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.

Hi-Res Audio - это аудио высокого разрешения, в котором сохраняется качество звучания в процессе его передачи слушателю. Аудио в высоком разрешении обладает высоким частотным и динамическим диапазоном, что делает его ближе к оригинальной записи, чем аудио внизком разрешении.

Качество звучания зависит от частоты дискретизации и разрядности. Частота дискретизации измеряется в килогерцах и показывает, сколько раз в секунду обрабатывается каждый бит аудиоинформации в файле. Чем выше показатель, тем точнее звучание будет соответствовать исходной мастер-записи. Разрядность же определяет, насколько детально закодирована информация о звуке в файле. Чем выше разрядность, тем точнее записан звук, тем больше глубина его звучания, красок и оттенков.

Но частота дискретизации и разрядность не просто взаимно дополняют друг друга — они неотделимы, и при высоких значениях этих параметров звуковые волны на графике будут выглядеть более плавными и четкими, почти как аналоговые звуковые волны.

Аудиофайл является контейнером, в котором упаковывается аудиосигнал с помощью программного кодека. Форматы аудиофайлов могут быть различными, а по принципу матрешки они могут быть упакованы друг в друга, что делает звуковой файл довольно сложным.

Стоит отметить, что аудиоинформация первоначально кодируется для уменьшения объема файла, а затем разворачивается по уникальным математическим алгоритмам, возвращая себе исходную полноту звучания. Таким образом, прослушивание Hi-Res Audio настолько удобно и привлекательно для ценителей "живой" музыки, но не все форматы могут восстановить полноту звучания после кодирования.

В 2014 году Национальная академия искусства и науки звукозаписи (NARAS), проводящая премию "Грэмми", утвердила стандарт Master Quality Recording для потребителей музыки, чтобы получить точное представление об источнике мастер-записи и, соответственно, о качестве аудио-треков. Стандарт включает 4 типа маркировки: MQA, MQC, MQD, MQP.

В цифровых "мастер-записях" в форматах Hi-Res Audio звуковые данные записываются с максимальной частотой дискретизации и разрядностью, что делает его ближе к оригиналу, чем аудио внизком разрешении. К минимальному требованию к Hi-Res-устройствам и аудио-трекам относится возможность воспроизведения контента с параметрами 96 кГц/24 бит или выше.

Заметка о Hi-Res Audio и High Definition Audio: форматы и способы их применения

Hi-Res Audio (HRA) и High Definition Audio (HDA) – два разных вида звуковых форматов, видимых из программного и аппаратного уровней соответственно. Если HRA относится к различным аудиокодекам, реализованным на программном уровне, то HDA — это набор микросхем или микросхем для ПК, кодирующих или декодирующих звук.

Наиболее важным требованием для аппаратных устройств HDA является 32-битный звук при частоте дискретизации 192 кГц для двух и 96 кГц для восьми каналов (7,1): это гораздо более жесткое требование, чем для HRA.

Существует множество форматов записи HRA с различными целями и применениями. Они разделяются на три группы: профессиональную, полупрофессиональную и бытовую.

В профессиональной сфере HRA используется для сохранения максимально большого количества аудиоданных на физических носителях. В этой цели используются эталонные файловые форматы без схем компрессии (no compression), созданные для создания и обработки цифровых мастер-данных, включая запись и контроль в звукозаписи и киноиндустрии.

Полупрофессиональная и бытовая сферы HRA используются для распространения музыки высокого качества на физических носителях или через интернет. В этом случае используются популярные форматы с той или иной степенью сжатия данных (lossless data compression), которые позволяют многократно уменьшить размеры файлов, подходящие для копирования и того, чтобы их можно было приобрести для скачивания в онлайн-магазинах.

В конечном итоге, HRA и его форматы можно использовать для достижения мгновенного доступа к мировой фонотеке в любой точке мира посредством интернет-ресурсов, это осуществляется с помощью сервисов потокового воспроизведения музыки (стриминга). Технологии «упаковки» файлов, такие как MQA, используемые здесь, снижают требования пропускной способности мобильного интернета и позволяют прослушивать музыку в качестве Hi-Res «на лету». Такой способ оказывается удобным для слушателя и экономически возможным, что расширяет музыкальные возможности до бесконечных пределов.

Сравнительный обзор Hi-Res аудиокодеков: какой формат подойдет лучше всего?

Среди аудиофилов довольно распространено мнение о том, что наилучшее качество звука обеспечивают форматы, не использующие сжатие, такие как DSD или WAVE. При этом, необходимо иметь высококачественную аппаратуру для воспроизведения данных форматов. Для других меломанов же, для которых важна степень сжатия без потери качества, ведь это позволяет экономить терабайты памяти, может быть интересен другой тип форматов. А для третьих пользователей, которые ищут музыку в Hi-Res, возможность быстрого поиска и воспроизведения музыки из любого источника имеет важное значение. Особенную ценность для них представляют форматы, подходящие для потокового аудио.

Давайте рассмотрим некоторые Hi-Res форматы более подробно, обсудим их преимущества и недостатки, а также определим, какой кодек лучше всего подойдет для слушателя.

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 и DXD: Новые форматы архивных звукозаписей

В начале XXI века формат DSD был создан в качестве цифрового хранилища архивных звукозаписей Sony Music. Он быстро получил репутацию идеального цифрового формата для сохранения уникальности звукового наследия человечества. Позднее, специально для профессионального редактирования при создании SACD, был разработан формат DXD. Технология записи DSD заключается в переводе аналогового аудио-потока в онлайн формат, при этом размеры частоты искусственно увеличиваются до 2 822,4 кГц или 5 644,8 кГц, которые в первом случае кратны 64, а в другом – 128. Неперезаписываемые диски SACD (Super Audio CD), предназначенные для проигрывания многоканального (до шести каналов) звука, создаются в формате DSD.

Несомненным преимуществом DSD является частота дискретизации. Мастер-запись содержит малейшие модуляции аудио-сигнала и минимальное количество шумов и искажений. Это позволяет получить качественный и естественный звук на выходе. Cтандартный динамический диапазон DSD составляет 120 дБ/20 Гц - 20 кГц; при расширенном диапазоне до 100 кГц, повышенные шумы вне слышимого диапазона.

Тем не менее, DSD имеет ряд недостатков. Во-первых, он является форматом для оптических носителей. Раскрыть всю прелесть звуковой магии можно только на дисках SACD при помощи соответствующих проигрывателей, в то время как на обычных CD-плеерах она исчезает. Во-вторых, редактирование и перезапись могут быть затруднительными из-за этого формата. Это можно сделать только с помощью специального ПО, ЦАПа или конвертеров. Третьим минусом является ограниченный объем композиций, доступных в данном качестве, что вызывает недовольство у любителей музыки.

На протяжении длительного времени DSD использовался преимущественно профессионалами. Однако с течением времени он стал доступен и широкой аудитории в интернете, хотя приобретение авторских дисков и дорогостоящего оборудования по-прежнему остается проблемой.

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, что означает Master Quality Authenticated, является новым и весьма популярным форматом цифровой музыки, который эффективно поддерживает передачу HRA-файлов потребителям. Он был разработан в 2014 году в британской лаборатории Meridian Audio и представлен общественности через год на выставке CES-2015 в Лас-Вегасе. Сегодня проект поддержки и продвижения аудиокодека выделен в отдельную компанию с одноименным названием.

В мае 2016 года Американская ассоциация звукозаписывающих компаний (RIAA) приняла решение, что аудиозаписи, закодированные в MQA, могут иметь свой собственный официальный логотип, который будет дополнять логотип Hi-Res AUDIO, совместно с Национальной академией искусства и науки звукозаписи (NARAS), Американской ассоциацией независимой музыки (A2IM) и Объединением DEG (Digital Entertainment Group).

Разработчики MQA говорят, что это технология, которая захватывает всю магию оригинального студийного выступления. С помощью новаторских научных исследований в психоакустике - в том, как люди слышат и воспринимают звук - MQA обеспечивает мастер-качество в аудиофайле, который достаточно мал и удобен для потоковой передачи или загрузки. Эпоха жертвования качеством во имя комфорта закончилась. MQA предназначен для хранения и потоковой передачи Hi-Res-звука с параметрами 96 кГц/24 бит при значительно меньшем битрейте, очень близком к стандартному CD, а потому не требует широкополосного интернета. Точные данные производитель не озвучивает, но ориентировочно это 700 Кбит/с.

Название кодека Master Quality Authenticated содержит намек на то, что при помощи этой технологии создается цифровой клон исходного закодированного аудиофайла, который не урезается во время сжатия, а определенным образом "складывается как бумажный оригами". Пометка Studio Masters в некоторых из файлов указывает на то, что звучание, которое получает слушатель, идентично студийному. Таким образом, MQA является "подтвержденным студийным качеством", обеспечивающим звук, который не только лучше, чем качество CD, но и превосходит любой сопоставимый HRA-файл на основе традиционной кодировки PCM, которая была стандартом для аудио CD-качества в течение нескольких десятилетий.

Одним из преимуществ MQA является сохранение детализации звука и высоких частот при битрейте, позволяющем хранить на переносных носителях и передавать большие объемы музыки посредством узких каналов связи. Кроме того, MQA совместим с аудио-оборудованием, в котором отсутствует декодер MQA. Есть возможность копировать MQA-файлы, а также упаковывать обработанный с помощью MQA аудиофайл дополнительно с lossless-кодеком (например, FLAC) для еще большей компактности.

Однако многие меломаны недовольны обязательством приобретения специального проигрывателя с лицензионной поддержкой MQA, чтобы получить полностью "распакованный" звук во всей его глубине и красках, а не "усеченную" версию на любом устройстве, не имеющем фирменных декодеров.

Большинство MQA-файлов звучит настолько хорошо, что пользователи, вкушая возможности слушать любимую музыку в таком качестве, не отказываются от этого удовольствия даже в поездках и путешествиях.

Как найти и слушать музыку Hi-Res

Музыка Hi-Res, или High-resolution audio, становится все более популярной в музыкальной индустрии. Если раньше это было предложение для узкого круга посвященных, то сегодня онлайн-магазины и крупнейшие стриминговые сервисы предлагают всем возможность приобрести альбомы в аудио высокого разрешения.

Вот несколько сервисов, где можно найти музыку Hi-Res:

• Spotify - сервис, который позволяет выбрать три различных битрейта вещания: Normal Quality (96 Кбит/с), High Quality (160 Кбит/с), Extreme Quality (320 Кбит/с). Стоимость подписки зависит от того, с территории какой страны вы заходите на Spotify.
• 7digital - цифровая музыкальная и радиосервисная платформа, популярная благодаря большому выбору музыки в формате FLAC (24 бит), а также MQA.
• Qobuz Sublime+ - один из мировых лидеров среди сервисов для стриминга Hi-Res audio, годовая подписка на который стоит в пределах 350 евро. Потоковое Hi-Res audio доступно в формате FLAC и MQA.
• HDTracks - онлайн-магазин музыки, который предлагает выбрать треки в Hi-Res-качестве, в том числе и в DSD-качестве.

Также есть много других сервисов, таких как Hi-Res Download, NativeDSD, Е-onkyo, Tidal, Deezer, HighResAudio и другие. Однако, крупнейшие стриминговые платформы Tidal и Qobuz не работают официально на территории России, поэтому для использования этих сервисов потребуется установить VPN.

А как можно прослушивать музыку в формате High-resolution audio? Можно использовать специализированные Hi-Res-плееры, совместимые смартфоны или ПК с использованием специализированных программ.

Чтобы улучшить звучание при использовании устройств, аудиоконтуры которых не оптимизированы под Hi-Res, желательно подключить USB-ЦАП (преобразователь цифрового звука в аналоговый).

Благодаря новым форматам High-resolution audio и стриминговым облачным сервисам становится возможным наслаждаться музыкой в высоком качестве без необходимости хранить большую аудиотеку на носителях. Это открывает комфортные возможности для аудиофилов, которые могут выбирать из большого количества треков тех, что соответствуют их вкусам.

Фото: freepik.com