Что такое качество Lossless - для чего он. Формат Lossless — что такое? Музыка высокого качества в формате Lossless Файлы lossless

Cразу оговоримся, что статья говорит ТОЛЬКО об общих характеристиках и не будет включать в себя некоторые подробности. В будущем Лайфхакер проведёт собственное беспристрастное исследование. А сегодня попробуем обобщить уже так или иначе известный опыт.

Есть аналог и цифра.

Аналог - хорошо, но недолговечно и неудобно. Поэтому аналоговые носители, несмотря на высокие продажи винила, не вернутся.

Аудиоцифра может быть трёх основных типов:

• в формате, не использующем сжатие;
• в формате, использующем сжатие без потерь (lossless);
• в формате, использующем сжатие с потерями (lossy).

На графиках - хороший AudioCD, сжатый OGG с переменным битрейтом 350 кбит/с и MP3 с использованием Lame. Чем ниже располагается график, тем ближе звучание к оригиналу. Получается очень интересная картина. Несмотря на то, что MP3 обладает явно срезанными высокими частотами, в отличие от OGG, в котором видно завал ниже 2 кГц.

Частотно-временное распределение звука говорит о не менее интересных вещах. При постоянном битрейте 320 кбит/с MP3 почти совпадает с оригинальной записью. Кажется, теперь всё встаёт на свои места. Но… На самом деле всё ещё больше запутывается.

Зачем вообще пользоваться lossy, когда есть доступный lossless

Здравый смысл.

Дело в том, что большая часть аналоговых записей не содержит того количества информации, которое необходимо было бы хранить в высококачественных форматах. Не стоит забывать, что родной частотой дискретизации для CD является 44,1 кГц, квантование - всего 16 бит.

Предыдущие графики неплохо демонстрируют высокую точность передачи MP3. А ведь для аудиокассеты, магнитной ленты (если, конечно, это не мастер-тейп) характеристики AudioCD недостижимы. Да и для массового студийного оборудования возможность записи аналогового звука, соответствующего AudioCD, появилась относительно недавно. Нет никакого смысла оцифровывать во FLAC (и тем более в WAV) концертную запись или пластинку из доцифровой эпохи, в особенности сделанные с магнитных носителей. Они не содержат тех спектров и того количества информации, которые могут хранить контейнеры без сжатия.

Что изменилось сегодня

Редкий звукорежиссёр делает цифровую мастер-запись (с которой затем производится размножение на физические носители), используя современные технологии на полную катушку. Поэтому шанс того, что 24-битный трек на самом деле всего лишь 16-битный, крайне высок.

Аналоговую высококачественную запись на высококачественном оборудовании сегодня встретить ещё сложнее - если только у фанатов подобного звучания. Таким, например, является Джек Уайт, экс-лидер группы White Stripes. При этом часть его записей относится к вариациям lo-fi, и искать там запредельные звуковые характеристики дорожки становится своеобразным удовольствием для гурманов.

Если представить себе идеальный исходник, то только тренированный слух или прослушивание на качественном аудиооборудовании позволит найти сжатый файл. И уже опираясь на это (и ), стоит сделать следующий вывод:

Необходимым и достаточным для среднеценового оборудования является AAC, в отсутствие которого (и при отсутствии исходников, которые можно кодировать в AAC) - MP3 с постоянным битрейтом 320 кбит/с, созданный при помощи кодека Lame 3.93 (рекомендуемые ключи при декодировании: —cbr -b320 -q0 -k -m s).

Исключение составляют записи, изначально полученные в высоком качестве, скажем, записанные на DVD-Audio, SACD, или записи, изначально собранные в DSD (или аналогичном формате) с высоким битрейтом.

Хотя кое-какие особенности у lossless есть. И о них мы расскажем в следующий раз.

Звукорежиссер

«Тут, конечно, вопрос не об отличии формата MP3 от FLAC, он шире: чем форматы сжатия с потерей качества (MP3, AAC, WMA, Ogg Vorbis и другие; то есть lossy) отличаются от «беспотерьных» (FLAC, ALAC, APE, WavPack и другие; то есть lossless). Собственно, при такой формулировке становится ясно, что в первой группе форматов данные оригинала сохраняются не полностью, а вторые можно восстановить в исходный формат (например, Wav или Aiff, извлеченный с CD) без потерь. Что именно утрачивается и в каких пропорциях, зависит от конкретного типа lossy-файлов и от их битрейта, то есть степени сжатия. Но говорить, что все MP3 звучат паршиво, а «флаки» идеально - это верх высокомерия и некомпетентности. Аудиоформаты с потерями качества разрабатывают уже более двадцати лет, занимаются этим серьезные научно-исследовательские лаборатории (институт Фраунгофера, например, кроме работы над MP3 знаменит еще и изобретением самой эффективной солнечной батареи) и группы энтузиастов. Математика кодирования постоянно совершенствуется, и в наши дни уже не так просто на слух различать файлы, произведенные разными кодеками.

Я бы сразу оговорился, что важны не только сами файлы, но и оборудование, на котором их собираются тестировать, обстановка во время прослушивания и слушательский опыт экзаменатора. В MP3 какого угодно низкого битрейта Ариэль Пинк будет петь голосом Ариэля Пинка, в этом сомневаться не приходится. Вполне возможно, человеку, который слушает музыку-как-мелодию через белые наушники в вагоне метро, этого хватит за глаза, и различие кодеков сведется для него к сравнению объемов файла. Диск-жокею, которому зазорно покупать или выискивать lossless, тоже будет казаться, что с его MP3 все в полном порядке, пока он готовит сет в «Тракторе» на встроенных колонках ноутбука. Правда во время вечеринки на большой, громкой и чисто звучащей аудиосистеме клуба (такие иногда встречаются, поверьте) вдруг окажется, что у парня, выступающего сразу после, музыка почему-то стала большой, ясной и прикольной. Lossy-форматы разрабатываются для удобства передачи файлов через интернет, для хранения на портативных аудиоплеерах, для персонального воспроизведения, наконец. Согласитесь, глупо смотреть фильм с AVI объемом в один гигабайт на большом экране. Даже в домашнем кинотеатре это не совсем прилично. То же самое и с MP3. На айподе - слушайте на здоровье (хотя AAC из iTunes точно звучат лучше), но на дискотеку извольте добыть lossless, даже если заводите Скриллекса. И когда будете слушать рождественский джаз вместе с родителями своей невесты на их больших лакированных колонках - тоже, пожалуйста, купите FLAC или ALAC. C MP3 вы рискуете попасть в неловкую ситуацию. По идее, уже после битрейта 256 kbps вашему будущему тестю-аудиофилу будет довольно сложно сказать, lossy играет или lossless. Однако есть несколько моментов, которые могут подпортить ваше безоблачное будущее.

Видео, в котором показана разница между форматами WAV и MP3

Обычно, когда вы видите файл MP3, вы не обращаете внимания ни на что, кроме битрейта. Если вы уже думаете о себе как о человеке со вкусом к музыке и звуку, то стоит все же посмотреть в свойствах файла на данные кодека, который использовался при конвертации. Предположим, вы видите там надпись «Lame 3.99», это значит, что применялся самый свежий кодек MP3 и вам повезло. Но рядом - «Joint Stereo», а это уже не супер. Это значит, что для экономии пары процентов объема файла кодеку было разрешено кое-что складывать в моно, хотя запись стереофоническая, и звуковая картина чуть-чуть потеряла в глубине и ясности. Есть еще совершенно ботанические CBR или VBR, ABR и UBR, но если вы готовы так серьезно копать, то копните, пожалуйста, сами. Ну вот, со свойствами файла вы разобрались, там все просто. Сложность заключается в следующем: вы почти никогда не знаете, из чего сделан ваш 320 CBR Stereo. Отрипован с интернет-радио? Сделан с оригинального японского CD без ремастеринга? Перекодирован из 192? В торрентах или Soulseek масса музыки, но вот гарантий - немного. Еще одна сложность состоит в том, что lossy-форматы чуть-чуть увеличивают пиковые значения звукового сигнала. Так называемый overshoot - тысячи микроперегрузок по всей длине файла. Опять же, в электричке с айподом вы этого не заметите. А будущий тесть может и услышать».

Видео, в котором показывается разница между MP3 и «флаком»

звукорежиссер, работал с Сергеем Лазаревым, Романом Кенгой, Иосифом Кобзоном, Ираклием Пирцхалавой, Анитой Цой

«При сжатии кодеком MP3 часть данных спектра, которая неразличима для среднестатистической аппаратуры среднестатистическим человеком, попросту удаляется. Аппаратура высокой верности воспроизведения позволяет оценить минусы такого рода сжатия, артефакты становятся слышны даже менее среднестатистическому слушателю. Но подавляющее большинство бытовой акустики по определению не воспроизводит весь аудиоспектр линейно, запросто маскирует недочеты MP3-сжатия. Так что нас, среднестатистических слушателей, ничто не потревожит».

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.

Формат lossless для чего он нужен

Это кодирование музыки (Lossless data compression) - сжатие без потери качества, метод сжатия информации, позволяющий сжатую информацию оригинала восстановить с точностью до бита.

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?

1. Прежде всего возможность снять копию аудио диска.
2. Удобство хранения и обмена через интернет, имея меньший размер, по сравнению с оригиналом.