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Was sind verlustfreie, verlustfreie Musikformate?

Um den Umgang mit Bitraten zu vereinfachen, werde ich ein etwas vereinfachtes Verständnis der verlustbehafteten und verlustfreien Bitraten vermitteln.

Wenn wir uns den Sound in Form eines kaputten Diagramms vorstellen, dann werden in MP3- und OGG-Formaten (dies sind derzeit die Hauptformate von Lossy, wir werden den Rest hier nicht berücksichtigen, da sie ziemlich selten sind) von 128 bis 256 kbps die Enden des Sounds abgeschnitten (von dieses Diagramm). Bei der Bitrate von 320 kbit / s wird der Ton nicht abgeschnitten.

Was sind Bitraten?
Die Bitrate ist ein Indikator dafür, wie viele Informationen eine Sekunde Sound codiert. Je höher es ist, desto weniger Verzerrungen und desto näher ist die codierte Komposition am Original.

Verlustfrei – Verlustfrei. Dies bedeutet, dass verlustfreie (verlustfreie) Audioformate wie FLAC, APE und WAV sowie weniger bekannte CDs ohne Qualitätsverlust in digitale konvertieren können Nehmen Sie eine Disc aus Ihrer Sammlung, speichern Sie sie in WAV, codieren Sie WAV neu, z. B. in FLAC (oder APE), dann von FLAC (oder APE) in WAV und brennen Sie sie auf Disc, und Sie erhalten eine Disc, die absolut identisch mit Ihrer CD ist. Dies wirft die Frage auf: Warum nicht einfach das WAV-Format verwenden? Es ist ganz einfach: Verlustfreie Formate haben die gleiche Qualität wie WAV, benötigen jedoch weniger Platz. Dies ist ihr Vorteil. Es gibt einen Mythos, dass ein Analogon einer CD ein MP3 mit einer Bitrate von 320 kbit / s ist, aber dies ist nicht der Fall, nur ein verlustfreies Bild dieser CD ist übrigens ein Analogon einer CD, und Vinyl nicht es hat überhaupt Analoga. Die Bitrate des Vinylanalogons muss unendlich sein, da Schallplatten aus sogenannten Masterbändern hergestellt werden. Ein Masterband ist eine analoge Kopie eines in einem Studio gemischten Stücks.

Was sind WAV und APE?
Es ist ein verlustfreier Komprimierungsalgorithmus für WAV-Audiodateien, der üblicherweise zum Speichern von Musik verwendet wird, die von CDs (CD-DA) extrahiert wurde. Zuerst wird die ursprüngliche WAV-Datei von der CD-Audio entfernt (wenn eine Standard-Disc 80 Minuten lang vollständig mit Musik aufgenommen wurde, beträgt die Datei 700 MB), und dann wird sie in APE archiviert (Standarderweiterung für Dateien, die von Monkey’s Audio komprimiert wurden). . Ja, dies ist vergleichbar mit der Archivierung, da APE später entpackt und der ursprüngliche WAV erhalten werden kann, als ob er mit ZIP oder RAR archiviert worden wäre. Komprimieren Sie die APE des ursprünglichen WAV normalerweise 1,5 bis 2 Mal.

APE ist ein Format für Musikkenner, die sich oft für ganze Alben interessieren, nicht für einzelne Kompositionen. Musikdatenbanken wie freedb funktionieren auch mit Alben. Außerdem nimmt ein komprimiertes Album mit einer Datei etwas weniger Speicherplatz ein, als wenn jedes Lied getrennt wäre. Tatsächlich verbietet jedoch niemand das Speichern von Musik in APE pro Titel.

Viele Leute mögen APE nicht, weil sie mehr Zeit damit verbringen müssen, um es auf die Site (oder von der Site) oder auf den Disk Grabber hochzuladen. Sie argumentieren, dass die Größe groß ist und nur viele Probleme mit APE verursacht. Die Größe von APE kann zwei- oder viermal größer sein (je nach Art der Musik) als MP3. Aber für die Klangqualität muss man bezahlen (und meiner Meinung nach nicht sehr, ein toller Preis). Die zusätzliche halbe Stunde Pferderennen oder Graberra lohnt sich.

Die APE-Bitrate reicht von 700 kb / ps bis 1000 und mehr.

Was ist FLAC?
FLAC steht für Free Lossless Audio Codec (kostenloser verlustfreier Audio Codec). FLAC ist kostenlos, Open Source und plattformübergreifend. Die Komprimierungsverhältnisse von FLAC sind geringfügig niedriger als die von Monkey’s Audio, während die Codierungszeit (Komprimierungszeit) im FLAC-Format ungefähr der von Monkey’s Audio entspricht, die Decodierung (Dekomprimierung) jedoch viel schneller ist. FLAC ist im Osloer Netzwerk aufgrund seiner plattformübergreifenden Natur sehr beliebt: Es kann unter Windows, Linux, Unix und Mac OS X verwendet werden. Es gibt auch tragbare Mediaplayer, die das Abspielen von FLAC-Dateien unterstützen. Die Windows-Version des Codecs enthält Plugins für Winamp (Version 2.x / 5.x).

MP3
MP3 ist ein verlustbehaftetes Komprimierungsformat, dh verlustbehaftet. Es basiert auf der Annahme, dass das menschliche Ohr einige Frequenzen einfach nicht wahrnimmt und sie folglich während des Kompressionsprozesses entfernt werden, was das von der Zusammensetzung eingenommene Volumen erheblich reduzieren kann.

Der einzige Vorteil von MP3 ist die Größe und sonst nichts. Tatsache ist, dass beim Digitalisieren (Codieren, Komprimieren) einer Musikkomposition in MP3 Frequenzen verworfen werden, die nach Ansicht einiger Experten vom menschlichen Ohr nicht gehört werden können, sodass wir eine kleine Größe erhalten (etwa 70% weniger als die Quelle, abhängig von der Qualität der Bitrate und des Codecs).

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Was Sie von digitalem Audio erwarten können

Vor einigen Jahren wurde das Wort “Multimedia” in das Computerlexikon aufgenommen, und in jüngerer Zeit wird der PC zunehmend als Home-Entertainment-Center verwendet. In beiden Fällen muss der Computer den Ton wiedergeben, der, wie Sie sich vorstellen können, nur in digitaler Form darauf vorhanden ist. Und wenn mit dem Aufkommen der ersten Transistortechnologie das Phänomen des “Transistorsounds” heftig diskutiert und mit Mythen und Legenden bedeckt wurde; Es wird jedoch oft angenommen, dass die Computersignalverarbeitung andererseits offensichtlich besser ist. Was ist digitales Audio und wie ist es dem analogen unterlegen oder überlegen?

Aus menschlicher Sicht handelt es sich bei Schall um Luftschwingungen mit einer Frequenz von ungefähr 16 Hz bis 20 kHz. Eine Person nimmt die niedrigeren Frequenzen (mit ausreichender Amplitude) nicht als Schall, sondern als Schwingung wahr. Vorgesetzte werden überhaupt nicht gefangen genommen. Die Obergrenze des Frequenzbereichs hängt vom Alter ab: Bei kleinen Kindern erreicht sie 22 bis 24 kHz und nimmt mit der Zeit allmählich auf 8 bis 12 kHz ab. Daher kann das menschliche Ohr Signale mit einer sehr großen Bandbreite hören. Zum Vergleich: Das Auge kann Farbe nur in dem Bereich wahrnehmen, der die Frequenzänderung elektromagnetischer Schwingungen um weniger als das Zweifache abdeckt. Natürlich sind nicht alle Frequenzen gleich wichtig. Zum Beispiel ist ein Bereich von 500 bis 3500 Hz für die Sprachverständlichkeit ausreichend. Aber um Musik oder den Soundtrack eines Films zu hören, reicht dies nicht aus. Idealerweise sollte das Schallfeld im Hörbereich nicht vom Schallfeld im Aufnahmebereich zu unterscheiden sein. Das heißt, der gesamte Audiopfad vom Studiomikrofon zum Heimlautsprecher darf keine Verzerrungen verursachen, die innerhalb der Auflösung des menschlichen Höranalysators liegen.

Der Klang, den unsere Ohren beim Abspielen einer digitalen Aufnahme wahrnehmen, hat zuvor eine Reihe von Veränderungen erfahren:

1) elektromechanische Umwandlung von Luftschwingungen in ein elektrisches Signal;

2) Verstärkung und Verarbeitung eines analogen elektrischen Signals (Frequenzentzerrung, Hinzufügung von Hall usw.), Mischen;

3) Analog-Digital-Wandlung;

4) digitale Signalverarbeitung: Frequenzkorrektur, Mischen, Mastering usw.;

5) Speicherung oder Übertragung von digitalisiertem Ton;

6) digitale Signalverarbeitung: Frequenzkorrektur, Lautstärkeregelung, Überabtastung;

7) Digital-Analog-Wandlung;

8) Analoge Signalverarbeitung (Frequenzentzerrung, Mischen, Hinzufügen von Hall usw.);

9) Verstärkung des analogen Signals;

10) elektromechanische Umwandlung von elektrischen Stromschwingungen in Schallschwingungen.

Bei der Verarbeitung eines analogen Signals in einem Studio werden häufig Geräte mit analoger Schnittstelle und digitaler “Füllung” verwendet, sodass die Kette der Analog-Digital- und Digital-Analog-Konvertierungen viel länger sein kann.

Die ersten vier Stufen werden am häufigsten mit Studiogeräten durchgeführt, die eine unvergleichlich höhere Leistung als Heimgeräte aufweisen. Obwohl Verzerrungen unvermeidbar sind, gehen wir davon aus, dass sie im Vergleich zu Verzerrungen ähnlicher Art, die in den letzten fünf Phasen durch Haushaltsgeräte verursacht wurden, unbedeutend sind. Bei der Amateur-Audioaufnahme sollte in den frühen Stadien eine zusätzliche Verzerrung berücksichtigt werden, die im Folgenden beschrieben wird.

Die elektromechanische Umwandlung erfolgt normalerweise mit einem Studiomikrofon. Dieses Gerät erzeugt ein sehr schwaches Signal, das verstärkt werden muss und außerdem extrem anfällig für mechanische Beanspruchungen ist. Selbst unter idealen Bedingungen, beispielsweise in einem Konzertsaal, kann akustisches Rauschen dazu führen, dass der Dynamikbereich der abgespielten Musik unter dem maximalen Dynamikbereich einer 16-Bit-Soundpräsentation liegt.

Ein von mehreren Mikrofonen aufgezeichnetes Signal wird unweigerlich verarbeitet: Die erforderlichen Lautstärkepegel der verschiedenen Kanäle werden ausgewählt, das Rauschen wird mit Filtern usw. reduziert. Auch der Dynamikbereich des Signals wird im Allgemeinen komprimiert. Die letzte Operation führt zu einer signifikanten Erhöhung des Geräuschpegels, aber ohne sie würde die Aufnahme auf mittelständischen Verbrauchergeräten unbefriedigend klingen, vor allem zu leise.

Die durch den Schallweg verursachten Verzerrungen haben eine unterschiedliche physikalische Natur und sehr unterschiedliche Erscheinungsformen, können jedoch in drei große Gruppen unterteilt werden.