Ako funguje kompresia zvuku a môžete skutočne zistiť rozdiel?

Reklama

Spôsob, akým počúvame hudbu sa v priebehu rokov výrazne zmenila Vývoj spotreby hudby: Ako sme sa sem dostaliVzostup prehrávača iPod, mobilného telefónu hrajúceho hudbu a množstva streamovaných mediálnych platforiem smeruje k jedinému jednoduchému nápadu: hudba je dôležitá. Ale ako sme sa sem dostali? Čítaj viac . Vek fyzických formátov sa skončil a digitálne súbory teraz dominujú.

Či ty streamujte alebo sťahujte hudbu 4 dôvody, prečo nepotrebujete byť pirátmiZatiaľ čo niektorí ľudia vždy pirátia, pre väčšinu je dnes menej dôvodov ako kedykoľvek predtým. Čítaj viac , je to takmer určite vo formátoch, ako sú MP3 alebo AAC. Tieto sú komprimované do malých a pohodlných veľkostí súborov a aby sa dosiahlo, že odstránia zvuk z pôvodného záznamu.

V tomto článku sa pozrieme na to, ako funguje kompresia hudby a či to má nejaký skutočný vplyv na to, ako vaša hudba skutočne znie.

Ako funguje kompresia

Digitálna hudba sa nám najčastejšie poskytuje - prostredníctvom obchodov s médiami a streamovacích služieb - vo formátoch, ktoré využívajú stratovú kompresiu. Aby sa súbor skomprimoval - aby sa zmenšil - údaje sa odstránia z originálu a nikdy ich nebude možné obnoviť.

Tieto údaje sa neodstránia náhodne. Používajú sa formáty súborov psychoakustiky obísť obmedzenia ľudského sluchu a odstrániť veci, o ktorých sme ani netušili, že tam sú.

Ľudský sluch funguje v rozsahu približne 20 Hz až 20 kHz, takže teoreticky všetko, čo je mimo tohto rozsahu, sa dá odstrániť bez toho, aby sme si toho všimli. Náš vekový rozsah sa tiež znižuje so starnutím, takže nikto rovnako nepočuje to isté.

Toto video vám pomôže určiť, ktoré frekvencie môžete počuť. Vyskúšajte to pomocou slúchadiel, ale pri postupe cez ňu znížte hlasitosť doprava, aby ste predišli poškodeniu sluchu.

Zvuky s vyššou frekvenciou sú navyše ťažšie počuť, ak sú obklopené hlasnejšími zvukmi s nižšou frekvenciou. Napríklad pretrvávajúci rytmus bubna môže utopiť niektoré jemnosti v zázname.

Kompresia využíva tento jav prostredníctvom niečoho, čo sa nazýva maskovanie. To je miesto, kde hlasnejšia, nižšia frekvencia pokrýva stratu vyššej, tichšej. Toto sa dá urobiť v celom frekvenčnom rozsahu, ale zvuky nad 15 kHz sú naň zvlášť citlivé.

Je zrejmé, že existuje veľa priestoru na odstránenie zjavne zbytočných údajov zo zvukového záznamu niektorí audiofilov argumentujú že to odstraňuje menej hmatateľné vlastnosti, ako je prostredie a priestor, a výsledkom je viacrozmerný zvuk. Cieľom je v konečnom dôsledku nájsť rovnováhu medzi veľkosťou a kvalitou súboru.

Bitrate (alebo bitová rýchlosť)

Veľkosť súboru je určená jeho bitrate. Mnoho ľudí si myslí, že dátový tok je indikátorom kvality, ale nie je taký jednoduchý. Bitrate vám hovorí o úrovni použitej kompresie, takže vám poskytuje nejasnú predstavu o tom, čo môžete očakávať, ale existuje veľa ďalších faktorov, ktoré ovplyvňujú kvalitu.

• Rôzne kodeky majú rôznu úroveň účinnosti, takže dva formáty súborov kódované pri tej istej bitovej rýchlosti budú mať výrazne odlišnú kvalitu.
• Softvér používaný na kompresiu je dôležitý aj v rovnakom formáte. Niektoré snímače sú lepšie ako iné a mnohé ponúkajú aj rôzne nastavenia kvality pri rovnakom dátovom toku. Napríklad rýchlejšie spracovanie sa rovná nízkej kvalite výstupu.
• Typ komprimovaného zvuku je nevyhnutný. Ľudský hlas má frekvenciu v rozsahu 85 Hz až 300 Hz a dokáže zvládnuť oveľa väčšiu kompresiu bez straty kvality, ako dokáže orchestrálna hudba.

Bitrát sa meria v kilobitoch za sekundu (kbps). Zvuk CD má dátový tok 1411 kb / s, čo znamená, že na každú sekundu skladby je k dispozícii 1 411 000 bitov. MP3 sa teraz bežne komprimujú na 320 kb / s, pričom 60% pôvodných údajov sa vyhodí. Pri rýchlosti 128 kb / s je to 90%.

Vplyv zvukových zariadení

To, čo počujeme, nie sú len naše uši. Zvukové zariadenie, ktoré používame, hrá hlavnú úlohu.

V niektorých ohľadoch je sada lacných slúchadiel omnoho viac odpustením komprimovaného zvuku, pretože nedokážu zvládnuť celý dynamický rozsah nekomprimovanej hudby. Alebo inak povedané, zlá zvuková výstroj robí všetko to znie zle.

A ešte drahšie slúchadlá môžu byť niekedy naladené na konkrétne frekvencie (napríklad basy), ktoré môžu spôsobiť, že iné frekvencie - a nuansy záznamu - budú počuť.

najlepšie slúchadlá 10 pojmov, ktoré by ste mali vedieť, aby ste identifikovali najlepšie slúchadláV tejto príručke preberieme žargón a ukážeme, čo vlastne znamenajú kľúčové špecifikácie slúchadiel a prečo - alebo ak - na nich záleží. Čítaj viac a reproduktory však budú môcť prehrávať nahrávku tak, ako sa pôvodne plánovalo, a sú viac než dokážu rozlíšiť komprimovanú a nekomprimovanú hudbu ucho.

Čo odstraňuje kompresia

štúdia od Ryana Maguire v Virginia Center for Computer Music dokonale ilustruje fungovanie kompresie.

Použitie piesne Suzanne Vega Tom's Diner ako príklad - pieseň použitá v testoch počúvania počas vývoja formátu MP3 - Maguire sa účinne odpočítala 128 kb / s MP3 piesne z nekomprimovanej verzie, ktorá má zostať iba so zvukmi, ktoré boli odstránené počas kompresie.

Toto bolo odstránené:

Je skôr v rozpore s predstavou, že kompresia odstraňuje iba nepočuteľné zvuky. Ale do akej miery ste si skutočne vedomí, že tieto zvuky chýbajú?

Z tej istej štúdie je tu nekomprimovaná verzia:

A verzia 128 kb / s:

Teraz, keď viete, čo bolo odstránené, môžete povedať rozdiel?

MP3, Ogg Vorbis a AAC

MP3 je najznámejší formát digitálnej hudby, ktorý používajú služby ako Amazon MP3 a Google Play a podporuje ho skoro každé zariadenie 3 čerstvé a ľahké hudobné prehrávače na vychutnanie si MP3 v systéme LinuxAk ste používateľom systému Linux, ktorý miluje hudbu, pravdepodobne ste si všimli, že zvukové prehrávače prichádzajú vo všetkých tvaroch a veľkostiach, od alternatív iTunes po ľahké aplikácie. Aký ľahký hudobný prehrávač by ste si mali zvoliť? Čítaj viac , aplikácia alebo cloudová služba, ktorá dokáže prehrávať hudbu.

Ogg Vorbis bol vyvinutý ako súper s otvoreným zdrojovým kódom pre MP3 a používa ho Spotify v troch bitových rýchlostiach: 96 kb / s pre kvalitu „Normálna“ na mobile, 160 kb / s pre „štandardnú“ kvalitu na počítači a „vysokú“ kvalitu pre mobil a 320 kb / s pre „vysokú“ kvalitu pre stolné počítače a „extrémnu“ kvalitu pre mobilné.

AAC je formát, ktorý získal popularitu vďaka používaniu spoločnosťou Apple v iTunes používané v Apple Music Začíname s hudbou Apple - to, čo potrebujete vedieťPo zakúpení Beats v minulom roku spoločnosť Apple konečne uvoľnila svoju streamovanú hudobnú službu na celom svete. Čítaj viac tiež. Používa sa tiež pre iné streamingové služby vrátane služieb prílivu, odlivu a Pandory. Aplikácia Apple Music používa dátový tok 256 kb / s, zatiaľ čo ostatné služby ponúkajú úrovne kvality až 320 kb / s.

Tieto tri formáty pracujú podľa rovnakých princípov, ale fungujú rôznymi spôsobmi a zahodia rôzne časti údajov. Z tohto dôvodu by ste nikdy nemali prepisovať súbor z jedného formátu do druhého, pretože to bude mať za následok výrazne horšiu kvalitu.

MP3 predchádza ostatným formátom o niekoľko rokov, a aj keď to viedlo k náskoku na trhu digitálnej hudby, znamená to aj to, že je menej efektívny ako jej konkurenti.

Existuje veľa veľmi technických dôvodov. Jedným príkladom je, že Ogg Vorbis aj AAC používajú priemerný dátový tok namiesto konštantného dátového toku MP3. To im umožňuje vytvárať porovnateľnú kvalitu pri menších veľkostiach súborov.

320 kb / s sa často označuje ako priemyselný štandard. Mnohí to tiež popisujú ako CD kvalitu, kde už nemôžete rozlíšiť medzi komprimovaným a nekomprimovaným.

Bezstratová kompresia

Zvuková kompresia nie je vždy stratová. FLAC - výrazne propagovaný ako jedinečné miesto predaja prílivu a odlivu Prečo je spoločnosť Jay Z pre službu prílivovej hudby vysielaná s odsúdením na neúspechJay Z nedávno obnovil službu Tidal, službu streamovania hudby, ktorú získal za 56 miliónov dolárov. Tidal má 99 problémov a ihrisko je jedno. Čítaj viac - a Apple Lossless poskytujú bezstratovú kompresiu. Kvalita súborov v týchto formátoch je v podstate rovnaká ako kvalita súboru WAV. Veľkosť súboru je tiež podstatne menšia, aj keď stále približne dvakrát taká veľká, ako poskytujú stratové formáty.

Tieto formáty sú hudobným ekvivalentom súboru ZIP. Kódovač odstráni nadbytočnosť údajov Ako funguje kompresia súborov?Ako funguje kompresia súborov? Naučte sa základy kompresie súborov a rozdiel medzi stratovou a bezstratovou kompresiou. Čítaj viac a môže zmenšiť pôvodný súbor až o 50%. Pretože to je bezstratové, nie sú k dispozícii žiadne nastavenia kvality pri kódovaní súboru, ale pri prehrávaní sa musí tiež dekódovať. Vďaka tomu je náročnejšie na zdroje.

Počuješ rozdiel?

Bez ohľadu na to, aký komprimovaný formát používate, hlavnou otázkou je, či si môžete dokonca všimnúť rozdiel medzi týmto a nekomprimovanou alternatívou.

Určite pri 128 kb / s alebo nižšej kompresii budú artefakty (skreslenie) viditeľné vo väčšine formátov. Okrem toho môžu vaše skúsenosti závisieť od kvality vašich slúchadiel alebo reproduktorov.

Môžete si to sami vyskúšať pomocou rôznych slepých testov online. na mp3ornot.com môžete porovnávať MP3 kódované pri 128 kbps a 320 kbps. Tidal vám umožňuje vyskúšať bezstratový zvuk (a nastaviť ho ako test vášho zvukového zariadenia, len v prípade, že neviete rozdiel). A existuje ďalší zábavný test na NPR Music.

Môžete tiež vyskúšať svoju vlastnú hudbu pomocou Lacinato AMX aplikácie pre Windows, Mac alebo Linux. Stačí pridať do skladieb kódovaných v rôznych formátoch alebo bitrate a zistiť, ktoré preferujete.

Viete rozoznať rozdiel medzi stratou a stratou hudby? Máte obľúbený formát a sú tie, ktorým sa vyhnete? Zvuk v komentároch nižšie.

Obrázkové kredity: Slúchadlá Grado cez Jonathan Grado