Hi-Res Audio: новый формат и новое качество музыки

High-resolution audio (HRA) — это набор требований к качеству цифрового звука, который описывается стандартом Master Quality Recording. HRA объединяет множество коммерческих и свободно распространяемых форматов звуковой записи, также известных как программные аудиокодеки. Предназначение форматов Hi-Res, чье название говорит само за себя, заключается в записи звука высокого разрешения, который затем сохраняется в аудиофайлах. Такие файлы позволяют воспроизводить аудио-треки максимально близко к оригиналу и получать максимальное удовольствие от прослушивания музыки.

Зачем нужен Hi-Res и что это такое?

Hi-Res - это высококачественный формат звука, который сохраняет и передает максимально полное звучание оригинальной аудиоинформации. В отличие от стандартного звука, высококачественное аудио имеет высокий частотный и динамический диапазон, позволяющий передать более точную и качественную звуковую картину.

Частота дискретизации зависит от точности передачи сигнала в процессе его превращения из аналогового в цифровой формат. Чем выше этот показатель, тем точнее звучание будет соответствовать оригинальной мастер-записи. Частота дискретизации измеряется в килогерцах и показывает, сколько раз в секунду обрабатывается каждый бит аудиоинформации в файле.

Разрядность, или "битность", позволяет описать звук более подробно и точно. Чем выше разрядность, тем больше глубина звучания и выше качество звука. Однако высокая "битность" может привести к существенному увеличению размера файла.

Частота дискретизации и разрядность взаимно дополняют друг друга. При высоких значениях этих параметров звуковые волны выглядят более плавными и четкими, как на аналоговых звуковых волнах.

Аудиофайлы имеют различный формат и сжимаются с целью уменьшения объема файла. Однако это сокращение может влиять на качество звука. Высококачественное аудио восстанавливает исходную полноту звучания математическими алгоритмами.

Hi-Res Audio - это любая цифровая студийная запись с более высокой частотой дискретизации и/или разрядностью, чем стандартный CD-носитель. Чтобы обеспечить точное представление об источнике мастер-записи и, соответственно, об качестве аудио-треков, был утвержден стандарт Master Quality Recording. Он включает в себя 4 типа маркировки MQA, MQC, MQD и MQP. Минимальное требование к Hi-Res-устройствам и аудио-трекам - возможность воспроизведения контента с параметрами 96 кГц/24 бит или выше.

На заметку: High Definition Audio и форматы Hi-Res Audio

High Definition Audio (HDA) - это спецификация Intel для аппаратных аудиокодеков, используемых в ПК для кодирования и декодирования звука. Эти устройства должны соответствовать жестким требованиям, таким как 32-битный звук с частотой дискретизации 192 кГц для двух каналов или 96 кГц для восьми каналов (7.1). С другой стороны, Hi-Res Audio (HRA) - это звуковые форматы, реализованные на программном уровне. В настоящее время существует множество форматов, в которых записываются HRA аудиофайлы, и их использование сфокусировано на различных целях и сферах применения.

Профессиональная сфера

Сохранение максимального количества аудиоданных на физических носителях является главной целью в профессиональной сфере. Для этого используются эталонные форматы файлов без применения схем компрессии, которые предназначены для создания и обработки цифровых мастер-данных. Эти файлы находят применение в звукозаписи, киноиндустрии, мониторинге и т.д. Размеры этих файлов не имеют значения для профессиональных пользователей, но требуют хранения на объемных серверах и физических носителях, таких как Super Audio CD.

Бытовая и полупрофессиональная сфера

В бытовой и полупрофессиональной сферах, основной целью является распространение музыки высокого качества на физических носителях или через интернет. Рядовому слушателю важно иметь легкий доступ к различным музыкальным трекам без необходимости приобретать дорогостоящее оборудование. Звукозаписывающим студиям важны скорость копирования, объем и себестоимость музыкального материала для его распространения в массы. Для этих целей широко используются популярные форматы сжатия данных без потери качества, такие как lossless data compression. Эти файлы, легко помещающиеся на DVD и флешку, можно приобрести для скачивания в специализированных онлайн-магазинах.

Бытовая сфера

В настоящее время, набирают популярность сервисы для потокового воспроизведения музыки (стриминга) в бытовой сфере. Сервисы такие, как MQA, используют современные технологии «упаковки» файлов, что снижает требования к пропускной способности мобильного интернета и позволяет прослушивать музыку в качестве Hi-Res при потоковой передаче. Для потребителей это означает возможность мгновенного доступа к мировой фонотеке в любой точке мира посредством интернет-ресурсов без необходимости хранения своей библиотеки на физических носителях. Кроме того, это крайне быстрый, удобный и недорогой способ расширить свои музыкальные вкусы до бесконечных пределов.

Сравнение аудиокодеков Hi-Res: определение лучшего кодека для звуколюба.

Существует мнение среди аудиофилов о том, что наилучшее качество звучания могут доставить лишь форматы, не использующие сжатие, такие как DSD или WAVE. При этом важно, чтобы они проигрывались на высококлассном аудиооборудовании. Однако другие завсегдатаи больших музыкальных коллекций более заинтересованы в уровне сжатия без потери качества, поскольку это помогает экономить место на жестких дисках. А еще есть пользователи, которые предпочитают Hi-Res-музыку и хотят получить быстрый доступ к ней из любого источника – для таких пользователей значимы форматы, наилучшим образом подходящие для потокового аудио.

Также давайте рассмотрим крупно некоторые HRA-форматы, выявим их преимущества и недостатки и определим, какой кодек является лучшим для звуколюба.

Существуют два известных цифровых аудиокодека – WAVE (Microsoft & IBM) и AIFF (Apple). Несмотря на давнюю историю этих форматов, они до сих пор используются в создании аудиоархивов и файлов для прослушивания музыки в домашних условиях. WAVE и AIFF являются потомками формата IFF (Interchange File Format) и являются основой для еще порядка 30 форматов аудиокодеков.

WAVE – это специализированный подтип формата RIFF, который предназначен для содержания звуковой информации. AIFF был создан напрямую от IFF. Оба формата используют метод кодирования звука без потерь – несжатой линейной импульсно-кодовой модуляции Linear PCM, (или LPCM), который сохраняет все нюансы звучания. Благодаря этому меломаны и аудио-эксперты до сих пор продолжают использовать несжатый LPCM для получения звука максимального качества.

Файлы-контейнеры WAVE и AIFF позволяют закодировать звук с 32-битной глубиной, а максимально допустимое число каналов равняется шести. Частота дискретизации ограничена 192 кГц только в AIFF, в WAVE же ограничена 96 кГц. Это позволяет использовать данные форматы для создания мастер-записей Hi-Res-качества.

Одним из главных преимуществ WAVE и AIFF является простая структура этих кодеков. Это позволяет обработать и отредактировать аудиофайлы практически в любом звуковом редакторе. Благодаря широкой популярности этих форматов, аудиофайлы могут воспроизводиться на любом доступном медиаплеере, стереосистеме или другом аппаратном средстве.

Несмотря на все преимущества WAVE и AIFF, у них есть недостатки. Файлы, созданные в форматах PCM, имеют неизменно большой размер, что делает их сложными для передачи в сети и прослушивания на портативных устройствах. Даже минута двухканального стереозвука 44,1 кГц / 16 бит может занимать порядка 10 мегабайт.

DSD – это формат записи, созданный на рубеже XX и XXI века, который считался лучшим в мире для хранения архивных звукозаписей компании Sony Music. Он быстро получил репутацию идеального цифрового формата для сохранения уникальности звукового наследия человечества. Позже был разработан DXD-формат, но исключительно для профессионального редактирования в процессе создания SACD-носителей.

Технология записи в формате DSD предусматривает перевод оригинального аналогового аудиопотока в одноразрядный вид (1 бит), но с применением супервысокой частоты – 2 822,4 кГц или 5 644,8 кГц. Размер этих частот равен базовой частоте дискретизации (применяемой при записи обычных CD-носителей, т.е. 44,1 кГц), которая в первом случае кратна 64, а во втором – 128. В формате DSD создаются неперезаписываемые компакт-диски SACD (Super Audio CD) с многоканальным (до шести каналов) звуком.

Одним из преимуществ DSD-формата является его частота дискретизации. При создании мастер-записи улавливаются малейшие модуляции аудиосигнала, и допускается минимум шумов и искажений, в результате чего на выходе мы получаем поистине фантастическое качество и естественность звучания. Стандартный динамический диапазон – 120 дБ/20 Гц – 20 кГц, расширенный – до 100 кГц, но все повышенные шумы «сдвигаются» за пределы слышимого диапазона, т.е. остаются выше уровня 20 кГц.

Недостатком DSD следует назвать, что это формат для оптических носителей, его прослушивание предполагает использование дисков SACD с соответствующими проигрывателями, и на обычных CD-плеерах прелесть звуковой магии просто-напросто исчезает. Вторым недостатком является невозможность производить редактирование и перезапись без огромных проблем: это можно сделать только при помощи манипуляций на специальном ПО и ЦАПа, либо путем преобразования в иные форматы для последующего прослушивания. При этом необходимо учитывать, что SACD-диски защищены трехступенчатой защитной схемой. Третий минус состоит в ограниченном объеме композиций, которые представлены в данном качестве, что также вызывает недовольство любителей музыки.

«Просачивание» DSD в интернет позволило широкой аудитории наслаждаться его преимуществами. Однако, необходимо учитывать, что DSD-формат остается форматом для профессионалов и предполагает приобретение авторских дисков и дорогостоящего оборудования.

FLAC и ALAC - самые популярные HRA-кодеки в категории «lossless data compression» на текущий момент. Они используются для сжатия аудиоинформации без потери качества. Данные кодеки можно назвать «близнецами», только ALAC имеет «яблочную окраску». Некоторые отличия между ними:

• FLAC работает медленнее, но декомпрессируется (воспроизводит) быстрее, в то время как ALAC работает быстрее, но декомпрессия может быть медленнее;
• FLAC имеет полноценные настройки сжатия, включая медленное/сильное, быстрое/слабое и промежуточные варианты;
• широкая поддержка программного и аппаратного обеспечения для FLAC, но ALAC является более предпочтительным форматом для устройств Apple, таких как iOS, iTunes и AirTunes, QuickTime, которые поддерживают только ALAC;
• FLAC имеет функцию обработки аудиофайлов «ReplayGain», которая может использоваться, чтобы определить пиковый уровень записи и равномерно понизить уровень громкости всего трека;
• FLAC поддерживает максимальную частоту дискретизации в 350 кГц, в то время как ALAC достигает 384 кГц.

В остальных технических параметрах эти HRA-кодеки идентичны друг другу, включая:

• поддержка 8-канального звука;
• устойчивость к ошибкам записи;
• возможность поиска внутри содержания файла, разметка нужных мест в файле и псевдо-разбиение одного большого файла на несколько фрагментов, например, песен;
• отсутствие встроенных средств цифрового управления правами (DRM-защита от копирования).

Как правило, выбор между этими HRA-кодеками зависит от индивидуальных предпочтений и способа кодирования конкретных аудиотреков. Именно этот момент часто сказывается на качестве воспроизводимой музыки.

MQA (Master Quality Authenticated) - это новый формат цифровой музыки, который стремительно набирает популярность среди потребителей, поддерживающий передачу файла с высоким разрешением звука (HRA) и разработанный в британской лаборатории Meridian Audio в 2014 году. Он был представлен на выставке CES-2015 в Лас-Вегасе спустя год после разработки. Сегодня MQA выделен в отдельную компанию с тем же самым названием для поддержки и продвижения данного аудиокодека.

В 2016 году RIAA, NARAS, A2IM и DEG приняли решение предоставить аудиозаписям, закодированным в MQA, свой собственный официальный логотип в дополнение к логотипу Hi-Res AUDIO.

Согласно разработчикам, MQA захватывает всю магию оригинального студийного выступления, благодаря новаторским научным исследованиям в психоакустике. MQA обеспечивает мастер-качество в аудиофайле, который достаточно мал и удобен для потоковой передачи или загрузки. Это позволяет сохранять детализацию звука и высокие частоты, но при этом иметь битрейт, подходящий для узких каналов связи.

Пометка "Studio Masters", которая присутствует в некоторых файлах, указывает на то, что звучание, которое слушатель получает, идентично студийному. Таким образом, MQA - это "подтвержденное студийное качество", которое превосходит любой сопоставимый HRA-файл на основе традиционной кодировки PCM, стандарту для аудио CD-качества в течение нескольких десятилетий.

MQA также совместим с оборудованием, в котором отсутствует декодер MQA, и предоставляет возможность копирования файлов MQA, а также "упаковывать" обработанные MQA-файлы дополнительно в lossless-кодек (например, FLAC), для еще большей компактности.

Недостатком MQA является необходимость использования специального проигрывателя с лицензионной поддержкой MQA, чтобы получить полностью "распакованный" звук во всей его глубине и красках, а не "усеченную" версию на любом устройстве без фирменных декодеров.

MQA - это новый и гибкий формат цифровой музыки, который идеально подходит для потребителей, желающих наслаждаться музыкой с высоким разрешением звука на переносных устройствах.

High-resolution аудио постепенно выходит из зоны интересов узкого круга меломанов и становится все более доступным. Онлайн-магазины предлагают покупку альбомов в Hi-Res качестве, а также множество смартфонов поддерживают этот формат. Крупнейшие стриминговые сервисы также начали включать в свои каталоги Hi-Res файлы.

Так, Spotify - это определенно сервис, который привлекает многих пользователей своими приятными «мелочами», включая различные битрейты, поддерживаемые на всех ОС. Стоимость подписки зависит от территории, с которой вы заходите на платформу.

Цифровая музыкальная и радиосервисная платформа 7digital, имеет большой выбор музыки в формате FLAC 24 бит и MQA. В свою очередь, Qobuz Sublime+ является одним из мировых лидеров среди сервисов для стриминга Hi-Res audio, годовая подписка на который стоит около 350 евро. Хотя наиболее популярными сервисами для покупки Hi-Res музыки являются HDTracks, NativeDSD, Hi-Res Download, E-onkyo и Tidal.

Если говорить о стриминговых сервисах, интересными вариантами являются Tidal и Qobuz. Однако эти сервисы не работают официально на территории России, поэтому для доступа к ним потребуется установка VPN.

Индустрия High-resolution audio также заставила производителей электронных устройств обратить на себя внимание, и сегодня уже есть специализированные Hi-Res плееры и расширенный выбор смартфонов, совместимых с этим форматом аудио. Также существуют ПК, имеющие специализированные программы (или плагины к проигрывателям) для воспроизведения конкретных форматов.

Звучание устройств, далеких от первозданного качества Hi-Res, также можно значительно улучшить с помощью USB-ЦАП, который преобразует цифровой звук в аналоговый.

В целом, современные форматы High-resolution audio и стриминговые облачные сервисы обеспечивают комфортные условия для получения широкого выбора корректных звуковых записей, на слух которых приятно проводить время.

Фото: freepik.com