Hi-Res Audio: новый формат и новое качество музыки
Под термином High-resolution audio (HRA) скрывается набор технических требований к качеству цифрового звука, нашедший свое отражение в стандарте Master Quality Recording. Данный стандарт объединяет несколько коммерческих и свободно распространяемых форматов звуковой записи, также известных как программируемые аудиокодеки. Форматы Hi-Res в свою очередь представляют собой звук высокого разрешения, который записывается в аудиофайлы. Интересно, что они позволяют воспроизводить аудио-треки максимально близко к оригиналу и получать самые яркие впечатления от прослушивания музыки.
Что такое Hi-Res и почему он важен?
Hi-Res - это аудио, воспроизведение которого сохраняет качество звучания и передает его слушателю максимально точно. У этого формата есть высокий частотный и динамический диапазоны, что является его ключевой особенностью.
Частота дискретизации, измеряемая в килогерцах, определяет, сколько раз в секунду аналоговый звук обрабатывается и превращается в цифровой сигнал. Чем выше частота дискретизации, тем точнее воспроизведение будет соответствовать исходной мастер-записи. Например, частота дискретизации 96 кГц означает, что данные обрабатываются 96 000 раз в секунду.
Разрядность же или «битность» определяет, насколько подробно звук закодирован в файле. Чем выше разрядность, тем точнее описан звук, больше его красок и оттенков. Высокая разрядность также дает более плавное и четкое воспроизведение, без видимых фрагментов. Однако высокая разрядность увеличивает размер файла.
Заметим, что частота дискретизации и разрядность являются неотделимыми параметрами, которые дополняют друг друга. Поэтому, чтобы получить звук высокого качества, требуются высокая частота дискретизации и высокая разрядность.
Аудиофайлы в формате Hi-Res являются контейнерами, в которые упаковывается аудиосигнал, сжатый при помощи кодека. Причем стоит помнить, что после сжатия звук по математическим алгоритмам «разворачивается», возвращая себе исходную полноту звучания.
Для того, чтобы потребители музыки могли получать точное представление об источнике мастер-записи и качестве аудио-треков, был разработан стандарт Master Quality Recording. Он включает в себя четыре типа маркировки, которые отображают определенный источник записанного звука. Это MQA, MQC, MQD и MQP.
Когда говорят об Hi-Res на цифровых «мастер-записях», подразумеваются цифровые записи, которые имеют более высокую частоту дискретизации и/или разрядность, чем на стандартном CD-носителе. Таким образом, для Hi-Res Audio характерно наличие частоты дискретизации выше 44,1 кГц и разрядности выше 16 бит. Все вышеупомянутые студийные форматы могут быть перекодированы для массового распространения в файлах с различной степенью сжатия, с потерями информации и без потерь.
Чтобы использовать Hi-Res устройства и аудио-треки, требуется его возможность воспроизводить контент с параметрами 96 кГц/24 бит или выше.
Заметка о Hi-Res Audio и High Definition Audio: форматы и способы их применения
Hi-Res Audio (HRA) и High Definition Audio (HDA) – два разных вида звуковых форматов, видимых из программного и аппаратного уровней соответственно. Если HRA относится к различным аудиокодекам, реализованным на программном уровне, то HDA — это набор микросхем или микросхем для ПК, кодирующих или декодирующих звук.
Наиболее важным требованием для аппаратных устройств HDA является 32-битный звук при частоте дискретизации 192 кГц для двух и 96 кГц для восьми каналов (7,1): это гораздо более жесткое требование, чем для HRA.
Существует множество форматов записи HRA с различными целями и применениями. Они разделяются на три группы: профессиональную, полупрофессиональную и бытовую.
В профессиональной сфере HRA используется для сохранения максимально большого количества аудиоданных на физических носителях. В этой цели используются эталонные файловые форматы без схем компрессии (no compression), созданные для создания и обработки цифровых мастер-данных, включая запись и контроль в звукозаписи и киноиндустрии.
Полупрофессиональная и бытовая сферы HRA используются для распространения музыки высокого качества на физических носителях или через интернет. В этом случае используются популярные форматы с той или иной степенью сжатия данных (lossless data compression), которые позволяют многократно уменьшить размеры файлов, подходящие для копирования и того, чтобы их можно было приобрести для скачивания в онлайн-магазинах.
В конечном итоге, HRA и его форматы можно использовать для достижения мгновенного доступа к мировой фонотеке в любой точке мира посредством интернет-ресурсов, это осуществляется с помощью сервисов потокового воспроизведения музыки (стриминга). Технологии «упаковки» файлов, такие как MQA, используемые здесь, снижают требования пропускной способности мобильного интернета и позволяют прослушивать музыку в качестве Hi-Res «на лету». Такой способ оказывается удобным для слушателя и экономически возможным, что расширяет музыкальные возможности до бесконечных пределов.
Сравнительный обзор Hi-Res аудиокодеков: какой формат подойдет лучше всего?
Среди аудиофилов довольно распространено мнение о том, что наилучшее качество звука обеспечивают форматы, не использующие сжатие, такие как DSD или WAVE. При этом, необходимо иметь высококачественную аппаратуру для воспроизведения данных форматов. Для других меломанов же, для которых важна степень сжатия без потери качества, ведь это позволяет экономить терабайты памяти, может быть интересен другой тип форматов. А для третьих пользователей, которые ищут музыку в Hi-Res, возможность быстрого поиска и воспроизведения музыки из любого источника имеет важное значение. Особенную ценность для них представляют форматы, подходящие для потокового аудио.
Давайте рассмотрим некоторые Hi-Res форматы более подробно, обсудим их преимущества и недостатки, а также определим, какой кодек лучше всего подойдет для слушателя.
Существуют два известных цифровых аудиокодека – WAVE (Microsoft & IBM) и AIFF (Apple). Несмотря на давнюю историю этих форматов, они до сих пор используются в создании аудиоархивов и файлов для прослушивания музыки в домашних условиях. WAVE и AIFF являются потомками формата IFF (Interchange File Format) и являются основой для еще порядка 30 форматов аудиокодеков.
WAVE – это специализированный подтип формата RIFF, который предназначен для содержания звуковой информации. AIFF был создан напрямую от IFF. Оба формата используют метод кодирования звука без потерь – несжатой линейной импульсно-кодовой модуляции Linear PCM, (или LPCM), который сохраняет все нюансы звучания. Благодаря этому меломаны и аудио-эксперты до сих пор продолжают использовать несжатый LPCM для получения звука максимального качества.
Файлы-контейнеры WAVE и AIFF позволяют закодировать звук с 32-битной глубиной, а максимально допустимое число каналов равняется шести. Частота дискретизации ограничена 192 кГц только в AIFF, в WAVE же ограничена 96 кГц. Это позволяет использовать данные форматы для создания мастер-записей Hi-Res-качества.
Одним из главных преимуществ WAVE и AIFF является простая структура этих кодеков. Это позволяет обработать и отредактировать аудиофайлы практически в любом звуковом редакторе. Благодаря широкой популярности этих форматов, аудиофайлы могут воспроизводиться на любом доступном медиаплеере, стереосистеме или другом аппаратном средстве.
Несмотря на все преимущества WAVE и AIFF, у них есть недостатки. Файлы, созданные в форматах PCM, имеют неизменно большой размер, что делает их сложными для передачи в сети и прослушивания на портативных устройствах. Даже минута двухканального стереозвука 44,1 кГц / 16 бит может занимать порядка 10 мегабайт.
DSD – это формат записи, созданный на рубеже XX и XXI века, который считался лучшим в мире для хранения архивных звукозаписей компании Sony Music. Он быстро получил репутацию идеального цифрового формата для сохранения уникальности звукового наследия человечества. Позже был разработан DXD-формат, но исключительно для профессионального редактирования в процессе создания SACD-носителей.
Технология записи в формате DSD предусматривает перевод оригинального аналогового аудиопотока в одноразрядный вид (1 бит), но с применением супервысокой частоты – 2 822,4 кГц или 5 644,8 кГц. Размер этих частот равен базовой частоте дискретизации (применяемой при записи обычных CD-носителей, т.е. 44,1 кГц), которая в первом случае кратна 64, а во втором – 128. В формате DSD создаются неперезаписываемые компакт-диски SACD (Super Audio CD) с многоканальным (до шести каналов) звуком.
Одним из преимуществ DSD-формата является его частота дискретизации. При создании мастер-записи улавливаются малейшие модуляции аудиосигнала, и допускается минимум шумов и искажений, в результате чего на выходе мы получаем поистине фантастическое качество и естественность звучания. Стандартный динамический диапазон – 120 дБ/20 Гц – 20 кГц, расширенный – до 100 кГц, но все повышенные шумы «сдвигаются» за пределы слышимого диапазона, т.е. остаются выше уровня 20 кГц.
Недостатком DSD следует назвать, что это формат для оптических носителей, его прослушивание предполагает использование дисков SACD с соответствующими проигрывателями, и на обычных CD-плеерах прелесть звуковой магии просто-напросто исчезает. Вторым недостатком является невозможность производить редактирование и перезапись без огромных проблем: это можно сделать только при помощи манипуляций на специальном ПО и ЦАПа, либо путем преобразования в иные форматы для последующего прослушивания. При этом необходимо учитывать, что SACD-диски защищены трехступенчатой защитной схемой. Третий минус состоит в ограниченном объеме композиций, которые представлены в данном качестве, что также вызывает недовольство любителей музыки.
«Просачивание» DSD в интернет позволило широкой аудитории наслаждаться его преимуществами. Однако, необходимо учитывать, что DSD-формат остается форматом для профессионалов и предполагает приобретение авторских дисков и дорогостоящего оборудования.
FLAC и ALAC - самые популярные HRA-кодеки в категории «lossless data compression» на текущий момент. Они используются для сжатия аудиоинформации без потери качества. Данные кодеки можно назвать «близнецами», только ALAC имеет «яблочную окраску». Некоторые отличия между ними:
- FLAC работает медленнее, но декомпрессируется (воспроизводит) быстрее, в то время как ALAC работает быстрее, но декомпрессия может быть медленнее;
- FLAC имеет полноценные настройки сжатия, включая медленное/сильное, быстрое/слабое и промежуточные варианты;
- широкая поддержка программного и аппаратного обеспечения для FLAC, но ALAC является более предпочтительным форматом для устройств Apple, таких как iOS, iTunes и AirTunes, QuickTime, которые поддерживают только ALAC;
- FLAC имеет функцию обработки аудиофайлов «ReplayGain», которая может использоваться, чтобы определить пиковый уровень записи и равномерно понизить уровень громкости всего трека;
- FLAC поддерживает максимальную частоту дискретизации в 350 кГц, в то время как ALAC достигает 384 кГц.
В остальных технических параметрах эти HRA-кодеки идентичны друг другу, включая:
- поддержка 8-канального звука;
- устойчивость к ошибкам записи;
- возможность поиска внутри содержания файла, разметка нужных мест в файле и псевдо-разбиение одного большого файла на несколько фрагментов, например, песен;
- отсутствие встроенных средств цифрового управления правами (DRM-защита от копирования).
Как правило, выбор между этими HRA-кодеками зависит от индивидуальных предпочтений и способа кодирования конкретных аудиотреков. Именно этот момент часто сказывается на качестве воспроизводимой музыки.
MQA (Master Quality Authenticated) - это новый формат цифровой музыки, который стремительно набирает популярность среди потребителей, поддерживающий передачу файла с высоким разрешением звука (HRA) и разработанный в британской лаборатории Meridian Audio в 2014 году. Он был представлен на выставке CES-2015 в Лас-Вегасе спустя год после разработки. Сегодня MQA выделен в отдельную компанию с тем же самым названием для поддержки и продвижения данного аудиокодека.
В 2016 году RIAA, NARAS, A2IM и DEG приняли решение предоставить аудиозаписям, закодированным в MQA, свой собственный официальный логотип в дополнение к логотипу Hi-Res AUDIO.
Согласно разработчикам, MQA захватывает всю магию оригинального студийного выступления, благодаря новаторским научным исследованиям в психоакустике. MQA обеспечивает мастер-качество в аудиофайле, который достаточно мал и удобен для потоковой передачи или загрузки. Это позволяет сохранять детализацию звука и высокие частоты, но при этом иметь битрейт, подходящий для узких каналов связи.
Пометка "Studio Masters", которая присутствует в некоторых файлах, указывает на то, что звучание, которое слушатель получает, идентично студийному. Таким образом, MQA - это "подтвержденное студийное качество", которое превосходит любой сопоставимый HRA-файл на основе традиционной кодировки PCM, стандарту для аудио CD-качества в течение нескольких десятилетий.
MQA также совместим с оборудованием, в котором отсутствует декодер MQA, и предоставляет возможность копирования файлов MQA, а также "упаковывать" обработанные MQA-файлы дополнительно в lossless-кодек (например, FLAC), для еще большей компактности.
Недостатком MQA является необходимость использования специального проигрывателя с лицензионной поддержкой MQA, чтобы получить полностью "распакованный" звук во всей его глубине и красках, а не "усеченную" версию на любом устройстве без фирменных декодеров.
MQA - это новый и гибкий формат цифровой музыки, который идеально подходит для потребителей, желающих наслаждаться музыкой с высоким разрешением звука на переносных устройствах.
High-resolution аудио постепенно выходит из зоны интересов узкого круга меломанов и становится все более доступным. Онлайн-магазины предлагают покупку альбомов в Hi-Res качестве, а также множество смартфонов поддерживают этот формат. Крупнейшие стриминговые сервисы также начали включать в свои каталоги Hi-Res файлы.
Так, Spotify - это определенно сервис, который привлекает многих пользователей своими приятными «мелочами», включая различные битрейты, поддерживаемые на всех ОС. Стоимость подписки зависит от территории, с которой вы заходите на платформу.
Цифровая музыкальная и радиосервисная платформа 7digital, имеет большой выбор музыки в формате FLAC 24 бит и MQA. В свою очередь, Qobuz Sublime+ является одним из мировых лидеров среди сервисов для стриминга Hi-Res audio, годовая подписка на который стоит около 350 евро. Хотя наиболее популярными сервисами для покупки Hi-Res музыки являются HDTracks, NativeDSD, Hi-Res Download, E-onkyo и Tidal.
Если говорить о стриминговых сервисах, интересными вариантами являются Tidal и Qobuz. Однако эти сервисы не работают официально на территории России, поэтому для доступа к ним потребуется установка VPN.
Индустрия High-resolution audio также заставила производителей электронных устройств обратить на себя внимание, и сегодня уже есть специализированные Hi-Res плееры и расширенный выбор смартфонов, совместимых с этим форматом аудио. Также существуют ПК, имеющие специализированные программы (или плагины к проигрывателям) для воспроизведения конкретных форматов.
Звучание устройств, далеких от первозданного качества Hi-Res, также можно значительно улучшить с помощью USB-ЦАП, который преобразует цифровой звук в аналоговый.
В целом, современные форматы High-resolution audio и стриминговые облачные сервисы обеспечивают комфортные условия для получения широкого выбора корректных звуковых записей, на слух которых приятно проводить время.
Фото: freepik.com