Forum Index > Muzică > Ce este muzica Lossless (în format FLAC, WV, APE)?

#0 by zlodey (Knight of TMD) (1 mesaje) at 2008-09-06 16:56:48 (845 săptămâni în urmă) - [Link] Cuprins: Scurt istoric Rata de eşantionare (Sample Rate, Hz) Profunzimea biţilor, Cuantizare (Bit Depth, Quantization, bit) Compresia informaţiei Compresia Lossless (flac, ape, alac) Compresia Lossy (mp3) Cea mai simplă şi mai accesibilă explicaţie FAQ (întrebări frecvente) Ar putea să te intereseze şi alte articole: Calitatea muzicii şi Spectrograma - Ce? Cum? Pentru ce? Up-convert [sau moarte pentru calitatea sunetului] Calitatea muzicii - Loudness War, Dynamic Range, Compresia și Efectele Scurt istoric.   Cum putem în general stocat sunetul? Cu toţii ştim că metoda analogică (banda magnetică, discuri de vinyl) de stocare a sunetului este foarte bună, dar are şi multe neajunsuri, şi anume: banda magnetică îşi pierde proprietăţile magnetice în timp, discurile de vinil îmbătrînesc şi încep a scîrţîi şi a "ţăc"ăni. De aceea în 1974 la iniţiativa lui L. Ottens, un director al grupului industriei audio din cadrul Philips Technology Corporation din Eindhoven, Olanda (Netherlands), s-a format un grup de 7 persoane pentru a dezvolta un disc audio optic, cu diametrul de 20 cm şi cu calitatea sunetului mult superioară ceului de pe plăcile mari şi fragile de vinyl. În 1977 s-a înfiinţat un laborator al cărui misiune era de a crea un mic disc digital optic şi un mic player. S-a decis să se numească „compact disc”, după produsul lor de atunci „Compact Cassette”. Diametrul acestui Compact Disc era 11,5 cm, egal cu lungimea diagonalei acelei casete campacte.   În acelaşi timp, o altă companie din acelaşi domeniu, Sony, demonstrează pentru prima dată în septembrie 1976 un disc audio optic digital cu 150 minute de înregistrări, cu rata de eşantionare de 44,056 Hz, rezoluţie liniară de 16 biţi şi un sistem de corecţie a erorilor, specificaţii care au stat la baza standardului CD-DA din 1980.   Mai tîrziu în 1980, Sony şi Philips în colaborare îşi pun ca scop de a dezvolta un nou disc audio digital. Şi în 1980 ia fiinţă standardul Red-Book (Cartea Roşie) în care sunt scrise toate specificaţiile noului produs Compact Disc Digital Audio (CD-DA), dar abia în 1987 a fost adoptat ca un standard internaţional, cu diverse amendamente în 1996.   Noţiunea de CD-DA presupune existenţa unui semnal audio digital, iar acesta din urmă cum şi de unde apare? Pentru reprezentarea unui semnal audio în formă digitală, acesta trebuie eşantionat. Eșantionarea reprezintă transformarea unui semnal continuu (analogic) într-un semnal discret. Un exemplu comun este conversia unei unde sonore (un semnal în timp continuu) într-o secvență de eșantioane (un semnal în timp discret).   Fig. 1.   Reprezentare a eşantionării unui semnal. Semnalul continuu este reprezentat prin culoarea roşie pe când eşantioanele discrete sunt reprezentate în albastru.   Calitatea sunetului digital depinde de profunzimea biţilor (Bit depth) (cuantizare) care se măsoară în biţi, şi de rata de eşantionare (Sampling rate) care se măsoară în Hz.   Rata de eşantionare (Sample Rate, Hz)   O rată de eşantionare mai înaltă presupune mai multe puncte (albastre) într-o unitate de timp, deci unda virtuală va semăna tot mai mult cu unda analogică.   Avem o undă sonoră sinusoidă din Figura 2. Să-i atribuim ei un ciclu pe secundă, adică 1 Hz, adică ea se va repeta o singură dată pe secundă. Figura 3 reprezintă rata de eşantionare: în acest caz concret avem 6 eşantioane pe secundă, sau 6 Hz. Fiecare linie roşie reprezintă un instantaneu (snapshot) al undei sinusoide în acel moment în timp. Cînd combinăm snapshot-urile, primim imaginea din Figura 4. Din cîte observăm, Figura 4 nu seamănă deloc cu sinusoida din Figura 2.   Ca să primim o reprezentare mai reală a sinusoidei, este nevoie să mărim rata de eşantionare. O simplă mărire de la 6 Hz la 10 Hz ne dă un rezultat mult mai bun:   Chiar dacă rata de eşantionare e foarte joasă, waveform-a rezultată seamănă mai bine cu sinusoida originală. Evident, cu cît mai multe eşantioane pe secundă vom avea, cu atît mai reală va fi waveform-a finală. O animaţie care explică rata de eşantionare ÎnchideЗакрыть   În lumea înregistrării audio, cele mai frecvente rate de eşantionare sînt 44,1 kHz şi 48 kHz (adică 44100 Hz şi 48000 Hz). Dar se folosesc şi rate precum 96 kHz sau 192 kHz, ele fiind utilizate în studiouri serioase. Cu cît e mai înaltă rata de eşantionare, cu atît e mai mare lăţimea de bandă sau răspunsul de frecvenţe (frequency response).   Profunzimea biţilor, Cuantizare (Bit Depth, Quantization, bit)   Cealaltă componentă a semnalului audio este profunzimea biţilor, sau bit depth, şi se măsoară în biţi. Aşa cum eşantionarea defineşte răspunsul de frecvenţe al semnalului audio oferind în acest mod detaliu, profunzimea biţilor defineşte diapazonul dinamic (dynamic range) al semnalului audio, deoarece descrie amplitudinea undei pentru fiecare eşantion. Cu alte cuvinte, asta este cuantizare. Iar cuantizarea este o rotunjire la cea mai apropiată valoare. Să presupunem că am în buzunar 21 lei şi 57 bănuţi. Dacă mă întreabă cineva cîţi bani am, aş putea să rotunjesc suma pînă la cel mai apropiat leu şi să spun că am 21 lei (acei 57 bănuţi i-am rotunjit), sau aş putea rotunji suma pînă la zeci de lei, şi să spun că am 20 lei în buzunar (de data asta am rotunjit tocmai 1,57 lei). Cuantizarea depinde în mod direct de profunzimea biţilor, şi anume: cu cît mai mulţi biţi am, cu atît mai puţin voi rotunji, şi cu atît suma spusă de mine va fi mai aproape de suma reală din buzunar.   Un sunet de 8 biţi oferă 256 diferite nivele pentru fiecare eşantion. Sunetul de 16 biţi oferă 65536 diverse nivele, iar eşantionul de 24 biţi oferă 16,7 milioane de diferite nivele. Să privim un pic mai simplu la această noţiune:   Figura 7 este eşantionată la o rată dublă (20 Hz) decît Figura 4, şi totuşi waveform-a seamănă mai mult cu un perete din cărămidă decît cu o adevărată undă sinusoidă. Asta se întîmplă deoarece profunzimea joasă a biţilor (4 biţi) oferă foarte puţin în termeni de rezoluţie dinamică. Cuantizarea de 16 biţi din Figura 8 în schimb ne dă o rezoluţie cu mult îmbunătăţită, şi waveform-a seamănă pe cît se poate de bine cu unda sinusoidă iniţială. O animaţie care explică Cuantizarea (Profunzimea biţilor) ÎnchideЗакрыть   Compresia informaţiei   Cu toţii ştim că informaţia digitală este supusă de foarte multe ori compresiei, şi cauze pentru această compresie sînt o sumedenie: spaţiu enorm ocupat de informaţia NEcompresată, necesitate de putere de procesare prea mare pentru informaţia NEcompresată, lăţimea de bandă prea mică, etc...   Sunetul digital în general se prezintă sub formă de fişiere de tip .wav, care este o informaţie NEcompresată, crudă. Fişierele .wav sunt recunoscute de orice soft care lucrează cu sunetul, sînt compatibile cu toate versiunile şi tipurile de SO şi parcă totul este perfect, cu excepţia unui singur minus: mărimea prea mare a acestor fişiere. O minută de înregistrare în format .wav la 16 biţi şi 44,1 kHz ocupă 10,08 MB. Un cîntec de vreo 3,5 minute ar fi 35 MB, o oră ar fi 600 MB. Pentru mulţi din noi asemenea valori ar fi exagerat de mari.   Anume din această cauză s-au inventat diferite metode şi algoritmi de compresie a informaţiei.   Toţi aceşti algoritmi de compresie pot fi divizaţi în 2 grupe:   -  Compresie Lossy (compresie cu pierdere a informaţiei)   -  Compresie Lossless (compresie fără pierdere a informaţiei)   Compresia Lossless   Aşa deci, "Lossless" în traducere din limba engleză înseamnă "fără pierderi". Informaţia supusă compresiei lossless, după despachetare va fi identică pînă la ultimul bit cu sursa iniţială. Unul din cele mai răspîndite compresoare lossless în lumea cibernetică este arhivatorul WinRAR. Aşa-i că nici nu v-aţi gîndit la asta ?   Ce face WinRAR ? – El împachetează orice informaţie i se cere lui într-o cutie virtuală mult mai mică decît informaţia iniţială, şi în timpul acestui proces el NU aruncă niciun bit de informaţie la gunoi !!! Să zicem că am arhivat un document .doc cu o poezie de-a lui Eminescu. Documentu în format .doc cîntărea 300 KB, dar arhiva .rar cu acest document cîntăreşte doar 50 KB. Despachetăm înapoi arhiva (o dezarhivăm), şi primim iar .doc-ul cu poezia lui Eminescu, şi cînd deschidem .doc-ul în cauză, vedem că din poezie NU a dispărut nicio singură literă, şi el cîntăreşte din nou 300 KB. De ce?   Deoarece nici un bit de informaţie nu s-a pierdut în timpul compresiei (arhivării). Biţii pur şi simplu au fost compactizaţi.   Exact acelaşi principiu de compresie se aplică şi pentru fişierele audio.   Exemple de cei mai populari algoritmi de codare lossless:     FLAC (Free Lossless Audio Codeck)     WV (WavPack)     APE (Monkey's audio)   Aceşti algoritmi diferă unul de altul doar prin gradul de compresie, timpul necesar codării/decodării, gradul de utilizare a resurselor computerului, disponibilitatea gratuită sau cu plată. În rest nu diferă cu nimic !!! Un singur .wav codat şi decodat cu toate pe rînd, va da un rezultat perfect identic cu sursa iniţială.   Compresia Lossy   Atunci ce este compresia lossy?  MP3-ul vine în rol de cel mai popular reprezentant din această categorie. MP3 este un format de stocare a informaţiei sonore dar, spre deosebire de Lossless, procesul de compresie a sunetului decurge cu pierderi irecuperabile de informaţie.   Adică informaţia despachetată (decompresată) înapoi din .mp3 va fi diferită de informaţia iniţială ce se conţinea în fişierul .wav. WAV-ul iniţial şi WAV-ul rezultat din decompresia mp3-ului vor fi diferite, fiindcă procesul de compresie a decurs cu pierderi de biţi de informaţie.   Din punct de vedere sonic, din spectrul cîntecului se înlătură frecvenţele înalte şi joase. Cantitatea informaţiei pierdute depinde de gradul de compresie: cu cît e mai mare gradul de compresie, cu atît mai multă informaţie va fi pierdută pentru totdeauna. De menţionat că informaţia pierdută în timpul compresiei nu poate fi recuperată ulterior !!!   Cel mai important dezavantaj al formatelor lossy: fiecare procedură de compresie înlătură informaţie preţioasă, care nu poate fi ulterior recuperată. Dacă de exemplu un .wav l-am compresat în .mp3 de 320 Kbps de 5 ori, atunci trebuie să ştim că al cincilea mp3 este de 5 ori mai necalitativ ca primul mp3 care a fost compresat direct din wav.   Din cele expuse mai sus rezultă că ni se impune o restricţie: orice cîntec poate fi compresat în mp3 maximum o SINGURĂ dată în viaţă !!! Dacă veţi continua să compresaţi aceeaşi sursă în mp3 de mai multe ori, înseamnă că nu aveţi creieri în cap. Mergeţi la magazin după un creier nou.   Fig. 9.   Exemplu de spectru al unui mp3 codat la 192kbps cu LAME (este clar vizibil că mai sus de 18 kHz practic NU există informaţie sonoră):     Fig. 10.   Şi ăsta e spectrul aceluiaşi cîntec dar în format WAV (frecvenţele urcă lin pînă la 22 kHz şi chiar mai sus):     Diferenţele sînt evidente.   Pentru cei care încă n-au înţeles, explic în cel mai elementar mod:   Să presupunem că avem o foaie A4 în Figura 11. Ea va fi cîntecul nostru în format WAV (a) adică de calitate superioară. Se vede că este netedă, frumoasă, dar şi ocupă mult spaţiu pe HDD (foaia este mare). O supunem compresiei Lossless în format FLAC (b) şi economisim 30-35 % din spaţiu, şi după cum se vede la fel e destul de netedă. Apoi o decodăm înapoi în WAV (c), şi Oh, minune !!! WAV-ul (c) este identic cu WAV-ul (a).   Fig. 11.   Acelaşi WAV (d) de calitate superioară, va fi encodat în mp3 de 320 kbps (e) în Figura 12. Se vede bine că mp3-ul (e) este foarte mic, mult mai mic ca un FLAC (b), şi deci putem colecţiona o sumedenie de astfel de mp3-uri (mii şi zeci de mii). Dar ne surîde soarta şi facem rost de un sistem Hi-Fi sau chiar Hi-END şi băgăm acest mp3 (e) să-l ascultăm. Ştim că Hi-Fi-ul nostru valorează un sac de bani, şi totuşi sunetul care iese din el nu-i nici pe aproape de calitate superioară. Să fie oare Hi-Fi-ul de vină? Evident că nu !!! De vină este mp3-ul nostru, în care n-a rămas nici gram de sunet calitativ, care ajunge la timpanele noastre în formă de desenul (f). Cel care nu are probleme cu vederea va vedea cu siguranţă că e tare boţit cîntecul nostru "WAV" (f) !!! dar nu se termină toate problemele aici. Cel mai important este că nimic nu-l va putea readuce la starea iniţială (d)......decît doar vreo minune.   Fig. 12.   Întrebări frecvente (FAQ):   1. Î: Cum vor influenţa calitatea sunetului encodările de tipul WAV --> FLAC --> WAV de x ori ?       R: Nicicum ! [click aici pt detalii]   2. Î: Dacă transform un MP3 în FLAC, va fi cîntecul final de calitate superioară?       R: Categoric NU. Va fi calitatea mp3-ului iniţial de mărimea unui FLAC. [click aici pt detalii]   3. Î: Cum pot depista dacă un AudioCD e CD-DA sau MPEG (MP3)?       R: Cel mai simplu mod este să asculţi CD-ul    dar presupun că nu toţi au un sistem Hi-Fi decent, sau dacă îl au, apare altă problemă: ursul care a călcat pe ureche era fooaaaarte greu    În acest caz TAU Analyzer te ajută. Testezi CD-ul cu TAU. O altă alternativă este Adobe Audition cu plugin-urile necesare. Avantajele Adobe Audition faţă de TAU Analyzer: cîntecele nu trebuiesc arse preventiv pe un AudioCD, şi se procesează destul de repede ...DAR trebuie să ştii să citeşti o spectrogramă.   4. Î: Care algoritm de codare Lossless e mai bun din cele enumerate?       R: Toate sînt la fel d.p.d.v. al conservării calităţii sunetului, variază doar timpul de encodare/decodare, precum şi gradul de compresie.   5. Î: De ce un FLAC are bitrate variabil?       R: Altfel nu poate fi. Toţi algoritmii de codare lossless folosesc tehnica Variable Bitrate. Datorită acestei tehnici s-a ajuns la un grad relativ mare de compresie fără a pierde vreun bit de informaţie.   6. Î: Un FLAC de 900 kbps e mai calitativ ca unul de 700 kbps ?       R: Categoric NU. Ambele sînt la fel. După decompresie, rezultatul final este identic cu sursa iniţială .wav, care are 1411 Kbps (la 16 biţi şi 44,1 kHz)   7. Î: De cîte ori poate fi compresat un wav/flac în format mp3 ?       R: O SINGURĂ dată în viaţă [click aici pt detalii]   8. Î: Cu ce player pot deschide formatele FLAC, WV, APE?       R: Winamp 5 prin intermediul plugin-urilor le deschide pe toate. La fel şi Foobar2000, AIMP   9. Î: Cu ce soft pot arde pe CD formatele FLAC, WV, APE?       R: Cu NERO + plugin-uri necesare, sau cu Burrrn, care apropo e Freeware şi are incluse toate plugin-urile pentru formatele sus-numite, sau cu ImgBurn   În fine, sper că v-am convins cît de rău este un MP3 şi cît de bun este Lossless (FLAC, WV, APE). Dacă nu, îmi pare rău pentru timpul meu şi al vostru pierdut în zadar. Pînă la urmă, doar calitatea va rezista timpului. Editat de către zlodey la 2015-01-20 18:54:45 Mesaj util ?   Da   37 puncte 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 << Precedenta      Următoarea >> #626 by Cr!stinel (să ai o zi frumoasă. Da, tu!) (1 mesaje) at 2017-01-10 21:12:08 (410 săptămâni în urmă) - [Link] Acest mesaj nu respecta eticheta de comunicare și a fost ascuns. Click dacă oricum dorești să-l vezi. #627 by tranchien (Va te faire foutre) (0 mesaje) at 2017-01-10 21:39:38 (410 săptămâni în urmă) - [Link] #626 Cr!stinel, https://torrentsmd.com/forum.php?action=viewtopic&topicid=88116814&page=p15288827#15288827 Mesaj util ?   Da   0 puncte #628 by BoogieMan (baws) (0 mesaje) at 2017-01-22 04:15:55 (408 săptămâni în urmă) - [Link] este careva care o cumparat de pe traxsource ceva? de calitatea wav ului intreb Mesaj util ?   Da   0 puncte

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26
<< Precedenta      Următoarea >>

Forum Index > Muzică > Ce este muzica Lossless (în format FLAC, WV, APE)?