Quali sono le differenze tra MP3, FLAC e altri formati audio?

L'audio digitale è in circolazione da moltissimo tempo, quindi è inevitabile che ci sia una miriade di formati audio. Ecco alcuni dei più comuni, cosa li differenzia, e cosa usarli per.

Prima di parlare dei formati audio di tutti i giorni, è importante capire le basi e ciò significa capire il PCM. Successivamente, affronteremo i formati compressi.

PCM Audio: dove tutto inizia

La modulazione a impulsi è stata creata nel 1937 ed è l'approssimazione più vicina dell'audio analogico. Cioè, una forma d'onda analogica viene approssimata a intervalli regolari. PCM è caratterizzato da due proprietà: frequenza di campionamento e profondità di bit. La frequenza di campionamento misura quanto spesso (in ore al secondo) viene presa l'ampiezza della forma d'onda e la profondità di bit misura i possibili valori digitali. In termini di formati audio, questo è praticamente il fondamento.

Il suono vero, nel mondo reale, è continuo. Nel mondo digitale, non lo è. In qualche modo questo è più confuso con l'audio che con il video, quindi guardiamo il video come un punto di confronto. Ciò che interpretiamo come "movimento" o come "fluido" e in continuo movimento è, in realtà, una serie di immagini fisse. Allo stesso modo, l'ampiezza delle onde sonore in un formato digitale non è "fluida" o in continua evoluzione. Cambia in base a determinati criteri a intervalli predefiniti.

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So che qui c'è molto che potrebbe non essere di seconda natura, a meno che tu non sia un ingegnere, un fisico o un audiofilo, quindi riduciamolo ulteriormente con un'analogia.

Diciamo che l'acqua che scorre da un rubinetto aperto è la tua sorgente audio "analogica". La temperatura dell'acqua che possiamo confrontare con l'ampiezza di un'onda audio; è una proprietà che deve essere misurata in modo da poterla apprezzare correttamente. Il campionamento è il numero di volte al secondo in cui immergete il dito nell'acqua che scorre. Più spesso si immerge il dito in esso, più "continua" diventano i cambiamenti di temperatura. Se si infila il dito nell'acqua corrente 44.100 volte al secondo, è quasi come tenere il dito sotto per tutto il tempo, giusto? Questa è l'idea alla base del campionamento.

La profondità bit è un po 'più complicata. Invece di usare il dito, diciamo che hai usato un termometro veramente crapper. Sostanzialmente diceva "Caldo" per qualsiasi cosa al di sopra della temperatura ambiente e "Freddo" per qualcosa sotto. Indipendentemente dal numero di volte che l'hai immerso nell'acqua, non ti darebbe davvero molte informazioni utili. Ora, se invece di solo 2 opzioni, diciamo che il termometro aveva 16 valori possibili che è possibile utilizzare per misurare la temperatura dell'acqua. Più utile, giusto? La profondità bit funziona allo stesso modo, in quanto valori più alti consentono di riprodurre in modo più preciso i cambiamenti più dinamici nell'ampiezza del suono.

Come accennato in precedenza, PCM è la base per l'audio digitale, insieme alle sue varianti. PCM tenta di modellare una forma d'onda, nella maggior parte possibile della sua gloria non compressa. È speciale, è pronto per essere bloccato in un processore di segnale digitale ed è più o meno universalmente riproducibile. La maggior parte degli altri formati manipola l'audio tramite algoritmi, quindi devono essere decodificati durante il gioco. L'audio PCM è considerato "senza perdita", non è compresso e, pertanto, occupa molto spazio su disco.

The Uncompressed Bunch: WAV, AIFF

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Sia WAV che AIFF sono formati di contenitori audio lossless basati su PCM, con alcuni piccoli cambiamenti nella memorizzazione dei dati. L'audio PCM, per la maggior parte delle persone, è disponibile in questi formati, a seconda che si utilizzi Windows o OS X e possono essere convertiti l'uno dall'altro senza degrado della qualità. Sono entrambi considerati "senza perdita", non compressi e un file audio stereo (a 2 canali) PCM, campionato a 44,1 kHz (o 44100 volte al secondo) a 16 bit ("qualità CD") pari a circa 10 MB per minuto. Se stai registrando a casa ai fini della miscelazione, questo è quello che vuoi usare perché è di qualità completa.

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Formati senza perdita di dati: FLAC, ALAC, APE

Il Free Lossless Audio Codec, Apple Lossless Audio Codec e Monkey's Audio sono tutti formati che comprimono l'audio, nello stesso modo in cui tutto è compresso nel mondo digitale: l'uso di algoritmi. La differenza tra i file compressi ei file FLAC è che FLAC è progettato specificamente per l'audio, e quindi ha una compressione migliore senza perdita di dati. In genere, stai vedendo circa la metà delle dimensioni dei WAV. Cioè, un file FLAC per audio stereo con "qualità CD" gira all'incirca 5 MB al minuto.

Il lato positivo è che se si vuole fare manipolazione audio, è possibile riconvertire in un WAV senza alcuna perdita di qualità.  Se sei un audiofilo e ascolti molta musica con gamme dinamiche, questi formati sono per te. Se hai un ottimo set di altoparlanti, lattine o auricolari, questi formati faranno risaltare i toni per metterli in mostra.

Formati Lossy: MP3, AAC, WMA, Vorbis

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La maggior parte dei formati che vedi nell'uso quotidiano sono "in perdita"; un certo grado di qualità audio viene sacrificato in cambio di un guadagno significativo nelle dimensioni del file. Un MP3 di "qualità CD" medio ha una velocità di circa 1 MB al minuto. Grande differenza rispetto al PCM, no? Questo è chiamato compressione, ma a differenza dei formati lossless, non si può davvero ottenere quella qualità una volta che la si spoglia in formati con perdite. Diversi formati di perdita utilizzano diversi algoritmi per archiviare i dati e pertanto variano tipicamente nelle dimensioni del file per una qualità comparabile. I formati Lossy usano anche il bitrate per fare riferimento alla qualità dell'audio, che di solito assomiglia a "192 kbit / s" o "192 kbps". Numeri più alti significa che più dati vengono pompati fuori, quindi c'è più conservazione dei dettagli. Ecco alcuni dettagli per i formati più popolari.

• MP3: MPEG 1 Audio Layer 3, il codec audio lossy più comune oggi. Nonostante un mucchio di problemi di brevetto, è ancora incredibilmente popolare. Chi non ha MP3 in giro?
• Vorbis: un formato lossy gratuito e open-source utilizzato più spesso nei giochi per PC come Unreal Tournament 3. I fan di FOSS, come molti utenti Linux, sono tenuti a vedere un sacco di questo formato.
• AAC: Advanced Audio Coding, un formato standardizzato ora utilizzato con video MPEG4. È fortemente supportato per la sua compatibilità con DRM (ad esempio FairPlay di Apple), i suoi miglioramenti rispetto agli mp3 e perché non è necessaria alcuna licenza per lo streaming o la distribuzione di contenuti in questo formato. I fan di Apple avranno probabilmente molto in AAC.
• WMA: Windows Media Audio, formato audio lossy di Microsoft. È stato sviluppato e utilizzato per evitare problemi di licenza con il formato MP3, ma a causa di importanti miglioramenti e compatibilità DRM, oltre a un'implementazione senza perdita di dati, è ancora in circolazione. Era molto popolare prima che iTunes diventasse il paladino della musica DRMed.

I formati lossy sono quelli che usi per tutte le cose che ascolti e memorizzi. Sono progettati per essere un'economia di spazio sul disco rigido. Il formato che scegli dipende dal lettore audio digitale che utilizzi, da quanto spazio hai, da quanto è grande un nitpicker di qualità e da una serie di variabili eccessive. Al giorno d'oggi, i computer riproducono qualsiasi cosa, la maggior parte dei lettori audio (ad eccezione di Apple, ovviamente) eseguirà più formati con perdita e sempre più FLAC e APE. Apple si attacca a MP3, ALAC e AAC.

La qualità audio non è soggettiva?

Assolutamente, lo è. In definitiva, sono le tue orecchie a consumare la maggior parte di questa roba, ma questa è una ragione in più per pensare seriamente alla qualità. Quando ho iniziato a creare la mia collezione di musica digitale, non sono riuscito a capire la differenza tra MP3 a 128kbit e CD audio. Per le mie orecchie, non c'era nessuna differenza evidente. Nel tempo, tuttavia, ho notato che i 256 kbit risuonavano molto meglio e, dopo aver ottenuto un set di cuffie davvero bello (e costoso!), Sono tornato ai CD audio a tempo pieno! Dipende anche dal genere musicale.

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Ci sono un sacco di variabili qui, gente, non sbagliare su questo. Ci è voluto un po 'prima che decidessi di utilizzare FLAC per alcuni brani musicali e 320kbps MP3 per il resto. Il punto che sto cercando di fare è che dovresti sperimentare per vedere cosa funziona meglio per te e per la tua musica, ma devi essere consapevole che man mano che i tuoi gusti cambiano, anche le tue percezioni, le tue attrezzature e l'importanza della qualità saranno.

E tutto questo diventa ancora più complicato quando non parli solo di musica, ma di tracce vocali, effetti sonori, rumore bianco e marrone, ecc. C'è tutto un mondo di suoni là fuori, quindi non scoraggiarti! Apprendendo ciò che puoi e ascoltando te stesso, puoi utilizzare queste informazioni a tuo vantaggio nei tuoi progetti audio futuri. Ti lascio con alcuni dei migliori consigli che abbia mai ricevuto: "fai quello che suona semplicemente bene".