Verlustfreie digitale Audioformate


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Verlustfreie digitale Audioformate

lossless audio

Unkomprimierte Formate
Die ersten digitalen Audioformate codierten Informationen, wie sie sagen, “wie sie sind”.

Lossless Audio

Dieses Format ist vor allem für den Computer selbst praktisch: Es besteht eine einfache Entsprechung zwischen einer Folge digitaler Signale und einer Schallwellenform. Es überrascht nicht, dass trotz der Weiterentwicklung komprimierter Audioformate unkomprimierte Formate weiterhin aktiv im Bereich der professionellen (und Amateur-) Klangarbeit eingesetzt werden. Was sind diese Formate?

Erstens ist es das Audio-CD-Format selbst. Für ihn ist alles einfach: Dies ist das Format, in dem die meisten Audio-Discs aufgenommen werden (es sei denn, es wurden natürlich mehrere Alben gleichzeitig aufgenommen – in diesem Fall handelt es sich um ein Format offensichtlich komprimiert). Das Audio-CD-Format verwendet Pulse Code Modulation (PCM), um “digital” in “analog” umzuwandeln. Dies ist die Art der Konvertierung, die die Grundlage für die meisten anderen Audioformate bildet.

Bei CDs ist alles klar, aber was ist mit Soundpräsentationsformaten auf Computern? Wie Sie sich vorstellen können, waren hier die größten Computer- und Softwarehersteller die ersten, die Formate wie AIFF (Apple) und WAV (Microsoft und IBM) entwickelten, die den Computer- und Betriebssystembenutzern dieser Entwickler bis heute bekannt sind. von heute. Darüber hinaus führte Apple, zu dieser Zeit der unbestrittene Marktführer im Bereich Computer-Multimedia, sein Format 1988 ein, drei Jahre vor den Entwicklern des WAV-Formats. Wenn Sie den Computer die Daten auf der Audio-CD lesen und in eines dieser Formate übersetzen lassen, erhalten Sie eine exakte Kopie, die auf der Festplatte Ihres Computers genauso viel Speicherplatz beansprucht wie das Original auf der CD. Der einzige Unterschied besteht im Format, in dem diese Daten gepackt werden.

Es ist wichtig zu beachten, dass die Funktionen dieser Formate die einer Audio-Disc übertreffen. Sie ermöglichen eine viel größere Audiotiefe (bis zu 32 Bit) und Abtastraten (AIFF bis zu 196 kHz und in WAV beliebig). Aber selbst diese Parameter waren mit den Entwicklern von Audioformaten mit ultrahoher Wiedergabetreue nicht zufrieden. Diese Formate wurden erstmals auf Super Audio-CDs (SACD) verwendet, die 1999 von Sony und Philips entwickelt wurden, und schließlich für Liebhaber von qualitativ hochwertigem Sound auf PCs installiert.

Das in SACD verwendete digitale Audioformat heißt DSD (Direct Stream Digital). Es wird eine grundlegend andere Art der Analog-Digital- und Digital-Analog-Wandlung verwendet – die Wellenform wird jeweils nur mit einem Bit codiert. Mit anderen Worten, die „Tiefe“ des Klangs beträgt nur ein Bit, aber diese Informationen werden viel häufiger aktualisiert als in den meisten anderen Formaten, dh die Abtastrate wird mehrmals erhöht. Dies ermöglicht es dem Algorithmus, die Form der Schallwelle durch Schätzen der Dichte dieser Impulse in einem gegebenen Zeitintervall wiederherzustellen.

Diese Art der Darstellung des Signals ermöglichte es, nichtlineares Quantisierungsrauschen zu vermeiden. Es ist wahr, dass je höher die Frequenz des Tons ist, desto geringer die Anzahl der Impulse, die ihn codieren, desto genauer wird die Codierung, was bedeutet, dass der konstante Rauschpegel in Bezug auf das Signal, dh das Rauschen, zunimmt . Bei einer hohen Abtastfrequenz wird das Rauschen jedoch bereits im für das Ohr nicht wahrnehmbaren Ultraschallbereich kritisch. Gleichzeitig wurde eine viel wichtigere Aufgabe erfüllt: Es gibt kein Quantisierungsrauschen, eine Art “Fluch” des digitalen Klangs. Sie alle “gingen” mit dem gleichen unhörbaren Geräusch. Es ist nicht verwunderlich, dass sich dieses Format in Kritiker von “digital” verliebt hat. Es schien es “analog” näher zu bringen und Spuren von Diskretion in seinem Klang zu beseitigen.

Es stellte sich jedoch heraus, dass DSD-Dateien für die Bearbeitung völlig ungeeignet sind: Sie werden nur durch Konvertieren in PCM (und umgekehrt beim Speichern) bearbeitet, und jede solche Konvertierung vervielfacht das Rauschen, das für das Hören bald kritisch wird. . Es ist eine Sache, wenn Sie fertiges analoges Material in DSD aufnehmen, das das analoge Mastering bestanden hat. Aber was sollten Sie tun, wenn Sie neues Audiomaterial aufnehmen und bearbeiten? Es gab also Formate, die mit zusätzlichen Anpassungen gegen Quantisierungsrauschen auf die Pulscodemodulation zurückgingen. Unter diesen ist DXD (Digital eXtreme Definition) bemerkenswert, das nicht nur zum Mastering von Quelldaten für SACD, sondern auch zum Hören von Audio in hoher Qualität auf einem Computer Anwendung gefunden hat.


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Einführung in den digitalen Sound

Einführung in den digitalen Sound

digital sound

Der Computer arbeitet mit digitalen Daten. Für die Übersetzung in einen Computer muss daher ein analoges Audiosignal in ein digitales umgewandelt werden.

Digital Sound

Für die Wiedergabe hingegen muss das digitale Signal in ein analoges umgewandelt werden. Hierzu werden spezielle Geräte verwendet: ein Analog-Digital-Wandler (ADC) und ein Digital-Analog-Wandler (DAC). Beide Geräte sind in die Soundkarte Ihres Computers integriert.
Aufnahmeschema: Tonwiedergabe

Aufnahme und Digitalisierung
Die Bandaufnahme ist ein Beispiel für eine analoge Aufnahme. Der Computer arbeitet mit digitalen Daten. Digitale Aufnahmen haben viele Vorteile gegenüber analogen:

Digitale Dateien können ohne Qualitätsverlust beliebig oft kopiert werden.
Die digitalen Dateien können auf eine CD gebrannt und auf der Website veröffentlicht werden.
Digitale Aufnahmen sind einfacher zu bearbeiten.
Um ein analoges Signal in ein digitales Signal umzuwandeln, ist ein spezielles Gerät erforderlich: ein Analog-Digital-Wandler (ADC). Der ADC wandelt ein analoges Signal in eine Folge von digitalen Werten um, die an einen Computer gesendet werden. Das Verfahren zur Umwandlung des analogen Signals in eine digitale Technik, die als Impulscodierung (PCM-Pulscodemodulation) bezeichnet wird. Das Wesentliche dieser Methode ist, dass die Amplitude des analogen Signals in regelmäßigen Abständen abgetastet wird:

Digitalisierter Ton

Um ein verlustfreies Signal umzuwandeln, müssen 2xPi-mal häufiger als die höchste Frequenz im Signalspektrum abgetastet werden:

Es ist leicht zu erraten, dass zwei Parameter die Qualität einer digitalen Aufnahme bestimmen:

Abtastfrequenz: Die Geschwindigkeit, mit der Proben entnommen werden. Gemessen in Hertz (Hz). 1 Hz = 1 / P.
Audio-CDs verwenden beispielsweise eine Abtastrate von 44.100 Hz.

Auflösung (Stichprobenformat oder Stichprobengröße): Die Genauigkeit der Darstellung jeder Stichprobe, dh welche Zahl jede Stichprobe beschreibt. Audio-CD wird durch 16 Bit dargestellt.

Bitrate

Das menschliche Ohr erkennt Geräusche im Frequenzbereich von 15 Hz bis 20 kHz. Daher beträgt die ideale Abtastrate 128 kpc. Diese Frequenz wird im DVD-Format verwendet. In letzter Zeit wird die Frequenz von 192 kHz mit einer Abtastung von 24 und 32 Bit üblich. Diese Auflösung ermöglicht die Übertragung von völlig realistischem Klang, erfordert jedoch eine hochwertige Akustik.

Für das Audioformat beträgt die ausgewählte Frequenz 44.100 Hz mit 16-Bit-Abtastung (siehe “Was ist Ton”). Dies entspricht der Fähigkeit, die meisten Lautsprechersysteme zu reproduzieren.

Die Digitalisierung des analogen Signals erfolgt mit der Pulsmodulationsmethode (PCM steht für Pulse Code Modulation).

Reproduktion
Für die Wiedergabe muss ein digitales Signal in ein analoges Signal umgewandelt, verstärkt und an ein Tonwiedergabegerät weitergeleitet werden – Lautsprecher oder Kopfhörer.

Um ein digitales Signal in ein analoges umzuwandeln, wird ein Gerät verwendet: ein Digital-Analog-Wandler (ADC).

In der Regel sind ADC und DAC in eine Computer-Soundkarte integriert

Was ist besser: MP4 oder 3GP?

Was ist besser: MP4 oder 3GP?

MP4 VS 3GP

Bei der Bewertung der Formate MP4 und 3GP stellt sich nicht die Frage, welches überlegene digitale Video speichert, sondern welches für die jeweilige Aufgabe am besten geeignet ist. Obwohl beide mehrere Medienspuren enthalten und ähnliche Codierungsmethoden verwenden, sind die Unterschiede bei Verwendung auf tragbaren Geräten am deutlichsten.

3GP vs. MP4

Hintergrund
Wenn digitale Videos erstellt werden, werden sie durch einen als Komprimierung bezeichneten Prozess veröffentlicht. Während dieses Vorgangs codieren digitale Skripte, sogenannte Codecs, die Medienspuren und machen sie lesbar. Danach werden die bestellten Video-, Audio-, Untertitel- und Animationsspuren über einen Mediencontainer zu einer Datei zusammengefasst. Die Formate MP4 und 3GP sind eng miteinander verbunden, da ihre Dateien mit einer Version der MPEG-4-Komprimierung aufgezeichnet werden.

Eigenschaften
Das 3GP-Format wurde von einem Partnerprojekt der dritten Generation als Implementierung der MPEG-4-Komprimierung entwickelt. Obwohl dieses Codierungsprofil häufig für digitales Video verwendet wird, haben Telekommunikationsfachleute es speziell für die Leistung auf 3G-Mobiltelefonen entwickelt. Im Gegensatz dazu ist MP4 ein gängiges Format für alle digitalen Videos, die mit MPEG-4-Komprimierung veröffentlicht wurden. Die Formate sind sehr ähnlich. Einige 3GP-Dateien können geöffnet werden, wenn ihre Erweiterung in MP4 geändert wird.

Show
Da die MPEG-4-Komprimierung so effizient ist, kann jedes nach diesem Standard codierte digitale Video hochwertige Multimedia-Inhalte mit relativ geringer Bandbreite übertragen. Infolgedessen sind diese Dateien relativ klein und beanspruchen weniger Speicherplatz und Verarbeitungsgeschwindigkeit. Aufgrund dieser Effizienz ist MP4 nahezu universell mit tragbaren Mediaplayern und Smartphones kompatibel. Trotz dieser umfassenden Kompatibilität sind MP4-Dateien nicht für die Wiedergabe auf 3G-Mobiltelefonen wie 3GP-Dateien optimiert.

Kompatibilität
Obwohl 3GP-Dateien für 3G-Mobiltelefone entwickelt wurden, können sie auch auf einigen Mediaplayern geöffnet werden. Diese Anwendungen umfassen QuickTime, VLC und RealPlayer. Da MP4-Dateien jedoch weit verbreitet und verbreitet sind, ist die Unterstützung des Formats in Multimedia-Software fast Standard. Neben QuickTime, VLC und RealPlayer können MP4-Dateien auf iTunes und Windows Media Player übertragen werden. MP4-Dateien können auch auf Apple iPod, Apple iPhone und Sony PSP heruntergeladen werden.

Endeffekt
Wenn Sie Videos auf einen Desktop-Computer oder einen tragbaren Mediaplayer streamen möchten, ist MP4 das beste Format, da es Videos mit höherer Auflösung unterstützt. 3GP sollte jedoch nur auf 3G-Telefonen verwendet werden, da es speziell für das Gerät entwickelt wurde.

Alles, was Sie über hohe Auflösung wissen müssen

Alles, was Sie über hohe Auflösung wissen müssen

Hi-Res Audio

High Definition Audio ist die Wahl der engagiertesten Fans digitaler Musik. Was ist es, wo bekommt man es und was braucht es, um es zu hören?

HI RES AUDIO

Wenn Sie sich ein wenig für digitale Musik interessieren (egal ob Sie CDs hören oder Spotify auf Ihrem Smartphone streamen), sind Sie wahrscheinlich auf den Begriff “Hi-Res Audio” oder “Hi-Res Audio” gestoßen.

In den letzten Jahren gewinnt die Popularität von Hi-Res Audio langsam aber sicher an Dynamik, was durch die Entstehung neuer Komponenten, Streaming-Dienste und sogar Smartphones, die diesen Standard unterstützen, angeheizt wird. Bis vor kurzem war es ein Nischensegment für einen engen Kreis von Insidern, aber heute wollen alle mitmachen.

Wenn Sie das bestmögliche Musikhören oder zumindest eine bessere Klangqualität erzielen möchten, sollten Sie sich mit dem Konzept von Hi-Res Audio vertraut machen.

Diese Perspektive ist etwas überwältigend, da sie viele Faktoren beinhaltet. Was ist hochauflösendes Audio? Was bedeuten all diese Formate und Zahlen? Wo kann ich hochwertige Dateien bekommen und auf welchen Geräten kann ich sie abspielen? Wo fängst du endlich an?

Unser Leitfaden zur Welt von Hi-Res Audio hilft Ihnen dabei, die Angelegenheit eingehend zu verstehen. Nachdem Sie dieses Material bis zum Ende gelesen haben, sind Sie mit allen notwendigen Kenntnissen ausgestattet und machen den ersten Schritt auf dem Weg in die magische Welt des besten Klangs.

WAS IST HI-RES-AUDIO?

Im Gegensatz zu HD-Videos gibt es noch keinen universellen Standard für hochauflösendes Audio. Die Digital Entertainment Group, die Consumer Electronics Association und The Recording Academy sowie die größten Aufnahmeunternehmen definieren dies wie folgt: „Eine Audiodatei in einem verlustfreien Format, die einen Soundtrack über den gesamten Frequenzbereich enthält, in dem Es wurde mit höherwertigen Geräten als CD gemastert. “

In einfachen Worten bezieht sich dieser Begriff im Allgemeinen auf Aufzeichnungen mit einer höheren Abtastrate und / oder Bittiefe als CDs (d. H. 16 Bit / 44,1 kHz).

Die Abtastrate gibt an, wie oft pro Sekunde ein Signal während seiner Umwandlung von analog zu digital abgetastet wird. Je höher die Bittiefe ist, desto genauer ist die Signalmessung am Abtastpunkt, sodass der Übergang von 16-Bit zu 24-Bit die Qualität erheblich verbessern kann.

Hochauflösende Audioformate haben normalerweise eine Abtastrate von 96 oder 192 kHz bei 24 Bit. Es gibt auch Dateien mit 44,1, 88,2 und 176,4 kHz.

Ein kleiner Verlust

Hi-Res Audio hat jedoch einen großen Nachteil: die Größe der Dateien. Sie sind in der Regel mehrere zehn Megabyte groß, und einige Songs können problemlos den gesamten Speicher Ihres Geräts belegen. Aus diesem Grund ist es schwierig, sie über Mobilfunknetze und WLAN zu übertragen.

Und das ist noch nicht alles: Jedes der Hi-Res Audio-Dateiformate weist bestimmte Kompatibilitätsbeschränkungen auf. Beispiele hierfür sind FLAC (Free Lossless Audio Codec) und ALAC (Apple Lossless Audio Codec); beide bieten theoretisch eine verlustfreie Übertragung von Musikinformationen. Darüber hinaus gibt es unkomprimierte Formate: WAV und AIFF, DSD (das in Super Audio CD verwendete Format) und das kürzlich entwickelte MQA (Master Quality Authenticated).

Sie können die relativen Vorteile der einzelnen Formate diskutieren. Zunächst müssen Sie jedoch deren Kompatibilität mit Audiosystemkomponenten und Softwarelösungen berücksichtigen.

WAS SIND GUTE AUDIOFORMATE MIT HOHER AUFLÖSUNG?

Der Hauptvorteil von HD-Formaten gegenüber Tablets ist die höhere Klangqualität. Herunterladbare Websites wie Amazon und iTunes sowie Streaming-Dienste wie Spotify bieten Komprimierungsformate mit relativ niedriger Bitrate wie 256 KBit / s AAC von Apple Music und Spotify mit 320 KBit / s Ogg Vorbis.

Während des Komprimierungscodierungsprozesses gehen einige Informationen verloren. Mit anderen Worten, die Signalauflösung wird zur Vereinfachung und Reduzierung der Dateigröße reduziert. Dies wirkt sich auf die Klangqualität aus: In diesen Formaten können Ihre Lieblingssongs nicht vollständig angezeigt werden.