Цифрово́й аудиоформа́т — формат представления звуковых данных, используемый при цифровой звукозаписи, а также для дальнейшего хранения записанного материала на компьютере и других электронных носителях информации, так называемых звуковых носителях.
Аудиофа́йл (файл, содержащий звукозапись) — компьютерный , состоящий из информации об амплитуде и частоте звука, сохранённой для дальнейшего воспроизведения на компьютере или проигрывателе.
Разновидности цифровых аудиоформатов Существуют различные понятия звукового формата.
Формат представления звуковых данных в цифровом виде зависит от способа квантования аналогово-цифровым преобразователем (АЦП). В звукотехнике в настоящее время наиболее распространены два вида квантования: импульсно-кодовая модуляция сигма-дельта-модуляция Зачастую разрядность квантования и частоту дискретизации указывают для различных звуковых устройств записи и воспроизведения как формат представления цифрового звука (24 бита/192 кГц; 16 бит/48 кГц).
Формат файла определяет структуру и особенности представления звуковых данных при хранении на запоминающем устройстве ПК. Для устранения избыточности аудиоданных используются аудиокодеки, при помощи которых производится сжатие аудиоданных. Выделяют три группы звуковых форматов файлов:
аудиоформаты без сжатия, такие как WAV, AIFF аудиоформаты со сжатием без потерь (APE, FLAC) аудиоформаты со сжатием с потерями (MP3, Ogg)
Особняком стоят модульные музыкальные форматы файлов, созданные синтетически или из семплов заранее записанных живых инструментов. Они в основном служат для создания современной электронной музыки (MOD). Также сюда можно отнести формат MIDI, который не является звукозаписью, но с помощью секвенсора позволяет записывать и воспроизводить музыку, используя определённый набор команд в текстовом виде.
Форматы носителей цифрового звука применяют как для массового распространения звуковых записей (CD, SACD), так и в профессиональной звукозаписи (DAT, минидиск).
Для систем пространственного звучания также можно выделить форматы звука, в основном являющиеся звуковым многоканальным сопровождением к кинофильмам. Такие системы имеют целые семейства форматов, созданные двумя крупными конкурирующими компаниями — Digital Theater Systems Inc. (DTS) и Dolby Laboratories Inc. (Dolby Digital).
Также форматом называют количество каналов в системах многоканального звука (5.1; 7.1). Изначально такая система была разработана для кинотеатров, но впоследствии была расширена для систем домашнего кинотеатра.
Некоторые виды цифрового звука в сравнении
Название формата Разрядность, бит Частота дискретизации, кГц Число каналов Скорость потока данных с диска, кбит/с Степень и тип сжатия CD 16 44,1 2 1411,2 1:1 без потерь Dolby Digital (AC3) 16-24 48 6 до 640 ~12:1 с потерями DTS 20-24 48; 96 до 8 до 1536 3:1 с потерями DVD-Audio 16; 20; 24 44,1; 48; 88,2; 96 6 6912 1:1 без потерь DVD-Audio 16; 20; 24 176,4; 192 2 4608 1:1 без потерь MP3 16-24 до 48 2 до 320 ~11:1 с потерями AAC 16-24 до 96 до 48 до 512 с потерями AAC+ (SBR) 16-24 до 48 2 до 320 с потерями Ogg Vorbis до 32 до 192 до 255 до 500 с потерями WMA до 24 до 96 до 2 до 768 2:1, есть версия без потерь
Таблица сравнения Возможности FLAC WavPack TAK Monkey’s Audio OptimFROG ALAC WMA Shorten LA TTA MPEG-4 ALS MPEG-4 SLS Real Lossless Кодирование быстро очень быстро очень быстро быстро медленно быстро средне очень быстро очень медленно быстро средне медленно медленно Декодирование очень быстро быстро очень быстро средне медленно быстро быстро очень быстро медленно быстро быстро медленно очень быстро СжатиеКоэффициент сжатия вычисляется как отношение размера после сжатия к размеру до сжатия, умноженное на 100 %. Таким образом, чем меньше значение, тем лучше. 55,7 % 55,7 % 53,9 % 53,7 % 53,2 % 56,7 % 57,1 % 60,9 % 52,1 % 55,3 % 55,1 % ? 55,4 % ГибкостьПод гибкостью понимается число доступных пользователю вариантов кодирования (быстро/слабое сжатие, медленно/сильное сжатие и все промежуточные варианты). очень хорошо очень хорошо очень хорошо очень хорошо очень хорошо плохо плохо плохо средне плохо очень хорошо плохо плохо Обработка ошибок да да да нет да да нет нет да да да Поиск да да да да да да да да да да да да да Теги Vorbis tags ID3/APE APEv2 (exp.) ID3/APE ID3/APE iTunes ASF нет ID3v1 ID3 да да собственные Аппаратная поддержка очень хорошо ограниченно нет ограниченно нет хорошо ограниченно ограниченно нет ограниченно нет нет нет Программная поддержка очень хорошо хорошо средне хорошо средне средне хорошо очень хорошо плохо средне плохо плохо плохо Гибрид/lossy (без потерь) нет да нет нет да нет нет нет нет нет нет да нет ReplayGain да да да нет да отчасти нет нет нет да да да нет RIFF-чанки да да да да нет да да нет Потоковое воспроизведение да да да нет да да да нет нет да да да Поддержка Pipe да да да да да да да да да нет нет Открытый исходный код да да нет да нет да нет да нет да да да нет Многоканальность да да да нет нет да да нет нет да да да нет Высокое разрешение да да да да да да да нет нет да да да нет Поддержка ОС Кроссплатформенный Кроссплатформенный Win/Linux Wine Кроссплатформенный Win/Mac/Linux Кроссплатформенный Win/Mac Кроссплатформенный Win/Linux Кроссплатформенный Кроссплатформенный Кроссплатформенный Win/Mac/Linux
Указанные в таблице скорости кодирования и декодирования, а также коэффициент сжатия, получаются при использовании стандартных настроек кодировщика.
Список цифровых аудиоформатов
AA AAC AC3 (Dolby Digital) ADX AHX AIFF APE ASF (SND) AUD DMF DTS DXD FLAC MMF (Yamaha SMAF) MOD MP1 MP2 MP3 MP4 MPC Ogg Vorbis Opus RA TTA VOC VOX VQF WAV WMA XM CD DVD-audio MQA
Кодирование без потерь
Форматы без сжатия AIFF AU CDDA — формат, используемый в аудио-CD DSD — формат, используемый в SACD DXD — качество цифровой звукозаписи DXD по многим параметрам превосходит не только другие ИКМ-форматы, но и DSD. IFF-8SVX — Interchange File Format IFF-16SV RAW — необработанные («сырые») замеры без какого-либо заголовка или синхронизации WAV — Microsoft Wave (Waveform audio format); разработан совместно с IBM
Форматы со сжатием звука без потерь FLAC (.flac) — свободный кодек из проекта Ogg Lossless Audio (.la) Lossless Predictive Audio Compression (LPAC; .pac) Apple Lossless (.m4a) Monkey's Audio (.ape) OptimFROG (.ofr) RKAU (.rka) Shorten (.shn) TTA — True Audio, свободный кодек TAK (.tak) — Tom’s lossless Audio Kompressor WavPack (.wv) Windows Media Audio 9 Lossless (.wma) ADX — формат звука с максимальным битрейтом 1 Гбит/с PXD (.pxd) — формат компании PXD Media. Один из первых аудиокодеков без потерь (1997). Используется в музыкальных конструкторах EJAY и других.
Кодирование с потерями MP2 — MPEG-1/2 Layer 2 (Musicam) MP3 — MPEG-1/2/2.5 Layer 3 Vorbis — проект Ogg, свободный, похож по принципам на MP3 Speex — проект Ogg, свободный, сжатие голоса, низкий битрейт Opus — проект Ogg, свободный, передача звука по сети; основан на технологиях кодеков CELT и SILK. GSM-FR — GSM Full Rate, изначально для сотовых телефонов G.723.1 — один из базовых кодеков речевой IP-телефонии G.729 — эффективный узкополосный речевой кодек IP-телефонии Windows Media Audio (WMA) AAC (.m4a, .mp4, .m4p, .aac) — Advanced Audio Coding, часто в контейнере MPEG-4 Musepack — Musepack (MPC) TwinVQ — Yamaha TwinVQ (VQF) RealAudio (RA, RM) OTS Audio File — похож на MP3 SWA — Macromedia Shockwave Audio; сжатие как в MP3 с дополнительными заголовками для Macromedia Director
Другие форматы
GYM — лог чипа Genesis YM2612 IMF (id Music File) — создан id Software, содержит лишь байты, передаваемые чипу OPL2 IT — модуль Impulse Tracker, добавлены сжатые инструменты, действия на отпускание ноты, и др. MID, MIDI (Musical Instrument Digital Interface) — обычно просто ноты и управляющие инструкции, но изредка и дампы семплов) MT2 — модуль MadTracker, сочетает свойства IT и XM MNG — звуковое сопровождение () для игр серии , начиная с Creatures 2Редактор и плеер MOD — модули Soundtracker и Protracker для семплов и мелодии MusicXML NSF (NES music) NIFF ORG (Organya) — формат, придуманный разработчиками игры Cave Story PSF — PlayStation sound format PTB (Power Tab Editor tab) S3M — модуль ScreamTracker 3, чуть больше эффектов и отдельной колонкой громкости SPC — звуковой формат Super Nintendo Entertainment System STF — файл проекта StudioFactory, содержит все необходимые патчи, семплы, треки и установки для воспроизведения файла SYN — файл проекта SynFactory, содержит все необходимые патчи, семплы, треки и установки для воспроизведения файла VGM (Video Game Music) — лог нескольких чипов XM — модуль Fast Tracker, добавлены инструменты YM — формат звукового чипа Atari ST/Amstrad CPC YM2149
Форматы плейлистов
Существуют как общепринятые (стандартные) форматы плейлистов, так и разработанные для конкретного медиаплеера. Однако нередко форматы второго типа становятся популярными и стандартными.
Наиболее популярные форматы плейлистов:
Advanced Systems Format (.asx) — Windows Media Metafile — XML-подобный формат файла, представленный в Windows Media Player. B4S — базирующийся на XML формат плейлиста Winamp3. FPL — плейлист плеера foobar2000. M3U (.m3u, .m3u8) — текстовый формат, изначально появился в Winamp, затем появилась его поддержка и в других плеерах. PLS — формат, используемый первоначально в плеере Light Alloy. Real Audio Metafile — только для файлов формата Real Audio. SMIL — XML-подобный формат, рекомендованный Консорциумом W3C; распространяется как на аудио-, так и на видеоформаты. VLC — собственный формат плейлиста в проигрывателе VLC. Windows Media Player Playlist (WPL) — список воспроизведения Windows Media Player, начиная с 9 версии. XSPF — открытый XML-формат, рассчитанный на переносимость и кроссплатформенность; разработан Xiph.Org. ZPL — формат плейлиста в Zoom Player. AIMPPL, AIMPPL4, PLC — форматы плейлистов плеера AIMP. (PLC : AIMP 1.52 - 2.60, AIMPPL : AIMP 3.00 - 3.60, AIMPPL4 : 4.00 - 5.02, начиная с 5.03 стандартным форматом плейлистов стал открытый формат плейлистов XSPF, на мобильной версии AIMP ранее также фигурировал формат AIMPBPL)
См. также Медиаконтейнер Кодек Цифровые видеоформаты
Примечания
Ссылки List of audio and music file formats Форматы звуковых файлов. Часть 1 Форматы звуковых файлов. Часть 2 Форматы звуковых файлов. Часть 3 Форматы Lossless comparison — сравнение кодеков без потерь
Категория:Цифровой звук