Pliki muzyczne - wybór najlepszych formatów

Jest tak wiele formatów plików audio. Które z nich wybrać? Znalezienie odpowiedzi wcale nie jest takie trudne. W tym artykule podamy podstawowe informacje o rodzajach plików audio. Napiszemy o zaletach i słabościach różnych rozwiązań i podamy praktyczne wskazówki.

Rodzaje plików stosowanych w audio

Rozróżniamy trzy rodzaje plików stosowanych w audio:

1. Pliki bez kompresji. Zasadniczo w dziedzinie cyfrowej takie pliki to "oryginały". Zabierają one najwięcej miejsca. Ich jakość jest określona przez częstotliwość próbkowania i rozdzielczość bitową. Zawierają one dane w takiej samej postaci jaka jest stosowana na płytach CD (tu częstotliwość próbkowania wynosi 44,1kHz a rozdzielczość 16 bitów). Głównym przedstawicielem plików tego rodzaju jest WAVE (WAV).
2. Pliki z kompresją bezstratną. Te pliki zawierają dokładnie taką samą informację jak pliki bez kompresji, ale dzięki inteligentnym technikom kodowania zajmują mniej miejsca na nośniku. Oszczędność jest inna w każdym przypadku i zależy ona od wielu czynników, ale w przybliżeniu możemy przyjąć, że zajmują one połowę miejsca potrzebnego dla plików bez kompresji. W tej grupie jest wiele formatów takich jak: FLAC, WMA Lossless, Apple Lossless, Monkeys Audio i inne.
3. Pliki z kompresją stratną. Te pliki nie zawierają pełnej oryginalnej informacji. Algorytmy kodujące używane do tworzenia tego typu plików odrzucają część informacji (starają się to zrobić w sposób jak najmniej słyszalny dla ludzkiego ucha) aby jeszcze bardziej zmniejszyć wielkość plików. Jest wiele możliwych wariantów kompresji do wyboru. Im mniejszy plik, tym niższa jest jakość. Pliki wykorzystywane do zapisu muzyki są typowo od 4 do 11 razy mniejsze niż oryginały bez kompresji. W tej grupie jest wiele formatów, takich jak MP3, Ogg Vorbis, WMA, AAC i tak dalej.

Zastosowania plików bez kompresji

Pierwszy wariant (pliki bez kompresji) jest dość rozrzutny. Możecie więc pomyśleć, żeby od razu spisać go na straty. Faktycznie korzystanie z nieskompresowanych plików WAV (WAVE) do archiwizacji nagrań muzycznych nie ma większego sensu. Pliki takie mają jednak kilka istotnych zalet. Są bardzo powszechnie obsługiwane. Nie tylko programy do odtwarzania muzyki, nie tylko sprzętowe odtwarzacze obsługują pliki WAV. Obsługa plików WAV jest nawet wbudowana w głównych systemach operacyjnych bez żadnego dodatkowego oprogramowania. Chociaż pliki WAV zajmują dużo miejsca, to bardzo łatwo można je obrabiać, nagrywać i odtwarzać. Jeśli będziecie wykonywać samodzielnie jakieś nagrania, na przykład z mikrofonu czy ze źródła analogowego, wykorzystanie WAV będzie całkiem naturalne i rozsądne. Pliki WAV są też dobre kiedy potrzeba wykonać montaż. Chociaż pliki WAV nie są odpowiednie do archiwizacji, są przydatne do tymczasowego przechowywania nagrań audio, z którymi pracujemy.

Wybór pomiędzy stratną i bezstratną kompresją

Czy lepiej zaoszczędzić przestrzeń na naszych nośnikach zapisu i skorzystać ze stratnej kompresji? A może lepiej wydać więcej i zastosować kompresję bezstratną? Czy różnica w jakości jest wystarczająco duża by usprawiedliwić koszt dodatkowych nośników potrzebnych dla bezstratnie skompresowanych plików? Uważamy, że takie dyskusje nie są już potrzebne.

W pierwszych latach popularności MP3 nośniki danych były znacznie droższe i w grę wchodziły znacznie większe kwoty. Teraz nośniki danych są znacznie tańsze i z roku na rok tanieją. Nawet jeśli macie napięty budżet, to pliki bezstratnie kompresowane powinny być Waszym pierwszym wyborem. Pomyślcie przyszłościowo. Nawet jeśli jesteście poważnie ograniczeni finansowo i nie możecie zarchiwizować w postaci bezstratnie skompresowanych plików tak dużo muzyki jak byście chcieli, to za rok lub dwa, kiedy będziecie mieli trochę więcej środków finansowych, będziecie mogli poszerzyć swoją muzyczną kolekcję. Jeśli zdecydujecie się na użytkowanie stratnie kompresowanych plików, a potem zmienicie zdanie, to natkniecie się na kilka problemów. Pieniądze zaoszczędzone wcześniej tak czy tak prawdopodobnie wydacie trochę później. W najgorszym przypadku możecie być nawet zmuszeni do powtórnego kupowania plików z tą samą muzyką. Stracicie czas aktualizując swoją kolekcję. A więc czy jesteście pewni, że za kilka lat nadal będziecie zadowoleni ze stratnie kompresowanych plików? Jeśli Wasza odpowiedź jest twierdząca, wybierzcie stratnie kompresowane pliki jako wariant podstawowy. Jeśli jednak nie jesteście pewni, to lepiej postawcie na pliki z bezstratną kompresją do archiwizacji swojej muzyki.

Wybór rodzaju kompresji bezstratnej

Który z formatów z bezstratną kompresją jest najlepszy? Zdecydowanie polecamy format FLAC (Free Lossless Audio Codec). Pod względem jakościowym różnica pomiędzy konkurującymi kodekami bezstratnymi jest nieduża. Siła FLAC-a bierze się z jego zalet pozatechnicznych. Zyskał on dużą popularność. Wiele internetowych sklepów muzycznych oferuje pliki FLAC. Ripując własne płyty CD też można bez problemu skorzystać z FLAC-a. Dobre jest wsparcie w oprogramowaniu. Wsparcie przez sprzęt bardzo się poprawiło. Z początku tylko audiofilskie serwery muzyczne zapewniały odtwarzanie plików FLAC, a w innych urządzeniach często brakowało tej możliwości. Z biegiem lat znacznie poprawiła się obsługa FLAC-a przez inne urządzenia, jak sprzęt przenośny czy odtwarzacze Blu-ray. FLAC nie zawiera opatentowanych rozwiązań, jest całkowicie darmowy, zarówno do użytku prywatnego jak i komercyjnego. Należy podkreślić fakt, że warunki licencyjne i otwartość specyfikacji są ważne z bardzo praktycznych powodów. Te cechy powinny bowiem zagwarantować wsparcie ze strony sprzętu i oprogramowania nawet w dalekiej przyszłości. Tak więc FLAC jest dla nas oczywistym wyborem. Żaden inny format bezstratny nie wydaje się nam wart rekomendacji. Zakres zastosowań dla innych typów plików z bezstratną kompresją oceniamy jako mały i ograniczony do specjalizowanych zastosowań.

Wybór rodzaju kompresji stratnej

Chociaż polecamy zastosowanie FLAC-a do tworzenia kolekcji muzycznych nagrań, to jak na razie FLAC nie jest w stanie zaspokoić wszystkich potrzeb użytkowników. Pomimo niskich cen nośników danych, w urządzeniach przenośnych z reguły mamy do dyspozycji niezbyt duże pamięci. To pierwszy powód, dla którego FLAC nie jest wystarczający jako jedyny, podstawowy format do urządzeń przenośnych. Co prawda kulejące dawniej wsparcie FLAC-a w sektorze przenośnym znacznie się poprawiło, ale jest jednak gorsze niż dla MP3. Poza tym zwykle trudno docenić różnicę pomiędzy kompresją stratną i kompresją bezstratną przy odsłuchu na urządzeniach przenośnych lub w samochodzie. Tak więc kompresja stratna ma tu swoje naturalne miejsce.

Spośród wszystkich dostępnych opcji kompresji stratnej, cztery są warte naszej uwagi: MP3, AAC, WMA oraz Ogg Vorbis. Szczegółowe omówienie wad i zalet tych czterech rozwiązań zajęło by bardzo dużo czasu. Dla naszych celów całkowicie wystarczające będzie skupienie się na podstawowych aspektach. Pod względem technicznym MP3 jest rozwiązaniem najmniej atrakcyjnym, pozostałe trzy są nowsze i bardziej zaawansowane. Ogg Vorbis i AAC można by chyba uznać za nieco lepsze od WMA. Ale te różnice nie są zasadnicze, przynajmniej jeśli weźmiemy pod uwagę typowe zastosowania. Twierdzenia jakoby niektóre formaty zapewniały taką samą jakość jak MP3 przy połowę mniejszej wielkości pliku nie są potwierdzone w żadnych niezależnych testach. Poza tym przewaga jakościowa konkurentów MP3 jest bardziej zauważalna przy małych przepływnościach bitowych (np. 128kbs). Przy wyższych przepływnościach (bardziej odpowiednich dla poważnego słuchania muzyki, jak na przykład 256kbs czy więcej) MP3 lepiej wypada w bezpośrednich porównaniach.

Z upływem czasu zmalało znaczenie warunków licencyjnych, które kiedyś były całkiem istotne. MP3, AAC i WMA zawierają opatentowane rozwiązania i do ich zastosowania komercyjnego potrzebne jest (lub było) kupowanie licencji. Patenty związane z MP3 wygasły i od kwietnia 2017 roku wszyscy zainteresowani mogą swobodnie korzystać z MP3 bez opłat. Ogg Vorbis to jedyny w tej grupie format, który był od początku dostępny całkowicie darmowo. Kluczowym czynnikiem jest jednak penetracja rynku. W tej dziedzinie MP3 ma znaczną przewagę nad swoimi rywalami.

A więc klasyczne MP3 jest nadal naszym podstawowym wyborem wśród formatów kompresji stratnej. MP3 jest wszechobecne. Mając muzykę w formacie MP3 można ją odtworzyć praktycznie wszędzie. Wszystkie otwarzacze sprzętowe i wszystkie programy do odtwarzania muzyki obsługują MP3. Przystosowane do odtwarzania muzyki telefony komórkowe, też obsługują pliki MP3. Pliki MP3 stały się prawdziwym standardem. Nie ma firmy, która by mogły to zignorować albo przeciw temu walczyć.

Jak należy więc podejść do konkurentów MP3? Powszechne przyjęcie Ogg Vorbis byłoby najlepsze dla nas, konsumentów. AAC też byłoby postępem w stosunku do MP3. Ze względu na dużą ilość plików AAC sprzedanych poprzez sklep iTunes format ten też zdobył dość istotną pozycję na rynku. WMA to ogólnie rzecz biorąc najmniej atrakcyjna opcja. Czy oznacza to, że powinniśmy od razu wybrać Ogg Vorbis? Niestety nie jest to takie proste. Musimy wziąć pod uwagę kilka czynników. Po pierwsze bieżącą sytuację na rynku. Poza tym politykę najważniejszych firm takich jak Apple, Amazon, Microsoft i kilka innych. Musimy też pamiętać o ogólnym postępie technicznym, bo będzie on istotny na dłuższą metę. Według stanu z początków 2010 roku zasadnicze znaczenie miała bardzo silna pozycja sklepu muzycznego Apple iTunes oraz rodziny odtwarzaczy Apple iPod. Apple nie wykazuje chęci wsparcia WMA czy Ogg Vorbis. Z drugiej strony wiele konkurencyjnych sklepów muzycznych i producentów sprzętu nie ma zamiaru podążać za Apple. Wygląda więc na to, że nie ma szans na powszechne porozumienie co do następcy MP3, przynajmniej w bliskiej przyszłości. Długoterminowe prognozy są ryzykowne i nie będziemy zachęcać Państwa do zgadywania. Chociaż Ogg Vorbis jest obecnie najmniej popularnym spośród czwórki głównych formatów stratnej kompresji, wygląda na to, że czas i postęp techniczny powinny działać na jego korzyść. Rośnie liczba smartfonów wykorzystywanych do odtwarzania muzyki. A mając smartfona można zainstalować oprogramowanie do odtwarzania Ogg Vorbis. W przypadku typowych odtwarzaczy muzycznych brak obsługi Ogg Vorbis rodzi trochę więcej problemów. W wielu przypadkach możliwe jest jednak zastąpienie oryginalnego firmware'u odtwarzacza (czyli oprogramowania wbudowanego w urządzenie) przez alternatywny firmware, obsługujący Ogg Vorbis czy też FLAC-a. Producenci układów scalonych często dodają coraz to nowe funkcje w kolejnych generacjach swoich układów. Mając to na względzie można oczekiwać, że obsługa Ogg Vorbis będzie się rozpowszechniać, ponieważ koszt implementacji tej funkcji będzie minimalny.

Audiofilska nisza DSD

Nie ma wątpliwości, że próba wylansowania płyt SACD (Super Audio Compact Disc) jako następcy CD zakończyła się definitywną porażką. Około roku 2010 wydawało się już, że wraz z niepowodzeniem SACD do lamusa odejdzie też stosowany na tych płytach zapis DSD (Direct Stream Digital, 1-bitowy zapis typu PDM). A jednak rozwój rynku muzyki w postaci plików przyniósł nową szansę dla DSD. Stopniowo poszerzyła się zarówno oferta plików z zapisem DSD (formaty DSF, DFF) jak i sprzętu do ich odtwarzania. W ciągu kilku lat producenci sprzętu audio stworzyli bogatą ofertę audiofilskich urządzeń obsługujących DSD. Natomiast sprawa szerszej popularyzacji plików tego typu stoi pod znakiem zapytania. Wygląda na to, że funkcjonować będzie przynajmniej produkcja nagrań i sprzętu na potrzeby rynku audiofilskiego. Tak więc możemy co najwyżej polecić te formaty uwadze osób o dużych audiofiskich ambicjach.

Podsumowanie

Zanim przejdziemy do ostatecznych wniosków dwie ważne uwagi. Jeśli zastosujecie się do wcześniejszej porady aby wykorzystać pliki FLAC do archiwizacji nagrań, zapewnicie sobie bardzo wygodną pozycję w przyszłości. Ponieważ FLAC stosuje kompresję bezstratną, to pliki w tym formacie zawsze będziecie mogli wykorzystać jako oryginały i konwertować je do dowolnych innych formatów jeśli zajdzie taka potrzeba. Tak długo jak macie oryginały we FLAC-u możecie wybrać dowolny format stratnej kompresji do swoich urządzeń przenośnych. Jeśli w przyszłości zmienicie zdanie, wykorzystacie oryginały we FLAC-u by zrobić nowe wersje. Jeśli jednak wybierzecie jeden z formatów stratnych do kolekcjonowania muzyki i w przyszłości zmienicie zdanie, będziecie w mniej komfortowej sytuacji. Można dokonać konwersji z jednego formatu stratnego na inny. Ale taka konwersja zawsze degraduje jakość. A więc najlepszym sposobem aby uniknąć błędnej decyzji przy wyborze formatu stratnego jest zachowanie bezstratnie skompresowanych oryginałów. Trudno jest przewidzieć jak szybko będą się rozwijały nośniki danych. Ale możliwe, że w przyszłości ograniczenia pamięci w urządzeniach przenośnych będą mniej ważne, a kompresja bezstratna zastąpi kompresję stratną także w tej dziedzinie.

Końcowy wniosek jest prosty. Do powszechnego użytku polecamy pliki WAV, FLAC oraz MP3. Przy czym FLAC zasługuje na osobne, szczególne wyróżnienie. Możemy mieć nadzieję, że w dalszej perspektywie właśnie FLAC będzie najważniejszym formatem audio. Warto też przyglądać się uważnie formatom Ogg Vorbis oraz AAC. Spośród tej dwójki, Ogg Vorbis byłby korzystniejszy dla klientów i jest wart naszego wsparcia. A co z pozostałymi formatami? Niektóre z nich mają konkretne cechy ważne dla części użytkowników, ale ci użytkownicy powinni mieć wystarczającą wiedzę by dokonać swych wyborów bez naszych porad. Formaty, które zostały tu pominięte nie nadają się w naszej ocenie (z różnych powodów) do powszechnego zastosowania i radzimy unikać ich użytkowania.