справа и слева совпадают практически полностью. Значит, MP3 файл звучит практически так же , как оригинальная запись на компакт-диске.

Человеческий слух и его пределы - психоакустика

Дело в том, что основная задача Общества Фраунхгофера - разработка психоакустических моделей человеческого восприятия звука. И здесь есть много тонкостей. Главная - мы не дельфины.

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.)


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.

Кстати, и восприятие каждым ухом различается. Поменяйте местами каналы в любимой композиции - получите новое звучание.

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 эти данные, полученные при экспериментальных исследованиях, сведены воедино и представлены в виде идеальной модели человеческого слуха . Именно на нее ориентирован стандарт 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

Настойчивость аудиофилов, требующих FLAC, стоит просеивать через еще одно серьезное сито. Большая часть аналоговых записей не содержит достаточного количества информации для losseless-форматов.

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

Строго говоря, с большинством цифровых записей - та же самая картина. В 90-е годы и позднее появились дешёвые пластмассовые бумбоксы. Звукорежиссёрам пришлось заботиться о едином звучании на всех устройствах - динамический диапазон записей порезали до 10-12 бит .

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.

Если перевести это слово на русский, то получится «без потерь». Данный формат хорош тем, что качество звука у него лучше, чем, например, у кодеков Lossy. Еще файлы занимают не так много места. Большинство программ умеют воспроизводить формат Lossless, а те, которые не умеют, для них есть специальные плагины, позволяющие им воспроизводить данный формат. Давайте теперь подробнее рассмотрим формат lossless.

Музыка наивысшего качество

Люди, которые разбираются в музыке, ценители хорошего звучания вряд ли согласятся слушать аудио в формате mp3 со сжатием, или подобные. Конечно, если воспроизводить подобные форматы на обычной аппаратуре, типа дешевого смартфона, то вы не уловите всех недостатков звучания, а если у вас навороченный плеер за 40 тысяч, то все недостатки звука будут выявлены. Чтобы звучание было наивысшего качества, как раз подойдет формат Lossless. Даже при использовании сжатия на данном формате звук останется прежним и не станет хуже. Тем более, сегодня есть оборудованием с приемлемой ценой, которая способна воспроизводить музыку подобного формата. Хочу показать несколько форматов с не сжатием и с сжатием, но без потери качества:

Несжатые:

• CDDA
• IFF-8SVX
• IFF-16SV
• AIFF

Сжатые:

• M4A – Apple Lossless
• FLAC
• WV – WavPack
• WMA – Windows Media Audio 9
• LA – Lossless Audio
• TTA – True Audio

А теперь я хочу рассказать о нескольких форматах данного списка. Поехали.

Формат FLAC

Этот формат очень распространен и при его использовании звук не теряет ничего, в отличие от аудиокодеков. Такой формат можно использовать с оборудованием высокого качества Hi-Fi и Hi-End. Так как, формат довольно популярен, его поддерживают почти все медиапроигрыватели.

Формат APE

Для данного формата существуют только плагины и кодеки для ОС Windows, а для других операционных систем и проигрывателей существуют более дорогие решения. При сжатии файла можно достигнуть минимальных потерь в несколько раз.

Формат Apple Lossless

Музыкальные файлы формата lossless можно прослушивать на оборудовании Apple. Для этого был разработан формат Apple Lossless, который доступен и на iPhone, и на iPod. По тестам этот формат очень даже не плох, так как, происходит сжатие от 40% до 60% от оригинального файла и без потери качества. Недостаток этого формата только в совпадении расширения с форматом AAC, хотя формат AAC не имеет свойств высокого качества. В этом случае производители приняли решение, что информация будет храниться в контейнере MP4, расширение файлов соответственно будет.mp4a., в итоге формат работает и на продуктах Apple, и на продуктах Windows.

Какое ПО использовать для прослушивания Lossless?

Хочу сказать, что многие проигрыватели не сразу стали работать с этим форматом.

Winamp

Всем известный плеер WinAmp воспроизводит почти все форматы и без потерли качества, он хорошо обрабатывает треки в формате Lossless.

AIMP

Я пользуюсь эти проигрывателем. Он тоже может воспроизводить большинство форматов.

Какие плееры поддерживают формат Lossless?

Вот несколько плееров, о которых пользователи хорошо отзываются: SpiderPlayer, jetAudio, Foobar 2000.

Все они поддерживают этот формат, а какой выбирать уже решать вам. Смотрите обзоры в интернете, цену. Есть очень дорогие варианты Hi-Fi за 40 тысяч, на них нужно прослушивать музыка только высокого качества, иначе, формат типа mp3 выявит все недостатки звука, и вы этого прекрасно услышите.

Всем привет, в этой статье я постараюсь общими штрихами рассказать о том, что влияет на качество звука, какие отличия есть между цифровым и аналоговым форматом и как услышать разницу между lossless и lossy-аудио.

Что такое звук

Базово звук является механическими колебаниями, передающимися в твёрдой, жидкой или газообразной среде. Чаще всего, когда говорят о звуке в контексте музыки, то выделяют аналоговый и цифровой форматы.

Аналоговый формат используется в кассетных записях и виниловых пластинках, а цифровой — в любом современном плеере, смартфоне и множестве других источников.

Однако прежде, чем получить хорошую цифровую запись и говорить о её lossless/lossy-версиях, стоит рассказать о том, как происходит оцифровка.

Оцифровка

Я долго думал над максимально простым и понятным примером для объяснения этого процесса и наконец-то вспомнил отличную иллюстрацию из детства. Помните, в детстве продавали такие книжки-раскраски, в которых вам нужно было объединять точки линиями, чтобы у вас получилась картинка?

Так вот, представьте, что аналоговый звук, это обычная полноценная картина, а цифровой — сделанная с неё копия. А в качестве ориентиров для копирования используются как раз те самые точки. Чем чаще они используются и чем меньшее расстояние между ними, тем больше наша копия будет похожа на оригинал. Однако как бы близко мы не располагали точки, добиться 100% схожести с оригиналом не получится. Чем более детально будет происходить оцифровка, тем больше места будет занимать конечный файл.

Форматы

После получения цифровой копии, её нужно запаковать в один из популярных музыкальных форматов. В зависимости от выбора формата и настроек сжатия будет отличаться размер файла и качество его звучания. Однако важно понимать, что если оцифровка была выполнена неряшливо, то никакой lossless не спасёт.

Методы сжатия

И вот мы переходим к собственно отличиям между lossless и lossy-форматами. Фактически и те, и другие представляют из себя мощные архиваторы, позволяющие значительно уменьшить размер трека, однако в случае с lossless (например, FLAC) это сжатие будет идти без потерь в качестве, а у lossy (MP3) — с потерями, но более при этом сам трек по размерам будет значительно меньше.

Получается надо слушать только lossless?

Хорошо, допустим у нас есть правильно оцифрованный трек, затем сконвертированный в один из lossless-форматов. Получается, что мы можем залить его в любой смартфон и услышать значительную разницу в звуке?

На самом деле нет. Почему: во время воспроизведения этого трека, роль играть будут еще четыре параметра: ЦАП вашего смартфона (встроенный или выделенный), усилитель, наушники и, как ни странно, ваши уши. Если у вас обычный телефон без выделенного ЦАП и комплектные наушники, то, скорее всего, отличий между MP3 и качественным FLAC вы не услышите.

Однако, даже если вы обладаете хорошим музыкальным смартфоном и достойными наушниками, то при отсутствии хорошего слуха, разница будет либо менее заметной, либо вовсе не слышной.

У меня хороший слух, хочу услышать эту разницу

В этом случае вам понадобится один из смартфонов с выделенным ЦАПом (например, Meizu PRO 5), хорошие наушники (те же Meizu HD50) и набор любимых треков во FLAC. Встроенный плеер Flyme умеет работать с FLAC, а дальше дело уже за вашими ушами. С хорошим слухом вы ощутите заметную разницу между MP3 и FLAC-версиями треков.

Заключение

Сам я не аудиофил, для меня музыка это настроение, бальзам для души, то, что может поднять настроение или помочь скоротать время при поездке в метро или полёте в другую страну. Конечно она является важной частью моей жизни, но я больше фокусируюсь на том, какие эмоции вызывает у меня тот или иной трек, а не на том, насколько детально я его слышу.