Объяснение цифровых музыкальных файлов
-
Какой формат должны использовать ди-джеи для достижения наилучших результатов? И имеет ли значение, в каком формате диджей скачивает свою музыку? В этой статье будет рассказано все, что вам нужно знать о цифровых аудиофайлах и о том, как они влияют на ваши выступления!
Чтобы понять качество треков, в этой статье сначала будет рассказано, как создается цифровой файл. Если вы хотите пропустить интересную информацию, перейдите к концу этой статьи, чтобы узнать, какой формат файла лучше всего подходит для вас!
Как создаются цифровые музыкальные файлы
Чтобы создать цифровой аудиофайл, компьютер должен сэмплировать аналоговый звук, собирая данные о частоте и громкости сигнала множество раз в секунду. Количество сэмплов формы волны в данную секунду дорожки называется частотой дискретизации. Количество данных, выделенных для каждой выборки обеспечивающей точность громкости, называется битовой глубиной. В сочетании частота дискретизации и битовая глубина создают необработанную цифровую копию дорожки. Этот файл, обычно большого размера, затем можно сжать в формат без потерь или с потерями.
Что такое частота дискретизации?
Частота, с которой информация о волновой форме дорожки захватывается в цифровом виде, называется частотой дискретизации. Чем выше частота дискретизации, тем точнее компьютер может воспроизвести исходную форму сигнала, обеспечивая более высокое качество дорожки.
Теория Найквиста (Nyquist Theory)
Для точного захвата звука частота дискретизации должна быть вдвое выше самой высокой частоты записи. Этот процесс, известный как теория Найквиста, позволяет компьютеру точно воспроизводить каждую частоту, фиксируя как самую высокую, так и самую низкую точку звуковой волны. Например, для воспроизведения звуковой волны компьютером потребуется захватить волну с частотой 1 кГц с частотой дискретизации 2 кГц.
Стандартные частоты дискретизации
Стандартная частота дискретизации для аудиозаписей составляет 44 100 Гц. Выбран потому, что общепринятая самая высокая частота, которую может слышать человек, составляет 20 000 Гц. Используя теорию Найквиста, частота дискретизации, необходимая для воспроизведения 20 000 Гц, составляет 40 000 Гц. К сожалению, при воспроизведении очень высоких частот по теории Найквиста может возникать некоторое наложение. Наложения — это незначительные ошибки в воспроизведении, которые создают нежелательные звуковые артефакты. Фильтр верхних частот применяется выше 20 000 Гц для блокировки более высоких частот, борясь с этой проблемой.
Фильтр верхних частот имеет ширину 2050 Гц и воздействует на частоты в диапазоне от 20 000 Гц до 22 050 Гц. Таким образом, фильтр требует дискретизации 4100 Гц. С учетом фильтра общая частота дискретизации становится равной 44 1000 Гц или 44,1 кГц.
Эта частота дискретизации 44,1 кГц обеспечивает идеальный захват всех слышимых частот для прослушивания человеком без наложения.
Запись звука с более высокой частотой дискретизации, чем 44,1 кГц, сегодня стала обычным явлением, поскольку доступны более мощные компьютеры и средства обработки звука. Хотя это и не обязательно, более высокие частоты дискретизации, такие как 96 кГц, теоретически позволяют захватывать больше деталей.
Что такое битовая глубина?
Битовая глубина цифрового музыкального файла относится к количеству данных, доступных для выражения громкости захваченного семпла. Чем выше битовая глубина, тем точнее цифровой файл может воспроизвести дорожку с громкими и тихими звуками.
16-битный аудиофайл допускает 65 536 уровней громкости для любой заданной точки выборки. Это означает, что между самыми тихими и самыми громкими моментами 16-битный звук обеспечивает диапазон 96 дБ. Напротив, 24-битный звук предлагает колоссальные 16 777 216 уровней громкости данных с диапазоном 144 дБ.
Проще говоря, записи с более низкой битовой глубиной не смогут передать более мелкие детали записанной музыки. Потеря деталей затухания тарелки или удара громкого дропа. Более высокая битовая глубина также обеспечивает больший запас, что дает музыкантам и продюсерам больше возможностей для балансировки громкости каждого инструмента.
Что такое битрейт?
Битрейт — это количество информации, передаваемой музыкальным файлом в единицу секунду. Отображаемый в килобитах в секунду, битрейт относится к количеству данных, доставляемых файлом на аудиочипы. Чем выше битрейт, тем выше качество. Хотя более высокий битрейт лучше для качества,но он достигается за счет большого размера файла.
Потоковые сервисы часто снижают качество своих музыкальных файлов, используя сжатие с потерями, чтобы уменьшить объем данных, необходимого для отправки трека. Трек качества CD (44,1 кГц, 24 бита) имеет битрейт 1411 кбит/с. С другой стороны, высококачественный файл MP3 имеет битрейт 320 кбит/с.
Размеры цифровых файлов
Очень легко рассчитать размер цифрового аудиофайла, если известны частота дискретизации и битовая глубина. Обратите внимание, что аудиофайлы обычно записываются в стереофоническом режиме и содержат две звуковые дорожки в одном файле.
частота дискретизации x битовая глубина = бит в секунду
бит в секунду x длина дорожки в секунду = размер дорожки
размер левой дорожки + размер правой дорожки = размер цифрового файла
Эти необработанные данные называются импульсно-кодовой модуляцией или PCM. Два основных типа файлов, WAV и ALAC, содержат необработанные данные PCM. Оба формата не могут передавать ничего, кроме необработанных цифровых аудиоданных, а это означает, что и WAV, и ALAC не могут передавать метаданные.
.WAV — разработанный Microsoft и IBM, предназначенный для того, чтобы компьютеры Windows могли читать PCM.
.ALAC — разработан Apple и позволяет компьютерам Mac читать PCM.
Из-за большого размера цифровых аудиофайлов большинство пользователей сжимают данные PCM. Существует два типа сжатия: без потерь и с потерями.
Сжатие без потерь
Сжатие без потерь позволяет уменьшить размер файла, сохраняя при этом все исходные аудиоданные. Несмотря на максимально возможное качество, размеры файлов все же заметно больше, чем при сжатии с потерями. Треки без потерь также требуют использования очень высококачественного аудиооборудования для воспроизведения, чтобы услышать разницу. Ниже приведены наиболее распространенные форматы файлов без потерь.
.FLAC — с открытым исходным кодом и возможностью обработки метаданных.
.AIFF — подход Apple к сжатию без потерь, поскольку устройства Apple изначально не могут читать файлы FLAC.
.WMA — сжатие без потерь, разработанное Microsoft.
Сжатие с потерями
Сжатие с потерями значительно уменьшает размер аудиофайла. Оно достигается, удаляя части аудиоданных. Используя передовые методы, включая психоакустику, сжатие направлено на удаление информации, которую большинство людей не может услышать. Сжатие с потерями может резко снизить качество звука до заметных уровней, если сжато слишком сильно.
.MP3 — один из старейших форматов, MP3 предлагает сильное сжатие, но за счет качества звука.
.AAC. Предлагая более высокую скорость передачи данных, чем MP3, AAC является превосходным форматом и изначально используется устройствами Apple.
.OGG — с открытым исходным кодом, но менее популярный, чем MP3 и AAC.
Какой лучший формат файла для ди-джеев?
При диджеинге качество воспроизводимого звука должно быть высочайшего качества. Хотя сжатие может снизить качество дорожки из-за того, что удаляются данные, большая часть этого незаметна для нетренированного уха. Вдобавок ко всему, подавляющее большинство диджейского оборудования и звуковых систем для площадок не способны точно воспроизводить высококачественный звук. По этой причине большинство ди-джеев отдают предпочтение дисковому пространству, а не качеству, когда речь идет о цифровых аудиофайлах.
Например, высококачественные MP3-файлы со скоростью 320 кбит/с звучат почти так же, как файлы FLAC без потерь, а для натренированного слуха требуются высококачественные наушники и тихая комната, чтобы попытаться заметить тонкие различия. Именно по этой причине мы рекомендуем диджеям отдавать предпочтение сжатому звуку, а не без потерь. Широкая публика не услышит разницы при воспроизведении высококачественного сжатого файла через диджейское оборудование в системе, отдающей предпочтение громкости, а не точности.
WAV против MP3
Большинство музыкальных интернет-магазинов позволяют пользователям выбирать между форматами WAV и MP3 при покупке треков. WAV, как объяснялось выше, имеет превосходное качество, поскольку содержит исходную запись дорожки в самом лучшем качестве. Однако файлы MP3 в среднем на 60-80% меньше по размеру, а файлы со скоростью 320 кбит/с обеспечивают минимальную потерю качества. Для диджеинга файл MP3 также подходит, хотя и занимает гораздо меньше места.
Файлы MP3, содержащие метаданные, также позволяют ди-джеям обмениваться метками HOT CUE, сохраненными лупами и информацией о BPM. Прикрепленных непосредственно к данным дорожки, на что файлы WAV не способны.
Проверьте, слышите ли вы разницу между WAV и MP3, пройдя этот слепой тест на слух!
320 MP3 против 128 MP3
К сожалению, не все файлы MP3 одинаковы. Качество файла MP3 резко влияет на качество звука при снижении, становясь чрезвычайно заметным даже для нетренированного уха. Файл MP3 со скоростью 320 кбит/с может воспроизводить частоты до 20 000 Гц.
Однако файл MP3 со скоростью 128 кбит/с способен воспроизводить только частоты до 15 000 Гц. Это ОЧЕНЬ заметно и временами заставляет трек звучать почти как под водой. После того, как данные потеряны, их невозможно восстановить. Перекодирование файла 128 кбит/с в 320 кбит/с волшебным образом не улучшит звук файла.
Именно по этой причине мы настоятельно не рекомендуем использовать инструменты для копирования YouTube и Soundcloud. Создаваемые файлы уже сильно сжаты, с нанесенным непоправимым ущербом.
Как узнать качество своей музыки?
Теперь мы знаем, на что обращать внимание при скачивании музыки, как нам проверить качество уже скачанной музыки? К счастью, все основные программы для ди-джеев способны отображать качество музыки в своей коллекции. Для просмотра этой информации вам потребуются правильные столбцы, включенные при просмотре вашей библиотеки.
Щелкните правой кнопкой мыши заголовок столбца, чтобы открыть список доступных полей. Отметьте пункты, связанные с качеством, в том числе:
Битрейт
Частота
дискретизации Битовая глубина
Тип файлаОбратите внимание, что не все программы будут отображать все эти параметры.