Всем привет!
Вопрос в названии темы звучит, конечно смешно. Все прекрасно знают, что формат звуковых файлов wav, как и любой лослесс формат превосходит качеством любой компрессионный формат, в том числе и мп3, который, кстати, хотя и самый распространенный, но далеко не лучший представитель своего класса. Разница в этих форматах определенно есть, я предлагаю разобраться насколько она велика. Давайте сперва чуть копнем теории. Копнем верхами и с кучей допущений, но достаточно в разрезе поставленного вопроса.
Что такое lossless форматы? Lossless переводится как «без потерь» и это определение очень точно описывает данные форматы. Грубо говоря, они, при оцифровке аналогового сигнала ничего не сжимают в прямом смысле этого слова. Они просто описывают волну как есть с помощью своих алгоритмов. Если мы будем использовать низкое разрешение лослесс форматов они упростят сигнал, но не сожмет его. (разница на самом деле есть). Но в повседневной жизни мы используем избыточные для любого звукового материала параметры лослесс файлов.
Из лослесс файла с избыточными для сигнала параметрами можно восстановить звуковой сигнал ЛЮБОЙ сложности с ЛЮБОЙ точностью.
То есть, на выходе мы получим ровно ту звуковую волну, которая и была оцифрована этим файлом. По этому, мы можем к примеру взять любой wav файл перегнать его сто раз в любые лослсесс форматы достаточного разрешения, после перегнать назад в такой же wav и этот файл будет бит в бит совпадать со своим исходником. По этому же если мы оцифруем в wav минуту тишины и минуту крайне плотного звукового материала, эти два файла по размерам будут полностью идентичны.
Для справки:
Если говорить точнее, то классификация форматов чуть сложнее.
Существуют:
несжатые форматы: среди которых wav
Сжатые форматы, без потери данных. Среди них, к примеру flac
Сжатые форматы с потерями информации. Среди них mp3
Но lossless форматами справедливо считают первых две категории.
Lossy compressed audio format или compressed audio, это в некотором роде архиваторы аудиофайлов с алгоритмами подразумевающими контролируемые потери. Алгоритмы сжатия таких форматов весьма сложны и комплексны. Из lossless аудиофайла вырезается вся избыточность и все то, чье отсутствие можно замаскировать опираясь на нюансы восприятия звука человеческим ухом и мозгом. А после все упаковывается в компактный файл.
Если сопоставить размеры аудиофайлов, то в среднем трек в формате wav 44.1 кГц 16бит, после сжатия в mp3 44.1 кГц 320 кб/с станет в 4-5 раз меньше.
Не хило да? Тут уже можно начать морщить нос и рассуждать о том какое МП3 барахло. оно и верно, как может хорошо петь музыка из которой отхреначили 70-75% информации?
Верно, но не совсем. Не стоит забывать, что лослсесс файл всегда избыточен и его разрешение постоянно и для тишины и для бубнежа себе под нос и для композиций с максимальными амплитудами и плотностью. Его задача все это дело передавать стабильно без потерь. Перед сжатыми форматами такой задачи не стоит и результат сжатия будет для каждого случая персонален.
В случае с сжатыми форматами минута тишины и минута плотной композиции будут различного размера.
Именно по этому, для всех вполне осязаема и очевидна разница компрессионных и несжатых аудиоформатов, НО неочевидна величина этой разницы, равно как и неочевидно как это знание проецировать конкретно на свой звуковой материал и аудиосистему. Ведь согласитесь, будет глупо таскать несжатую музыкальную библиотеку и слушать ее на портативной колонке. Или держать, к примеру несжатую библиотеку аудиокниг или музыки в которой особого качества изначально отродясь не было. Тут все понятно. Не понятно, когда речь идет о пограничных вариантах и здесь ломают копья годами приверженцы сжатых и не сжатых форматов.
Предлагаю сегодня хоть немного разобраться в этом вопросе с практической точки зрения. Пощупать и послушать это дело наглядно. Собсна говоря, этим вопросом озадачивались многие и идея данной записи возникла после прочтения вот этой темы ТЫЦ в блоге очень уважаемого мною и известного в звуковых кругах человека.
Я решил немного углубиться и расширить данный вопрос у себя на страничке сугубо с практической точки зрения. Для нас вполне очевидно, что сжатый формат не только вырезает часть полезного сигнала, но и вносит свои искажения «артефакты» неизбежно возникающие в ходе сжатия.
Предлагаю просто взять и послушать что собсна вырезает нужного и вносит лишнего мп3! )
Вот архив с треками ТЫЦ скачайте его.
НО НЕ СПЕШИТЕ СЛУШАТЬ, иначе запутаетесь. Прослушивайте треки поочередно по мере прочтения текста.
Трек №1 Оригинал
Недавно я скачал архив с музыкой от одного из наших «сопалатников». Музыка там была в виде образов снятых с оригинальных дисков. Для наших целей то, что нужно. Я взял диск симфонического рока и дернул оттуда трек с параметрами CD audio то есть 44.1кГц 16бит. Выбрал инструментальную композицию достаточно амплитудную, сложную и плотную.
Слушаем.))
Трек №1.1 Пересохранен Оригинал
Я открыл наш исходник в аудиоредакторе Sound Forge Pro 10.0. И пересохранил снова в wav с теми же параметрами, что и исходник для чистоты эксперимента. Далее будем работать в этом редакторе.
Можно прослушать.
Трек №2 Вычел левый и правый.
В данном треке я вычел левый канал из правого, а потом продублировал получившееся на обе дорожки для удобства прослушивания. Данный трек уже не содержит той информации, что была представлена в исходнике идентичной для обоих каналов. трек содержит лишь разницу в сигналах каналов, которая собсна и формирует стереоэффект композиции. Тут хорошо слышно практически полное отсутствие нч диапазона. Звукорежиссеры предпочитают не давать разницу сигналам в низу ввиду особенности восприятия звука ушами. (по этому и саб зачастую у нас один).
Слушаем.
Трек №3 Вычел из левого левый.
Для проверки и контроля вычел из левого канала пересохраненного трека левый канал исходного трека и продублировал получившуюся разницу на обе дорожки. Собсна каналы идентичны по этому в файле тишина.
Можно послушать.
Трек №4 Фрагмент для сопоставления.
Я выбрал участок трека, который мы будем сопоставлять и сохранил его в wav.
Можно прослушать.
Треки №5,6,7
Это три файла сжатых из предыдущего в mp3 с различным битрейтом для наглядности. 320кб/с, 128кб/с и 96кб/с. Каждый сжимался не из предыдущего, а именно с исходного трека №4
Можете прослушать и сравнить с оригинальным треком №4 в вашей аудиосистеме.
Теперь, самое интересное. )) Я взял треки 5,6,7, оцифровал их обратно в файлы wav с параметрами трека исходника №4. Программа позволяет вычитать треки целиком один из другого с целью оценки разницы, но блин, все конвертеры что у меня есть, включая сам аудиоредактор, при сжатии в mp3 добавляют в начало трека несколько миллисекунд тишины. Эта врезочка сохраняется при оцифровке обратно в wav. В итоге сравнить быстро «в лоб» файлы невозможно. События в треках оказываются смещены друг от друга по времени. По этому я создавал новый проект аудиофайла, вставлял туда в первую дорожку левый канал файла исходника, во вторую дорожку левый канал файла разжатого из mp3, далее зумил дорожки максимально, вплоть до сэмплов (коих 44100 в каждой секунде), смещал разжатый канал сопоставляя по времени начало сигнала с исходником с максимальной точностью до сэмпла. И уже после этого вычитал разжатую дорожку из дорожки исходника.
Таким образом я вычитал из файла исходника все то, что сохранилось в сигнале после сжатия в файлах mp3.
Оставшееся после вычитания как раз и составляет все то, что было вырезано сжатием, плюс в остаток этот добавилась вся грязь и цифровые артефакты, которые появились в сигнале при сжатии.
Теперь, мы можем оценить все, что теряем полезного при сжатии в mp3 различных битрейтов и что получаем лишнего в сигнал по совокупности. Дорожки дублировал в оба канала, для удобства оценки. Но в обоих каналах разница именно левого. Этого вполне достаточно, с правым каналом ситуация естессна полностью аналогична.
Для наглядности перед прослушкой покажу вам скрины из программы.

Тут нижняя мазюлька это форма сигнала (не АЧХ а именно сигнала) левого канала файла исходника, а верхняя мазюлька это то, что мы потеряли нужного и получили лишнего при сжатии файла в mp3 Разрешение обоих сигналов идентично и мы можем сопоставить примерную разницу.
И вот еще один скрин:

Тут наглядно показано увеличение потерь со снижением битрейта при сжатии сигнала. Верхняя кривулька это потерянное при сжатии в 320кб/с, средняя 128кб/с, нижняя 96кб/с. Разрешение графиков здесь также идентичны.
Теперь слушаем:
Трек №8 Вычитание мп3 320 и вав
Трек №9 Вычитание мп3 128 и вав
Трек №10 Вычитание мп3 96 и вав
Очень удобно слушать эти три трека поочередно с треком исходником №4 Удобно сравнить что мы теряем.
Ну и на закуску:
Трек №11 Левый разница, правый мп3 320
Здесь чтоб уж совсем наглядно было, в первой дорожке я оставил полный сжатый сигнал в mp3 320кб/с а во второй дорожке поместил разницу, которую потерял мп3 файл в этом же канале относительно исходного файла. Очень удобно оценить масштаб трагедии (или не трагедии) в режиме онлайн своими ушами и на своей системе.
Как вы можете сами убедиться, разница есть и она осязаема, ощутима и достаточно велика. ее просто не могло не быть при сжатии файла в 4 раза! И я вам так скажу, с учетом данного факта, потери не кажутся такими уж трагическими. В 4 раза хуже звук mp3 320кб/с точно не становится и это очевидно при прослушивании как самих файлов так и файлов, демонстрирующих потери.
Кроме того, важно понимать, что я шел по максимально деструктивному пути. Я взял файл которому точно место только в lossless. Я сжимал его самым простым и распространенным кодеком mp3, а их существует не мало и они существенно отличаются алгоритмами обработки сигнала. Есть кодеки гораздо тоньше обрабатывающие сигнал. Есть еще незаслуженно забытый всеми алгоритм сжатия mp3 с применением переменного битрейта, в котором алгоритм повышает и снижает битрейт в завсимости от сложности каждого фрагмента музыкального файла. Таким образом, если бы я взял простенький, долбежный материал не насыщенный нюансами, подобрал бы кодек, сжал и сделал сравнение, то разница была бы кратно ниже и незаметнее от той, что я продемонстрировал данным экспериментом.
Какой можно сделать вывод из этой писанины?
Losless файлы важны и нужны даже в системах качественного звука начального уровня. Спорить об этом глупо и отрицать бесполезно. Треки выше это наглядно демонстрируют. НО lossless нужен дааалеко не для всякого звукового материала. По моему глубокому убеждению, 90% существующего звукового материала неотличимо упакуется в тот же мп3. По этому, не стоит подходить излишне фанатично к своей lossless библиотеке и таскать десятки гигабайт того, что безболезненно можно сжать вчетверо.
Тем более, очень много lossless материала гуляющего в сети есть ничто иное как бесполезная разжимка из компрессионных файлов. Если вы нашли треки достойные несжатого формата, то обязательно озаботьтесь надежным источником их получения, чтобы неожиданно для себя не начать заниматься аудиофилией и выслушивать того, чего нет.)
Такие дела.
Решать много или мало потерь в МП3 только вам. Вам же делать выводы о применении различных фоматов в своей библиотеке. Надеюсь, я хоть немного помог вам в этом.)
Щупайте все всегда сами. Своими ушами и на своих системах. делайте собственные выводы. Не верьте никому на слово. даже опытным экспертам… а мне так тем более! :D
Да, кстати! Если вам данная тема интересна, то можем развить идею, сделать сравнение файлов различных компрессионных аудиоформатов, сравнить разные кодеки mp3, а также сравнить Hi res с lossless. Черканите в комментах, интересно ли вам это?
На этом пока все.
Всем удачи, с наступающим новым годом. Отличного, новогоднего настроения, удачи, счастья вам в новом году. Ну и обязательно здоровья вам и всем вашим близким! )))


Комментарии 41
На ПК-esi julia-lehmann cube linear-sennheiser 595
Практически нереально уловить разницу между оригом и 320.
А между 128 и 96 -оргомная деградация
Удивительно…
Всетаки очень много зависит от железа.
Я счастливый обладатель наушников Bose, в них даже мрЗ раскрывается по новому.
…lossless нужен дааалеко не для всякого звукового материала… Полностью поддерживаю.
lossless нужен только там где заметен.
Может у меня не та аппаратура, но я не вижу разницы между мр3 312 (и выше) и waw.
90% слушают музыку на обывательских китайских устройствах и такой же аккустике. Им что lossless, что lossy, что cdda — по фиг, разница будет настолько минимальна, что они ее и не различат, да и не захотят они ради каких-то мифических (с их точки зрения) срезанных верхних частот, тратиться на какую-то дорогую технику и аккустику, которая раскрывает весь спектр несжатых форматов! Их устраивает мп3, причем даже не с самым высоким качеством, главное небольшой объем музыкального материала, который мп3 им дает! А те аудиофилы, кто на ламповом top end с соответствующей аккустикой слушают музыуку, даже и не посмотрят в сторону мп3 и прочих lossy форматов.
"… А те аудиофилы, кто на ламповом top end с соответствующей аккустикой слушают музыуку, даже и не посмотрят в сторону мп3 и прочих lossy форматов…"
Даже, если на их ушах всю жизнь танцевал медведь и они в упор не слышат разницу.) Тут уже вопрос из области психологии.)
То что от Мр3 до Wav как от Москвы до Китая эт понятно. Интересней сравнить Wav, Flack, Ape между собой. А так же интересна зависимость от увеличения битрейта выше 320 килобит, например от 386 до 512 в AAC. Интересно потому, что экспериментируя с кодеками в CD UB100 от Pioneer обнаружил что этот девайс тянет 512 в AAC.
сравнение лослсесс есть в инете. Эт не проблема. Отдельные частные случаи сравнивать для публикации затея так себе. А от UB100 я б ушел. Это костыли. Он сам жует все в аналог и отдает магнитоле. По сути как аукс.
Стоил бы CD-7X адекватных денег, к P90 мало что по оптике, без вмешательство в конструктив, запустишь.
Dan1982
сравнение лослсесс есть в инете. Эт не проблема. Отдельные частные случаи сравнивать для публикации затея так себе. А от UB100 я б ушел. Это костыли. Он сам жует все в аналог и отдает магнитоле. По сути как аукс.
А ежели да вынуть циферку из 100-го ! )))
Попытаться можно.
Интересные исследования… Для меня они закончились в сравнении ёмкости файла wav и mp3… Вот есть один глупый вопрос. Имеем скачанный с трекера альбом Whitney Houston в wav по трекам… С помощью foobar2000 лепим из wav mp3 320… Полученные треки пишем на флешку и на audio cd… Втыкаем одно и другое в одну систему в машине… Итог аудио cd рипнутый на обычную болванку штатным Windows media player играет без искажений а флешка с точно такими же файлами с того же mp3 играет с обрезанными верхами и низами… В чем прикол? Wmp восстановил аудио файл до исходника при записи? Ну и возвращаясь назад к теме wav vs mp3 думаю что есть смысл держать любимые композиции в wav а так сказать для попсы хватит и mp3 :) но 21 век и технологии никто не отменял…
PS: а формат aac не сравнивал? Это вроде штатный формат Apple тоже без искажений…
У многих автомагнитол работа с накопителем и диском разделена и работает совершенно по разному. Не сравнивал. Можно сравнить
Ну так же запустил дома с компа… Такая же ситуация флешка играет криво аудио нормально… :) плюнул запихнул wav в тачку и не парюсь…
А теперь послушаем все это на скорости 80-100км/ч.
С включенным на магнитоле эквалайзером "Super Power Bass
И каким нибудь нештатным прямоточным выхлопом))
Не, это слишком жёстко. При таких условиях разницы между 96 и waw даже не будет.
Только если не прислушиваться, а эту привычку убить очень сложно. 128 и тем более 96 звучит просто отвратительно. Во-первых, 96 это практически всегда joint stereo, и сцена отсутствует полностью. А 128 ограничено спектрально и динамически, звучит как фм радио (думаю, у них вся музыка так и хранится).Вот 256 уже очень сложно определить, а 320, практически невозможно.
Хм… А как же mp3 Pro?
Пользовался только Lame и стандартным Fraunghofer. Причём вторым, пока не появился первый, больше никогда, разница просто космос, не измерял, чисто по ощущениям
deminpavel
А теперь послушаем все это на скорости 80-100км/ч.
Это точно, посторонние шумы в салоне авто убивают и глушат всю детализацию музыки.
Всё по полочкам) прочитал на одном дыхании))
П.с. конечно интересна тема сравнения форматов, жду продолжения научных исследований))
Нарою тру хайрез и потыкаем)
Как все точно подмечено, особенно в конце с переформатированием сигнала. Браво!
Сколько теперь споров уйдет. А из личного опыта скажу, что мало того что звук перекодированный в 320 кб из начально качественного трека не отличается качеством по слуху, так немало важно еще качество акустической системы. Например из обычных китайских динамиков одинаково будет играть и качественный трек и даже плохой, а на дорогущей настроенной системе просто небо и земля.
Согласен, часть попсы и других менее сложных с точки зрения сложности исполнения стилей изначально сведены примерно на уровне МР3.
Как-то взял флак, перекодировал в mp3 320, и вычел это из флака. Ну так вот. Услышать это можно, выкрутив громкость на максимум, и прижав ухо к акустике. На громкости 110+ дб, это обычное дело, услышать разницу при прослушивании музыки не может никто! 50/50 определяют правильно, то есть это чистая угадайка. Есть, конечно, композиции, плохо поддающиеся сжатию, но это большая редкость.
Если просто слушать музон, то разница заметна на большой громкости, в очень тихих местах. Добавляется этакое жужжание и чавканье. Ну это и понятно, там разрешение 4-5 бит, и сжимать это в 4 раза психоакустическими алгоритмами уже намного сложнее.
Разрешите дое.придраться=)
wav не является lossless-форматом просто потому, что "lossless" это определение компрессии (lossless compression и lossy compression), а wav не является компрессионным форматом, к нему это не применимо.
Любой цифровой формат подразумевает сжатие исходного аналогового сигнала, в том числе и wav.
Antipath
Разрешите дое.придраться=)
wav не является lossless-форматом просто потому, что "lossless" это определение компрессии (lossless compression и lossy compression), а wav не является компрессионным форматом, к нему это не применимо.
Я так и написал в тексте. И написал что местами буду упрощать без вреда сути повествования. ;)
Всю ночь читал 😂👍
На музыке, заточенной под громкие системы, вообще не слышно разницы!
Там разница тоже будет, но там диапазон смещен в область НЧ где разница минимальна, плюс гипертрофированна НЧ составляющая. Она маскирует остатки разницы.
"руки базуки"
Попрошу нецензурно не выражаться!
Dan1982
Там разница тоже будет, но там диапазон смещен в область НЧ где разница минимальна, плюс гипертрофированна НЧ составляющая. Она маскирует остатки разницы.
И добавлено колдовство — все время хочется Басухи довернуть! 😂😂😂
После, как включишь че нибудь SQшное, от басов «кисель с выворотом» в голове…
Теперь я знаю, что можно послушать качественную тишину ;)
в новый год можно входить спокойно. а то думал со всей коллекцией мр3 на флехе придется растаться.
Мне присылай флеху. Она уже испорчена богомерзким мп3
Занимаешься очисткой кармы цифровых носителей?
И наполняю правильными сибилянтами файловую систему носителей. Изгоняю клипп.