Lossless в переводе с английского языка означает «без потерь». Если звуковой сигнал сжат с использованием специальных lossless звуковых кодеков, его можно при желании восстановить с абсолютной точностью.
Преимущество lossless для хранения звуковой коллекции состоит в том, что качество записей намного выше, чем у lossy кодеков, а места они занимают меньше, чем несжатое аудио. Правда, файлы lossy меньше по размеру, чем музыкальные файлы без потери качества. Большая часть современных программ-плееров понимают формат lossless. Те программы, которые не в состоянии его воспроизводить, могут легко этому научиться, используя плагин lossless. Что такое звуковые форматы lossless?
Звуковые форматы без потери качества
Подлинного любителя музыки вряд ли устроит звучание музыки, записанной в форматах со сжатием Ogg Vorbis или MP3. Конечно, если аудиозаписи прослушивать на бытовой аудиоаппаратуре, недостатки звучания невозможно уловить на слух, но если попытаться проиграть сжатый файл на высококачественной аппаратуре класса Hi-Fi, сразу обнаружатся недочеты звука. Безусловно, создать коллекцию качественной музыки на CD или виниловых пластинках нелегко. Есть разумная альтернатива этому пути для любителей качественного звука – lossless музыка. Ее можно хранить на ПК в виде, дающем возможность сохранить неизменными исходные параметры музыки, даже если применено сжатие. Этот путь одновременно решает проблемы высокого качества музыки и компактного ее хранения, ведь аудиоаппаратура для прослушивания (наушники, колонки, усилители) имеет вполне доступную цену.
Несжатые форматы звука без потери качества:
- CDDA — является стандартом аудио CD;
- WAV — Microsoft Wave;
- IFF-8SVX;
- IFF-16SV;
- AIFF;
- AU;
- RAW.
- FLAC;
- APE – Monkey’s Audio;
- M4A – Apple Lossless — формат качественной музыки от Apple;
- WV – WavPack;
- WMA – Windows Media Audio 9;
- LA – Lossless Audio;
- TTA – True Audio.
- LPAC;
- OFR – OptimFROG;
- RKA – RKAU;
- SHN – Shorten.
Готовые пресеты для OBS
Стандартные настройки стрима:
| Параметр | Плюс | Минус | Видео | Аудио | FPS |
| 1080р 60fps | Максимальный bitrate на Твиче подходит для топовых настольных систем и глаза. | Чрезмерная нагрузка на процессор в динамических сценах. | 3500 | 128 | 4300 |
| 1080р 30fps | Хорошая картинка. | Плохая плавность и передача сцен в движении. | 2000 (или опустить до 1500) | 128 | 4300 |
| 720р 60fps | Доступно для средней категории железа. | Мутная картинка из-за масштабирования. | 1500 | 128 | 2500 |
| 720р 30fps | Доступно для слабой категории железа. | Низкий Twitch bitrate влияет на расплывчатость, делает ее заметной. | 1500 | 96 | 2500 |
Параметры выбирайте исходя из характеристик компьютера, но старайтесь не перегружать центральный процессор.
Формат FLAC
Самым распространенным форматом является формат FLAC (Free Lossless Audio Codec). От аудиокодеков с потерями его отличает то, что из звукового потока при его использовании не удаляется никаких данных. Это дает возможность с успехом использовать его для воспроизведения музыки на Hi-Fi- и Hi-End-оборудовании, а также для создания архива коллекции аудиозаписей.
Большим достоинством формата является его свободное распространение. Это немаловажно для музыкантов, самостоятельно записывающих музыку. Формат в последнее время приобрел большую популярность, благодаря чему его поддержка включена в подавляющее большинство медиапроигрывателей.
FLAC файл и iTunes
FLAC файл не совместим с популярным проигрывателем iTunes. Однако FLAC может быть конвертирован в AIFF с сохраненим метаданных (включая изображения). Также FLAC может быть конвертирован в ALAC (разрешение *.m4a), обеспечивающий сжатие lossless.
При конвертации файлов для iTunes нужно обеспечить совместимость метаданных. Например, если вы используете FLAC конвертер AuI ConverteR, в настройках Settings > Metadata > о в переключателе Compatibility metatags with iTunes.
Формат APE
В отличие от FLAC, для формата APE имеются только лишь кодеки и плагины, рассчитанные на платформу Windows. Для других платформ имеются дорогие решения от сторонних производителей ПО. Алгоритм способен достичь сжатия звуковой информации без потерь примерно в 1,5-2 раза. В него входит три главных этапа кодирования, из которых лишь один основан на применении свойств, присущих звуку для сжатия. Остальные схожи с обычными архиваторами. Несмотря на то что алгоритм сжатия распространяется бесплатно, ограничения лицензии таковы, что для музыкантов-любителей он практически недоступен.
Биты и байты
Если вы узнаете только одну вещь из этой статьи, пусть будет разница между битами и байтами. Байты — это стандартная базовая единица измерения ёмкости компьютерной памяти. Мегабайты, гигабайты и терабайты — это множители байтов. Итак, как байты соотносятся с битами? Байт — это последовательность из восьми бит.
Биты обозначаются латинской строчной буквой «b», тогда как байты используют латинскую прописную букву «B». Чтобы вам было проще запомнить, то просто помните, большая буква «B» означает бОльшую единицу, байт. А также большая буква «B» в верхнем регистре напоминает восьмёрку, число битов в байте. Каждый раз, когда вы используете эти единицы, обращайте внимание на буквы рядом со значением, ведь эта разница очень важна.
| Таблица эквивалентов байтов и битов | ||||
| Префикс | Множитель | Единицы | Эквивалент (B) | Эквивалент (b) |
| — | — | Байт Byte (B) | 1B | 8b |
| кило | Тысячи | Килобайт Kilobyte (KB) | ~1,000B | ~8,000b |
| мега | Миллионы | Мегабайт Megabyte (MB) | ~1,000,000B | ~8,000,000b |
| гига | Миллиарды | Гигабайт Gigabyte (GB) | ~1,000,000,000B | ~8,000,000,000b |
| тера | Триллионы | Терабайт Terabyte (TB) | ~1,000,000,000,000B | ~8,000,000,000,000b |
В цифровой технике, а это абсолютное большинство современной техники, для хранения данных используется двоичная система, где каждая единица измерения основана на 2, а не 10. Как в мультфильме: раз два, раз два…
1 КB фактически равен 210 B, что составляет 1024 бит. Таким образом, приведённые выше цифры являются приблизительными и технически неточными. Но они достаточно близки для целей данной статьи.
Формат Apple Lossless
Музыка высокого качества lossless может прослушиваться с использованием кодека сжатия звука без ущерба качеству от компании Apple. Этот формат разработан компанией Apple для использования в собственных устройствах. Формат совместим плеерами iPod, имеющими специальные док-разъемы и новейшие прошивки. В формате не применен специфический инструментарий управления правами (DRM), но формат контейнера содержит такие возможности. Также он поддерживается приложением QuickTime и входит в качестве функции в программу iTunes.
Формат входит в состав библиотек, находящихся в свободном доступе, что дает возможность организовать прослушивание файлов в приложениях Windows. В 2011 году компания Apple обнародовала исходные коды формата, что открывает широкие перспективы перед кодеком. В будущем он может составить серьезную конкуренцию прочим форматам. Тесты продемонстрировали неплохие результаты. Сжатые файлы имеют размер от 40-60% от размера оригиналов. Впечатляет также скорость декодирования, что оправдывает его применение для мобильных устройств, производительность которых невелика.
Одним из недостатков кодека является совпадение расширения звуковых файлов с аудиокодеком AAC (Advanced Audio Coding). Это приводит к путанице, ведь AAC не является форматом музыки высокого качества. Поэтому решено было данные хранить в MP4 контейнере с расширением .m4a.
Из других форматов стоит упомянуть Windows Media Audio 9 Lossless, входящий в состав приложения Windows Media. Он работает с Windows и Mac OS X. Правда, пользователи отзываются о нем не очень одобрительно. Часто возникают проблемы с совместимостью кодека, да и количество поддерживаемых каналов ограничено шестью.
Переменный или постоянный битрейт
Давайте кратко поговорим о разнице между постоянным битрейтом (CBR — constant bitrate) и переменным битрейтом (VBR — variable bitrate). Иногда вам будет предложено выбрать между этими двумя вариантами, в зависимости от вашей программы для монтажа, видеоконвертера, или используемого кодека.
При постоянном битрейте кодировщик сжимает каждую секунду видео до установленного количества бит. Таким образом, битрейт остаётся постоянным на протяжении всего файла. Обычно это более быстрый метод сжатия, но он может привести к низкому качеству некоторых отдельных кадров.
Переменный битрейт — это, по сути, более умный метод, который ищет в видео разделы, требующие меньше данных, чем другие. Кадры с небольшим движением на экране или с крупными блоками одного цвета (небо, стена и т. д.) позволяют сжать видео сильнее, поэтому они кодируются с более низким значением битрейта.
Здесь установленный вами целевой битрейт становится в основном средним битрейтом вашего сжатого файла. Например, если ваш файл имеет переменный битрейт 15 Мбит / с, одна секунда может содержать только 5 МБ, а другая — 25 МБ. Вместе они составят в среднем 15 Мбит / с. Вам также может быть предложено выбрать минимальный и максимальный битрейт, который гарантирует, что никакая часть вашего видео не сожмётся выше или ниже установленного порога.
Стоит отметить, что сжатие — это неточная наука, и ваш целевой битрейт всего лишь цель. Фактический битрейт вашего сжатого файла может быть немного выше или ниже, но в большинстве случаев эта разница будет незначительной.
Формат WavPack
WavPack – еще один свободно распространяемый аудиокодек, сжимающий звуковую информацию без потерь качества. В WavPack интегрирован эксклюзивный комбинированный режим, позволяющий создавать два файла. Один из файлов в таком режиме создается сравнительно небольшого размера с потерями качества .wv, который можно проигрывать самостоятельно. Второй файл «.wvc» корректирует предыдущий «.wv» и в комбинации с ним дает возможность в восстановить оригинал в полной мере. Некоторым пользователям такой подход может показаться перспективным, ведь не нужно выбирать между двумя видами сжатия – всегда будут реализованы оба.
Заслуживает также внимания видеокодек с высококачественным звуком — lagarith lossless codec. Он работает быстро и качественно.
Скорость передачи данных в интернет
Теперь поговорим о втором практическом применении битрейта для производителей видео: пропускной способности интернета. Здесь битрейт измеряет количество бит, которые могут быть загружены в или выгружены из интернета за каждую секунду времени. Я рекомендую вам посетить такие сайты, как speedtest.net или fast.com, чтобы проверить скорость вашего собственного интернет-соединения.
Смотрите также: Видеокодеки, видеоформаты – что же это всё означает?
Проверка скорости интернет подключения на сайте fast.com
Недостаточная пропускная способность создаст серьёзное препятствие в вашей работе, поэтому убедитесь, что вы знаете, с чем работаете. Наличие высокоскоростного доступа в интернет имеет решающее значение для обмена большими файлами или для проведения стримов.
Цифровые плееры с поддержкой lossless
Хорошо отзываются пользователи о цифровых плеерах jetAudio, Foobar2000, Spider Player. Кардинальных отличий между ними нет. Выбор любого устройства основывается на субъективном мнении меломана об удобстве интерфейса для воспроизведения lossless. Что такое lossless формат, можно узнать протестировав эти плееры.
Формат Apple Lossless проигрывается с использованием iTunes. Кроме того, данный кодек поддерживается популярным видеоплеером VLC.
Хозяева компьютеров, совместимых с Apple, могут использовать две интересные программы: Vox и Cog.
Они поддерживают такие lossless форматы:
Дополнительно к этому имеется много полезных возможностей, например поддерживаются сервисы Last.fm.
Владельцы компьютеров с системой Windows могут использовать любое приложение, которое совместимо с кодеками музыки без потери качества: Foobar2000 или WinAmp. Для Winamp требуются специальные плагины. Lossless музыка хорошо воспроизводится на iTunes и KMPlayer. Достоинство iTunes, которого нет в других плеерах — возможность поддержки тегов.
Кодирование
Алгоритмы VBR, CBR и ABR, используемые для кодирования в МР3-формате, не обеспечивают полную сохранность качества — оно теряется. Впрочем, это можно ощутить только при просмотре (проигрывании) лишь на качественной аппаратуре.
Для непрофессионального взгляда материал, записанный с использованием механизмов VBR, CBR и ABR, будет выглядеть вполне качественно.
Проведём анализ различий в алгоритмах VBR, CBR и ABR, для того чтобы знать, каким из них правильно воспользоваться для записи и последующего хранения или передачи файлов. Какой из них лучше для качества или для решения других задач.
Устройства, совместимые с lossless
Например, владельцы устройств под управлением Android могут воспользоваться плеером andLess. Он способен проигрывать файлы в форматах FLAC, APE, несжатый WAV и другие форматы, поддерживаемые Android.
Хуже обстоят дела у владельцев устройств на платформе Blackberry. Лишь обладатели моделей Bold 9000 и 8900 и более поздних версий могут прослушивать lossless формат.
Обладатели устройств Apple без проблем могут использовать кодек ALAC. Он поддерживается плеером iPod (кроме shuffle), телефоном iPhone и планшетом iPad. Для формата FLAC можно скачать FLAC Player в App Store.
Кодек FLAC поддерживается устройствами Samsung Galaxy, некоторыми смартфонами Sony Ericsson и плеерами iriver.
Получили поддержку FLAC и стационарные устройства многих производителей. Медиаплееры и медиацентры позволяют обойтись без персонального компьютера при прослушивании композиций без потери качества.
Какой битрейт выбрать?
Если говорить о распространенном аудиоформате MP3, он представляет собой сжатие звука, в результате которого происходит потеря данных. Чем выше битрейт, тем лучше становится качество звука. Говоря о выборе битрейта для данного формата, можно утверждать следующее:
В видеоформатах данная величина рассчитывается иначе. Например, для роликов на YouTube достаточно битрейта 10-16 Мбит/с при разрешении 720p. Это позволит достичь четкого изображения и небольшого объема файла. Если имеется необходимость в повышенном качестве картинки, это значение можно повысить до 18-25 Мбит/с. Максимальное качество изображения будет достигнуто при показателе 50 Мбит/с и разрешении 1080i. В целом, влияние битрейта на качество видеозаписи выражается так:
Аппаратура для прослушивания
Почитателям аппаратуры качественного звука (Hi-Fi или Hi-End) трудно что-либо рекомендовать. Выбор в этой области ограничивается лишь бюджетом и вкусами. Эквалайзер, усилитель, акустика – выбор этих устройств имеет множество вариантов. Владельцам ПК, выбирающим себе качественную акустику для компьютера, лучше остановиться на бюджетных мониторных колонках любого известного бренда. Хорошо отзываются пользователи об акустике Microlab серии SOLO. Чтобы музыка в lossless качестве звучала хорошо, важно приобрести акустику с наличием сабвуфера. Двухполосной акустике не под силу справиться с воспроизведением нижней полосы частот.
Average bitrate
Average переводится с английского как усреднённый. Таковой является разновидность ABR, являющаяся в некотором роде помесью VBR и CBR.
Выбирая режим ABR, пользователь задаёт какое-то его значение в килобитах в секунду. Кодек же может изменять его в ту или иную сторону, придерживаясь установленного среднего значения.
Алгоритм Average bitrate
Метод ABR выгодно отличается от других назначаемым количеством бит в секунду. Вы можете выбирать абсолютно любой числовой параметр от 8 до 320. В то время как кодировка CBR может использовать только шестнадцатикратное значение.
Из вышеизложенного следует, что если для результата важен размер полученного файла, то для высшего качества лучше присмотреться к кодировке ABR или CBR.
В противном же случае обратить внимание на метод VBR 2 Pass.
В этой статье вы ознакомились с кодировками VBR, CBR и ABR. Теперь вы знаете, чем отличается каждая из них, какая лучше для вашей конкретной задачи и какую из них нужно выбрать.
Итоги
Новые форматы цифрового звука дали возможность любителям качественной музыки обзавестись собственными библиотеками на носителях информации большой емкости и слушать любимые композиции в высоком качестве, сэкономив достаточно большие деньги и довольно много места. Идеальным вариантом, безусловно, является полный комплект Hi-End оборудования, но и бюджетные варианты доставят меломанам огромное удовольствие. Ведь ощущения от прослушивания музыки несравнимы с MP3 на пластиковых колонках.
Lossless формат часто используется в работе домашней музыкальной студии. Он позволяет сохранить созданный трек в хорошем качестве. Композиция не займет много места, но ею можно будет поделиться с друзьями. Lossless музыка получает все большее распространение. Возможно, что она даже начнет вытеснять традиционные mp3 форматы.
WAV: для тех, кому за…
Хранить сегодня музыку в WAV совершенно нецелесообразно. Да, это формат, «с которого есть пошла музыка в компьютере», но хранение в нем именно что нецелесообразно. Безусловно, если вы пишете музыку и храните сэмплы, именно в WAV их и надо хранить. Но слушать обычную музыку – не вижу смысла.
В общем-то, говорить серьезно о WAV в контексте данной статьи особого смысла нет.
FLAC, APE, ALAC и все-все-все – или просто lossless
Теперь, наконец, мы перейдем к форматам сжатия без потерь. Разумеется, на первом месте FLAC, который по распространенности и поддержке победил все остальные, а потом и потоптался. Нет, конечно, APE и ALAC очень даже живы. Но на стороне FLAC – популярность, популярность и еще раз популярность.
Сегодня это тоже важно, потому что, если ваше устройство поддерживает декодирование на аппаратном уровне – все играет с меньшей загрузкой ресурсов. В случае смартфонов это более чем актуально. Более того, lossless-форматы уже поддерживает большая часть домашней аудиотехники, как дешевых мини-систем, так и вполне серьезных устройств класса High End.
Чем же хороши lossless-форматы? Грубо говоря, это те же исходные WAV-файлы, но ужатые архиватором типа RAR. Это если очень грубо. Главное преимущество lossless-форматов – то, что из аудиопотока не удаляется никакая информация вовсе, как в MP3. То есть, на каком бы устройстве вы это ни проигрывали, можно быть уверенным, что вы слышите все, что только может выдать ваш аппарат. Что может – то и выдает, а что не может – то проблемы лично аппарата и никоим образом не самого файла.
Что же касается того, как
lossless-форматы это делают – за этим опять же отсылаю вас к Википедии, где все подробно расписано. Смысл же моих пассажей в том, что FLAC – это та самая золотая середина между MP3 и WAV. То, что появилось вполне закономерно – тогда, когда объемы жестких дисков уже перестали быть камнем преткновения, и у всех наконец-то появилась возможность хранить Большие Файлы.
Форматы с другой планеты: WavPack, Opus, MPC и прочие страшные буквы
Не упомянуть о них нельзя. Сегодня в плеяде форматов аудиофайлов они занимают примерно то же место, которое занимал OGG в пору моего школьного возраста. То есть – оно есть, прикольно поэкспериментировать, а потом выбрать FLAC или MP3.
Нет, речь не идет о том, что все вышеперечисленное плохо. Что-то из этого даже сжимает лучше, чем MP3. Но! Вспомните (если кто из олдфагов) – чем закончилась в начале 1980-х борьба VHS и Betamax в сегменте домашнего видео? Полной и безоговорочной победой VHS! При худшем качестве картинки и всего остального! А почему? Потому что дешево по всем фронтам (как аппаратура, так и расходники), легко и отсутствует защита от копирования.
Примерно то же самое ожидает и «опусы» с WavPack – и плюс поддержка «железа» и софта сегодня. Проще говоря, эти форматы остались уделом энтузиастов. Можете попробовать и гордо хранить музыку в них, но при попытке скопировать на смартфон или плеер вы расстроитесь потому, что их никто не поддерживает и воспроизводить банально нечем. Не говоря уже про отсутствие аппаратной
поддержки. Надо оно вам? Да, пусть это Betamax в мире цифрового звука. Но кому какое дело?
FLAC vs MP3
Да! Вот вы и дождались! Оно самое! Сколько же копий сломано на эту тему – не сосчитать. Приверженцы FLAC с пеной у рта доказывают, что слышно всё
; приверженцы MP3 флегматично заявляют, что им и MP3 хватает, и они не слышат того, чего нет. Особо жестокие добавляют, что и в 128 кбит/с все отлично слышно. Фаны FLAC немедленно падают в обморок, и их отпаивают валокордином.
Истина, как водится, где-то посередине. И заключается она в том, что правы, в общем-то, все. Но – с различными «если» и «но».
Первое: отличие FLAC от MP3 вы услышите, если слон вам по ушам не потоптался, только на более-менее приличной аппаратуре. То есть на копеечных пластиковых колонках со встроенной в материнскую плату звуковой картой – не услышите. На дешевом смартфоне с наушниками за пять баксов – не услышите. И это мы говорим о глобальных отличиях.
Если же брать отличия высших битрейтов MP3 (256-320 кбит/с) от FLAC, то здесь вы отличия услышите (да и то – если у вас уши на месте) лишь на хорошей аппаратуре ценой от тысячи долларов за новый комплект – усилители и трехполосная напольная акустика как минимум. Если же вы не хотите отдельную систему Hi-Fi, можно этого добиться и на компьютере. Для этого необходимы внешний аудиоинтерфейс ценовой категории от 300-400 евро за подержанный экземпляр, акустика ценой в 300-350 евро за новый комплект и (очень желательно) цифровой оптический тракт.
Даже более того – если вы пустите звук по оптике со встроенного в системную плату решения, услышите разницу. Собственно, у меня все так и есть: звук пущен по оптическому каналу Toslink из дефолтового Realtek на оптический вход внешней «звуковухи» Edirol и затем выведен по обычным аналоговым RCA на скромную акустику ценой в 350 евро. И – отличия MP3 320 кбит/с от FLAC слышны «невооруженным ухом». Вывод прост: если вы хотите реально слышать разницу с FLAC и прочими APE, нет нужды разоряться на дорогущий «хай-фай», если вас устроит «все в компьютере».
Компромиссный вариант тут тоже прост. 99.9% пользователей не являются аудиофилами, поэтому им хранить музыку во FLAC есть смысл только с прикидкой на далекое будущее, когда будет больше денег, трава будет зеленее, а реки – чище. Нет, разумеется, если у вас места куры не клюют, тогда рекомендую хранить-таки музыку все же во FLAC. Во всех прочих случаях – MP3 320 кбит/с. Помимо места, делать выбор в пользу MP3 стоит тем, кто слушает музыку в Bluetooth-наушниках – не может еще даже кодек aptX передавать Диму Билана в сравнимом с проводным решением качестве.
MP3 — качество звука при минимальном объёме
Помню, как у меня появились первые MP3-диски. Они казались сверхъестественными после CD и тем более кассет, так как вмещали в себя не 20 песен, а несколько альбомов любимых исполнителей. В этом и состоит преимущество данного формата. Что я имею в виду?
Были времена, когда объём накопителей, трафик и скорость интернета ограничивались, то есть качать и хранить массивы музыки было проблематично.
Спасением стал формат MP3 (полное название MPEG-½/2.5 Layer 3). Появившийся ещё в 1994 году. С его помощью вес треков можно значительно уменьшить.
Страшно ли сжатие?
Для данной цели используется алгоритм сжатия с потерями (lossy). Какими именно? Теряется неразличимая человеческому уху информация, чтобы сохранить трек в максимально близком к оригиналу виде. С развитием технологий всё лучше удаётся добиться данного эффекта.
Под зачистку могут попасть, допустим, тонкие звуки выше 17 кГц и басы ниже 40 Гц.
Для справки: человек слышит в диапазоне от 16 Гц до 20 кГц; и так как за восприятие звуков отвечает мозг, а не ухо, то не все поступающие данные им воспринимаются.
Таким образом, при прослушивании на непрофессиональной технике никаких потерь вы не ощутите. Не стоит беспокоиться о них и людям преклонного возраста в связи с естественным ухудшением слуха.
Для наглядности можно сравнить MP3 с изображениями расширения JPEG. Только профессиональный фотограф на высококлассном мониторе сможет заметить разницу сжатой картинки в сравнении с оригиналом в RAW, например.
Как оценивать MP3-файл?
Большинство пользователей при скачивании песни обращают внимание лишь на битрейт. Для тех, кто не в теме: желательно, чтобы он был 320 kb/s — тогда звук более чистый и сбалансированный. В принципе, для тех, кто не сильно заморачивается, битрейт — достаточный критерий для оценивания. Но для претенциозных слушателей он может быть не единственным.
Не лишним будет посмотреть и свойства кодека, с помощью которого выполнялась конвертация. Расписывать подробно я их не буду — сейчас не об этом. Если вкратце, то хорошо, когда файл:
- Конвертирован в последней версии кодека, например, LAME 3.100 (на момент написания статьи).
- С пометкой «Stereo», так как если вместо неё вы увидите «Joint Stereo», то для снижения объёма некоторые компоненты переведены в моно, а значит, трек немного потерял в глубине звучания.
- Что касается режима битрейта (CBR, VBR, ABR), то каждый из них хорош для отдельной ситуации, но это слишком глубокое копание, которое не входит в рамки данной статьи.
Подготовка к тесту
2.1 Оборудование
Все технологии энергосбережения и HyperThreading отключены в BIOS материнской платы. Чтобы исключить задержки, связаные с записью/чтением HDD, для тестов используется RAM диск (Z:, 3 Гб).
2.2 Программное обеспечение
По возможности используются 64-битные версии кодеров. Для теста была специально произведена установка портативного foobar2000 последней версии с необходимым плагинами и кодировщиками, после чего предварительно были созданы профили конвертера для каждого кодера.
ОС:
Windows 10 Pro 64-bit
Видеодрайвер:
ForceWare 385.41 WHQL
foobar2000:
Core (2017-07-10 05:24:08 UTC)
foobar2000 core 1.3.16
foo_benchmark.dll (2017-09-04 20:26:52 UTC) Decoding Speed Test 1.2.3
foo_bitcompare.dll (2017-09-04 20:26:52 UTC) Binary Comparator 2.1.1
foo_converter.dll (2017-07-10 05:22:28 UTC) Converter 1.5
foo_input_la.dll (2010-12-08 22:45:00 UTC) Lossless Audio(La) decoder 0.01
foo_input_monkey.dll (2017-09-04 20:26:54 UTC) Monkey’s Audio Decoder 2.1.7 foo_input_ofr.dll (2017-09-05 14:18:58 UTC) OptimFROG Lossless/DualStream Decoder 1.31
foo_input_std.dll (2017-07-10 05:22:04 UTC) FFmpeg Decoders 3.2.4 Standard Input Array 1.0
foo_input_tak.dll (2017-09-04 20:26:54 UTC) TAK Decoder 0.4.7
foo_input_tta.dll (2017-09-04 20:26:54 UTC) TTA Audio Decoder 3.4
foo_ui_std.dll (2017-07-10 05:22:34 UTC) Default User Interface 0.9.5
Кодеры:
FLAC 1.3.2 GIT20170314 x64 ICL Flake 0.11 FLACCL 2.1.6 Lossless Audio (LA) Compressor v0.4b Monkey’s Audio Console Front End v4.22 OptimFROG Lossless Audio Compressor v5.100 x64 refalac 1.64 TAK v2.3.0 TTA 2.3 64-bit SSE4 WMA 0.2.9c 64-bit WavPack v5.1.0
Для процесса плеера (а также для конвертера в его настройках) был установлен приоритет реального времени.
2.3 Музыкальный материал
Для теста был выбран образ диска одного из современных композиторов электронной музыки. Запись имеет широкий частотный и относительно неплохой динамический диапазоны.
2.4 Подбор параметров кодирования
Изначально я планировал провести сравнение при максимальных настройках сжатия для каждого кодера. Но по некоторым причинам это представилось невозможным, да и смысл такого теста был бы весьма сомнителен. Например, чтобы закодировать 30-секундный отрезок стандартного звукового материала кодеком OptimFROG с максимальными параметрами, уходит 230 секунд (скорость кодирования около 0.13х). Таким образом я сформулировал следующие требования:
- скорость кодирования не менее 1x
- скорость декодирования не менее 2х
- возможность использовать для сжатых файлов прокрутку (seeking).
Так как прирост сжатия по мере увеличения параметров уменьшается, степень сжатия с выбранными мною параметрами практически не отличается от максимальной.
Общие параметры конвертера:
Output bit depth:
AutoDither:NeverOutput folder:Source track folderFiilename pattern:%filename%Processing:NoneWhen finished:Do nothing
Кодеры и параметры
Примечание: для кодеров, не имеющих возможности кодировать на лету, входной файл был указан непосредственно в параметрах (вместо переменной %s). Это сделано с той целью, чтобы кодирование происходило непосредственно из файла-источника в конечный, без создания временного (что занимает значительное время и искажает результаты). Ниже параметры для упомянутых кодеров указаны с переменной %s.
Методика тестирования
3.1 Кодирование
После подготовки дело остается за малым. Первый этап тестирования выглядит следующим образом:
- Закрыть в диспетчере задач все процессы, кроме необходимых.
- Запустить foobar2000 и установить для процесса foobar2000.exe максимальный приоритет.
- Добавить в плейлист файл Z:Image.wav
- Выделив файл в плейлисте, нажать кнопку конвертации, загрузить первый профиль конвертера и запустить процесс кодирования.
- По окончании конвертирования записать время и скорость кодирования (в виде N*realtime) из консоли плеера.
- Выполнить то же самое с использованием каждого из 9-ти профилей конвертера. Полученные файлы добавить в плейлист.
- Записать размер сжатого файла, степень сжатия (в %) и FBR (см. ниже) для каждого кодера.
После выполнения кодирования я получил следующий результат:
В плейлисте отображается имя файла, кодек, FBR (file-based bitrate = размер файла/продолжительность), степень сжатия в % и размер файла в мебибайтах.
3.2 Верификация
Сжатый файл должен нести все необходимые для восстановления исходного потока данные. Для проверки достоверности я произвел сравнение всех полученных файлов с исходным с помощью плагина Binary Comparator. Для того чтобы провести такое сравнение, надо выделить несжатый и тестируемый сжатый файлы в плейлисте, в контекстном меню выбрать Utilities->Bit-Compare Tracks
.
Для всех форматов, кроме LA, результат был положительным (No differences in decoded data found).
В случае с LA плеер закрывался с ошибкой. По этой причине, декодирование файла Image.la пришлось производить с помощью консольного кодера/декодера la.exe и библиотеки la-core.dll (которые использовались для кодирования). Полученный таким образом несжатый поток оказался идентичным исходному. Из этого можно сделать заключение, что декодер LA в foobar2000 работает некорректно, но при кодировании кодер информации не теряет и её можно восстановить.
3.3 Декодирование
Скорость декодирования оценивалась с помощью плагина Decoding Speed test. Декодирование происходило с высоким приоритетом, в 5-10 проходов. Буферизация в память отключена (файлы и так физически находятся в ОЗУ), количество потоков установлено в 1 (в стандартных условиях декодирование происходит именно в один поток). Окно плагина изображено ниже.
Для каждого кодера записывалось среднее время и скорость декодирования.
Примечание: для формата LA декодирование выполнялось через консоль (см. «Верификация»).
Выполняем расчеты
Чтобы рассчитать битрейт видео, используется специальная формула. Следует выяснить размер видеозаписи в килобитах и разделить эту величину на продолжительность воспроизведения, измеренную в секундах.
Например, имеется необходимость записать 2,5 часа видео (9000 секунд) на диск формата DVD. Его стандартный объем известен – 4480 МБ. Битрейт же измеряется в мегабитах в секунду, что важно учитывать.
Итак, расчет выглядит так: 4480 МБ делится на 9000 секунд и умножается на 8000 (для перевода в кбит/с). В результате получается 3982 кбит/с или 3,98 Мбит/с.
Вместе с тем, в видеофайле одновременно используется и аудиодорожка, которую следует учитывать. Поэтому произвести более точный расчет вручную проблематично. Чтобы вычисления были наиболее точными, желательно использовать специальные приложения (например, MediaInfo).
Результаты
Результаты тестирования оформлены в таблицу и отсортированы по убыванию степени сжатия.
| Кодек | Степень сжатия | FBR, кбит/с | Размер файла, МБ | Время сжатия, c | Скорость сжатия | Время декодирования, с | Скорость декодирования |
| LA | 66,55% | 939 | 535,55 | 589,28 | 8,11x | 519,90 | 9,20x |
| OFR | 66,74% | 941 | 537.06 | 1028,78 | 4,65x | 558,19 | 8,57x |
| APE | 67,23% | 948 | 540,98 | 252,92 | 18,91x | 327,8 | 14,59x |
| TAK | 67,79% | 956 | 545,53 | 128,91 | 37,10x | 12,62 | 379,02x |
| TAK (2 ядра) | 67,79% | 956 | 545,53 | 78,92 | 60,60x | 12,67 | 377,36x |
| WV | 68,75% | 970 | 553,28 | 1741,86 | 2,74x | 39,86 | 119,99x |
| FLACCL | 69,51% | 980 | 559,36 | 14,01 | 341,40x | 10,99 | 435,21x |
| TTA | 69,60% | 982 | 560,12 | 22,94 | 208,51x | 32,42 | 147,53x |
| Flake | 69,67% | 983 | 560,66 | 432,33 | 11,06x | 14,07 | 340,03x |
| FLAC | 69,90% | 986 | 562,49 | 39,98 | 119,61x | 9,13 | 523,48x |
| ALAC | 71,00% | 1002 | 571,38 | 42,56 | 112,37x | 18,92 | 252,822x |
| WMA | 71,68% | 1011 | 576,81 | 38,72 | 123,52x | 32,26 | 148,28x |
| PCM | 100% | 1411 | 804,67 | — | — | — | — |
Стандартные битрейты видео
- 400 Кбит/c — низкокачественные ролики, снятые на камеры низкого разрешения.
- 750 Кбит/с — применяется алгоритмами YouTube для роликов в 360p.
- 1 Мбит/с — то же самое для роликов в 480p.
- 2,5 Мбит/с — ролики в 720p.
- 3,8 Мбит/с — тот же YouTube, только видео в 720p и частотой 60 кадр/с.
- 4,5 Мбит/с — подобный битрейт ютуб выставляет видеозаписям в 1080p.
- 6,8 Мбит/с — то же самое, только для частоты 60 кадр/с.
- 9,8 Мбит/с — применяется при изготовлении DVD-дисков с фильмами.
- 19 Мбит/с — используется форматом HDV с разрешением 720p и 1080p.
- 24 Мбит/с — зачастую применяется при записи Blu-ray носителей.
- 29 Мбит/с— можно встретить на дисках стандарта HD DVD.
- 40 Мбит/с — наивысшее качество для записи Blu-Ray в 1080p.
- 45 Мбит/с — битрейт для 4K видео
