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.

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.

Заметки о Hi-Res Audio и High Definition Audio: где используется и какие форматы файлов существуют

Hi-Res Audio (HRA) и High Definition Audio (HDA) - два основных типа аудио, которые используются в цифровой записи и воспроизведении звука. HRA относится к звуковым форматам, основанным на программном уровне, тогда как HDA - это спецификация Intel для аппаратных аудиокодеков.

Аппаратное обеспечение, соответствующее спецификации HDA, должно удовлетворять более жестким требованиям, чем HRA, а именно: должен использоваться 32-битный звук при частоте дискретизации 192 кГц для двух каналов или 96 кГц для восьми каналов (7.1).

Существует множество различных форматов файлов, в которых записываются HRA-аудиофайлы. Они используются в различных сферах, и каждый формат имеет свои преимущества.

Профессиональная сфера - здесь используются эталонные форматы файлов без сжатия данных (no compression), которые предназначены для создания и обработки цифровых мастер-данных. Некоторые форматы, такие как Super Audio CD, имеют огромный размер, поэтому их удобнее хранить на объемных серверах и физических носителях.

Бытовая и полупрофессиональная сфера - здесь используются популярные форматы с сжатием данных без потери качества (lossless data compression). Эти форматы легко помещаются на DVD, флешку и доступны для загрузки в специализированных онлайн-магазинах.

Бытовая сфера - наиболее удобный и быстрый способ прослушивания и загрузки музыки это через интернет-ресурсы. Популярные сервисы потокового воспроизведения музыки (стриминг) используют ультрасовременные технологии, такие как MQA, которые снижают требования пропускной способности мобильного интернета. Для прослушивания нужно приобрести потоковый плеер и платить небольшую арендную плату. Это быстрый, удобный и недорогой способ расширения своей музыкальной библиотеки.

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.

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.

Идеальный DSD и профессиональный DXD - форматы, предназначенные для хранения архивных записей и редактирования звука соответственно, были созданы на рубеже XX и XXI века. Исключительно супервысокая частота дискретизации 2 822,4 кГц или 5 644,8 кГц используется для перевода аналогового аудиопотока в одноразрядный вид (1 бит) в обоих форматах.

В формате DSD создаются неперезаписываемые SACD с многоканальным звуком (до шести каналов), как преимущество этого формата является его уникальная частота дискретизации, которая улавливает малейшие модуляции аудиосигнала и позволяет достичь фантастического качества и естественности звучания. Недостатками этого формата являются ограниченность композиций, представленных в этом качестве, а также ограничения воспроизведения на обычных CD-плеерах. Кроме того, DSD защищен трехступенчатой защитной схемой, делая процесс редактирования и перезаписи проблематичным.

Многие любители музыки тем не менее описывают этот формат как идеальный. Он стал доступен широкой аудитории благодаря различным программам-конвертерам и производителям ПО, которые помогают преобразовать DSD в форматы, которые можно воспроизводить на обычных устройствах.

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 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