Звук без потерь: что это на самом деле?

Все больше и больше сервисов потоковой передачи музыки, таких как Spotify, Apple Music и Amazon Music, предлагают качество звука без потерь. Но что за этим стоит и кто вообще может извлечь из этого выгоду? Мы приступаем к делу.

Что означает звук без потерь?

В переводе с немецкого «без потерь» означает «без потерь». Таким образом, это аудиоформат без потерь в том смысле, что, хотя музыка сохраняется и воспроизводится в виде сжатого файла, в результате сжатия не ожидается потери качества.

MP3, AAC и т.д.: аудиоформаты с потерями

Для прослушивания музыки в эпоху цифровых технологий формат MP3 стал особенно популярным. Разработанный Институтом Фраунгофера в Эрлангене и Нюрнберге с 1980-х годов, он был разработан с целью помочь найти цифровой музыкальный формат, который мог бы уместиться на жестких дисках и носителях 80-х и 90-х годов. В то время многие имеющиеся в продаже жесткие диски были настолько малы, что даже данные с одного компакт-диска были слишком велики для этого.

Мобильные плееры, такие как iPod, привели к прорыву в области сжатых музыкальных форматов.

На музыкальном компакт-диске музыка обычно находится в несжатом виде, что делает отдельные файлы песен очень большими. Размеры файлов размером 30 МБ для одной песни не являются чем-то необычным. Однако сжатие в MP3-файл позволяет уменьшить объем хранилища примерно до одной десятой от первоначального размера. Таким образом, песня объемом 30 МБ превращается в MP3-файл объемом 3 МБ.

Сильное сжатие музыки достигается, прежде всего, за счет удаления большей части звуковых частот, сохраненных на компакт-диске. В основном это частоты, которые человеческое ухо в любом случае не может воспринимать, но которые генерируются автоматически при воспроизведении и записи музыки. Алгоритм вычисляет, какие частоты могут отсутствовать при сжатии звукового файла, а какие необходимы.

Компакт-диск является эталоном для форматов без потерь.

В большинстве случаев это работает хорошо, но не идеально. Особенно в классической музыке, джазе или роке, может случиться так, что естественные искажения, возникающие при игре на настоящих инструментах, также могут быть удалены с помощью сжатия. В результате песня может потерять часть своей динамики.

Таким образом, форматы с потерями, такие как MP3, считаются хорошими, но не идеальными. Поэтому сторонники аудиопуристики уже давно используют другие цифровые форматы, которые обещают сжатие без потерь.

Форматы без потерь: FLAC и ALAC

Самый известный аудиоформат без потерь называется FLAC (бесплатный аудиокодек без потерь) и используется, среди прочего, для сжатия аудиофайлов с музыкальных компакт-дисков без потерь. FLAC также представляет собой сжатие выходного файла, а именно. Однако, в отличие, например, от MP3, при этом не удаляются никакие данные или диапазоны частот. Скорее, сжатие происходит за счет более эффективного упорядочивания и обобщения существующих данных. При воспроизведении FLAC-файла с помощью совместимого устройства воспроизведения исходный сигнал восстанавливается на 100 процентов. Таким образом, качественных потерь нет.

Этот метод позволяет сжимать аудиофайлы примерно до половины размера по сравнению с компакт-диском без потери качества. Таким образом, размер FLAC-файла песни примерно вдвое меньше, чем у CD-версии, и в пять раз больше, чем у MP3.

FLAC — самый известный аудиокодек без потерь.

Другой метод сжатия без потерь — это разработанный Apple аудиокодек ALAC (Apple Audio Codec без потерь), который работает по принципу, аналогичному FLAC, и обеспечивает такое же хорошее сжатие. Однако эти форматы несовместимы между собой.

Является ли звук без потерь таким же, как звук высокого разрешения?

Что касается качества компакт-дисков, то оно еще не достигло своего апогея. Для абсолютных приверженцев аудио существуют даже аудиоформаты с высоким разрешением, которые содержат полный спектр данных, собранных при записи музыки в студии. При этом речь идет о качестве звука высокого разрешения или студийного качества. Музыка воспроизводится с 24-битной глубиной дискретизации. Однако бессмысленность и бессмысленность аудиоматериалов такого высокого разрешения вызывает споры даже среди энтузиастов.

Как работает звук без потерь в Spotify, Apple и Amazon?

Поставщики потоковой передачи музыки также обычно используют сжатые аудиоформаты, чтобы донести до пользователей миллионы песен из своих баз данных без большого потребления данных. Например, Apple Music использует AAC, Amazon Music использует MP3, а Spotify использует аналогичный сжатый формат под названием OGG.

Apple Music начала массово предлагать звук без потерь с июня 2021 года.

В то время как бесплатные поставщики потоковых услуг часто передают сильно сжатые аудиофайлы, Spotify Premium предлагает даже самый высокий уровень качества, возможный в формате MP3, со скоростью передачи данных 320 Кбит / с.

В будущем, однако, ожидается, что потоковая передача также будет вестись в формате без потерь. Apple Music транслирует более 75 миллионов песен в формате CD со скоростью 1411 Кбит / с с частотой дискретизации 16 бит / 44,1 кГц по состоянию на июнь 2021 года. 20 миллионов песен также доступны в формате Hi-Res с частотой 24 бит / 192 кГц. Предложение Lossless будет доступно подписчикам без дополнительной оплаты.

Amazon Music Unlimited обеспечивает качество HD в формате FLAC 16 бит /44,1 кГц для более чем 70 миллионов песен, а также более семи миллионов песен высокого разрешения (обозначенных Amazon как Ultra HD). Опять же, клиенты Amazon Music Unlimited больше не будут платить дополнительную плату.

Amazon Music HD — это предложение Music Unlimited без потерь.

Spotify Premium также надеется сделать свое предложение доступным в качестве без потерь в конце этого года, но пока не раскрывает подробностей о масштабах. В настоящее время Tidal и Qobuz взимают дополнительную плату за свои портфолио фильмов с высоким разрешением.

Насколько велика разница между MP3 и звуком без потерь?

Насколько велики качественные различия между песней в формате MP3 и цифровой песней в формате без потерь, зависит от нескольких факторов.

Степень сжатия: Формат MP3 допускает разную степень сжатия. Чем сильнее песня сжимается при преобразовании в файл MP3, тем больше акустической информации пропадает и тем больше потенциальная потеря качества. Например, очень хорошие MP3-файлы редко предлагают заметное снижение качества звука по сравнению с файлами FLAC.

Тип музыки: некоторые жанры сжимаются лучше, чем другие. В электронной музыке потери качества часто незаметны, в то время как в классической, акустической или даже рок-музыке часто используются естественные искажения инструментов, которые могут более или менее сильно повлиять на звучание.

Собственный слух: Каждый человек слышит по-разному, и с возрастом или из-за повреждения, вызванного большой громкостью, наш слух продолжает ухудшаться. Особенно высокие частоты — это то, что многие люди в пожилом возрасте не могут слышать так же хорошо, как в более молодом возрасте. За прошедшие годы было проведено множество исследований о том, сколько людей могут услышать разницу между качеством MP3 и форматами без потерь, но однозначного результата не было.

Подходящее оборудование для аудио без потерь

Поскольку различия между сжатыми аудиоформатами и аудио без потерь часто практически незаметны или незначительны, важно не создавать помех для получения аудиосигналов с высоким разрешением с помощью компромиссных технологий. Любители музыки часто слушают музыку FLAC и Co. в высококачественных установках с такими же высококачественными динамиками и наушниками, чтобы быть уверенными, что ни одна деталь музыки, даже самая маленькая, не пропадет по пути в наушниках.

Высококачественные проводные наушники идеально подходят для работы без потерь.

С другой стороны, те, кто транслирует свою музыку через смартфон и слушает ее в наушниках-вкладышах, уже на этом этапе идут на множество технических компромиссов. Иногда, например, выходы на наушники смартфонов имеют низкое качество, и преобразование цифровых музыкальных данных в аналоговые сигналы работает только на достаточном уровне, но не способно обеспечить действительно высокое разрешение звукового изображения.

Кроме того, сами наушники-вкладыши в большинстве случаев просто физически не способны отображать достаточно широкий частотный спектр для воспроизведения полноразмерных файлов без потерь, особенно в низкочастотном диапазоне.

Наушники-вкладыши Bluetooth не могут воспроизводить звук без потерь.

Еще более проблематичными являются динамики и наушники Bluetooth, поскольку передача по Bluetooth является узким местом из-за ограничения пропускной способности. Таким образом, даже если поддерживаются соответствующие кодеки, на пути передачи снова возникают потери. Единственным исключением является кодек LDAC, разработанный Sony, который, как утверждается, обеспечивает скорость передачи, близкую к скорости передачи звука CD-качества без потерь. Однако для этого необходимы оптимальные условия передачи.

Есть ли у звука без потерь какие-либо недостатки?

Недостатки звука без потерь в основном связаны с большим объемом данных, необходимых для его воспроизведения. Соответственно, для локально сохраненных файлов требуется гораздо больше места на диске, чем для MP3. При потоковой передаче данных используется значительно больший объем данных и, как следствие, больше энергии. Поэтому форматы без потерь, в частности, для мобильного использования, как правило, менее подходят.

Стоит ли использовать звук без потерь?

На вопрос, стоит ли использовать звук без потерь, каждый, вероятно, должен ответить сам. Чтобы по-настоящему насладиться форматом, большинству, вероятно, придется сначала вложить значительные средства в высококачественное аудиооборудование.

Те, кто уделяет время своей музыке и предпочитает наслаждаться ею в тишине и покое на высококачественном оборудовании, могут с уверенностью наслаждаться форматами без потерь – и при этом наслаждаться более высоким качеством звука. Однако тот, кто не слышит разницы между компакт-дисками и хорошими MP3-файлами, не сможет заметить разницы даже с кодеками без потерь.

С другой стороны, при использовании мобильных устройств со смартфонами и наушниками-вкладышами, вероятно, будет трудно услышать разницу по сравнению с хорошим качеством MP3. Тем более при передаче по Bluetooth. В этом случае, особенно в случае потоковых решений, даже такие недостатки, как более высокое потребление данных и энергии, могут перевесить недостатки.