MP3, AAC, WAV, FLAC: рассказываем обо всех форматах аудиофайлов

Сохранить и прочитать потом —

Организуя свою коллекцию цифровой музыки, можно утонуть в разнообразии форматов аудиофайлов. Почти каждый слышал об MP3, но что такое OGG, AIFF или MQA?

Если по прочтении списка у вас возникло подозрение, что все эти форматы для получения таких шикарных аббревиатур учились в разных университетах, мы поможем развеять его. В этом материале будет прояснена суть некоторых популярных музыкальных форматов, разница между ними и то, почему это важно знать.

Что бы вы ни слушали – MP3-файлы с низким битрейтом, чуть более качественные треки в AAC или Hi-Res-аудио во FLAC или WAV – настало время разобраться в том, что именно вы получаете в каждом случае и как выбрать оптимальный формат.

Давайте оценим плюсы и минусы каждого из них.

Краткий обзор форматов файлов и кодеков

Чтобы не ходить вокруг да около, вначале мы приведем краткую памятку по всем форматам файлов и различиям между ними. Если захотите узнать больше, ниже вы найдете более подробное описание различий в размерах, качестве звука и совместимости.

AAC (не является форматом Hi-Res-аудио). Ставшая популярной благодаря Apple альтернатива формату MP3. Со сжатием и потерями, но с более высоким качеством звука. Используется для скачивания с iTunes и трансляции с Apple Music.

AIFF (Hi-Res). Альтернатива WAV от Apple с более полными метаданными. Не особенно популярный формат без сжатия и потерь с файлами большого размера.

DSD (Hi-Res). Однобитный формат, применяемый в Super Audio CD. Существует в вариантах с частотой дискретизации 2,8 МГц, 5,6 МГц и 11,2 МГц. Из-за использования кодека высокого качества в настоящее время не применяется для стриминга. Формат без сжатия.

FLAC (Hi-Res). Формат со сжатием без потерь с поддержкой частот дискретизации, совместимых с Hi-Res, и хранением метаданных; размер файлов вдвое меньше, чем у WAV. Благодаря отсутствию лицензионных отчислений считается лучшим форматом для скачивания и хранения альбомов в Hi-Res-аудио. Его главный недостаток – отсутствие поддержки устройствами Apple (и, следовательно, несовместимость с iTunes).

MP3 (не является форматом Hi-Res-аудио). Популярный формат со сжатием и потерями с малым размером файла и далеко не самым высоким качеством звучания. Удобен для хранения музыки на смартфонах и плеерах iPod.

MQA (Hi-Res). Формат со сжатием для хранения Hi-Res-файлов в более удобной для стриминга форме. Используется сервисом Tidal Masters для трансляций Hi-Res-аудио.

OGG (не является форматом Hi-Res-аудио). Иногда называется полным именем – Ogg Vorbis. Альтернатива MP3 и AAC с открытым кодом, не подпадающая под действие патентов. Этот формат с битрейтом 320 кбит/с используется в трансляциях Spotify.

WAV (Hi-Res). Стандартный формат, в котором записаны все CD. Отличное качество звука, но огромный размер файлов из-за отсутствия сжатия. Слабая поддержка метаданных (обложек, названий песен и исполнителей).

WMA Lossless (Hi-Res). Версия Windows Media Audio без сжатия, поддержку которой уже не часто можно встретить в смартфонах и планшетах.

Аудиофайлы со сжатием и без него

Вначале рассмотрим три категории, в которые можно сгруппировать все форматы аудиофайлов. Они определяются степенью сжатия данных и связанным с ним уровнем потерь качества звучания.

Если для сжатия аудио в вашем файле не применялся специальный алгоритм (или кодек), это приведет к двойному результату: во-первых, потерь качества звучания не будет, во-вторых, место на вашем жестком диске скоро закончится.

По своей сути запись в формате без сжатия полностью соответствует оригинальному аудиофайлу, в котором зафиксированы в цифровом представлении реальные звуковые сигналы.

WAV и AIFF можно назвать самыми популярными форматами аудиофайлов без сжатия. Оба они основаны на PCM (Pulse Code Modulation, импульсно-кодовой модуляции), широко известном механизме непосредственного преобразования аудиосигнала в цифровую форму. В WAV и в AIFF применяются схожие технологии, но методы хранения данных несколько различаются. В этих форматах можно записывать как файлы CD-качества, так и более высокого разрешения.

Формат WAV был разработан Microsoft и IBM, в силу чего применяется на платформах на базе Windows; он является стандартным форматом записи компакт-дисков.

Формат AIFF создан компанией Apple как альтернатива WAV; и хотя AIFF-файлы менее распространены, они обеспечивают более полную поддержку метаданных, позволяя хранить обложки альбомов, названия песен и тому подобную информацию.

Недостаток этих форматов – требование гигантских объемов памяти. Файлы CD-качества (16 бит, 44,1 кГц) занимают около 10 МБ дискового пространства на минуту звучания.

ALAC, FLAC, WMA Lossless: аудиоформаты без потерь

Все мы любим FLAC. Формат без потерь, файлы во FLAC (Free Lossless Audio Codec, бесплатный аудиокодек без потерь) по размеру почти вдвое меньше, чем в WAV или AIFF без сжатия с эквивалентной частотой дискретизации, однако в плане звучания никаких потерь качества не заметно. FLAC также поддерживает более высокое разрешение по сравнению с CD-качеством – до 32 бит и 192 кГц.

Помимо FLAC, есть и другие форматы без потерь – ALAC (Apple Lossless) и WMA Lossless (Windows Media Audio). Первый представляет собой отличную альтернативу для iOS и iTunes, хотя размер файлов чуть выше, чем у FLAC. Не все смартфоны и планшеты поддерживают его.

AAC и MP3: аудиоформаты с потерями

Кто не слышал про MP3? Все про него слышали. Этот самый распространенный аудиоформат удобен для хранения музыки на плеерах iPod или планшетах и поддерживается практически любыми устройствами. Однако для этого приходится жертвовать значительным объемом информации. Для того чтобы уменьшить размеры файлов на порядок по сравнению с записями в CD-качестве, необходимо отбросить значительный процент исходных данных, что приводит к потере качества звучания.

Битрейт, с которым записан MP3-файл, тоже влияет на качество звука. MP3 с битрейтом 128 кбит/с теряют больше информации, чем файлы с 320 кбит/с (это расшифровывается как «килобит в секунду», где каждый «бит», в сущности, представляет собой крохотный кусочек песни). Учитывая резкое снижение стоимости памяти, в наше время нет никаких причин слушать файлы с битрейтом 128 кбит/с; MP3 с 320 кбит/с имеют смысл при ограниченном объеме памяти, они также остаются стандартным форматом для скачивания файлов Интернет-магазинов.

Еще один формат с потерями, AAC (Advanced Audio Coding, усовершенствованное кодирование звука), также предполагает сжатие, как и MP3, но благодаря несколько более эффективным алгоритмам обеспечивает более качественный звук. AAC используется для скачивания с iTunes и трансляций с Apple Music (с битрейтом 256 кбит/с), а также в передачах с YouTube.

Формат Vorbis, нередко называемый Ogg Vorbis, чтобы подчеркнуть использование контейнера Ogg, представляет собой альтернативу MP3 и AAC с открытым кодом, не подпадающую под действие патентов. Этот формат с битрейтом 320 кбит/с используется в трансляциях Spotify.

Если вы планируете использовать форматы с потерей информации, учитывайте следующий факт: повышение числа «бит» обычно ведет к росту качества звучания, однако оно во многом зависит от эффективности кодека, с помощью которого выполняется преобразование файла. Если большая часть музыки в вашей коллекции закодирована с битрейтом 128 Кбит/с, то вы могли заметить, что, несмотря на принципиальное сходство звучания, из-за низкой эффективности кодека MP3-файлы, скорее всего, будут слушаться несколько хуже AAC или Ogg Vorbis.

Как насчет музыки в высоком разрешении?

В отличие от HD-видео, для аудио высокого разрешения пока не разработано универсального стандарта.

Если не вдаваться в подробности, под этим термином обычно понимаются записи с более высокой частотой дискретизации и/или разрядностью, чем у CD (т.е. 16 бит/44,1 кГц). Примерами Hi-Res-аудио могут служить файлы с параметрами 16 бит/96 кГц или 24 бит/192 кГц.

Благодаря наличию дополнительной аудиоинформации Hi-Res-файлы звучат намного лучше в сравнении с компрессированными файлами, теряющими эту информацию в процессе сжатия. Эти форматы требуют больше места на диске, но их качество определенно стоит таких затрат.

К Hi-Res-аудио относятся форматы без сжатия, такие как AIFF и WAV, а также без потерь – FLAC и ALAC. DSD (отчасти нишевый формат, применявшийся в Super Audio CD) также входит в категорию Hi-Res-аудио, но его поддерживает гораздо меньшее число устройств. Если говорить о стриминге, то такие сервисы, как Tidal Masters, используют упаковщик MQA, позволяющий передавать по сетям файлы в высоком разрешении с использованием минимально возможной полосы пропускания сигнала.

Что касается воспроизведения форматов Hi-Res-аудио, то сегодня его поддерживает уже немало устройств. 24-разрядные файлы способны проигрывать беспроводные колонки Denon HEOS, а также портативные музыкальные плееры премиум-класса – такие как Cowon Plenue D2 и Astell & Kern A&norma SR15.

Кроме того, с Hi-Res-аудио совместимы большинство флагманских моделей смартфонов под Android – например, удостоенный высших оценок Samsung Galaxy S10+ – однако прослушать их на новеньком iPhone вам сходу не удастся. Мы нашли способы обойти это ограничение, но нельзя забывать о том, что файлы Hi-Res-аудио пока еще не настолько компактны, как их аналоги в форматах с потерями.

Какой аудиоформат будет лучшим для вас?

Выбор формата зависит от того, что вас больше волнует – объем памяти или качество звучания – а также от того, с каким устройством вы намерены его использовать.

Популярность MP3 сложилась в эпоху, когда стоимость дискового пространства была очень высока. Сегодня смартфоны, музыкальные плееры и ноутбуки оснащаются памятью внушительного объема, так что есть смысл обратить внимание на форматы с качеством выше, чем у CD.

Если же вы решили архивировать свои аудиофайлы, FLAC или другой формат без потерь может стать неплохим вариантом. Они представляют собой удачный компромисс между уровнем сжатия и качеством звучания, позволяя слушать высококачественную цифровую музыку и сэкономить дисковое пространство. Только не забудьте проверить совместимость выбранного формата и имеющихся устройств.

Вся техника была протестирована в специальных комнатах «What Hi-Fi?»
https://www.whathifi.com/news/about-us

Подготовлено по материалам портала «What Hi-Fi?», март 2020 г.

Windows Media Audio Encoder

The Windows Media Audio encoder encodes audio streams. The encoder supports three categories of encoded output: Windows Media Audio Standard, Windows Media Audio Professional, and Windows Media Audio Lossless.

Class Identifier

The class identifier (CLSID) for the Windows Media Audio Encoder is represented by the constant CLSID_CWMAEncMediaObject. You can create an instance of the audio encoder by calling CoCreateInstance.

Input Formats

The following table shows the audio format tags that represent the input categories supported by the Windows Media Audio encoder. For information about how to set the input and output types for the encoder, see Configuring Audio Encoding.

Format tag constant	Format tag value	Audio format
WAVE_FORMAT_PCM	0x0001	PCM format
WAVE_FORMAT_IEEE_FLOAT	0x0003	IEEE floating point
WAVE_FORMAT_EXTENSIBLE	0xFFFE	PCM/IEEE format in WAVEFORMATEXTENSIBLE structure

Output Formats

The following table shows the audio format tags that represent the output categories supported by the Windows Media Audio encoder.

Format tag constant	Format tag value	Audio format
WAVE_FORMAT_WMAUDIO2	0x0161	Windows Media Audio Standard
WAVE_FORMAT_WMAUDIO3	0x0162	Windows Media Audio Professional
WAVE_FORMAT_WMAUDIO_LOSSLESS	0x0163	Windows Media Audio Lossless

Interfaces

An audio endoder object exposes the IMediaObject interface so that the object can be used as a DirectX Media Object (DMO), and it exposes the IMFTransform interface so that the object can be used as a Media Foundation Transform (MFT).

A Windows Media Audio encoder behaves as a DMO or an MFT depending on which interfaces you obtain and which version of Windows is running. The following table shows the conditions under which an audio encoder behaves as a DMO or an MFT.

Operating system	Encoder behavior
Windows XP	A Windows Media Audio encoder always behaves as a DMO.
Windows Vista	By default, a Windows Media Audio encoder behaves as a DMO. If you obtain an IMFTransform interface or an IPropertyStore interface on an audio encoder, it behaves as an MFT.
Windows 7	By default, a Windows Media Audio encoder behaves as a DMO. If you obtain an IMFTransform interface on an audio encoder, it behaves as an MFT.

Encoder Properties

The Windows Media Audio encoder supports the following properties.

Как открыть, редактировать и конвертировать файлы WMA

Файл с расширением WMA является файл Windows Media Audio. Microsoft создала этот формат с потерями, чтобы конкурировать с MP3, поэтому он часто используется для потоковой передачи онлайн-музыки.

Существует множество подформатов WMA, включая WMA Pro, кодек с потерями, поддерживающий аудио высокого разрешения; WMA Lossless, кодек без потерь, который сжимает звук без потери качества; и WMA Voice, кодек с потерями, предназначенный для приложений, которые поддерживают воспроизведение голоса.

Microsoft также разработала формат файлов Windows Media Video, в котором используется расширение WMV.

ASF – это формат видео и аудио контейнера, также разработанный Microsoft, который часто содержит данные WMA или WMV.

Как открыть файл WMA

Windows Media Player – лучшая программа для открытия файлов WMA, потому что она включена в большинство версий Windows. Однако, вы можете воспроизводить файлы WMA в других операционных системах с помощью стороннего программного обеспечения, такого как VLC, MPC-HC, AllPlayer, MPlayer и Winamp.

Если вы хотите воспроизвести файл WMA с помощью Windows Media Player на вашем Mac, вам необходимо установить Flip4Mac, потому что v9 (финальная версия WMP, выпущенная для Mac) не поддерживает файлы WMA.

TwistedWave Online Audio Editor обеспечивает быстрый способ воспроизведения файлов WMA в вашем браузере, если у вас нет каких-либо из программ, установленных на ваш компьютер. Работает на любой операционной системе.

Если вам нужно воспроизвести файл WMA в программе или на устройстве (например, iPhone), которое изначально не поддерживает формат WMA, вы можете просто преобразовать его в другой поддерживаемый формат, используя один из преобразователей WMA, описанных ниже.

Если вы обнаружите, что приложение на вашем компьютере пытается открыть файл WMA, но это «неправильное приложение», или если вы предпочитаете, чтобы другая установленная программа открывала файл WMA, смотрите руководство Как изменить программу по умолчанию для конкретного расширения файла, чтобы узнать, как сделать это изменение в Windows.

Как конвертировать файл WMA

Множество различных бесплатных файловых конвертеров можно использовать для преобразования WMA-файла в другой аудиоформат, например, MP3, WAV, FLAC, M4A или M4R. Некоторые из них должны быть установлены на вашем компьютере, прежде чем вы сможете их использовать, но другие могут полностью работать в вашем веб-браузере.

Freemake Audio Converter – это программа, которую вы должны установить, чтобы использовать. Поскольку она поддерживает пакетное преобразование файлов, её можно использовать для простого сохранения нескольких файлов WMA в другом формате.

Вам может понравиться использовать онлайн-конвертер WMA, потому что они работают через ваш веб-браузер, то есть вам не нужно загружать программу, прежде чем вы сможете использовать. Это, однако, означает, что вы должны загрузить преобразованный файл обратно на ваш компьютер.

FileZigZag и Zamzar являются двумя примерами онлайн-конвертеров WMA в MP3, но они также могут конвертировать файл в WAV и несколько других форматов, во многом аналогично загружаемым конвертерам, которые мы уже упоминали.

Хотя большинство преобразований звука включают преобразование файла в другой формат аудио, также возможно «преобразовать» файл WMA в текст. Это полезно, если файл WMA был создан из записи разговора.

Всё ещё не можете открыть файл WMA

Форматы файлов иногда используют одинаковые или похожие буквы расширения, и это может сбивать с толку. Вы можете подумать, что ваш файл является файлом WMA, но он может выглядеть так, словно имеет расширение .WMA.

Например, файлы WMF (метафайл Windows), WMZ (обложка сжатого проигрывателя Windows Media) и WML (язык разметки) имеют те же буквы, что и WMA, но фактически не используются для тех же целей, что и этот формат аудиофайлов.

Некоторые другие примеры включают файлы фотографий Windows Media, которые используют расширение WMP, и файлы WAM (Worms Armageddon Mission).

Другие типы форматов файлов WMA

Существует три подформата, в которых может существовать файл WMA, в дополнение к Windows Media Audio:

• Windows Media Audio Professional : этот кодек с потерями похожий на WMA в том, что в него включены большинство тех же функций кодирования. Тем не менее, он также поддерживает лучшее энтропийное кодирование и более эффективное стереокодирование.
• Windows Media Audio Lossless : этот подформат предназначен для архивирования файла WMA, поскольку он сжимает аудиоданные без потери качества. После распаковки звук идентичен оригиналу. Типичные уровни сжатия находятся в диапазоне от 1,7:1 до 3:1.
• Windows Media Audio Voice : этот кодек использует сжатие, которое выше стандартного WMA, и конкурирует с другими, такими как Speex и ACELP. WMA Voice используется для голосовых программ с низкой пропускной способностью.