Jak funguje zvuková komprese a můžete skutečně zjistit rozdíl?

Způsob, jakým posloucháme hudbu, se v průběhu let výrazně změnil. Evoluce spotřeby hudby: Jak jsme se sem dostali Evoluce spotřeby hudby: Jak jsme se dostali sem Vzestup iPodu, mobilního telefonu pro přehrávání hudby a řady streamování Všechny mediální platformy směřují k jedinému jednoduchému nápadu: hudba je důležitá. Ale jak jsme se sem dostali? . Věk fyzických formátů je u konce a digitální soubory nyní dominují.

Ať už streamujete nebo stahujete hudbu 4 důvody, proč nepotřebujete být pirátem 4 důvody, proč nepotřebujete být pirátem, zatímco někteří lidé stále chodí pirátem, pro většinu je nyní méně důvodů než kdy jindy udělat to tak. , je to téměř jistě ve formátech, jako jsou MP3 nebo AAC. Tyto soubory jsou komprimovány do malých a pohodlných velikostí souborů, aby bylo dosaženo toho, že odstraní zvuk z původního záznamu.

V tomto článku se podíváme na to, jak funguje komprese hudby, a zda to má skutečný dopad na to, jak vaše hudba skutečně zní.

Jak komprese funguje

Digitální hudba se nám nejčastěji podává - prostřednictvím obchodů s médii a streamovacích služeb - ve formátech, které používají ztrátovou kompresi. Aby byl soubor komprimován - aby byl zmenšen - jsou data odstraněna z originálu a nemohou být nikdy obnovena.

Tato data nejsou náhodně odstraněna. Formáty souborů používají psychoakustika obejít omezení lidského sluchu a odstranit věci, o nichž jsme ani nevěděli, že tam jsou.

Lidský sluch pracuje v rozsahu kolem 20 Hz až 20 kHz, takže teoreticky lze cokoli mimo tento rozsah odstranit, aniž bychom si toho všimli. Náš sluchový rozsah se také s přibývajícím věkem zmenšuje, takže nikdo vlastně stejně neslyší totéž.

Toto video vám pomůže určit, které frekvence slyšíte. Vyzkoušejte to pomocí sluchátek, ale ujistěte se, že během postupu hlasitosti snižujete hlasitost doprava, aby nedošlo k poškození sluchu.

Kromě toho je obtížnější slyšet zvuky s vyšší frekvencí, pokud jsou obklopeny hlasitějšími zvuky s nižší frekvencí. Například trvalý rytmus bubnu může utopit některé jemnosti v záznamu.

Komprese tento jev využívá prostřednictvím něčeho, co se nazývá “maskování”. To je místo, kde hlasitější, nižší frekvence zakrývá ztrátu vyšší, tišší. To lze provést v celém frekvenčním rozsahu, ale zvuky nad 15 kHz jsou na něj obzvláště citlivé.

Existuje tedy zjevně velký prostor pro odstranění zjevně zbytečných dat ze zvukového záznamu, ačkoli někteří audiofilové tvrdí, že to odstraní méně hmatatelné vlastnosti, jako je atmosféra a prostor, a výsledkem bude více dvourozměrný zvuk. Cílem je nakonec najít rovnováhu mezi velikostí a kvalitou souboru.

Bitrate (nebo bitová rychlost)

Velikost souboru je určena jeho datovým tokem. Mnoho lidí si myslí, že datový tok je ukazatelem kvality, ale není to tak jednoduché. Bitrate vám říká úroveň použité komprese, takže vám dává nejasnou představu o tom, co můžete očekávat, ale existuje mnoho dalších faktorů, které ovlivňují kvalitu.

• Různé kodeky mají různé úrovně účinnosti, takže dva formáty souborů kódované ve stejném datovém toku budou mít výrazně odlišnou kvalitu.
• Software používaný pro kompresi je důležitý i ve stejném formátu. Některé kodéry jsou lepší než jiné a mnoho z nich dokonce nabídne různá nastavení kvality při stejné datové rychlosti. Rychlejší zpracování například znamená nižší kvalitu výstupu.
• Typ komprimovaného zvuku je zásadní. Lidský hlas má frekvenci v rozsahu 85 Hz až 300 Hz a dokáže zvládnout mnohem větší kompresi bez ztráty kvality, než dokáže orchestrální hudba.

Bitrate se měří v kilobitech za sekundu (kbps). Zvuk CD má datový tok 1411 kb / s, což znamená, že na každou sekundu skladby je k dispozici 1 411 000 bitů. MP3 jsou nyní běžně komprimována na 320 kb / s, přičemž 60% původních dat je zahozeno. Při 128 kb / s je to 90%.

Vliv zvukového zařízení

To, co slyšíme, určují nejen naše uši. Zvukové zařízení, které používáme, hraje hlavní roli.

V některých ohledech je sada levých uší mnohem odpouštějící komprimovaný zvuk, protože nejsou schopny zvládnout plný dynamický rozsah nekomprimované hudby. Nebo jinými slovy, špatná zvuková výbava je všechno znít špatně.

A ještě dražší sluchátka mohou být někdy vyladěna pro konkrétní frekvence (například basy), které mohou způsobit, že další frekvence - a nuance záznamu - budou neslyšitelné..

Nejlepší sluchátka 10 podmínek, které byste měli vědět, abyste identifikovali nejlepší sluchátka 10 podmínek, které byste měli vědět, abyste identifikovali nejlepší sluchátka V této příručce si prořízneme žargonu a ukážeme vám, co klíčové specifikace sluchátek ve skutečnosti znamenají a proč - nebo pokud - na čem záleží. a reproduktory však budou moci přehrávat nahrávku tak, jak bylo původně zamýšleno, a jsou schopny ukázat rozdíl mezi komprimovanou a nekomprimovanou hudbou do náročného ucha.

Co komprese odstraňuje

Studie Ryana Maguire z Virginia Center pro počítačovou hudbu dokonale ilustruje, jak komprese funguje.

Jako příklad použila píseň Suzanne Vega Tom's Diner - píseň používanou při testech poslechu během vývoje formátu MP3 - Maguire účinně odečítala 128kbps MP3 skladby z nekomprimované verze, aby zůstala pouze zvuků, které byly odstraněny během komprese.

Toto bylo odstraněno:

Spíše odporuje myšlence, že komprese pouze odstraňuje neslyšitelné zvuky. Ale do jaké míry jste si skutečně vědomi, že tyto zvuky chybí?

Ze stejné studie je zde nekomprimovaná verze:

A verze 128 kb / s:

Nyní, když víte, co bylo odstraněno, můžete poznat rozdíl?

MP3, Ogg Vorbis a AAC

MP3 je nejznámější formát digitální hudby, používaný službami, jako jsou Amazon MP3 a Google Play, a podporovaný téměř každým zařízením. 3 Čerstvé a lehké hudební přehrávače pro vychutnání MP3 na Linuxu 3 Čerstvé a lehké hudební přehrávače pro vychutnání MP3 na Linuxu Pokud jste uživatel systému Linux, který miluje hudbu, pravděpodobně jste si všimli, že audio přehrávače přicházejí ve všech tvarech a velikostech, od alternativ iTunes po lehké aplikace. Který lehký hudební přehrávač byste si měli vybrat? , aplikace nebo cloudová služba, která umí přehrávat hudbu.

Ogg Vorbis byl vyvinut jako soupeř s otevřeným zdrojovým kódem pro MP3 a používá ho Spotify ve třech bitových rychlostech: 96 kb / s pro “Normální” kvalita v mobilu, 160 kb / s pro “Standard” kvalita na ploše a “Vysoký” kvalita v mobilu a 320 kb / s pro “Vysoký” kvalita na ploše a “Extrémní” kvalita na mobilu.

AAC je formát, který získal popularitu díky použití Apple v iTunes a nyní se používá v Apple Music Začínáme s Apple Music - Co potřebujete vědět Začínáme s Apple Music - Co potřebujete vědět Po zakoupení Beats last rok, Apple konečně uvolnil jeho streamování hudební služby na světě. také. Používá se také pro jiné streamovací služby, včetně Tidal, Deezer a Pandora. Apple Music používá datový tok 256 kb / s, zatímco ostatní služby nabízejí úrovně kvality až 320 kb / s.

Tyto tři formáty pracují podle stejných principů, ale fungují různými způsoby a zahodí různá data. Z tohoto důvodu byste nikdy neměli překódovat soubor z jednoho formátu do druhého, protože to bude mít za následek výrazně horší kvalitu.

MP3 předpovídá ostatní formáty o několik let, a přestože to vedlo k náskoku na trhu digitální hudby, znamená to také, že je méně účinný než jeho soupeři.

Existuje mnoho velmi technických důvodů. Jedním příkladem je, že Ogg Vorbis i AAC používají průměrný datový tok místo konstantního datového toku MP3. To jim umožňuje produkovat srovnatelnou kvalitu při menších velikostech souborů.

320 kb / s je často označováno jako průmyslový standard. Mnoho z nich to také popisuje jako CD kvalitu, kde již nelze rozlišovat mezi komprimovaným a nekomprimovaným.

Bezeztrátová komprese

Komprese zvuku není vždy ztrátová. FLAC - povýšena jako unikátní prodejní místo pro Tidal, proč je služba Tidal Music Streaming Service odsouzena k selhání Proč Jay Z je služba Tidal Music Streaming Service odsouzena k neúspěchu Jay Z nedávno znovu spustil Tidal, službu streamování hudby, kterou získal za 56 milionů dolarů. Tidal má 99 problémů a hřiště je jedno. - a Apple Lossless poskytují bezeztrátovou kompresi. Kvalita souborů v těchto formátech je v podstatě stejná jako u souboru WAV. Velikost souboru je také výrazně menší, i když stále přibližně dvakrát tak velká, jak se dodávají ztrátové formáty.

Tyto formáty jsou hudebním ekvivalentem souboru ZIP. Kodér odstraní redundanci dat Jak funguje komprese souborů? Jak funguje komprese souborů? Jak funguje komprese souborů? Naučte se základy komprese souborů a rozdíl mezi ztrátovou a bezeztrátovou kompresí. a může zmenšit původní soubor až o 50%. Protože je bezeztrátová, při kódování souboru neexistují žádná nastavení kvality, ale při přehrávání je také třeba jej dekódovat. Díky tomu je zdroj náročnější na zdroje.

Slyšíš rozdíl?

Ať už používáte jakýkoli komprimovaný formát, hlavní otázkou je, zda si můžete dokonce všimnout rozdílu mezi ním a nekomprimovanou alternativou.

Určitě při 128 kb / s nebo nižší kompresi budou artefakty (zkreslení) patrné na většině formátů. Kromě toho může vaše zkušenost záviset na kvalitě vašich sluchátek nebo reproduktorů.

Můžete si to sami vyzkoušet pomocí různých slepých testů online. Na mp3ornot.com můžete porovnat MP3 kódovaná rychlostí 128 kb / s a ​​320 kb / s. Tidal vám umožní vyzkoušet jeho bezeztrátový zvuk (a postavit jej jako test zvukového zařízení, jen v případě, že nemůžete rozlišit rozdíl). A v NPR Music je další zábavný test.

Případně si můžete vyzkoušet vlastní hudbu pomocí aplikace Lacinato AMX pro Windows, Mac nebo Linux. Jednoduše přidejte skladby zakódované v různých formátech nebo bitrate a zjistěte, které preferujete.

Dokážete rozeznat rozdíl mezi ztrátovou a bezeztrátovou hudbou? Máte oblíbený formát a existují takové, kterým se vyhnete? Zvuk v komentářích níže.