Vad är skillnaderna mellan MP3, FLAC och andra ljudformat?

Digitalt ljud har funnits länge, så det finns en mängd ljudformat där ute. Här är några av de vanligaste, vad skiljer dem, och vad du ska använda dem för.

Innan vi pratar om vardagliga ljudformat är det viktigt att du förstår grunderna, och det innebär förståelse av PCM. Därefter hanterar vi komprimerade format.

PCM Audio: där allt börjar

Pulskodmodulering skapades 1937 och är närmast approximation av analogt ljud. Det vill säga en analog vågform approximeras med jämna mellanrum. PCM kännetecknas av två egenskaper: provhastighet och bitdjup. Provhastigheten mäter hur ofta (i tider per sekund) amplituden för vågformen tas och bitdjupet mäter de möjliga digitala värdena. När det gäller ljudformat är det ganska mycket grunden.

Verkligt ljud, i den verkliga världen, är kontinuerlig. I den digitala världen är det inte. På något sätt är det mer förvirrande med ljud än med video, så låt oss titta på video som jämförelsepunkt. Vad vi tolkar för att vara "rörelse" eller tänka som "flytande" och ständigt rörliga är i själva verket en serie stillbilder. På samma sätt är amplituden för ljudvågor i ett digitalt format inte "flytande" eller ständigt förändras. Det ändras baserat på vissa kriterier med förutbestämda intervaller.

Bild från Wikipedia

Jag vet att det finns mycket här som kanske inte är andra naturen om du inte är ingenjör, fysiker eller en audiophile, så låt oss para det vidare med en analogi.

Låt oss säga att vattnet som strömmar från en öppen kran är din "analoga" ljudkälla. Vattnets temperatur kan vi jämföra med ljudvågens amplitud; Det är en egenskap som behöver mätas så att du kan njuta av det ordentligt. Provtagning är antalet gånger per sekund som du doppar fingret i strömmande vatten. Ju oftare du dyker in fingret i det, ju mer "kontinuerlig" blir temperaturförändringarna. Om du håller fingret i rinnande vatten 44.100 gånger per sekund, är det nästan som att hålla fingret under det hela tiden, eller hur? Det är den grundläggande idén bakom provtagningen.

Bitdjupet är lite knepigare. I stället för att använda ditt finger, låt oss säga att du använde en riktigt crapper-termometer. Det säger i grunden "Hot" för allt över rumstemperatur och "Kall" för allt nedan. Oavsett hur många gånger du doppat det i vattnet, skulle det inte ge dig mycket användbar information. Om vi istället för bara två alternativ säger att termometern hade 16 möjliga värden som du kan använda för att mäta vattentemperaturen. Mer användbart, eller hur? Bitdjup fungerar på samma sätt, eftersom högre värden tillåter mer dynamiska ändringar i ljudamplituden för att vara korrekt avbildad.

Som tidigare nämnts är PCM grunden för digitalt ljud tillsammans med dess varianter. PCM försöker modellera en vågform, i så mycket av sin okomprimerade ära som möjligt. Det är speciellt, det är klart att fastna i en digital signalprocessor, och det är mer eller mindre universellt spelbart. De flesta andra format hanterar ljud via algoritmer, så de måste avkodas medan de spelas. PCM-ljud anses vara "förlustfritt", det är okomprimerat och tar därför mycket utrymme på hårddisken.

Den okomprimerade bunten: WAV, AIFF

Bild av codepo8

Både WAV och AIFF är förlustfria ljudbehållarformat baserat på PCM, med några mindre ändringar i datalagring. PCM-ljud, för de flesta, kommer i dessa format, beroende på om du använder Windows eller OS X, och de kan konverteras till och från varandra utan kvalitetsnedbrytning. De anses båda vara "förlustfria", okomprimerade och en stereo (2-kanals) PCM-ljudfil, samplad vid 44,1 kHz (eller 44100 gånger per sekund) vid 16 bitar ("CD-kvalitet") uppgår till ungefär 10 MB per minut. Om du spelar in hemma i syfte att mixa, så är det här du vill använda eftersom det är full kvalitet.

Bild av CyboRoZ

Lossless-format: FLAC, ALAC, APE

Free Lossless Audio Codec, Apple Lossless Audio Codec och Monkey's Audio är alla format som komprimerar ljud, på samma sätt som allt komprimeras i digital värld: med hjälp av algoritmer. Skillnaden mellan zip-filer och FLAC-filer är att FLAC är utformad speciellt för ljud och så har bättre kompressionshastigheter utan att data förloras. Vanligtvis ser du ungefär hälften av WAVs storlek. Det betyder att en FLAC-fil för stereoljud vid "CD-kvalitet" körs ungefär 5 MB per minut.

Upp-sidan är att om du vill göra ljudmanipulation kan du konvertera tillbaka till en WAV utan förlust av kvalitet. Om du är en ljudfil och lyssnar på mycket musik med dynamiska intervaller, är dessa format för dig. Om du har en bra uppsättning högtalare, burkar eller öronproppar kommer dessa format att ta bort tonerna för att visa dem.

Lossy-format: MP3, AAC, WMA, Vorbis

Bild av patrick h lauke

De flesta av de format du ser i den dagliga användningen är "lossy"; En viss grad av ljudkvalitet offras i utbyte mot en signifikant vinst i filstorlek. En genomsnittlig "CD-kvalitet" MP3 körs ca 1 MB per minut. Stor skillnad jämfört med PCM, nej? Detta kallas komprimering, men i motsats till förlustfria format kan du inte riktigt få den kvaliteten tillbaka när du förstår den i lossyformat. Olika förlustformat använder olika algoritmer för att lagra data, och så varierar de vanligtvis i filstorlek för jämförbar kvalitet. Lossy-format använder även bitrate för att referera till ljudkvalitet, som vanligtvis ser ut som "192 kbit / s" eller "192 kbps". Högre siffror betyder att mer data pumpas ut, så det finns mer bevarande av detaljer. Här är några detaljer för de mer populära formaten.

MP3: MPEG 1 Audio Layer 3, den vanligaste lossy audio codec idag. Trots en massa patentproblem är det fortfarande oerhört populärt. Vem har inte MP3-filer som ligger runt?
Vorbis: Ett gratis och öppen källkodslösningsformat används oftare i PC-spel som Unreal Tournament 3. FOSS-fans, som många Linux-användare, är bundna att se mycket av det här formatet.
AAC: Advanced Audio Coding, ett standardiserat format som nu används med MPEG4 video. Det stöds starkt på grund av dess kompatibilitet med DRM (till exempel Apples FairPlay), dess förbättringar över mp3, och eftersom det inte behövs någon licens för att strömma eller distribuera innehåll i det här formatet. Apple fans kommer troligen att ha gott om AAC.
WMA: Windows Media Audio, Microsofts lossy ljudformat. Den utvecklades och användes för att undvika licensproblem med MP3-formatet, men på grund av stora förbättringar och DRM-kompatibilitet, liksom en förlustfri implementering, är den fortfarande kvar. Det var väldigt populärt innan iTunes blev champion av DRMed-musik.

Lossiga format är vad du använder för alla saker du lyssnar på och lagrar. De är utformade för att vara en ekonomi på hårddiskutrymme. Vilket format du väljer beror på vilken digital ljudspelare du använder, hur mycket utrymme du har, hur stor en kvalitet nitpicker du är och en massa övervariabler. Numera spelar datorer någonting, de flesta ljudspelare (förutom Apples naturligtvis) kommer att göra flera lossyformat, och fler och fler gör FLAC och APE. Apple klibbar till MP3, ALAC och AAC.

Är inte ljudkvalitet subjektiv?

Absolut är det. I slutändan är det dina öron som konsumerar de flesta av dessa saker, men det är mer anledning att tänka på kvalitet på allvar. När jag först började skapa min digitala musiksamling kunde jag inte riktigt säga skillnaden mellan 128kbit MP3 och ljud-CD-skivor. Till mina öron var det ingen märkbar skillnad. Över tiden upptäckte jag dock att 256 kbit lät mycket bättre, och efter att jag fick en riktigt fin (och dyr!) Uppsättning hörlurar gick jag tillbaka till ljud-CD-skivor på heltid! Det beror också på musikens genre.

Bild av jonchoo

Det finns många variabler här, folk, gör inget misstag om det. Det tog ett tag innan jag bestämde mig för att använda FLAC för lite musik och 320kbps MP3 för resten. Poängen jag försöker göra är att du ska experimentera för att se vad som passar bäst för dig och din musik, men var medveten att när dina smaker förändras kommer dina uppfattningar, din utrustning och betydelsen av kvalitet också att.

Och allt detta blir ännu svårare när du inte bara pratar om musik, men om röstspår, ljudeffekter, vitt och brunt ljud osv. Det finns en hel värld av ljud där ute, så bli inte avskräckt! Genom att lära sig vad du kan och lyssna själv kan du använda denna information till din fördel i dina framtida ljudprojekt. Jag lämnar dig med några av de bästa råd som jag någonsin har fått: "gör vad som bara är klart låter bra."