Hi-Res Audio: новый формат и новое качество музыки

High-resolution audio (HRA) — набор технических требований к качеству цифрового звука, нашедший отражение в стандарте Master Quality Recording, объединяет под своим «зонтиком» сразу несколько коммерческих и свободно распространяемых форматов звуковой записи — программных аудиокодеков. Само название как нельзя более точно определяет суть форматов Hi-Res — это звук высокого разрешения, записанный в аудиофайлах, которые позволяют воспроизводить аудио-треки максимально близко к оригиналу и получать самые яркие впечатления от прослушивания музыки.

Что такое Hi-Res и зачем он нужен?
Именно качество звучания, сохраненное в процессе «архивирования» и переданное слушателю максимально полно, с высоким частотным и динамическом диапазоном, и является отличительной чертой аудио в высоком разрешении.

От частоты дискретизации (или сэмплирования) зависит точность передачи сигнала в процессе его превращения из аналогового в цифровой вариант. Чем выше данный показатель, тем точнее итоговое звучание будет соответствовать исходной (аналоговой) мастер-записи. Частота дискретизации измеряется в килогерцах и показывает, сколько раз в секунду поочередно обрабатывается каждый бит аудиоинформации в файле. Так, параметр 96 кГц означает, что аналоговые данные преобразуются в цифровой сигнал с частотой обращений 96 000 раз в секунду.

От разрядности (или «битности») зависит, насколько подробно закодирована информация о звуке. Чем выше разрядность, тем точнее описан звук в файле, тем больше глубина его звучания, тем выше богатство его красок и оттенков. Благодаря высокой «битности» точно так же, как благодаря высокому разрешению изображения, не видны фрагменты, сюжет воспринимается как единое целое, без изъянов. Однако даже небольшое увеличение разрядности существенно увеличивает размер файла.

При этом следует помнить, что 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.

К сведению

Аудиофайл является своего рода контейнером, в который посредством того или иного программного кодека упаковывается аудиосигнал, поэтому довольно часто принято объединять наименования кодека и записанного с его помощью файла. Иногда аудиофайлы одного формата, сжатые при помощи определенного аудиокодека, по принципу матрешки помещают внутрь файла другого формата, сжатого иным кодеком. В результате, звуковой файл https://wma.studio/ может представлять собой довольно сложный контейнер с упакованным аудиосигналом.

Важным моментом является тот факт, что аудиоинформация первоначально кодируется с целью уменьшения объема файла (например, для его хранения и/или быстрой передачи пользователю), а затем звук по уникальным математическим алгоритмам «разворачивается», возвращая себе исходную полноту звучания. Именно это делает прослушивание Hi-Res Audio настолько удобным и привлекательным для ценителей «живой» музыки. Но вернуть полноту звучания после кодирования способны далеко не все форматы.

Вернемся к 2014 году, когда Национальная академия искусства и науки звукозаписи (NARAS), всем известная своей премией «Грэмми» (Grammy), совместно с Ассоциацией потребительских технологий (CTA), проводящей ежегодные международные выставки CES, и входящим в ее состав Объединением DEG (Digital Entertainment Group) утвердила стандарт Master Quality Recording[1]. Данный стандарт был разработан для того, чтобы потребители музыки получали точное представление об источнике мастер-записи (первоначальной студийной записи) и, соответственно, о качестве аудио-треков. В связи с этим было предложено четыре типа маркировки, соответствующих определенному источнику записанного звука:

MQA — литера «А» указывает на аналоговое происхождение аудиозаписи, например, виниловую пластинку.
MQC — литера «C» свидетельствует о качестве обычного CDDA-носителя (Compact Disc Digital Audio), параметры записи на который соответствуют частоте дискретизации 44,1 кГц и разрядности 16 бит.
MQD — литера «D» говорит о формате записи DSD, используемом в производстве носителей SACD (Super Audio CD). При однобитной разрядности такие компакт-диски записываются с высочайшей частотой дискретизации — 2,8 или 5,6 МГц. В отличие от всех остальных форматов, Direct Stream Digital в качестве способа кодирования использует метод «модуляции плотности импульсов» (PDM — Pulse Density Modulation) и относится к HRA-кодекам без сжатия информации.
MQP — литера «P» указывает на первую букву в аббревиатуре PCM (Pulse Coding Modulation), что переводится как «импульсно-кодовая модуляция». Этот метод кодирования применяется практически во всех HRA-кодеках со сжатием без потерь, которые имеют минимальные частоту дискретизации 48 кГц и разрядность 20 бит.
Так вот, когда говорят о цифровых «мастер-записях» в форматах High-resolution audio, понимают под этим любые студийные цифровые записи, записанные с большей частотой дискретизации и/или разрядностью, чем это возможно на стандартном CD-носителе. Иными словами, все аудиофайлы, имеющие частоту дискретизации выше базовой — 44,1 кГц, и все треки с разрядностью выше 16 бит относят к категории Hi-Res Audio. Обращаясь к упомянутому выше стандарту Master Quality Recording, к этой категории можно отнести источники аудио-контента MQD и MQP. К аналоговым мастер-записям MQA такие параметры, как разрядность, битрейт, дискретизация, не применимы, поскольку их значения можно считать бесконечными.

Все вышеупомянутые студийные форматы (первоисточники) могут быть перекодированы для массового распространения в файлах с различной степенью сжатия, с потерями информации и без потерь. Принимая во внимание эти варианты оцифровки, разработчики всемирно известных аудиоформатов MLP (используется в Dolby TrueHD) и MQA (Master Quality Authenticated) — основатели авторитетной британской компании «Меридиан Аудио» — определили высококачественный индустриальный стандарт High-resolution audio простым образом: «Минимальное требование к Hi-Res-устройствам и аудио-трекам — это возможность воспроизводить контент с параметрами 96 кГц/24 бит или выше».