quinta-feira, 14 de abril de 2016

O som em alta fidelidade - Parte 3

Voltando um pouco... Os formatos de áudio digital


Fui logo direto atacando o MP3, simplesmente por ser o formato de áudio digital mais utilizado hoje, mas existem outros inúmeros formatos de áudio digital, alguns podem ser considerados aptos a cumprir com as expectativas de uma audição Hi Fi, outros não.



Um pouco sobre arquivo de áudio digital.

PCM 


Pulse-code-modulation, ou modulação por largura de pulso, é o método mais comum de armazenamento de sinais de áudio em formato digital. Os dados armazenados na forma PCM representam a forma de onda do som utilizando de dois parâmetros para a codificação (passagem de analógico para digital) e decodificação (recomposição de digital para analógico): A taxa de amostragem, e a profundidade de bits. 





Amostragem da forma de onda analógica no processo de digitalização



Taxa de amostragem.


Representada em Hertz, é a frequência ou número de vezes que a forma de onda analógica é amostrada durante o processo de conversão. Normalmente os valores são representados na faixa de Kbps ou Kilo bits por segundo, quanto maior a taxa de amostragem, mais fiel será a representação digital da forma de onda sonora.


Profundidade de bits


Representam quantos valores cada amostragem pode ter entre o nível de sinal mais tênue e o mais forte. É representada em bits, normalmente entre 12 e 24 bits. Uma profundidade de 12 bits pode representar cada amostragem numa faixa de 4096 valores possíveis, uma taxa de 24 bits pode representar numa faixa de 16777215 valores possíveis. 


Note-se que a resolução, ou definição da representação da forma de onda com 24 bits é 4095 vezes superior a de 12 bits, ou seja, será possível distinguir muito mais detalhes do formato forma de onda analógica original, assim como as pequenas diferenças de nível entre as passagens de baixo volume e as de maior volume serão melhores notadas.


Taxa de bits


Representada em Bits por segndo, é o índice obtido pela multiplicação dos tempos de sua profundidade de bits, pela taxa de amostragem e o número de canais (dois para estéreo). Como exemplo a taxa de bits de um CD é igual a 1.4411 Kbps, ou seja, 16 bits x 44100 bps x 2.


Os arquivos de áudio digitais mais comuns incluem as taxas de: 256kbps, 320kpbs, 16-bit / 44,1KHz (qualidade de CD), 16-bit / 48khz, 24 bits / 44,1 kHz, 24-bit / 48khz, 24-bit / 96 kHz, 24-bit / 172.4kHz, e 24-bit / 192khz. 


Os arquivos a partir de 24-bit/48khz são considerados de áudio de alta definição ou áudio HD e são os mais indicados para audições em Hi Fi, mas existem certas polêmicas sobre este limiar, ou a partir de que valores pode-se considerar de alta qualidade. Eu particularmente procuro sempre arquivos de 24 bits / 96 khz para cima.


Há também arquivos extreme Digital Definição (DXD) disponíveis, que são arquivos de PCM com uma taxa de profundidade de bits e amostragem de 24-bit / 352.8kHz. 


Estejam atentos que quando maior a taxa de bits de um arquivo de som digital, maior será o tamanho do arquivo para armazenamento.




O armazenamento digital 


Os arquivos PCM podem ser armazenados em formatos compactados ou não. Os formatos mais comuns, os compactados, são divididos em  lossless (sem perdas) e lossy (com perdas).


Os arquivos não compactados não oferecem nenhuma modificação nos dados gerados originalmente, ou seja, o arquivo original não é alterado, já os compactados (comprimidos) os dados são alterados de forma a alcançar tamanhos de arquivos menores que os não compactados. 


Na compressão sem perda (lossless), todos os dados gerados originalmente são preservados, na compressão com perdas (lossy) os dados originais são alterados ou descartados e haverá perdas das características originais, que não poderão mais ser recuperadas.Um arquivo compactado originalmente com perdas, se for processado, e regravado, as regravações sempre somarão mais perdas e conseqüente menor qualidade do som final. Em teoria, um arquivo lossy reprocessado muitas vezes acabará em um arquivo de silêncio.




Formatos mais comuns de arquivos.



Comprimidos, com perdas


MP3


O formato de arquivo com perdas comprimido mais popular. Amazon, entre muitos outros, usa MP3 como formato para seus arquivos de música (taxa de bits média: 256 kbps).


AAC

Advanced Audio Coding.  AAC é um formato de arquivo com perdas comprimido criado para ser o sucessor do MP3 é usado por sites como o iTunes Store para seus downloads de música (taxa de bits: 256kbps).


OGG 

OGG Vorbis. O Spotify usa o formato de Vorbis para os seus serviços de streaming e oferecem três níveis de qualidade: 96kbps, 160kbps e 320 kbps.


WMA


Windows Media Áudio (WMA) é o codec nativo do Windows.


Comprimidos, sem perdas



ALAC


Apple Lossless Áudio Codec (ALAC) de propriedade da Apple. 


APE


APE é um formato lossless comprimido.


FLAC


Free Lossless Audio Codec (FLAC). O formato de arquivo sem perdas comprimido mais comum para downloads de música de qualidade. FLAC, que é open source, suporta metadados incorporados e normalmente reduz o tamanho do arquivo original descompactado.



Sem compressão, sem perdas


AIFF


AIFF (AIFF). AIFF é o formato de arquivo não compactado proprietário da Apple. 


FLAC (não comprimido) 


Free Lossless Audio Codec (FLAC). 


WAV


Waveform Audio File Format (WAVE ou WAV) desenvolvido pela Microsoft e IBM. 


DSD


Direct Stream Digital criado pala Sony e Philips originalmente para SACD (super áudio CD) utilizam modulação de pulso densidade (PDM) de codificação para armazenar sinais analógicos. DSD é um formato de 1-bit com taxas de amostragem de 2.8224 MHz (DSD taxa única) e 5.6448 MHz (DSD taxa dupla).


Existem inúmeros outros tipos de arquivos, uns proprietários outros não, mas a lista é extensa e os citados acima, sendo os mais populares, já representam muito bem as famílias de arquivos de áudio digital.



Bom, é fácil concluir que:


1 – Arquivos digitais comprimidos com perdas  têm menor qualidade que arquivos comprimidos sem perdas ou arquivos sem compressão;


2 – Que quanto maior a compressão do arquivo, pior sua qualidade;


3 - Quanto menor a taxa de compressão ou taxa de bits, menor o tamanho do arquivo a ser armazenado;


4 – Quanto maior a taxa de amostragem, maior a profundidade de bits e conseqüente maior taxa de bits, melhor a qualidade do arquivo;


5 – Um arquivo comprimido lossles (sem perdas) pode ser processado, mixado, equalizado, editado e posteriormente gravado sem perdas;


6 – Um arquivo comprimido lossy (com perdas) perde qualidade a cada vez que é processado e posteriormente gravado;



Abaixo ilustro com o conjunto que uso para ouvir música Hi Fi de forma privada ou em deslocamento. 


Player de alta resolução Fiio X3, reproduz quase todos os formatos até 24bits/192Khz, fones Sennheiser Momentum e CX300-II.


O formato do arquivo que mais uso, com certa facilidade de se conseguir, é o FLAC 24 bits/96 Khz,





Set de som de alta qualidade (Hi Fi) portátil.



Continua...
Parte 2      Parte 4



Nenhum comentário:

Postar um comentário