А. Громаковский, М. Скробов, А. Ватаманюк

Как перенести видео и аудио с кассет на CD и DVD. 2-е изд.

Научный редактор Е. Каляева

Технический редактор Е. Каляева

Литературный редактор О. Андриевич

Художники Е. Каляева, К. Подольцева-Шабович, А. Татарко

Корректоры О. Андросик, Ю. Цеханович

Верстка С. Полубисок

 

А. Громаковский, М. Скробов, А. Ватаманюк

Как перенести видео и аудио с кассет на CD и DVD. 2-е изд.. — СПб.: Питер, 2014.

 

ISBN 978-5-49807-873-1

© ООО Издательство "Питер", 2014

 

Все права защищены. Никакая часть данной книги не может быть воспроизведена в какой бы то ни было форме без письменного разрешения владельцев авторских прав.

 

Введение

Жизнь человека сложна и многогранна, она стремительна в своем постоянном движении и поиске чего-то нового. Рождение, воспитание в детском саду, учеба в школе и вузе, работа и т. д. — все это время человек воспринимает и осмысливает огромное количество информации, решает проблемы, познает себя и мир, ведь отведенного для него времени не так уж много…

Но как бы ни была сложна и трудна жизнь, в ней всегда присутствует множество приятных моментов, которые делают нашу жизнь лучше и светлее. К большому сожалению, память человека способна четко и ярко сохранить в воспоминаниях так, как будто это происходило совсем недавно, лишь отдельные моменты. А ведь именно они снабжают нас жизненной энергией, заставляют двигаться вперед и достигать новых вершин. Чтобы сохранить максимально большое количество подобных моментов, человек изобрел видеокамеру, способную записывать живое изображение и звук на кассету с магнитной пленкой.

Появление видеокамер дало старт новой эпохе и открыло новые возможности в сохранении данных, записываемых на ленту. Рождение детей, учеба, свадьба, отдых — все это теперь можно было записать на кассету и пересматривать ее на видеомагнитофоне в любой момент. Кроме всего прочего, на кассетах распространялись любые видеоматериалы, например новинки кино, музыкальные произведения и т. д. Как когда-то грампластинки, полки заполонили видеокассеты: человек получал удовольствие.

Однако на смену пришла новая эпоха — эпоха цифровых технологий. В нашу жизнь стремительно ворвались компьютеры, спутниковое телевидение и связь, базы данных, Интернет… На смену кассетам с магнитной лентой пришли оптические диски, flash-накопители, жесткие диски, способные записывать и хранить информацию в лучшем качестве и более длительное время.

Но ведь записи, некогда сделанные на видеокамере с кассетой, со временем не потеряли своей ценности. Они по-прежнему радуют нас и дают возможность вспомнить те моменты жизни, которые, собственно, и делают нас живыми. Но век видеокассет короток, поскольку использовавшаяся ранее технология для записи данных не дала ни малейшего шанса сохранять их столь долго, как бы этого нам хотелось: размагничивание ленты и физическое ее повреждение ухудшают качество записи каждый раз, когда мы просматриваем кассету, тем самым уничтожая нашу память. А этого допустить никак нельзя.

Книга, которую вы держите в руках, призвана помочь вам перенести созданные ранее видеозаписи на более надежный и долговечный носитель — оптический диск. Главным плюсом такого подхода является то, что качество записи всегда будет находиться на максимально высоком уровне и вы сможете снова и снова наслаждаться сделанными ранее записями.

Не думайте, что перенести данные с ленты на цифровой носитель — сложная задача, которая вам не по силам. Знайте, вы заблуждаетесь: сделать это очень просто. От вас потребуется лишь знакомство с этим процессом. Для этого мы и создали данную книгу и настолько просто изложили все теоретические факты и показали их практическое применение, что, не прочитав даже и половины книги, вы сможете сделать то, ради чего это все нужно: надолго сохранить свои воспоминания…

От издательства

Ваши замечания, предложения и вопросы отправляйте по адресу электронной почты gromakovski@minsk. piter. com (издательство «Питер», компьютерная редакция).

Мы будем рады узнать ваше мнение!

На сайте издательства http://www. piter. com вы найдете подробную информацию о наших книгах.

Глава 1. Аналоговое и цифровое видео и аудио — прошлое и будущее

У каждого из нас есть любимые фильмы, которые хочется пересматривать, и любимая музыка, которую хочется слушать снова и снова. Но зачастую эти записи были сделаны или приобретены еще до наступления эпохи глобальной компьютеризации и находятся на морально и физически устаревших сегодня носителях информации. Мы не будем рассматривать совсем уж экзотические варианты, такие как грампластинки и бобины. Речь пойдет о более современных и распространенных носителях — аудио- и видеокассетах, в основе которых лежит магнитная лента.

Разумеется, когда владеешь большой коллекцией аудио- и видеокассет с записями фильмов и музыки, возникает логичное желание заполучить все это в «цифре». Откуда такая логика? Все очень просто: цифровые технологии гораздо прогрессивнее аналоговых и имеют перед ними массу преимуществ, основные из которых перечислены ниже.

• Компактность. Представьте себе коллекцию из 50 фильмов на видеокассетах и сравните с таким же количеством оптических дисков, например DVD. Разница очевидна. А ведь оцифрованные музыку и видео вовсе не обязательно записывать на диски, их можно хранить на винчестере компьютера или переносных устройствах вроде flash-накопителей.

• Удобство использования. Чтобы найти нужную песню или любимый отрывок фильма на аналоговом носителе, необходимо затратить как минимум несколько минут, в то время как при использовании цифровых данных это действие займет считанные секунды. Кроме того, любой поиск информации на аналоговых носителях наносит им непоправимый вред, а для цифровых носителей данный процесс абсолютно безболезненный.

• Мобильность. Современные технологии позволяют воспроизводить цифровое видео и аудио не только на стационарных проигрывателях и компьютерах, но и на переносных компьютерах (ноутбуках, нетбуках, КПК и т. п.), миниатюрных flash-плеерах и даже на мобильных телефонах. Обмениваться цифровыми музыкой и фильмами можно также с помощью Интернета.

• Долговечность. Качество записей на кассетах ухудшается прямо пропорционально частоте их использования (неважно, поиск это нужного фрагмента или его воспроизведение), что связано как с недолговечностью магнитного слоя, на который наносится информация при записи, так и с механическим контактом с лентой в процессе ее использования. Кроме того, сама лента легко «жуется» и рвется проигрывателями, а также уничтожается прямым воздействием электромагнитного излучения (например, телевизора) и солнечного света. К тому же кассеты подвержены вредному влиянию окружающей среды и времени. Качество же информации, записанной на оптических дисках, в отличие от кассет, не ухудшается при многократном ее прочтении. На диски не действуют солнечный свет, электромагнитное излучение, пыль и влага. Даже неглубокие царапины на диске не очень критичны для прочтения записанной на нем информации.

• Возможность конвертирования. Еще одно безусловное преимущество «цифры» — возможность непосредственного влияния на размер мультимедийных файлов и как результат — получение копии необходимого качества. Для примера рассмотрим Blu-ray-диск — один из наиболее продвинутых способов хранения и распространения качественного видео и звука большой длительности. Поскольку Blu-ray-привод еще слишком дорог для большинства пользователей, ничто не мешает уменьшить размер находящихся на нем файлов путем уменьшения битрейта звука или разрешения видео. Это позволяет получить копию высокого качества, при этом ее можно будет смотреть или слушать на стандартном DVD-приводе.

Таким образом, сегодня можно с уверенностью говорить о том, что старые аналоговые стандарты хранения информации вымирают и вытесняются более современными, удобными и практичными цифровыми.

Уже сейчас цифровые носители (например, CD и DVD) занимают в различных странах от 80 до 90 % рынка продаж видео- и аудиопродукции (в зависимости от степени компьютеризации того или иного государства). Все новые фильмы и музыкальные альбомы выходят в «цифре» и лишь иногда — на кассетах.

Распространение техники для проигрывания цифровых носителей информации приобретает массовый характер. Немаловажную роль в этом играет низкая стоимость DVD-проигрывателей и стереосистем, которые даже в самом простом исполнении умеют читать и воспроизводить большую часть современных форматов видео и аудио. Более того, на рынке присутствует большое количество устройств, которые умеют не только воспроизводить запись, но и осуществлять ее в режиме реального времени!

Все приведенные выше данные касаются не только музыки и фильмов, издаваемых сейчас, но и произведений, созданных ранее. Сегодня не существует проблемы найти на DVD классическую музыку прошлых веков, рок-н-ролл 1970-х годов или подборку лучших советских фильмов. Все это уже давно оцифровано профессионалами и ценителями, нам лишь остается пойти в магазин, выбрать понравившийся фильм или альбом и купить его. А ведь еще есть и Интернет, где бесплатно можно скачать все, чего требует душа…

Следовательно, возникает вопрос: зачем оцифровывать записи, тратить на это время, если в продаже на компакт-дисках или DVD можно найти практически любой фильм или музыкальный альбом? Но что делать, если записи на самом деле уникальны? Если это домашний видеоархив или действительно раритетные аудиозаписи, которые не найдешь в продаже? Да и не все из нас живут в мегаполисах, где можно легко купить интересующую пластинку: в небольших городках найти записи какой-либо немодной нынче группы или вышедший в 1980-х годах фильм весьма непросто, а скачивать их из Интернета не всегда возможно, да и накладно.

Конечно, имеется альтернативный выход из ситуации — существует огромное количество студий да и просто умельцев, которые занимаются оцифровкой, монтажом, сведением видео и добавлением к нему различных спецэффектов. Они же без проблем восстановят поврежденную или «заезженную» кассету.

Однако всеми этими благими делами такие люди занимаются отнюдь не бесплатно, и обращение к ним, скорее всего, влетит вам в копеечку (размер же копеечки будет зависеть от объема работы, которую необходимо выполнить). Таким образом, занявшись оцифровкой самостоятельно, вы сэкономите определенную сумму денег, а при желании еще и сможете заработать.

В процессе оцифровки можно выделить три основополагающих этапа.

• Захват. Непосредственный захват, оцифровка и перенос содержимого кассеты на жесткий диск компьютера. При этом размер файла захвата зависит от типа кассеты и качества видео на ней. Например, видео со стандартной 60-минутной DV-кассеты занимает не менее 13–15 Гбайт на жестком диске. Если же речь идет о HDV-формате, то только одна минута такой записи потребует 1,5 Гбайт места. Конечно, можно осуществлять захват и в более низком качестве, но в этом случае вы уже не сможете получить цифровую копию высокого качества и смысл оцифровки будет утерян.

• Сжатие и монтаж. Не менее ответственный и трудоемкий процесс, в ходе которого полученное изображение проверяется на целостность. Кроме того, его необходимо сжать, синхронизировать видео- и аудиопотоки (в случае перевода в «цифру» видеозаписей) и при необходимости обработать различными фильтрами. Именно на этом этапе получается конечный продукт с требуемыми характеристиками — размером файла, разрешением, битрейтом, которые в итоге и определяют качество финальной записи.

• Вывод. Полученный продукт (видео- или аудиозапись) после сжатия, монтажа, синхронизации и перевода в необходимый формат записывается на выбранный носитель (как правило, оптический диск, например обычный или двухслойный DVD). В принципе, этот этап отнюдь не обязателен, ведь цифровые записи можно хранить и на винчестере компьютера. Однако рано или поздно проблема записи накопившейся информации на диски все равно возникнет.

Надеемся, что мы убедили вас в том, что время аналоговых записей и устройств, которые с ними работают, практически ушло в прошлое и нет смысла держаться за них в будущем. И если у вас есть необходимость сохранить имеющиеся записи, переведя их в «бессмертную» цифру, — мы поможем вам в этом процессе и расскажем, как сделать это максимально быстро, просто и, самое главное, качественно.

Глава 2. Форматы цифрового аудио

2.1. MP3

2.2. WAV

2.3. OGG (OGG Vorbis)

2.4. WMA

2.5. AAC

2.6. AC3

2.7. DTS

2.8. Лучший из лучших?

На сегодняшний день существует множество цифровых аудиоформатов, получивших широкое распространение и позволяющих в полной мере насладиться звучанием разнообразных музыкальных сопровождений. Кроме этого, периодически появляются новые, более совершенные и прогрессивные форматы, а также модифицируются старые.

В этом разделе вы познакомитесь с основными особенностями наиболее популярных и «ходовых» форматов, используемых для хранения музыки и вообще любого типа акустических произведений. И начнем мы с формата MP3 — истока бурного распространения качественной цифровой музыки.

2.1. MP3

Формат MP3 (MPEG-1/2/2.5 Layer III) является безусловным лидером по популярности во всем мире. Он распознается всеми программами для воспроизведения музыки на компьютере во всех операционных системах, его проигрывают все flash-плееры и современные дисковые плееры, его поддерживают многие музыкальные центры и DVD-проигрыватели. О популярности MP3 говорит хотя бы тот факт, что в последних версиях системы Windows, разработчики которой отнюдь не склонны к признанию независимых форматов, для его воспроизведения имеется встроенный кодек.

Можно сказать, что сегодня на популярность формата MP3 во многом влияет его имя, поскольку в плане своих акустических характеристик он уступает многим форматам, а при определенных ситуациях и вовсе безнадежен. Связано это с тем, что принципы сжатия, применяемые в MP3, разработаны достаточно давно и уже устарели. Однако, так как именно MP3 первым получил повсеместное распространение, любой разработчик аппаратных или программных плееров включает в свой продукт поддержку этого формата, а мы, пользователи, кодируем музыку в MP3 зачастую именно из-за широкой поддержки его производителями.

Способ хранения данных в формате MP3 относится к способам сжатия с потерями. Суть кодирования музыки в MP3 основывается на так называемой психоакустической модели — представлении о том, что при воспроизведении музыки в стандарте Audio CD (то есть при проигрывании самого обычного, несжатого компакт-диска с музыкой) некоторые частоты просто не могут быть уловлены ухом обычного слушателя. А раз слышать мы их не будем, соответственно, не заметим и их исчезновения. Таким образом, определенная часть звуковой информации безжалостно удаляется, уменьшая объем, который данная запись занимает на диске.

Примечание

Учитывая качество современных звуковоспроизводящих систем, в составе которых все чаще встречаются качественные усилители звука и акустическая система, данный факт становится роковым для формата MP3. Люди, имеющие прямое отношение к музыке, или ее истинные ценители с легкостью отличают MP3-звук самого высокого битрейта от звука в других форматах и в большинстве случаев отдают свое предпочтение последним.

Степень компрессии музыки, то есть количество вырезанной из звукозаписи информации, может варьироваться. При этом соблюдается следующая зависимость: чем выше степень сжатия, тем меньше дискового пространства занимает конечный файл и тем больше различий будет между качеством Audio CD и MP3-версией, то есть качество записи будет ниже.

Битрейт

Важной задачей при компрессии музыки является нахождение оптимального баланса между качеством аудио и размером файла. Количественно степень сжатия характеризуется битрейтом. Это понятие имеет одинаковый смысл как в случае с аудио, так и в случае с видео.

Примечание

В случае с битрейтом единицей измерения является количество информации, приходящееся на единицу времени. Общепринято измерять битрейт в килобитах в секунду (Кбит/с). Синонимом битрейта является другое достаточно распространенное понятие — плотность потока.

Итак, разобравшись с понятием битрейта, можно более детально обсудить то, насколько же сильно музыка в формате MP3 отличается от несжатого оригинала. Существует представление, что качество записей в форматах Audio CD и MP3 становится идентичным (и, соответственно, неразличимым на слух) при битрейте 128 Кбит/с.

Однако такое утверждение неверно, ведь оно родилось еще на заре распространения формата MP3, когда компьютерные аудиосистемы представляли собой две пластиковые колонки, прозванные в народе «пищалками». Да и звуковые карты в ту пору не могли воспроизводить музыку достаточно качественно. Разумеется, что на такой технике найти различия между оригинальной и сжатой музыкой было весьма непросто. Сегодня, когда звуковоспроизводящая аппаратура для компьютеров по своему качеству не уступает лучшим стационарным аналогам, сказать, что при битрейте 128 Кбит/с звучание оригинала и MP3-версии становится идентичным, нельзя.

Таким образом, подбирая оптимальный для себя битрейт, необходимо ориентироваться на следующие факторы.

• Дисковое пространство. Данный фактор при наличии на рынке огромных по объему жестких дисков уже не столь важен, как это было 5 лет назад. Тем не менее, если между количеством и качеством вы выбираете первое, тогда MP3 — именно то, что вам нужно.

• Степень «навороченности» аудиосистемы, на которой данная запись будет воспроизводиться. Следует помнить, что при использовании современных аудиокарт и качественной акустической системы изъяны записи будут заметны гораздо сильнее, чем на простой технике. И будьте уверены, если речь идет о профессиональной технике, в цене которой часто присутствует четыре и более нулей, эта разница будет очевидна даже неискушенному слушателю.

• Сложность музыкального произведения. Существуют такие композиции, которые практически невозможно подвергнуть компрессии без потерь, то есть при любом, даже самом высоком, битрейте разница между оригиналом и сжатой копией будет очевидна.

• «Тренированность» уха. Психоакустическая модель, на которой основан формат MP3, рассчитана на усредненного слушателя, а не на людей, имеющих музыкальный слух. Многие аудиофилы попросту не в состоянии слушать музыку, подверг­нутую сжатию, из-за того, что слишком явственно различают ее недостатки.

Еще одним определяющим качество сжатой аудиозаписи фактором является правильно подобранная и настроенная программа для аудиозахвата и кодирования (называемая также кодеком, от «компрессор/декомпрессор»).

Тип кодека

Формат MP3 предоставляет возможность кодирования музыки в диапазоне от 8 до 320 Кбит/c (для сравнения — количество информации, приходящейся на одну секунду в формате Audio CD, составляет более 1400 Кбит).

Существуют три варианта MP3-кодека: MPEG-1, MPEG-2 и MPEG-2.5. Кроме всего прочего, они различаются между собой допустимыми границами битрейта и частотами дискретизации.

• MPEG-1. Диапазон битрейта составляет от 32 до 320 Кбит/с при частотах дискретизации 32 000, 44 100 и 48 000 Гц.

• MPEG-2. Граничные показатели битрейта — 8 и 160 Кбит/с, частоты дискретизации — 16 000, 22 050 и 24 000 Гц.

• MPEG-2.5. Диапазон допустимого битрейта равен таковому для MPEG-2 при частотах дискретизации 8000 и 11 025 Гц.

Необходимая версия кодека выбирается исходя из поставленных задач. Из описанных выше количественных характеристик очевидно, что самое высокое качество сжатия предоставляет MPEG-1, а самое низкое — MPEG-2.5.

Способы кодирования

При работе с форматом MP3 могут использоваться следующие способы кодирования аудиоинформации.

• CBR (Constant Bit Rate — постоянный битрейт). Вариант кодирования, при котором пользователь изначально задает необходимый битрейт (это может быть любое кратное 16 число от 8 до 320), который не меняется на протяжении всего файла. У данного вида компрессии есть как очевидные преимущества, так и не менее очевидные недостатки. Основное достоинство данного метода — возможность достаточно точно предсказать размер конечного аудиофайла. Однако вариант с постоянным битрейтом не очень подходит для большинства музыкальных произведений, звучание которых динамично изменяется во времени, и не обеспечивает оптимального качества звука.

• VBR (Variable Bit Rate — переменный битрейт). Пользователь задает лишь желаемое качество кодирования, а затем уже сам кодек, учитывая это значение, варьирует битрейт, принимая во внимание насыщенность аудиозаписи информацией в каждый конкретный момент. Говоря упрощенным языком, чем сложнее музыкальное произведение, тем более высокий у него будет средний битрейт и тем больше места оно займет на диске после сжатия. Если же компрессии подвергается композиция в стиле «два притопа, три прихлопа», то и битрейт у нее будет соответствующий. Таким образом, именно данный метод позволяет получить при кодировании оптимальное качество, однако предсказать при этом размер файла на выходе очень сложно.

• ABR (Average Bit Rate — усредненный битрейт). Можно сказать, что этот режим представляет собой компиляцию двух предыдущих. При кодировании музыки с его помощью пользователь задает желаемый битрейт (в отличие от CBR, это может быть любое число от 8 до 320, не обязательно кратное 16), и кодек, в свою очередь, изменяет данный показатель лишь в определенных, причем достаточно небольших, пределах. Таким образом, битрейт все же варьируется, но не может сильно отклоняться от величины, заданной пользователем, что исключает появление граничных значений — 8 и 320 Кбит/с. Соответственно, качество при этом способе кодирования будет несколько выше, чем при режиме CBR, но заметно ниже, чем при VBR. Из плюсов данного метода можно отметить гораздо лучшую, по сравнению с VBR, предсказуемость размера полученного файла.

Моно- и стереозвук

Формат MP3 поддерживает моно- и стереокодирование звука, что позволяет воспроизводить его как на моно-, так и на стереосистемах. Сегодня монозвучание уже не востребованно, поскольку даже самые простые проигрыватели позволяют выводить звук на раздельные каналы.

Кодирование в режиме стерео — это двухканальное кодирование, причем каждый из каналов кодируется с равным битрейтом. Если вы подвергаете сжатию песню в режиме стерео с битрейтом 320 Кбит/c, то информации на каждый из каналов будет приходиться лишь по 160 Кбит/c, соответственно, качество каждого канала будет в два раза ниже, чем при компрессии в режиме монозвука. Таким образом, относительно поддержки стереозвука выделяют три варианта компрессии аудио.

• Mono (Моно). Одноканальная компрессия, причем безотносительно того, сколько каналов было в оригинальной записи. При воспроизведении монозвука на аудиосистемах, поддерживающих стерео, в каждом из каналов будет воспроизводиться одинаковая аудиоинформация, то есть различий между каналами не будет. Единственное достоинство моноканальной компрессии — более высокое, чем у стерео, качество звука (при равных битрейтах), так как количество информации, приходящейся на один канал, здесь вдвое больше.

• Stereo (Стерео). Как уже было сказано выше, это двухканальное сжатие, где каналы (их обычно называют левым и правым) различаются между собой.

• Учитывая, что большинство музыкальных произведений на Audio CD сегодня записывается именно в стереоформате, данный способ является очень распространенным для компрессии цифрового аудио. Единственный (и очень серьезный) минус подобного типа кодирования — необходимость сжимать аудио с довольно высоким битрейтом и, соответственно, со сравнительно большим размером конечного файла. Происходит это из-за того, что суммарный битрейт записи, к примеру 128 Кбит/с, делится на два канала, каждый из которых будет иметь битрейт лишь 64 Кбит/с, что соответствует весьма низкому качеству. Для минимизации этого эффекта и был разработан следующий метод сжатия — Joint Stereo.

• Joint Stereo (Объединенное стерео). Позволяет сжимать треки в стереоформате, при этом лишь немного увеличивая их размер по сравнению с такой же композицией, записанной в режиме моно.

• Суть этого метода состоит в том, что оба канала преобразуются в сумму и разность записанных на них аудиоданных. Существует довольно четкая зависимость, указывающая на то, что количество информации, приходящейся на канал с суммой, значительно выше, чем на канал с разницей. Таким образом, львиная доля суммарного битрейта отводится именно на этот канал, улучшая тем самым качество композиции. За счет такого подхода качество треков, записанных с помощью Joint Stereo при одинаковом битрейте со стандартным стерео, будет разительно отличаться в пользу первого варианта. Особенно разница заметна при записи на низких битрейтах в режиме VBR.

Примечание

Существует мнение, что метод Joint Stereo неприменим при компрессии треков, левый и правый каналы которых несут принципиально различную на слух аудиоинформацию (то есть если звуки, которые слышны из левого и правого динамиков, абсолютно различны, например барабанная секция и соло-гитара). Однако это не так, ведь Joint Stereo оперирует в первую очередь значениями частот, которые в любом случае частично пересекаются даже у субъективно непохожих звуков. Различающиеся же частоты сжимаются отдельно, увеличивая таким образом размер файла.

Однако, помимо описанных выше достоинств, у формата MP3 есть и ряд недостатков, в частности:

• несколько устаревшая психоакустическая модель;

• поддержка лишь двух каналов;

• ограничения битрейта и частот дискретизации;

• сложности при работе с тегами и потоковым аудио.

Большинство из этих минусов связано с тем, что MP3 — один из первых форматов цифрового аудио, разработанный относительно давно. Появившиеся позднее форматы лишены многих недостатков, свойственных MP3.

2.2. WAV

Ключевая особенность формата WAV (Waveform Audio Format), что отличает его от других существующих форматов, — он используется для хранения несжатых цифровых данных, другими словами — способен хранить звук в максимальном его качестве и с любым битрейтом.

Данный формат разработан корпорациями Microsoft и IBM и предназначен прежде всего для хранения несжатого цифрового аудио. Этот формат основан на методе оцифровки аудио PCM (Pulse-Code Modulation), на котором основана технология хранения цифрового аудио на Audio CD.

Примечание

Бытует мнение, что на музыкальных компакт-дисках (тех самых пресловутых Audio CD) аудиоинформация хранится именно в формате WAV. На самом деле это не так. Общей для Audio CD и WAV является именно основа — метод, с помощью которого аудио было оцифровано. Оба этих формата основаны на PCM, отсюда и их сходство. Убедиться же в различиях весьма просто — можно взять компакт-диск с музыкой, перевести его в формат WAV (на компьютерном сленге это называется «сграбить»), а затем вновь записать на CD-R. В результате полученный диск не будет воспроизводиться музыкальными центрами, которые распознают только обычные Audio CD.

Легко догадаться, что если в WAV-формате обычно хранят несжатое аудио, то именно он дает при воспроизведении качество, равное оригинальному (то есть качество Audio CD). Именно высочайшее качество при воспроизведении и является основным плюсом данного формата.

Если же говорить о его минусах, то основной из них также очевиден — это достаточно большой размер получаемых файлов. Действительно, если сравнивать размеры одной и той же песни в форматах WAV и MP3, то они будут отличаться в разы даже при минимальной степени сжатия. Именно этот недостаток сегодня резко ограничивает распространение WAV, ведь на один CD можно записать лишь 15–20 несжатых песен или сотни сжатых.

Особенно резкий отток пользователей от WAV-формата произошел с созданием файлообменных сетей в Интернете. Обусловлено это все той же причиной: переслать по Интернету файл размером 3–5 Мбайт — это одно, а 30–40 Мбайт — совсем другое.

Однако определенная доля слушателей никогда не изменяла этому формату ввиду его высочайшего качества. Всегда находились аудиофилы, которые жертвовали своим дисковым пространством, временем и деньгами при загрузке музыки из Интернета, но слушали только несжатое аудио. Сегодня вновь можно говорить об увеличении количества пользователей формата WAV. Связано это с распространением относительно недорогих и очень вместительных (до нескольких терабайт) жестких дисков для компьютера и с резким снижением стоимости широкополосного, а следовательно, и очень быстрого доступа к Интернету.

Среди других недостатков формата WAV следует отметить существующее ограничение на максимально допустимый размер файла, составляющее 4 Гбайт. На первый взгляд этого кажется достаточно, однако если учесть CD-качество записи, то максимальная длительность трека в формате WAV составляет порядка 6,6 часа (при частоте дискретизации 44,1 кГц и режиме стерео). Для преодоления этого барьера необходимо применять специальные программные решения — плагины.

2.3. OGG (OGG Vorbis)

Данный формат, как и MP3, относится к типу сжатия с потерями. В его основе также лежит психоакустическая модель, однако ее математическая обработка принципиально отличается от предшествующих, что предоставляет OGG важное преимущество: при одинаковом количестве информации, приходящейся на единицу времени, этот формат дает более высокое качество.

На сегодняшний день именно OGG является вторым по распространенности среди форматов цифрового аудио. Он поддерживается всеми операционными системами и практически всеми компьютерными программами для воспроизведения звука. Несколько меньше, по сравнению с MP3, он поддерживается на аппаратном уровне, то есть различными плеерами, музыкальными центрами и DVD-проигрывателями. Однако если учитывать все достоинства OGG, то можно сделать вывод, что именно за ним будущее на рынке цифровых аудиоформатов, что подтверждается и тенденциями последних лет, в течение которых OGG получает все большую популярность.

Преимущества, которые дает этот формат, обусловлены прежде всего относительной его современностью. OGG был разработан и представлен общественности в 2002 году (к слову, именно этот формат является самым молодым из всех конкурентов MP3) и на тот момент отличался рядом новшеств.

• Более качественное воспроизведение звука при равном с MP3 битрейте. Достигается это как за счет более «продвинутой» психоакустической модели, так и благодаря принципиально иной ее математической реализации.

• Поддержка многоканального звука. В отличие от формата MP3, умеющего работать лишь с двумя каналами (левым и правым — стерео), OGG запросто может обрабатывать до 255 различающихся между собой каналов. Если учесть, что современные потребности цифрового звука давно перешагнули порог двухканальности, это преимущество становится весьма важным. В качестве примера можно привести объемный звук (формат 5.1, где используются пять колонок и один сабвуфер), который нередко применяется в фильмах на DVD и современных компьютерных играх. Учитывая это, а также резко возросшее количество компьютерных аудиосистем, поддерживающих многоканальный звук (форматы 5.1 и выше), становится очевидно, что в современных условиях именно формат OGG идеально подходит для воспроизведения звука (кстати, наиболее распространенными областями применения OGG как раз и являются компьютерные игры, DVD-фильмы, а также файлообменные сети).

• Формат OGG основан на принципе кодирования с переменным битрейтом. Это дает ряд преимуществ по сравнению с MP3: более гибкий и продуманный механизм сжатия (что, в свою очередь, позволяет получить более высокое качество записи при одинаковых битрейте и размере), а также больший диапазон доступных при компрессии битрейтов и частот дискретизации. Так, максимальный битрейт при сжатии аудио может составлять 600–700 Кбит/с при шаге в 1 Кбит/с, а значения частот дискретизации могут варьироваться от 2 до 192 кГц. Все это дает возможность настраивать компрессию звука гораздо более гибко, добиваясь необходимого именно вам оптимального баланса между качеством записи и размером файла.

• Данный формат имеет самую гибкую среди всех конкурентов систему управления тегами.

Примечание

Теги — это текстовые пояснения к аудиофайлу. Они могут включать в себя название композиции, альбома, в который она входит, автора, год выпуска и массу прочей полезной информации.

Теги при кодировании в OGG-формате могут иметь практически неограниченную длину и, кроме того, могут быть написаны на различных языках (при этом проблемы с кодировкой практически исключены).

Резюмируя рассказ об этом формате, можно отметить, что наряду с массой полезнейших достоинств у него имеется лишь один явно выраженный недостаток — меньшая по сравнению с MP3 распространенность. Однако, учитывая, что OGG, несмотря на свою молодость, уже завоевал и прочно удерживает второе место по популярности после MP3 (а во многих областях давно и первое), можно лишь еще раз повторить, что это наиболее перспективный из всех форматов цифрового аудио.

2.4. WMA

Формат WMA (Windows Media Audio) характеризуется собственной моделью сжатия, что, по уверениям разработчиков, позволяет ему (по крайней мере в теории) значительно превосходить по качеству (имея при этом равную плотность потока) формат MP3 и даже конкурировать с OGG. Однако, как было показано рядом независимых тестов, это не совсем соответствует действительности, так что говорить о равнозначности качества при кодировании в WMA и OGG пока рано, да и преимущества перед кодированием в MP3 на практике не столь очевидны. К тому же данный формат имеет некоторые проблемы при кодировании данных с небольшой плотностью потока, то есть с низким битрейтом.

Однако необходимо учитывать, что разработчиком формата WMA является компания Microsoft — крупнейший производитель программного обеспечения в мире, располагающий огромными средствами и опытом для доработки и модернизации своего стандарта. По этой причине WMA из одного из аутсайдеров гонки форматов постепенно превратился в одного из основных конкурентов лидирующих форматов. Список нововведений в последних версиях этого кодека действительно впечатляет: поддержка многоканальной компрессии объемного звука, наличие специального механизма сжатия голоса, возможность кодировать аудиоинформацию без потерь (то есть принципиально иной подход к кодированию по сравнению с MP3).

Примечание

Механизм кодирования без потерь (lossless) основан на удалении избыточной аудиоинформации при кодировании звука, а не на вырезании не воспринимаемых ухом слушателя частот. Таким образом, компрессии подвергаются все частоты, но за счет применения более современного механизма сжатия размер файла на выходе становится заметно меньше.

Важнейшим преимуществом перед конкурентами является и тот факт, что поддержка WMA изначально встроена в операционную систему Windows, которая установлена на абсолютном большинстве компьютеров в мире. Кроме того, этот формат воспроизводится практически всеми компактными плеерами, музыкальными центрами и DVD-проигрывателями.

Однако следует заметить, что на альтернативных платформах (Mac OS, Linux, Palm, Symbian, DOS, FreeBSD, BeOS) поддержка форматов от Microsoft весьма ограничена, что, несмотря на малую распространенность таких операционных систем, может доставить определенные неудобства.

Кроме того, отличительной чертой WMA, по крайней мере на Западе, является поддержка этим форматом системы защиты интеллектуальной собственности DRM (Digital Rights Management). Эта система призвана охранять авторские права на музыкальные произведения и позволяет воспроизводить треки, скачанные с сайтов музыкальных интернет-магазинов, лишь на одном компьютере (именно на том, с которого они были куплены). Для наших реалий это пока неактуально, однако в США и странах Западной Европы данный нюанс ощутимо тормозит распространение формата WMA.

2.5. AAC

Данный формат, появившийся в 1997 году, относится к тому же типу, что и MP3, — к типу сжатия с потерями. Однако за счет более «продвинутого» и гибкого механизма компрессии он дает гораздо более высокое качество звучания, чем MP3, при одинаковых битрейте и размере файла. Достигается это за счет сочетания двух подходов — удаления не воспринимаемых ухом частот и избыточной информации при описании сжатого звука. Таким образом, на выходе получается комбинация двух основных способов кодирования аудио — сжатия с потерями и без них, что в итоге дает оптимальное соотношение качества звука и размера файла.

Следующим шагом является обработка подвергнутой компрессии аудиоинформации с помощью специального математического механизма, учитывающего сложность кодируемой записи (метод MDCT). Финальной стадией кодирования звука в формате AAC является коррекция ошибок, неизбежно появляющихся во время процесса сжатия.

Таким образом, можно утверждать, что формат AAC, в отличие от предшественников, является набором сразу нескольких механизмов кодирования и коррекции качества, которые, комбинируясь, дают возможность подходить индивидуально к каждой записи, будь то простая речь с минимумом звучащих частот или высококачественные сэмплы, требующие весьма эффективных методов компрессии.

Стоит отметить, что данный формат имеет гораздо более «продвинутые» по сравнению с MP3 способы кодирования звука при переменном битрейте (VBR), а также более современный механизм разложения стереозвука на сумму и разность потоков (Joint Stereo). К тому же AAC поддерживает достаточно большое количество различных между собой звуковых каналов (до 48) с высокой плотностью потока (до 64 Кбит/с на один канал), что дает ему возможность без проблем работать с объемным звуком.

Подводя итоги, можно с уверенностью сказать, что формат AAC представляет собой достаточно мощный и удобный инструмент для компрессии аудио. При равных размере файла и битрейте запись, сжатая с помощью этого кодека, будет иметь гораздо более высокое качество, чем при кодировании в MP3. Единственным же серьезным минусом формата является его гораздо меньшая распространенность по сравнению с большинством аналогов.

2.6. AC3

AC3 (часто используется название Dolby AC-3) — один из современных форматов звука, используемый для кодирования аудио и ориентированный на качественное воспроизведение многоканального звука на системах до спецификации 6.1 включительно. Данный формат является детищем Dolby Digital — системы пространственного воспроизведения, специально разработанной для продукции киноиндустрии, где звуковые эффекты играют очень большую роль.

Изначально AC3 создавался именно для озвучивания видеофильмов в кинотеатрах, но сегодня он с успехом используется как на компьютерах, так и в бытовой технике, например телевизорах.

Особенностью данного формата является регулируемая степень сжатия, позволя­ющая получить максимально качественный звук с битрейтом вплоть до 640 Кбит/с. При этом цифровая дорожка может находиться рядом с аналоговой дорожкой на том же носителе, что позволяет выбирать качество звучания в зависимости от качества воспроизводимой системы. Кроме того, звуковые дорожки могут находиться и в отдельных файлах, что позволяет при проигрывании видео на ходу подключать ту из них, язык перевода которой вам предпочтителен.

Стоит отметить, что именно формат AC3 чаще всего используется при кодировании видео, когда требуется получить максимальное качество с возможностью подключения разных звуковых дорожек. В этом можно убедиться, если посмотреть описание практически любого из фильмов, пережатых, например, с Blu-ray или DVD-9 до размеров обычного DVD или даже половины размера DVD. Кроме того, поддержка формата AC3 имеется практически в любой аппаратуре, начиная с DVD-проигрывателей и заканчивая домашними кинотеатрами. Что касается компьютера, то в силу наличия многоканального звука на интегрированной звуковой карте поддержка этого формата осуществляется либо на аппаратном уровне, либо с помощью программных кодеков: остается только подключить качественную акустическую систему — и вы получите максимальное качество при минимальном размере проигрываемого файла.

2.7. DTS

DTS (Digital Theater System) — прямой конкурент формату AC3 от Dolby Digital, изначально ориентированный на многоканальный звук. В силу своих особенностей он в этом плане обгоняет AC3, позволяя хранить звук спецификации 7.1, а также любой другой более ранней спецификации. Поддержка DTS имеется в продукции многих производителей, даже в системах начального уровня.

DTS также относится к алгоритмам кодирования с потерями, но, в отличие от AC3, использует меньший коэффициент сжатия, что, соответственно, сказывается на улучшенном звучании и увеличенном размере звуковой дорожки.

Формат DTS при кодировании может использовать битрейт вплоть до 1500 Кбит/с, что делает звучание идентичным с Audio CD. Из особенностей также можно отметить факт, что при кодировании для звука изначально резервируется количество каналов, соответствующее выбранной спецификации. Даже если один или несколько каналов отсутствуют в источнике, результирующий файл получится фиксированного размера, что дает возможность заранее рассчитать размер файла перед началом кодирования.

Стоит отметить, что воспроизведение DTS имеет достаточно серьезные запросы к декодеру аппаратуры, на которой воспроизводится звук. Так, даже несмотря на то, что в персональных компьютерах присутствует многоканальный звуковой контроллер, это не говорит о том, что он способен работать с DTS-форматом. Ситуацию спасает только дополнительная плата расширения, устанавливаемая на материнскую плату и обладающая соответствующим цифровым процессором, способным декодировать большой поток данных (24,5 Мбит/с для дисков Blu-ray, 18 Мбит/с для HD DVD).

Если вы изначально настроились на файл небольшого размера, например 1,4 Гбайт, лучше сразу отказаться от кодирования в DTS-формат, поскольку полученный звук явно не будет соответствовать ожидаемому. В этом случае лучше воспользоваться AC3-форматом или даже MP3.

2.8. Лучший из лучших?

Вкратце ознакомившись с основными форматами цифрового аудио, мы подходим к тому, ради чего они и были описаны, — к процессу выбора. Какой же из форматов предпочесть? Ответ на этот вопрос дать не так уж и просто, ведь в каждом конкретном случае необходимо подходить к выбору дифференцированно.

Прежде всего стоит определиться с требованиями, предъявляемыми к будущим записям. Что является более критичным — размер файла или качество звучания? На какой аппаратуре будут проигрываться композиции? Будут ли использоваться для воспроизведения аппаратные проигрыватели (например, музыкальные центры, компакт-плееры или домашние кинотеатры)?

Несмотря на то что дать однозначный ответ на вопрос, какой же из форматов предпочесть, невозможно, привести ряд общих рекомендаций все же необходимо. Итак, если вам в первую очередь нужна возможность прослушивать свои любимые треки в приемлемом качестве не только на компьютере, но и на музыкальном центре или в плеере, то ваш выбор — формат MP3 или WMA. Именно они имеют наиболее широкую поддержку как у производителей аудиоаппаратуры, так и у разработчиков программных плееров. К преимуществам MP3 по сравнению с WMA, без сомнения, относится мультиплатформенность, то есть поддержка его разработчиками не только Windows, но и альтернативных операционных систем, в то время как у формата WMA с этим очевидные проблемы.

В свою очередь формат OGG будет оптимальным выбором для тех, кому важно высокое качество звучания и более гибкие, чем у MP3, настройки. Однако в таком случае придется смириться с тем, что большая часть аудиоаппаратуры данный формат не поддерживает. К программным плеерам сказанное не относится — они прекрасно играют треки, закодированные в OGG.

Наконец, для тех, кто слушает музыку на высококачественной аппаратуре и к тому же обладает музыкальным слухом, идеально подойдет формат WAV. Он дает качество звучания, идентичное Audio CD, проигрывается всеми программными плеерами и практически всей современной звуковоспроизводящей аппаратурой (за исключением проигрывателей, работающих только со стандартными музыкальными компакт-дисками). Однако при кодировании музыки в этом формате придется смириться с тем, что она займет очень много места на диске. Хотя сегодня, с учетом появления в продаже и повсеместного распространения накопителей с большой вместительностью (до нескольких сотен гигабайт) и записывающих DVD-приводов, этот нюанс уже не имеет того веса, которым обладал еще два-три года назад.

Что касается форматов пространственного звучания, то их использование можно рассматривать лишь в том случае, если мультимедийный источник изначально содержит многоканальный звук и требуется получить максимально качественную его копию. В большинстве случаев, когда речь идет о захвате видео с цифровых кассет и сама видеокамера не позволяет производить запись многоканального звука, лучшим выбором будет использование MP3 или ACC.