M4A против MP3: какое качество звука лучше?

Большинство из нас ежедневно взаимодействуют с аудиофайлами: при прослушивании музыки и электронных книг, работе с подкастами или саундтреками, создании звукового контента, а также потоковой передаче или совместном использовании каверов и альбомов. Независимо от того, являетесь ли вы обычным пользователем или опытным профессионалом с высококачественным воспроизводящим оборудованием, вам может быть интересно, какой цифровой аудиоформат, M4A или MP3, лучше подойдет для ваших текущих потребностей. В этом руководстве представлен обзор обоих типов форматов с учетом их совместимости с устройствами, сжатия, размера файла, подходящих приложений и конечного качества.

Что такое формат M4A?

M4A — это формат только для аудио, который произошел от расширенной формы, называемой MPEG-4 Part 14 или MP4. MP4 — это формат контейнера, разработанный ISO в 2001 году, который может хранить различные виды данных: аудио- и видеофайлы, субтитры и изображения и даже метки глав и гиперссылки внутри дорожек. Чтобы различать разные типы файлов, были введены расширения имен файлов с соответствующими последними буквами: .m4a для аудио, .m4b для электронных книг и подкастов, m4v для видеофайлов и т. д. Тем не менее, если вы попытаетесь переименовать файл .m4a в .mp4, он не изменит содержимое аудио и будет распознан медиаплеером.

Первоначально формат MP4 задумывался как преемник MP3 и обеспечивал такое же или лучшее качество при меньшем размере файлов. Однако более широкое признание он получил только тогда, когда Apple приняла его в качестве стандарта для своих мобильных устройств. M4A обычно использует сжатие с потерями с помощью кодека под названием ACC, что означает, что части исходных аудиоданных, которые базовый алгоритм считает нерелевантными, теряются во время процессов кодирования и декодирования. Существует также другой формат сжатия — ALAC, который, в зависимости от частоты дискретизации, обеспечивает аудиодорожку без потерь более высокого качества, но при этом большего размера.

Плюсы файла M4A

• Удобное расширение файла для хранения, потоковой передачи, обмена и быстрой идентификации аудиодорожек.

• Постоянное использование этого формата аудиофайлов такой известной компанией, как Apple, предполагает, что M4A никуда не денется и будет продолжать развиваться с новыми выпусками и обновлениями.

• Повышенное качество даже при использовании сжатого аудиоформата достигается за счет меньшего размера блока выборки для изменяющихся сигналов и большего для стационарных.

• Меньший размер аудиофайла из-за более сильного сжатия.

Минусы файла M4A

• Этот формат не является универсальным: поддержка ограничена только ПК, продуктами Apple и сторонними медиаплеерами.

• При более низких битрейтах могут быть обнаружены звуковые артефакты, которых не было в исходной дорожке.

Что такое формат MP3?

MP3 — популярный аудиоформат, существующий уже почти 30 лет. Его официальное название — MPEG-1 audio Layer 3, и этот формат файла остается одним из наиболее универсальных вариантов для аудио и звука. При относительно небольшом файле вы получаете разную скорость передачи данных, что обеспечивает достойное качество. Не существует методов создания файлов MP3 без потерь, но наличие артефактов сжатия и проблем с качеством можно уменьшить, используя более высокую разрядность и скорость передачи данных. При переменной скорости передачи данных алгоритм не будет использовать один и тот же номер бита на всей дорожке. Вместо этого он может анализировать каждую форму аудиосигнала, чтобы выделить более сложные части, требующие более высокой точности кодирования.

Технология MP3 была направлена на использование ограничений человеческого слуха. Доказано, что человеческое ухо пропускает тихие звуки, которые заглушаются более громкими. Мы также обычно плохо различаем более высокие частоты. Учитывая эти эффекты психоакустического моделирования, алгоритм сжатия принимает решение о том, какие части исходного звука достаточно значимы, чтобы их сохранить. Поначалу это рассматривалось как огромный прорыв в оптимизации хранения данных, но, к сожалению, также привело к всплеску нелегального распространения аудио.

Плюсы MP3-файлов

• Небольшой размер файла, который может занимать десятую часть места таких форматов, как AIFF или WAV. Это позволит вам сэкономить память устройства и не перегружать процессор устройства. Удобно для обмена и потоковой передачи.

• Практически универсальная поддержка: большинство видов смартфонов, аудиоплееров и систем записи, от базовых до продвинутых, могут воспроизводить файлы MP3 «из коробки».

• Доступно дополнительное улучшение качества звука с переменной скоростью передачи данных и более высокой дискретизацией.

Минусы MP3-файла

• Возможные проблемы с качеством: отсутствие звуков, искажение мелодий и появление артефактов, которых нет в исходном звуке.

• Оставляет место для запятнания саундтрека в незаконных целях музыкального пиратства.

• Сжатие не такое мощное по сравнению с тем, что могут предложить некоторые современные форматы.

Основные различия между M4A и MP3

Оба аудиоформата являются ветвями MPEG (Группы экспертов по движущимся изображениям), альянса, созданного ISO и IEC для установления новых стандартов кодирования сжатия. Однако, несмотря на схожесть происхождения, разница между MP3 и M4A достаточно выражена. Несмотря на то, что M4A должен был обогнать MP3, он не смог стать таким же популярным и повсеместно распространенным, как его аналог.

Совместимость устройств

Файлы MP3 настолько распространены, что большинство звуковых систем поддерживают их по умолчанию: вы можете быть уверены, что эти треки будут работать на вашем смартфоне Android, в вашем автомобиле или на вашем ПК. M4A не имеет такой широкой системы поддержки, но все продукты Apple и некоторые стандартные программы, такие как Quicktime Player, доступные как в macOS, так и в Windows, распознают ее. Вы также можете импортировать MP3 на свое устройство Apple, но предполагаемый формат для них остается M4A.

Сжатие звука

Сжатие — это процедура, которая помогает сделать файлы более компактными, аналогично архивированию папки. Для этого исходные данные заменяются другими идентификаторами меньшего размера, а алгоритм замены становится известен как кодировщику, так и декодеру. В большинстве случаев эта процедура уменьшает динамический диапазон исходного звука, сводя к минимуму разницу между самыми высокими и самыми низкими частотами. Он также может избавиться от некоторых тихих звуков или звонков, которые затмеваются сильными звуковыми партиями.

И MP3, и M4A используют сжатие файлов, основанное на человеческом восприятии. Поскольку наши уши не так точны, как измеритель единиц громкости или частотомер, мы не сможем обработать и понять весь звуковой спектр. Во время сжатия некоторые звуковые данные теряются без заметного влияния на качество. Алгоритм, поставляемый с M4A, более избирательный и агрессивный, поэтому можно добиться меньшего размера файла без значительного снижения качества. M4A также может работать в несжатом аудиоформате с кодеком ALAC.

Качество звука

Разница в качестве незначительная, особенно при стандартном оборудовании и более высокой выборке. Однако при той же скорости передачи данных 8 кбит/с, которая является минимально возможной, все, что вы услышите на дорожке MP3, — это звуковые сигналы и случайные звуки. M4A не обеспечит отличное качество звука, но вы сможете понять слова в песне. На скорости 128 кбит/с качество M4A уже будет приемлемым, а артефакты сжатия и шумы можно будет легко отфильтровать эквалайзером. MP3 лучше всего звучит со скоростью 320 кбит/с, но звучит менее четко по сравнению с соответствующим M4A.

Визуальное сравнение: M4A и MP3

Если обобщить всю приведенную выше информацию, то выбор между двумя форматами во многом зависит от устройства, на котором вы обычно воспроизводите музыку. Если вы заядлый пользователь Apple, M4A определенно станет вашим первым выбором. Он также может обеспечить лучшее качество по сравнению с той же дорожкой в MP3. M4A более бережен к памяти устройства, учитывая его меньший размер. Если вы профессионально работаете со звуком или являетесь аудиофилом, который действительно заботится о качестве трека, обратите внимание на файлы, сжатые с помощью кодека ALAC без потерь.

Несмотря на то, что MP3, кажется, не соответствует этому сравнению, что подтверждается представлением о том, что M4A должен был стать его преемником, этот формат не следует легко сбрасывать со счетов. Он по-прежнему занимает видное место среди всех других типов файлов благодаря высокой совместимости с устройствами и глобальному распространению. При самой высокой скорости передачи данных файл MP3 может обеспечить удовлетворительное качество звука, особенно если вы используете стандартную гарнитуру или динамики. Если вы не используете высококачественное оборудование для сравнения двух одинаковых треков в форматах MP3 и M4A, вы, скорее всего, вообще не заметите разницы.

Заключение

Аудиофайлы MP3 и M4A имеют много общего: их историю происхождения, алгоритмы сжатия с потерями, которые поставляются с кодеками по умолчанию, небольшие размеры файлов по сравнению с другими высококачественными форматами и зависимость от скорости передачи данных. M4A имеет лучшее качество, но при этом более компактен по размеру, но не так совместим с устройствами воспроизведения, как MP3. Рассмотрите возможность выбора одного из форматов с самого начала, а не использования аудиоконвертера для преобразования файла с одним расширением в другое, чтобы не потерять качество в процессе.