Hi-Res Audio: новый формат и новое качество музыки

High-resolution audio – набор технических стандартов для цифрового звука, который заложен в стандарте Master Quality Recording. Этот набор технических требований объединяет несколько коммерческих и свободно распространяемых форматов звуковой записи, а именно программные аудиокодеки. Форматы звуковой записи Hi-Res, которые находятся под «зонтиком» общего названия — High-resolution audio, действительно высокого качества. Это звук высочайшего разрешения, записанный в аудиофайлах, которые позволяют воспроизвести аудио-треки максимально близко к оригиналу и получить наиболее полное впечатление от прослушивания музыки.

Зачем нужен Hi-Res и что это такое?

Hi-Res - это высококачественный формат звука, который сохраняет и передает максимально полное звучание оригинальной аудиоинформации. В отличие от стандартного звука, высококачественное аудио имеет высокий частотный и динамический диапазон, позволяющий передать более точную и качественную звуковую картину.

Частота дискретизации зависит от точности передачи сигнала в процессе его превращения из аналогового в цифровой формат. Чем выше этот показатель, тем точнее звучание будет соответствовать оригинальной мастер-записи. Частота дискретизации измеряется в килогерцах и показывает, сколько раз в секунду обрабатывается каждый бит аудиоинформации в файле.

Разрядность, или "битность", позволяет описать звук более подробно и точно. Чем выше разрядность, тем больше глубина звучания и выше качество звука. Однако высокая "битность" может привести к существенному увеличению размера файла.

Частота дискретизации и разрядность взаимно дополняют друг друга. При высоких значениях этих параметров звуковые волны выглядят более плавными и четкими, как на аналоговых звуковых волнах.

Аудиофайлы имеют различный формат и сжимаются с целью уменьшения объема файла. Однако это сокращение может влиять на качество звука. Высококачественное аудио восстанавливает исходную полноту звучания математическими алгоритмами.

Hi-Res Audio - это любая цифровая студийная запись с более высокой частотой дискретизации и/или разрядностью, чем стандартный CD-носитель. Чтобы обеспечить точное представление об источнике мастер-записи и, соответственно, об качестве аудио-треков, был утвержден стандарт Master Quality Recording. Он включает в себя 4 типа маркировки MQA, MQC, MQD и MQP. Минимальное требование к Hi-Res-устройствам и аудио-трекам - возможность воспроизведения контента с параметрами 96 кГц/24 бит или выше.

На заметку: High Definition Audio и форматы Hi-Res Audio

High Definition Audio (HDA) - это спецификация Intel для аппаратных аудиокодеков, используемых в ПК для кодирования и декодирования звука. Эти устройства должны соответствовать жестким требованиям, таким как 32-битный звук с частотой дискретизации 192 кГц для двух каналов или 96 кГц для восьми каналов (7.1). С другой стороны, Hi-Res Audio (HRA) - это звуковые форматы, реализованные на программном уровне. В настоящее время существует множество форматов, в которых записываются HRA аудиофайлы, и их использование сфокусировано на различных целях и сферах применения.

Профессиональная сфера

Сохранение максимального количества аудиоданных на физических носителях является главной целью в профессиональной сфере. Для этого используются эталонные форматы файлов без применения схем компрессии, которые предназначены для создания и обработки цифровых мастер-данных. Эти файлы находят применение в звукозаписи, киноиндустрии, мониторинге и т.д. Размеры этих файлов не имеют значения для профессиональных пользователей, но требуют хранения на объемных серверах и физических носителях, таких как Super Audio CD.

Бытовая и полупрофессиональная сфера

В бытовой и полупрофессиональной сферах, основной целью является распространение музыки высокого качества на физических носителях или через интернет. Рядовому слушателю важно иметь легкий доступ к различным музыкальным трекам без необходимости приобретать дорогостоящее оборудование. Звукозаписывающим студиям важны скорость копирования, объем и себестоимость музыкального материала для его распространения в массы. Для этих целей широко используются популярные форматы сжатия данных без потери качества, такие как lossless data compression. Эти файлы, легко помещающиеся на DVD и флешку, можно приобрести для скачивания в специализированных онлайн-магазинах.

Бытовая сфера

В настоящее время, набирают популярность сервисы для потокового воспроизведения музыки (стриминга) в бытовой сфере. Сервисы такие, как MQA, используют современные технологии «упаковки» файлов, что снижает требования к пропускной способности мобильного интернета и позволяет прослушивать музыку в качестве Hi-Res при потоковой передаче. Для потребителей это означает возможность мгновенного доступа к мировой фонотеке в любой точке мира посредством интернет-ресурсов без необходимости хранения своей библиотеки на физических носителях. Кроме того, это крайне быстрый, удобный и недорогой способ расширить свои музыкальные вкусы до бесконечных пределов.

Сравнение аудиокодеков Hi-Res: определение лучшего кодека для звуколюба.

Существует мнение среди аудиофилов о том, что наилучшее качество звучания могут доставить лишь форматы, не использующие сжатие, такие как DSD или WAVE. При этом важно, чтобы они проигрывались на высококлассном аудиооборудовании. Однако другие завсегдатаи больших музыкальных коллекций более заинтересованы в уровне сжатия без потери качества, поскольку это помогает экономить место на жестких дисках. А еще есть пользователи, которые предпочитают Hi-Res-музыку и хотят получить быстрый доступ к ней из любого источника – для таких пользователей значимы форматы, наилучшим образом подходящие для потокового аудио.

Также давайте рассмотрим крупно некоторые HRA-форматы, выявим их преимущества и недостатки и определим, какой кодек является лучшим для звуколюба.

Форматы WAVE, разработанный Microsoft и IBM, и AIFF, созданный Apple, не могут быть названы новинкой, так как это одни из первых цифровых аудиокодеков, которые были в состоянии хранить звук без сжатия. Эти форматы были наследниками IFF (Interchange File Format), который послужил основой для создания еще около 30 форматов различного назначения.

WAVE является подтипом формата RIFF, предназначенным для хранения звуковой информации, тогда как AIFF был создан по прямому наследию от IFF (см. рис. 1). Оба формата в этом смысле являются «братьями» или даже «клонами», поскольку они используют метод кодирования звука без потерь — несжатую линейную импульсно-кодовую модуляцию Linear PCM, или LPCM, который сохраняет все тонкости звучания. Именно поэтому меломаны и профессиональные аудио эксперты до сих пор используют LPCM для получения звука максимального качества.

Оба формата могут хранить звук с глубиной 32 бит и допускают шесть каналов, как и в WAVE, так и в AIFF. Однако, максимальная дискретизация частоты у AIFF составляет 192 кГц, в то время как у WAVE она не ограничена. Это значит, что можно записать мастер-запись Hi-Res-качества на уровне «96 кГц/24 бит PCM» или «192 кГц/24 бит PCM», который становится все более популярным.

Одним из преимуществ кодеков WAVE и AIFF является то, что они имеют простую структуру, которая позволяет легко обрабатывать аудиофайлы и редактировать их в любом звуковом редакторе. Благодаря их распространенности, они могут быть проиграны на любом существующем медиаплеере, стереосистеме или другом устройстве.

Однако, одним из недостатков и AIFF, и WAVE является их неизбежно большой размер файла. Это усложняет передачу этих файлов через интернет и их увлечение с собой на портативных устройствах. Даже минута двухканального стереозвука 44,1 кГц / 16 бит в формате WAVE будет занимать примерно 10 мегабайт.

В настоящее время, WAVE и AIFF являются широко используемыми наиболее распространенными кодеками, которые заняли свою заслуженную нишу как основное средство для создания аудиоархивов и файлов для прослушивания музыки дома, сохраняющих всю красоту и глубину звучания сложных оркестровых, вокальных и джазовых композиций.

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.

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, 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 прослушать музыку Hi-Res качества?

Сегодня индустрия High-resolution audio становится все более популярной, выходя из зоны узкого круга энтузиастов и становясь доступной для всех. Сейчас существует множество онлайн-магазинов, предлагающих альбомы в аудио высокого разрешения, и даже смартфоны начинают поддерживать этот формат. С появлением технологии MQA в данный процесс включились и крупнейшие стриминговые сервисы.

Существует несколько сервисов для прослушивания музыки в формате High-resolution audio. Spotify позволяет воспользоваться тремя различными битрейтами вещания, а 7digital имеет большой выбор музыки в формате FLAC и MQA. Qobuz Sublime+ является одним из мировых лидеров среди сервисов для стриминга Hi-Res audio, а HDTracks — один из старейших онлайн-магазинов музыки, обеспечивающий отличный выбор классики, джаза и рока в Hi-Res-качестве. Также можно приобрести треки на Hi-Res Download, NativeDSD или на Tidal, который является стриминговым сервисом с высочайшим качеством живого звука благодаря ассортименту MQA-файлов. Внимания достойны также и Deezer, HighResAudio, Murfie, JUKE, Napster, KKBox, Bugs, Taihe Music ZONE, SoundMachin.

К сожалению, крупнейшие стриминговые платформы Tidal и Qobuz не работают официально на территории России, поэтому придется установить VPN, чтобы воспользоваться их услугами. Однако, Spotify ведет переговоры о возобновлении деятельности в России.

Чтобы прослушать музыку в формате High-resolution audio, нужно устройство воспроизведения, поддерживающее этот формат. Это могут быть специализированные Hi-Res-плееры, совместимые смартфоны или ПК, имеющие специализированные программы (или плагины к проигрывателям) для воспроизведения конкретных форматов аудио высокого разрешения. Для улучшения звучания с устройств неоптимизированных под Hi-Res желательно использовать USB-ЦАП (преобразователь цифрового звука в аналоговый).

С появлением новых форматов High-resolution audio и стриминговых облачных сервисов, условия для аудиофилов стали комфортнее, и теперь можно получить большой выбор музыки в соответствии с личными вкусами.

Фото: freepik.com