MP3, WAV, FLAC или AAC: какой аудиоформат выбрать?

Цифровой звук — это длинный список чисел: высота звуковой волны, измеренная десятки тысяч раз в секунду. Несжатые форматы, такие как WAV и AIFF, просто записывают этот список на диск. Ничего не удаляется и не упаковывается, поэтому такие файлы легко читает любой редактор и быстро перематывать, но они большие. Трёхминутная песня в таком виде занимает около 30 MB, как бы она ни звучала.

Форматы без потерь, такие как FLAC и ALAC, упаковывают тот же список умнее, примерно как ZIP упаковывает документ. При воспроизведении декодер точно восстанавливает каждый отсчёт, поэтому FLAC, декодированный обратно в WAV, совпадает с оригиналом до последнего бита. Выигрыш зависит от музыки: тихие акустические записи сжимаются сильно, плотный рок или шумные полевые записи — меньше. Типичные альбомы занимают от половины до трёх пятых размера WAV.

Форматы с потерями, такие как MP3, AAC, Vorbis и Opus, сознательно отбрасывают часть информации. Кодировщик по модели человеческого слуха убирает звуки, замаскированные более громкими рядом, и частоты, которые вы вряд ли заметите, а остальное сохраняет. Результат в пять–десять раз меньше WAV. При щедром битрейте большинство людей не отличит его от исходника, но убранные детали потеряны навсегда, и обратная конвертация их не вернёт.

История объясняет многое в нынешней совместимости. У MP3 было десять лет форы в бытовой технике, WAV шёл в комплекте с Windows, FLAC вырос в мире открытого ПО, а AAC пришёл вместе с iPod и iTunes Store. Откройте любую строку, чтобы прочитать кратко, включая четыре формата, которые встречаются рядом с основной четвёркой.

Размер файла для несжатого звука и звука с потерями — простая арифметика: битрейт, умноженный на длительность. WAV 16 бит/44,1 kHz стерео идёт со скоростью 1 411 kbps, то есть около 10,6 MB в минуту. Форматы с потерями используют выбранный вами битрейт: MP3 на 320 kbps занимает около 2,4 MB в минуту, а на 128 kbps — чуть меньше 1 MB. FLAC здесь исключение: размер зависит от музыки, поэтому для него всегда указан типичный диапазон.

Эти цифры даны для стерео. Моно уменьшает их вдвое, что важно для записи голоса, а WAV 24 бит/48 kHz с камеры или полевого рекордера занимает около 17 MB в минуту. Для масштаба: альбом на 45 минут — примерно 480 MB в WAV, около 260 MB во FLAC, 108 MB в MP3 на 320 kbps и 45 MB на 128 kbps.

Частота дискретизации — сколько раз в секунду измеряется волна. В звуке CD это 44,1 kHz, в видео и вещании — 48 kHz, а студии иногда пишут на 96 kHz. Частота дискретизации позволяет передать частоты до половины своего значения, так что 44,1 kHz уже достигает примерно 22 kHz — выше предела слуха человека около 20 kHz. Более высокие частоты помогают скорее запасу при монтаже, чем воспроизведению.

Разрядность — насколько точно хранится каждое измерение. 16 бит дают около 96 dB динамического диапазона, чего хватает для любой комнаты прослушивания; 24 бита дают звукорежиссёрам запас, чтобы тихий дубль можно было поднять без шипения. Разрядность относится к PCM-форматам вроде WAV, AIFF, FLAC и ALAC. Кодеки с потерями не хранят отсчёты так, поэтому у MP3 есть битрейт, но нет разрядности.

Битрейт — сколько данных занимает секунда звука, в килобитах в секунду. Для несжатого звука он вычисляется из двух других параметров, умноженных на число каналов. Для форматов с потерями это ручка качества: 128 kbps хватает для речи, 192 kbps — обычный компромисс для музыки, а 320 kbps — потолок MP3. AAC достигает сопоставимого качества при чуть меньшем битрейте, чем MP3.

Решение обычно диктует совместимость, а не качество звука. MP3 — единственный формат, который понимают все автомагнитолы, USB-плееры, браузеры, формы загрузки и почтовые клиенты. AAC нативно работает на всех устройствах Apple и почти на всех телефонах, но некоторые старые автомагнитолы и плееры пропускают файлы .m4a. FLAC играет на Android, Windows 10 и новее и macOS, однако приложение Apple Music до сих пор не импортирует его, поэтому пользователи Apple хранят ALAC.

В производстве и дистрибуции всё наоборот: получателю нужна самая полная версия. Аудиоредакторы и DAW надёжнее всего читают WAV и AIFF, а музыкальные дистрибьюторы вроде DistroKid просят WAV или FLAC в 16 или 24 бит, чтобы стриминговые сервисы сделали собственные кодировки. Хостинги подкастов и Apple Podcasts принимают MP3 и AAC.

Одно правило избавляет от большинства ошибок со звуком: никогда не перекодируйте звук с потерями в формат с потерями дважды. Каждая кодировка с потерями отбрасывает детали, а следующий кодировщик не отличает свои отбросы от прежних, поэтому потери накапливаются. MP3 на 128 kbps, переведённый в AAC на 256 kbps, станет больше, но не лучше, а после двух-трёх циклов вы начнёте слышать «плывущие» тарелки и смазанные атаки. Всегда кодируйте из лучшего имеющегося источника и храните его.

Переход от формата с потерями к формату без потерь страдает обратной проблемой: он безопасен, но бесполезен для качества. Если перевести MP3 в WAV или FLAC, получится гораздо больший файл, звучащий точно как MP3. Это всё равно правильный шаг, когда редактор или система вещания принимают только WAV, если вы понимаете, что потолок качества задал MP3.

Оправданы конвертации от мастера без потерь вниз. Конвертация WAV в MP3 превращает запись на 40 MB в файл, который проходит под лимит вложения Gmail в 25 MB, а копия FLAC в MP3 помещает альбом на телефон или автомобильную флешку. Если вы пользуетесь техникой Apple и хотите остаться без потерь, FLAC в ALAC сохраняет каждый отсчёт и делает файлы пригодными для импорта. Извлечение звука из видео — отдельный случай, он описан в статье как конвертировать MP4 в MP3.

Каждое семейство форматов хранит сведения о песне по-своему. MP3 использует теги ID3: кадры ID3v2 для названия, исполнителя, альбома, номера дорожки, текста песни и встроенной обложки. FLAC и OGG используют комментарии Vorbis: простые текстовые поля и отдельный блок для изображения. AAC в файле .m4a использует атомы метаданных MP4, которые сделал популярными iTunes, поэтому обложки и поля сортировки так аккуратно отображаются на устройствах Apple.

Слабое место — WAV. Блок RIFF INFO хранит лишь несколько текстовых полей, поддержка обложек неофициальная, а многие рекордеры и плееры вообще ничего не записывают и не читают. Это ещё одна причина, почему для музыкальной коллекции FLAC лучше WAV: то же звучание, файлы меньше и нормальные теги. При конвертации в аудиоконвертере параметр Сохранить теги и обложку копирует всё, что есть в исходном файле, в поля, которые поддерживает целевой формат. Если вам нужна не аккуратная коллекция, а расшифровка речи, смотрите как перевести аудио в текст.

Найдите строку, которая соответствует тому, что дальше будет с файлом. Если подходят две строки, храните мастер-копию без потерь и делайте из неё копию с потерями — тогда выбирать между ними не придётся.