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Was sind die Unterschiede zwischen MP3, FLAC und anderen Audioformaten?

Was sind die Unterschiede zwischen MP3, FLAC und anderen Audioformaten?

Digitales Audio gibt es schon sehr lange, daher gibt es bestimmt eine Vielzahl von Audioformaten. Hier sind einige der gebräuchlichsten, was sie unterscheidet und wofür sie verwendet werden sollen.

Bevor wir über alltägliche Audioformate sprechen, ist es wichtig, dass Sie die Grundlagen verstehen, und das bedeutet, dass Sie PCM verstehen. Danach werden wir komprimierte Formate angehen.

PCM Audio: Wo alles beginnt

Die Pulscodemodulation wurde bereits 1937 entwickelt und ist die engste Annäherung an analoges Audio. Das heißt, eine analoge Wellenform wird in regelmäßigen Intervallen angenähert. PCM zeichnet sich durch zwei Eigenschaften aus: Abtastrate und Bittiefe. Die Abtastrate misst, wie oft (in Zeiten pro Sekunde) die Amplitude der Wellenform genommen wird, und die Bittiefe misst die möglichen digitalen Werte. In Bezug auf Audioformate ist dies so ziemlich die Grundlage.

Wahrer Klang ist in der realen Welt kontinuierlich. In der digitalen Welt ist es nicht. Irgendwie ist dies mit Audio verwirrender als mit Video. Betrachten wir also Video als Vergleichspunkt. Was wir als „Bewegung“ interpretieren oder als „fließend“ und sich ständig bewegend betrachten, ist in Wirklichkeit eine Reihe von Standbildern. Auf die gleiche Weise ist die Amplitude von Schallwellen in einem digitalen Format nicht „fließend“ oder ändert sich ständig. Es ändert sich basierend auf bestimmten Kriterien in vordefinierten Intervallen.

Ich weiß, dass es hier eine Menge gibt, die möglicherweise nicht selbstverständlich ist, es sei denn, Sie sind Ingenieur, Physiker oder Audiophiler. Lassen Sie uns dies mit einer Analogie näher erläutern.

Angenommen, das aus einem offenen Wasserhahn fließende Wasser ist Ihre „analoge“ Audioquelle. Die Wassertemperatur können wir mit der Amplitude einer Audiowelle vergleichen; Es ist eine Eigenschaft, die gemessen werden muss, damit Sie es richtig genießen können. Die Probenahme gibt an, wie oft Sie Ihren Finger pro Sekunde in das fließende Wasser tauchen. Je öfter Sie Ihren Finger hinein tauchen, desto „kontinuierlicher“ werden die Temperaturänderungen. Wenn Sie Ihren Finger 44.100 Mal pro Sekunde ins fließende Wasser stecken, ist es fast so, als würden Sie Ihren Finger die ganze Zeit darunter halten, oder? Das ist die Grundidee hinter der Probenahme.

Die Bittiefe ist etwas kniffliger. Nehmen wir an, Sie haben statt Ihres Fingers ein echtes Crapper-Thermometer verwendet. Grundsätzlich heißt es „heiß“ für alles über Raumtemperatur und „kalt“ für alles unter Raumtemperatur. Unabhängig davon, wie oft Sie es ins Wasser getaucht haben, würde es Ihnen nicht wirklich viele nützliche Informationen geben. Nehmen wir an, das Thermometer hätte statt nur zwei Optionen 16 mögliche Werte, mit denen Sie die Wassertemperatur messen können. Nützlicher, oder? Die Bittiefe funktioniert genauso, da bei höheren Werten dynamischere Änderungen der Schallamplitude genau dargestellt werden können.

Wie bereits erwähnt, ist PCM zusammen mit seinen Varianten die Grundlage für digitales Audio. PCM versucht, eine Wellenform so weit wie möglich in ihrer unkomprimierten Pracht zu modellieren. Es ist etwas Besonderes, es kann in einem digitalen Signalprozessor stecken bleiben und ist mehr oder weniger universell spielbar. Die meisten anderen Formate bearbeiten Audio über Algorithmen, sodass sie während der Wiedergabe dekodiert werden müssen. PCM-Audio gilt als „verlustfrei“, ist nicht komprimiert und nimmt daher viel Festplattenspeicher ein.

Der unkomprimierte Haufen: WAV, AIFF

Sowohl WAV als auch AIFF sind verlustfreie Audiocontainerformate, die auf PCM basieren, mit einigen geringfügigen Änderungen bei der Datenspeicherung. PCM-Audio wird für die meisten Benutzer in diesen Formaten angeboten, je nachdem, ob Sie Windows oder OS X verwenden. Sie können ohne Qualitätseinbußen voneinander konvertiert werden. Sie gelten beide auch als „verlustfrei“, sind unkomprimiert und eine Stereo-PCM-Audiodatei (2-Kanal), die mit 44,1 kHz (oder 44100 Mal pro Sekunde) und 16 Bit („CD-Qualität“) abgetastet wird, entspricht ungefähr 10 MB pro Minute. Wenn Sie zu Hause aufnehmen, um zu mischen, ist dies das, was Sie verwenden möchten, da es in voller Qualität ist.

Verlustfreie Formate: FLAC, ALAC, APE

Der Free Lossless Audio Codec, der Apple Lossless Audio Codec und Monkey’s Audio sind alle Formate, die Audio komprimieren, ähnlich wie alles, was in der digitalen Welt komprimiert wird: mithilfe von Algorithmen. Der Unterschied zwischen komprimierten Dateien und FLAC-Dateien besteht darin, dass FLAC speziell für Audio entwickelt wurde und daher bessere Komprimierungsraten ohne Datenverlust aufweist. Normalerweise sehen Sie ungefähr die Hälfte der Größe von WAVs. Das heißt, eine FLAC-Datei für Stereo-Audio in „CD-Qualität“ läuft ungefähr 5 MB pro Minute.

Der Vorteil ist, dass Sie, wenn Sie eine Audiomanipulation durchführen möchten, wieder in eine WAV konvertieren können. Wenn Sie ein Audiophiler sind und viel Musik mit Dynamikbereichen hören, sind diese Formate genau das Richtige für Sie. Wenn Sie eine große Auswahl an Lautsprechern, Dosen oder Ohrhörern haben, werden diese Formate die Töne hervorheben, um sie zu präsentieren.

Verlustbehaftete Formate: MP3, AAC, WMA, Vorbis

Die meisten Formate, die Sie im täglichen Gebrauch sehen, sind „verlustbehaftet“. Ein gewisses Maß an Audioqualität wird geopfert, um die Dateigröße erheblich zu erhöhen. Eine durchschnittliche MP3-Datei in CD-Qualität läuft etwa 1 MB pro Minute. Großer Unterschied zu PCM, nein? Dies wird als Komprimierung bezeichnet, aber im Gegensatz zu verlustfreien Formaten können Sie diese Qualität nicht wirklich wiederherstellen, wenn Sie sie in verlustbehafteten Formaten entfernen. Unterschiedliche verlustbehaftete Formate verwenden unterschiedliche Algorithmen zum Speichern von Daten. Daher variieren sie normalerweise in der Dateigröße, um eine vergleichbare Qualität zu erzielen. Verlustbehaftete Formate verwenden auch die Bitrate, um sich auf die Audioqualität zu beziehen, die normalerweise wie „192 kbit / s“ oder „192 kbps“ aussieht. Höhere Zahlen bedeuten, dass mehr Daten abgepumpt werden, sodass mehr Details erhalten bleiben. Hier finden Sie einige Details zu den beliebtesten Formaten.

  • MP3: MPEG 1 Audio Layer 3, der heute am häufigsten verwendete verlustbehaftete Audio-Codec. Trotz eines Haufens von PatentfragenEs ist immer noch unglaublich beliebt. Wer hat keine MP3s herumliegen?
  • Vorbis: Ein freies und verlustfreies Open-Source-Format, das in PC-Spielen wie Unreal Tournament 3 häufiger verwendet wird. FOSS-Fans wie viele Linux-Benutzer werden sicherlich viel von diesem Format sehen.
  • AAC: Advanced Audio Coding, ein standardisiertes Format, das jetzt für MPEG4-Videos verwendet wird. Es wird aufgrund seiner Kompatibilität mit DRM (z. B. FairPlay von Apple), seiner Verbesserungen gegenüber MP3 und weil keine Lizenz erforderlich ist, um Inhalte in diesem Format zu streamen oder zu verbreiten, stark unterstützt. Apple-Fans werden wahrscheinlich viel in AAC haben.
  • WMA: Windows Media Audio, das verlustbehaftete Audioformat von Microsoft. Es wurde entwickelt und verwendet, um Lizenzprobleme mit dem MP3-Format zu vermeiden, aber aufgrund wesentlicher Verbesserungen und DRM-Kompatibilität sowie einer verlustfreien Implementierung gibt es es immer noch. Es war sehr beliebt, bevor iTunes Meister der DRMed-Musik wurde.

Verlustbehaftete Formate verwenden Sie für alle Inhalte, die Sie anhören und speichern. Sie sind so konzipiert, dass sie Festplattenspeicher sparen. Welches Format Sie wählen, hängt davon ab, welchen digitalen Audioplayer Sie verwenden, wie viel Speicherplatz Sie haben, wie groß Ihr Nitpicker ist und wie viele Variablen Sie verwenden. Heutzutage spielen Computer alles ab, die meisten Audio-Player (außer natürlich die von Apple) verwenden mehrere verlustbehaftete Formate und immer mehr FLAC und APE. Apple hält sich an MP3, ALAC und AAC.

Ist die Audioqualität nicht subjektiv?

Absolut ist es. Letztendlich sind es Ihre Ohren, die das meiste davon konsumieren, aber das ist mehr Grund, ernsthaft über Qualität nachzudenken. Als ich anfing, meine digitale Musiksammlung zu erstellen, konnte ich den Unterschied zwischen 128-kbit-MP3s und Audio-CDs nicht wirklich erkennen. Für meine Ohren gab es keinen merklichen Unterschied. Mit der Zeit bemerkte ich jedoch, dass 256 kbit viel besser klangen, und nachdem ich einen wirklich schönen (und teuren!) Kopfhörer bekommen hatte, kehrte ich ganztägig zu Audio-CDs zurück! Es kommt auch auf das Musikgenre an.

Es gibt hier eine Menge Variablen, Leute, machen Sie keinen Fehler. Es dauerte eine Weile, bis ich mich entschied, FLAC für Musik und 320 kbps MP3 für den Rest zu verwenden. Der Punkt, den ich versuche, ist, dass Sie experimentieren sollten, um herauszufinden, was für Sie und Ihre Musik am besten funktioniert. Beachten Sie jedoch, dass sich Ihre Wahrnehmungen, Ihre Ausrüstung und die Bedeutung der Qualität ändern, wenn sich Ihr Geschmack ändert.

Und all diese Dinge werden noch kniffliger, wenn Sie nicht nur über Musik sprechen, sondern auch über Sprachspuren, Soundeffekte, weißes und braunes Rauschen usw. Es gibt eine ganze Klangwelt, also lassen Sie sich nicht entmutigen! Indem Sie lernen, was Sie können, und selbst zuhören, können Sie diese Informationen in Ihren zukünftigen Audioprojekten zu Ihrem Vorteil nutzen. Ich werde Ihnen einige der besten Ratschläge geben, die ich je bekommen habe: „Tun Sie, was einfach nur gut klingt.“

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