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.

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.

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 получить доступ к музыке Hi-Res и где ее слушать?

Сегодня музыкальная индустрия Hi-Res находится в стадии активного развития, выходя за рамки узкого круга посвященных. Компании теперь производят смартфоны с поддержкой Hi-Res, а онлайн-магазины предлагают приобрести музыкальные альбомы в аудио высокого разрешения. Благодаря технологии MQA, крупнейшие стриминговые сервисы также включили в свою деятельность потоковое воспроизведение Hi-Res музыки.

Сервисы для удобного прослушивания Hi-Res музыки

Spotify – это крупный стриминговый сервис со множеством функций, который позволяет наслаждаться музыкой с помощью трех различных битрейтов Normal Quality (96 Кбит/с), High Quality (160 Кбит/с) и Extreme Quality (320 Кбит/с), и поддерживает все операционные системы. Стоимость подписки зависит от того, с какой территории вы заходите на Spotify.

7digital – это популярная цифровая музыкальная и радиосервисная платформа, предлагающая большой выбор музыки в формате FLAC (24 бит) и теперь также в MQA, такие сервисы, как удобное скачивание для различных устройств и операционных систем. Альбомы и отдельные треки можно приобрести на сайте.

Qobuz Sublime+ является одним из мировых лидеров среди сервисов для стриминга Hi-Res audio. Годовая подписка стоит около 350 евро. Потоковое воспроизведение Hi-Res audio доступно в формате FLAC и MQA, а для смартфонов и компьютеров доступны удобные приложения.

HDTracks – это один из самых старых интернет-магазинов музыки, предлагающий отличный выбор классической, джазовой и рок-музыки в формате Hi-Res. Купить можно как отдельный трек, так и целый альбом.

Получение доступа к HRA файлам можно на Hi-Res Download, предоставляющем возможность скачать демо-версию или купить понравившийся альбом, NativeDSD, предлагающем классическую музыку в DSD, а также на Е-onkyo или на Tidal, который является стриминговым сервисом с качеством MQA-файлов. Однако крупнейшие стриминговые сервисы, такие как Tidal и Qobuz, не официально работают на территории России, поэтому для использования их услуг нужно установить VPN и получить анонимный доступ в сеть. Однако ценителям музыки приятно знать, что один из крупнейших сервисов Spotify, который ранее отказывался от проведения деятельности в России, в настоящее время ведет переговоры о возобновлении работы.

Устройства для воспроизведения High-resolution audio

Основные устройства для воспроизведения Hi-Res музыки:

• специализированные Hi-Res плееры;
• совместимые смартфоны;
• ПК, имеющие специальные программы (или плагины к проигрывателям) для воспроизведения аудио высокого разрешения.

Чтобы улучшить качество звучания с устройств, которые не оптимизированы под воспроизведение Hi-Res аудио, рекомендуется применять ЦАП (преобразователь цифрового звука в аналоговый), подключаемый к цепочке приемник-наушники.

В современном мире создано так много потрясающей музыки, что даже при значительном объеме памяти на носителях невозможно сохранять большую аудиотеку в высоком качестве. Однако появление новых форматов High-resolution audio и облачных стриминговых сервисов условий для аудиофилов, позволяющих наслаждаться большим выбором треков с полным звучанием в соответствии с личными предпочтениями.

Фото: freepik.com