Виталий Леонтьев - Музыкальный центр на компьютере

В настоящий момент разработка LAME фактически прекращена – новые версии выходят не чаще двух раз в год. Но связано это не с тем, что разработчики утратили интерес к проекту – просто сам алгоритм кодирования уже настолько «вылизан» и отлажен, что ожидать его кардинального улучшения уже невозможно.

Итак, достоинства MP3 всем очевидны: стандартность (и, следовательно, распространенность), универсальность и приемлемый баланс качества и объема. Неудивительно, что сегодня не только для компьютеров, но и для бытовой аппаратуры поддержка MP3 является обязательным условием. С MP3-файлами могут работать бытовые стереосистемы, DVD-проигрыватели, не говоря уже о специальных плеерах. С его приходом окончательно были списаны на свалку истории аудиокассеты (хотя в нашей стране они пока что не желают сходить со сцены).

Идеал? Но так считают далеко не все. Аудиофилов по-прежнему не устраивает качество звучания MP3-композиций (хотя, чтобы отличить MP3-файл, записанный с битрейтом 256–320 kbps от оригинальной дорожки, необходима аппаратура стоимостью от нескольких тысяч долларов – и соответствующим образом «настроенные» уши). Что же касается производителей музыки, то их не устраивает «открытость» формата – а следовательно, невозможность защитить запись от копирования.

И неудивительно, что уже в конце 90-х гг. прошлого века начались активные поиски «формата будущего» – защищенного, компактного и качественного. На роль «могильщика MP3» претендовали сразу несколько разработок, но большая часть из них (например, VQF от Yamaha, AAC и даже следующее поколение кодека Fraunhofer, MP3 Pro) быстро канула в Лету.

И все же конкуренты у MP3 имеются, и кое в чем «альтернативные» форматы смогли-таки превзойти этот народный кодировщик.

WMA

Казалось, история замерла в ожидании – MP3 продолжал шагать по планете, завоевывая все новых и новых сторонников и не встречая достойных конкурентов. Однако в 2000 г. первый ощутимый удар по популярности этого формата нанесла могущественная корпорация Microsoft, представившая собственный алгоритм сжатия информации под названием WMA.

В отличие от своих предшественников, Microsoft здраво рассудила, что состязаться с MP3 в области качественного звука и высоких битрейтов нет смысла – зачем лить воду на мельницу пиратов? А вот в среднем и низшем классе стоило и поконкурировать… Ведь если для домашних коллекций на CD MP3 подошел идеально, для передачи по Интернету в режиме «сетевого вещания» MP3-файлы были слишком громоздкими. Прослушивать музыкальные композиции со стандартным битрейтом 128 кбит/с в режиме «реального времени» могли лишь обладатели быстрых каналов связи, а при стандартной для модемного подключения скорости 33–56 кбит/с качество музыки становилось уже неисправимо чудовищным…

Именно поэтому Microsoft и сделала упор прежде всего на низких битрейтах – и не прогадала: последние версии WMA-кодека обеспечивают качество MP3-128 уже при битрейте 48 кбит/с (а верхняя планка WMA-битрейта первоначально достигала 160 кбит/с), при этом во время кодирования в WMA изначально используется переменный битрейт.

Однако аппетит, как известно, приходит во время еды, – и начиная с девятой версии кодека, вышедшей в 2003 г., Microsoft начала пропагандировать WMA, как реальную замену MP3 даже в сфере «аудиофильских» записей. В частности, разработчики заявляли, что WMA с битрейтом 192 кбит/с уже полностью соответствует оригинальному CD-качеству (в то время как MP3 требует, как минимум, в полтора раза большего потока данных). Так ли это на самом деле? Чтобы проверить это утверждение, закодируем в WMA ту же самую дорожку, с которой мы работали в предыдущих тестах, и посмотрим на ее «снимок» – спектрограмму.

Как видим, лучшего качества все же не получается – WMA усердно «заваливает» большую часть частот выше 18 кГц. Однако частично этот досадный провал компенсируется хорошей проработкой среднего диапазона частот, так что для владельцев простеньких MP3-плееров и не самых дорогих наушников разница будет незаметна. Но если вы хотите создавать по-настоящему серьезную коллекцию, выбирать WMA вам явно не стоит. А вот для создания небольших демонстрационных роликов, скажем, для размещения на веб-страницах, WMA подходит гораздо лучше – особенно если речь идет о голосовой записи.

Программа-кодер распространяется Microsoft бесплатно, вместе со стандартным проигрывателем Windows Media Player, воспроизводить же WMA-файлы может большинство программ независимых производителей. При этом Microsoft позаботилась о том, чтобы снабдить пользователей удобными средствами для перекодирования в WMA уже имеющихся MP3-коллекций.

Очевидно, что Microsoft весьма серьезно настроена на победу – и для этого у могущественной корпорации есть все основания. Вспомним, что первые бытовые устройства, способные воспроизводить MP3-фай-лы, появились на рынке лишь через четыре года после рождения стандарта, в то время как от момента появления WMA до анонса первых плееров с поддержкой этого стандарта прошел лишь год…

OGG Vorbis

В то время как WMA теснит MP3 в области низких битрейтов и интернет-аудио, в секторе Hi-Fi (если только вообще можно употреблять это сочетание применительно к сжатому звуку) все увереннее заявляет о себе новый бесплатный кодер – Ogg Vorbis (http://www. vorbis.com) от группы независимых разработчиков.

Этот алгоритм кодирования, как и большинство других, созданных в последние три года, делает ставку прежде всего на переменный битрейт – и, похоже, удачно. В основе кодека лежит алгоритм, схожий с MP3, однако оригинальная психоакустическая модель позволяет добиться гораздо лучших результатов. Ogg Vorbis поддерживает битрейты до 512 кбит/с, при этом пользователь может устанавливать вручную значения всех трех уровней VBR (максимальный, минимальный и средний битрейт) или же воспользоваться предустановленными «ступенями» качества. Кроме того, в отличие от MP3, Ogg Vorbis позволяет сохранять многоканальный звук, а максимальная частота дискретизации поднимается с 44 до 48 кГц!

Тесты Ogg Vorbis (самый грамотный и подробный из них можно найти на странице Compute Sound – http://websound.ru) показывают превосходство нового стандарта над MP3 практически при любом битрейте. Особенно хорошо передаются высокие частоты, вследствие чего даже при битрейте 192 kbps Ogg Vorbis вьщает звук лучшего качества, чем MP3-256.

Но несмотря на свои несомненные преимущества в качестве, Ogg Vorbis здорово уступает MP3 по распространенности, да и аппаратных плееров с поддержкой этого формата до сих пор сравнительно немного (самые распространенные программные плееры, такие как WinAmp и QCD, воспроизведение Ogg Vorbis поддерживают). И тем не менее, любителям качественного звука имеет смысл присмотреться к этому кодеку и, возможно, создать на его основе виртуальную копию своей коллекции.

FLAC и Monkey's Audio

Каким бы высоким не было качество звучания Ogg Vorbis (или MP3 на высоких битрейтах), многим и его бывает недостаточно. Люди ведь разные бывают – некоторым даже малейшее искажение звука по сравнению с оригиналом представляется чуть ли не убийством композиции! Для таких непримиримых натур кодеки «с потерей качества» неприемлемы изначально. Пусть таких людей немного – но и с ними необходимо считаться.

Есть спрос – появится и предложение. С конца 90-х гг. в музыкальной индустрии началась активная работа над кодеками, которые не «обрезают» оригинальную звуковую дорожку, а просто сжимают ее на основе математических алгоритмов. Правильно – о таких программах мы говорили в самом начале, называются они архиваторами. «Точные» кодеки схожи с ними по принципу действия, но в них используются специальные методики компрессии, рассчитанные прежде всего на звук.

Используются такие программы преимущественно в профессиональной среде, и большинство форматов «безопасного» сжатия – не только закрытые, но и платные. Хотя существует несколько открытых и бесплатных программ, работать с которыми может любой желающий.

Самыми заметными представителями этого семейства являются FLAC (Free Lossless Audio Codec) (http://flac.sourceforge.net) и его конкурент Monkey's Audio (http://www.monkevsaudio.com). У каждого из этих кодеков есть свои плюсы и минусы: Monkey's Audio дает несколько больший выигрыш в сжатии, в то время как FLAC работает чуть быстрее. Общей же чертой является то, что после распаковки дорожки, сжатой в одном из этих форматов, она будет в точности соответствовать оригинальному CD – как по качеству, так и по размеру.

Общими же являются и недостатки: довольно низкая степень сжатия (30–50 процентов) и отсутствие поддержки этих кодеков производителями «железа».

Так что для повседневной работы эти форматы нам вряд ли пригодятся…

Обрабатываем MP3-файлы

Tag & ename