Скачал альбом, закинул на флешку, а магнитола половину файлов не видит. Или видит, но трек в MP3 звучит заметно площе, чем тот же трек у друга в FLAC. Названия форматов пугают только первые пять минут: на деле всё делится на три понятные группы.
Аудиоформат - это способ хранить звук в файле, а кодек - алгоритм, который этот звук кодирует и декодирует. Формат файла (например, .m4a) может быть контейнером, внутри которого лежит тот или иной кодек.
Три семейства: без сжатия, без потерь, с потерями
| Семейство | Примеры | Что происходит со звуком | Размер (стерео, 16 бит / 44,1 кГц) |
|---|---|---|---|
| Без сжатия (PCM) | WAV, AIFF | Отсчёты хранятся как есть | ≈ 10,6 МБ в минуту |
| Сжатие без потерь | FLAC, ALAC | Как архив: после распаковки звук бит в бит равен исходному | Обычно заметно меньше WAV, насколько именно, зависит от музыки |
| Сжатие с потерями | MP3, AAC, Ogg Vorbis, Opus | Кодек выбрасывает то, что, по модели слуха, замаскировано и не слышно | MP3 320 кбит/с ≈ 2,4 МБ в минуту |
Цифра для WAV считается просто: 44 100 отсчётов × 16 бит × 2 канала = 1 411,2 кбит/с, это примерно 10,6 МБ в минуту. Подробнее про эту арифметику в статье Битрейт.
На графике видно, что MP3 320 занимает меньше четверти от потока WAV, а MP3 128 меньше десятой части. Всё, что не влезло, кодек выбросил.
Как кодек с потерями решает, что выбросить?
Он опирается на психоакустику. Громкий звук закрывает тихие звуки на соседних частотах, это маскировка. Кодек делит сигнал на полосы, прикидывает, что сейчас замаскировано, и кодирует это грубее или не кодирует совсем. Чем ниже битрейт, тем смелее он режет. На низких битрейтах кодировщики обычно ещё и срезают самый верх спектра, чтобы сэкономить биты на слышимом.
В тихой комнате на наушниках хороший MP3 320 и FLAC многие не различат. В машине на настроенной системе разница чаще вылезает на тарелках, аплодисментах, «воздухе» и на реверберации в хвостах нот.
Какой формат выбрать для машины?
| Задача | Формат | Почему |
|---|---|---|
| Тестовые треки для настройки и соревнований | FLAC или WAV | Никаких потерь, и ты уверен, что слушаешь запись, а не кодек |
| Флешка на каждый день | FLAC, если магнитола читает; иначе MP3 320 или AAC 256 | Хороший компромисс по размеру и качеству |
| Стриминг | Максимальное качество в настройках приложения | По умолчанию в стриминговых сервисах часто стоит экономный режим |
| Bluetooth | Что поддерживают оба устройства | Звук всё равно пережимается кодеком Bluetooth |
Где ошибаются с форматами
- Судить о системе по трекам низкого битрейта из случайной папки.
- Собирать тестовый набор из треков, перекодированных несколько раз.
- Путать формат файла (.m4a) и кодек внутри него (AAC или ALAC).
После разговоров про форматы в личку обычно прилетает ещё вот что.
WAV и FLAC из одного источника звучат одинаково. FLAC сжимает без потерь, как архив: после распаковки звук бит в бит равен исходному WAV. Разница только в размере файла и в том, что FLAC хранит теги с названием трека и обложкой. Если магнитола читает оба формата, на флешку удобнее класть FLAC.
Для машины нормальный битрейт MP3 - 320 кбит/с, а для AAC достаточно 256 кбит/с. На таких битрейтах кодек почти не трогает слышимую часть спектра, и на повседневной флешке разницы с оригиналом обычно не слышно. Треки на 128 кбит/с и ниже на настроенной системе выдают себя мутными тарелками и срезанным «воздухом».
Перекодированный из MP3 FLAC выдаёт себя на спектрограмме: открой файл в любой программе, показывающей спектр, и посмотри на верх. У MP3 на низких битрейтах спектр обычно резко обрывается на 16 кГц или ниже, у честного CD-рипа он доходит почти до 20 кГц. Такой файл весит как FLAC, а звучит как исходный MP3.
Для машины файлы 24 бит / 96 кГц почти ничего не дают. Формат CD 16 бит / 44,1 кГц уже передаёт частоты до 20 кГц и теоретический динамический диапазон около 98 дБ, а шум салона в движении съедает заметную часть этого запаса. Важнее качество самой записи и мастеринга, подробнее в статье «Hi-Res и Hi-Fi».
Если магнитола не читает FLAC, сначала посмотри в инструкции, какие форматы она знает: многие штатные и недорогие магнитолы понимают только MP3, WMA и AAC. Иногда FLAC читается, но только 16 бит. Вариант: конвертировать в WAV, если магнитола его знает, или играть через процессор с собственным USB-входом.
AAC при одинаковом битрейте обычно звучит не хуже MP3, а на низких битрейтах лучше. На 256–320 кбит/с оба формата уже близки.
DSD в машине экзотика: большинство автомобильных источников и процессоров DSD не играют. Если попадётся запись в DSD, её проще конвертировать в PCM 24 бит.
Файлы одного формата звучат по-разному, потому что у них разный мастеринг. Один и тот же альбом в разных изданиях может отличаться громкостью и компрессией сильнее, чем MP3 от FLAC. Про громкость подробнее в статье Нормализация громкости.
На соревнованиях судьи приходят со своими треками, но настраиваешься ты на своих. Если они сжаты с потерями, часть того, что ты «поправил» эквалайзером, может оказаться артефактом кодека. Как готовить тестовые треки и оценивать звук, разбираем в шаге «Оценка звучания и участие в соревнованиях».
Собираешь тестовую флешку? Спроси в чате EBAEVSQ, какие треки берут ребята для настройки, и проверь, что у тебя за форматы.
Источники
- IEC 60908: Audio recording. Compact disc digital audio system
- ISO/IEC 11172-3: MPEG-1 Audio Layer III (MP3)
- ISO/IEC 14496-3: MPEG-4 Audio (AAC)
- RFC 9639: Free Lossless Audio Codec (FLAC)
- И. А. Алдошина, «Основы психоакустики» (цикл статей, «Звукорежиссёр», 1999–2000)
См. также: Битрейт, Bluetooth-аудио, Стриминговые сервисы, Hi-Res и Hi-Fi, Маскировка.