Формати звукових файлів

§ WAVE (.wav) - найширше розповсюджений звуковий формат. Використовується в Windows для зберігання звукових файлів. В його основі лежить формат RIFF (Resource
Interchange File Format), який дозволяє зберігати довільні дані в структурованому вигляді.
Для записування звуку використовуються різні способи стиснення, оскільки звукові файли
мають великий об’єм. Найпростіший спосіб стиснення - імпульсно-кодова модуляція (Pulse
Code Modulation, PCM), але він не забезпечує достатньо гарного стиснення. Цей спосіб був
дещо вдосконалений і на його основі розроблені ще два методи: DPCM (Differential Pulse
Code Modulation - диференційна імпульсно-кодова модуляція) та ADPCM (Adaptive Differential Pulse Code Modulation - адаптивна диференційна імпульсно-кодова модуляція), що забезпечують більш сильне стиснення з прийнятною якістю.

§ AU (.au, .snd) - формат звукових файлів, що використовується на робочих станціях фірми
Sun (.au) і в операційній системі NeXT (.snd). Отримав широке розповсюдження в Internet,
на ранній стадії розвитку якого відігравав роль стандартного формата для звукової
інформації.

§ MPEG-3 (.mp3) –на сьогоднішній час самий популярний формат збереження оцифрованого звуку МР-3 використовує приблизно у 10 разів менше дискового простору при збереженні звуку відповідної якості, ніж файл у форматі WAV.

Історія створення:

В 1988р. Міжнародною організацією стандартів ISO був створений комітет з розробки стандартів збереження рухомих зображень (відео), звуку та їх суміщення – Moving Picture Expert Group – MPEG – група експертів в області рухомих зображень. Групою були розроблені стандартизовані формати зображення відео – та звукової інформації з використанням різних механізмів стиснення. Були створені такі формати збереження відеоданих, як MPEG – 1, MPEG – 2, MPEG – 4.

В рамках MPEG – 1та MPEG – 2 використовувались допоміжні формати зберігання звукової інформації. Layer – 1, Layer – 2, та Layer – 3, що відрізнялись різною ефективністю стиснення та різною складністю відтворення. Найпростіший - Layer – 1, дає найменше стиснення, але він мало завантажує процесор. Формат Layer – 3, розроблений у 1996р., найбільш трудоємкий, але за його допомогою досягається найбільше стиснення звуку. Формат отримав самостійне використання під назвою МР3 для розширення файлів, в яких зберігається стиснута ним інформація.

*Психоакустична компресія

В МР3 для стиснення даних використовується механізм обрізання частот, які маскуються; механізм резервуванням інформації, за яким відновлюються високі частоти; механізм суміщеного стерео, а також стандартні алгоритми стиснення даних без втрат (алгоритм Хафмана). Досягається стисненням у 10-12 разів із збереженням CD – якості звуку, при цьому Бітрейт* =112-128 Кб/с

§ MIDI (.mid) - цифровий інтерфейс музичних інструментів (Musical Instrument Digital
Interface). Цей стандарт розроблений на початку 80х років для електронних музичних
інструментів і комп’ютерів. MIDI визначає обмін даними між музичними та звуковими
синтезаторами різних виробників. MIDI-файл являє собою послідовність команд, якими записані дії, наприклад, натиснення клавіши на піаніно або повертання регулятора. Ці команди, що надсилаються на пристрій відтворення MIDI-файлів, керують звучанням. Невелике MIDI-повідомлення може викликати відтворення звуку або послідовності звуків на музичному інструменті або синтезаторі, тому MIDI-файли займають менший об’єм, ніж еквівалентні файли оцифрованого звуку. Існує декілька різновидів стандарта MIDI:

o General MIDI (GM) - стандарт, що регламентує набір тембрів (інструментів) в
музичних синтезаторах. GM - перша розробка фірми Roland, яка уніфікує набір
MIDI-інструментів. У відповідності із стандартом GM синтезатор повинен мати 128
мелодичних тембрів з можливістю відтворення звуку різної висоти в каналах 1-9 і
11-16 і 46 ударних інструментів в каналі 10. За всіма інструментами закріплено
номери. Партитура, підготовлена у відповідності із стандартом GM, повинна звучати
подібно на різних GM-інструментах. На жаль, подібність звучання
розповсюджується лише на класичні тембри реальних інструментів. А більшість
синтетичних (Pad/FX) і багато ударних інструментів сильно відрізняються за
швидкістю наростання/затухання, голосністю, та іншими параметрами звучання.

o General Standard (GS) - загальний стандарт фірми Roland, який регламентує набір
тембрів. Крім елементів стандарту General MIDI він включає додаткові набори
мелодичних та ударних інструментів, а також різні ефекти (скрипіння дверей, звук
мотору, крики та ін.).

o Extended General (XG) - новий стандарт фірми Yamaha, який включає декілька
сотень мелодичних та ударних інструментів і став альтернативою формату GS.

§ MOD (.mod) - музичний формат, в ньому зберігаються взірці оцифрованого звуку, які
можна потім використовувати як шаблони для індивідуальних нот. Файли в цьому
форматі починаються з набору взірців звуку, за якими слідують ноти та інформація про
тривалість. Кожна нота відтворюється за допомогою одного з наведених на початку
звукових шаблонів. Такий файл відносно невеликий і має структуру, яка базується на
нотах. Це полегшує його редагування за допомогою програм, імітуючих традиційний
музичний запис. Він, на відміну від MIDI-файла, повністю задає звук, що дозволяє
відтворювати його на довільній комп’ютерній платформі.

§ IFF (.iff) - Interchange File Format - формат, попередньо розроблений для комп’ютерної
платформи Amiga. Зараз він використовується на компакт-дисках в форматі CD-I. Його
структура дуже подібна на структуру формата RIFF.

§ AIFF (.aiff) - Audio Interchange File Format - формат для обміну звуковими даними,
використовується на комп’ютерних платформах Silicon Graphics і Mac. Дуже нагадує
формат Wave, однак на відміну від нього дозволяє використовувати оцифрований звук та
шаблони. Більшість програм здатні відкривати файли в цьому форматі, а також існує багато
вільно розповсюджених програм перетворень форматів для платформ Wintel і Mac.

§ RealAudio (.ra, .ram) - формат, розроблений для відтворення звуку в Internet в реальному
часі. Розроблений фірмою RealNetworks, яка безкоштовно розповсюджує як програму
стиснення звукової інформації в цьому форматі, так і програму для програвання отриманих
при цьому файлів. Програма стиснення дозволяє перетворювати 8- та 16-бітні аудіофайли в
формат RealAudio. Результуюча якість в кращому випадку відповідає поганій аудіокасеті, а
для якісного запису музичних творів краще використовувати формат mp3.

§ SSEYO Koan (.skd, .skp) - формат файлів для запису довільної об’ємної комп’ютерної
музики або Koan-музики. Термін Koan-музика був введений її автором Тимом Коуном в
1994 році. Це деяка фантазія на музичну тему. Музичні Koan-файли можуть бути малими за
об’ємом, а відтворення самої музики може тривати до 8 годин. В файлі вказуються основні
параметри, а музика генерується на комп’ютері за допомогою біля 200 спеціальних змінних
параметрів керування. Не можна відтворити і почути одну і ту ж саму музику двічі, навіть з
одного і того ж Koan-файла. Файли з розширенням SKD (SSEYO Koan Design) призначені
для збереження інформації з Koan-музикою для її подальшого редагування. Для
розміщення готових творів в Internet призначений захищений формат SKP (SSEYO Koan
Play), який містить ту ж саму інформацію, що і SKD, але не може бути відредагований
наявними редакторами Koan-файлів. Ці редактори дозволяють також записати отриману
музику в форматах WAV і MIDI, що робить їх досить цікавим інструментом для музичної
творчості.

*БІТРЕЙТ – (bitrate) – кількість інформації в кілобітах, що описує 1 с. звуку. Досвід показує, що 128 Кб/с (16 КВ/с) для більшості людей достатньо, щоб рахувати звук ідеальним. Але, чим бітрейт вищий, тим краще.