Hi-Res Audio: новый формат и новое качество музыки

High-resolution audio (HRA) это совокупность технических рекомендаций по качеству цифрового звука, которые находят своё отражение в стандарте Master Quality Recording. Они объединяют в себе различные коммерческие и свободно распространяемые форматы звукозаписи, такие, как программные аудиокодеки. Название форматов Hi-Res уже говорит само за себя: это высококачественный звук, записанный в аудиофайлах, которые воспроизводят аудио треки наиболее точно, оставляя яркие и незабываемые впечатления от прослушивания музыки.

Что такое Hi-Res и почему он важен?

Hi-Res - это аудио, воспроизведение которого сохраняет качество звучания и передает его слушателю максимально точно. У этого формата есть высокий частотный и динамический диапазоны, что является его ключевой особенностью.

Частота дискретизации, измеряемая в килогерцах, определяет, сколько раз в секунду аналоговый звук обрабатывается и превращается в цифровой сигнал. Чем выше частота дискретизации, тем точнее воспроизведение будет соответствовать исходной мастер-записи. Например, частота дискретизации 96 кГц означает, что данные обрабатываются 96 000 раз в секунду.

Разрядность же или «битность» определяет, насколько подробно звук закодирован в файле. Чем выше разрядность, тем точнее описан звук, больше его красок и оттенков. Высокая разрядность также дает более плавное и четкое воспроизведение, без видимых фрагментов. Однако высокая разрядность увеличивает размер файла.

Заметим, что частота дискретизации и разрядность являются неотделимыми параметрами, которые дополняют друг друга. Поэтому, чтобы получить звук высокого качества, требуются высокая частота дискретизации и высокая разрядность.

Аудиофайлы в формате Hi-Res являются контейнерами, в которые упаковывается аудиосигнал, сжатый при помощи кодека. Причем стоит помнить, что после сжатия звук по математическим алгоритмам «разворачивается», возвращая себе исходную полноту звучания.

Для того, чтобы потребители музыки могли получать точное представление об источнике мастер-записи и качестве аудио-треков, был разработан стандарт Master Quality Recording. Он включает в себя четыре типа маркировки, которые отображают определенный источник записанного звука. Это MQA, MQC, MQD и MQP.

Когда говорят об Hi-Res на цифровых «мастер-записях», подразумеваются цифровые записи, которые имеют более высокую частоту дискретизации и/или разрядность, чем на стандартном CD-носителе. Таким образом, для Hi-Res Audio характерно наличие частоты дискретизации выше 44,1 кГц и разрядности выше 16 бит. Все вышеупомянутые студийные форматы могут быть перекодированы для массового распространения в файлах с различной степенью сжатия, с потерями информации и без потерь.

Чтобы использовать Hi-Res устройства и аудио-треки, требуется его возможность воспроизводить контент 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.

Что лучше для слушателя: сравнение Hi-Res-аудиокодеков

Среди аудиофилов существует убеждение, что только форматы без сжатия, такие как DSD или WAVE, способны предоставить идеальное качество звука. Однако другим пользователям, которые хранят огромные аудиотеки, важна степень сжатия без потери качества. В этом случае можно сэкономить терабайты памяти. А третьи предпочитают Hi-Res-музыку, которую можно быстро найти и прослушать в любом месте из любого источника. Именно для таких пользователей особенно ценны кодеки, адаптированные для потокового аудио.

В этой статье мы рассмотрим, какие HRA-форматы существуют, какие из них имеют преимущества и недостатки, и какие кодеки считаются наиболее подходящими для слушателя.

Существуют два наиболее популярных формата цифровых аудиокодеков, способных хранить звук без сжатия – WAVE (Microsoft & IBM) и AIFF (Apple). Эти форматы относятся к наследникам IFF (Interchange File Format), который стал генетической основой для еще порядка 30 форматов самого разного назначения.

WAVE - это специализированный для содержания звуковой информации подтип формата RIFF, в то время как AIFF был создан напрямую от IFF. Оба формата используют метод кодирования звука без потерь - несжатой линейной импульсно-кодовой модуляции Linear PCM, или LPCM, сохраняющей все нюансы звучания. Именно поэтому меломаны и аудио-эксперты до сих пор продолжают использовать несжатый LPCM для получения звука максимального качества.

Звук в файлах-контейнерах обоих форматов может быть закодирован с 32-битной глубиной, а максимально допустимое число каналов в WAVE и AIFF равняется шести. Частота дискретизации ограничена 192 кГц только в формате AIFF. Это означает, что мастер-запись Hi-Res-качества на уровне «96 кГц/24 бит PCM» или набирающем популярность «192 кГц/24 бит PCM» может быть создана в обоих форматах.

Одним из главных преимуществ кодеков WAVE и AIFF является их простая структура, что позволяет аудиофайлы быть легко обработанными и отредактированными в любом звуковом редакторе. Также благодаря широкому распространению, они могут быть воспроизведены при помощи любого доступного медиаплеера, стереосистемы или другого аппаратного средства.

Однако недостатком обоих вариантов PCM является их большой размер. Минута двухканального стереозвука 44,1 кГц / 16 бит в формате WAVE будет весить порядка 10 мегабайт, что делает их сложными для передачи в сети и прослушивания на портативных устройствах.

WAVE и AIFF являются общепринятыми кодеками, которые заняли свое достойное место в качестве основного средства для создания аудиоархивов и файлов для прослушивания музыки в домашних условиях, сохраняя всю прелесть и глубину звучания сложных оркестровых, вокальных и джазовых композиций.

DSD – это формат записи, созданный на рубеже XX и XXI века, который считался лучшим в мире для хранения архивных звукозаписей компании Sony Music. Он быстро получил репутацию идеального цифрового формата для сохранения уникальности звукового наследия человечества. Позже был разработан DXD-формат, но исключительно для профессионального редактирования в процессе создания SACD-носителей.

Технология записи в формате DSD предусматривает перевод оригинального аналогового аудиопотока в одноразрядный вид (1 бит), но с применением супервысокой частоты – 2 822,4 кГц или 5 644,8 кГц. Размер этих частот равен базовой частоте дискретизации (применяемой при записи обычных CD-носителей, т.е. 44,1 кГц), которая в первом случае кратна 64, а во втором – 128. В формате DSD создаются неперезаписываемые компакт-диски SACD (Super Audio CD) с многоканальным (до шести каналов) звуком.

Одним из преимуществ DSD-формата является его частота дискретизации. При создании мастер-записи улавливаются малейшие модуляции аудиосигнала, и допускается минимум шумов и искажений, в результате чего на выходе мы получаем поистине фантастическое качество и естественность звучания. Стандартный динамический диапазон – 120 дБ/20 Гц – 20 кГц, расширенный – до 100 кГц, но все повышенные шумы «сдвигаются» за пределы слышимого диапазона, т.е. остаются выше уровня 20 кГц.

Недостатком DSD следует назвать, что это формат для оптических носителей, его прослушивание предполагает использование дисков SACD с соответствующими проигрывателями, и на обычных CD-плеерах прелесть звуковой магии просто-напросто исчезает. Вторым недостатком является невозможность производить редактирование и перезапись без огромных проблем: это можно сделать только при помощи манипуляций на специальном ПО и ЦАПа, либо путем преобразования в иные форматы для последующего прослушивания. При этом необходимо учитывать, что SACD-диски защищены трехступенчатой защитной схемой. Третий минус состоит в ограниченном объеме композиций, которые представлены в данном качестве, что также вызывает недовольство любителей музыки.

«Просачивание» DSD в интернет позволило широкой аудитории наслаждаться его преимуществами. Однако, необходимо учитывать, что DSD-формат остается форматом для профессионалов и предполагает приобретение авторских дисков и дорогостоящего оборудования.

Сегодня, наиболее востребованные HRA-кодеки из категории "lossless data compression" - это FLAC и ALAC. Их основная функция заключается в том, чтобы сжимать аудио-информацию без потерь, сохраняя при этом идентичность оригинала. FLAC и ALAC можно назвать "братьями-близнецами", хотя у ALAC есть "яблочная окраска". Практические отличия между этими кодеками сводятся к следующему:

• FLAC имеет более высокую скорость и время декодирования (воспроизведения);
• FLAC имеет полноценные настройки сжатия, включая медленный или сильный, быстрый или слабый и некоторые промежуточные варианты;
• FLAC поддерживается на программном и аппаратном уровнях в широком спектре устройств, хотя для пользователей Apple более предпочтительным будет ALAC, который поддерживается iOS, iTunes, AirTunes и QuickTime, но не поддерживается FLAC;
• у FLAC есть расширенная функция обработки аудиофайлов "ReplayGain", которая может использоваться для определения пикового уровня записи и равномерного снижения уровня громкости для всего трека;
• FLAC позволяет работать с максимальной частотой дискретизации 350 кГц, в то время как ALAC имеет максимальную частоту дискретизации 384 кГц.

Помимо этих отличий, FLAC и ALAC имеют много общих черт:

• они поддерживают 8-канальный звук;
• они устойчивы к ошибкам записи;
• они обеспечивают возможность поиска внутри содержимого файла, позволяя разметить нужные места в файле и использовать псевдо-разбиение одного большого файла на несколько фрагментов;
• они не имеют встроенных средств цифрового управления правами (DRM-защиты от копирования).

Таким образом, HRA-кодеки FLAC и ALAC в большинстве своих технических параметров идентичны друг другу. Выбор, как всегда, зависит от индивидуальных предпочтений и того, кто и как кодировал конкретные аудио-треки. В конечном итоге это важно, потому что это может оказаться решающим фактором для качества воспроизведения музыки.

MQA (Master Quality Authenticated) - формат цифровой музыки, который набирает популярность и эффективно поддерживает потоковую передачу HRA-файлов потребителям. Кодек был разработан в британской лаборатории «Меридиан Аудио» в 2014 году и был представлен на выставке CES-2015 в Лас-Вегасе. Сегодня проект MQA выделен в отдельную компанию с одноименным названием.

В мае 2016 года Американская ассоциация звукозаписывающих компаний (RIAA) совместно с другими организациями решила, что аудиозаписи, закодированные в MQA, могут иметь собственный официальный логотип в дополнение к логотипу «Hi-Res AUDIO».

Разработчики утверждают, что MQA это технология, которая захватывает всю магию оригинального студийного выступления. Используя научные исследования в психоакустике, MQA обеспечивает мастер-качество в аудиофайле, который достаточно мал и удобен для потоковой передачи или загрузки. Материалы, опубликованные на сайте experts.android.com, заявляют, что MQA обеспечивает звук, который не только лучше, чем качество CD, но и превосходит любой HRA-файл на основе традиционной кодировки PCM.

MQA - это «подтвержденное студийное качество», обеспечивающее звук, который сохраняет детализацию звука и высокие частоты, но при этом имеет битрейт, позволяющий хранить и передавать большие объемы музыки. MQA имеет совместимость с аудио-оборудованием, в котором отсутствует декодер MQA, а также предоставляется возможность копировать MQA-файлы и «упаковывать» обработанный посредством MQA аудиофайл дополнительно lossless-кодеком (например, FLAC) для большей компактности.

Недостатком является необходимость в специальном проигрывателе с лицензионной поддержкой MQA, чтобы получить полностью «распакованный» звук. Однако большинство MQA-файлов звучит настолько хорошо, что меломаны не желают отказывать себе в удовольствии прослушивания подобного качества музыки 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