Музыка в формате flac: особенности звукового кодека

Долгие годы mp3 считался самым популярным форматом аудиофайлов. Но прошло время, и постепенно он перестал соответствовать потребностям современных любителей музыки. Его главным недостатком было не слишком высокое качество звука, поскольку сильная степень сжатия достигалась за счет частичной потери информации.

В наши дни на смену устаревшему mp3 пришел новый формат — flac. Он тоже сжимает исходную запись, однако при этом совсем не снижает ее качество. Именно поэтому flac с каждым днем становится все популярнее у меломанов и просто ценителей хорошего звука.

Общие сведения о формате

Слово flac (флак) расшифровывается как Free Lossless Audio Codec. В переводе с английского это означает «бесплатный аудиокодек без потерь». Файлы этого формата можно легко узнать по расширению flac (например: my_music.flac).

В отличие от mp3, ogg, AAC и других распространенных форматов, flac позволяет записывать, а потом и воспроизводить звук без искажений. И если, допустим, скопировать музыку с CD-диска в этот формат, она ничем не будет отличать от оригинала, независимо от его битрейта или диапазона частот.

Сегодня flac — это один из самых популярных в мире форматов аудиозаписи. Больше всего его любят обладатели хорошей аудиоаппаратуры, которая позволяет в полной мере раскрыть возможности этого формата.

Однако формат подходит не только для повседневного прослушивания, но и для создания архивов и всевозможных подборок. Дело в том, что к flac-файлам с помощью тегов можно добавлять любые сведения о композиции: информацию об исполнителе, изображение обложки альбома, описание музыкального стиля и многое другое. Благодаря этому архивы можно как угодно сортировать и быстро находить нужные файлы.

В настоящее время flac поддерживают почти все платформы и основные операционные системы, включая Linux. Его воспроизводят самые популярные аудиопроигрыватели, а с помощью специальных программ его можно без труда конвертировать в mp3, ogg и другие форматы.

Кроме того, этот формат постепенно становится одним из стандартов европейского радиовещания. Его используют не только для передачи музыки в эфир, но и для записи звука в реальном времени.

Любителям электронных книг советуем почитать о том, как открыть файл формата fb2 на компьютере с Windows.

История развития кодека

Первоначально разработкой формата занимался только один человек — программист Джош Колсон. В январе 2001 года он выпустил бета-версию нового кодека, а уже спустя полгода, появилась стабильная версия. В 2003 году на новую разработку обратила внимание компания Xiph.Org. Она взяла проект под свою опеку и занялась его продвижением и финансированием.

В 2007 году кодек начал поддерживать метаданные в форматах AIFF и RIFF, а с 2013 года его стали использовать в качестве кодека для популярных файлов RF64 и Wave64. В 2014 году алгоритм был доработан, после чего значительно возросла скорость кодирования и декодирования аудиоданных.

Сегодня работа над проектом ведется сразу в нескольких направлениях. Он включает себя следующие компоненты:

• Формат аудиоданных;
• Библиотека для кодера и декодера;
• Интерфейс для метаданных;
• Утилиты командной строки для кодирования, декодирования и работы с метаданными;
• Плагины для популярных музыкальных плееров.

Flac — это бесплатный кодек, поэтому исходный код всех этих разработок находится в открытом доступе. Им могут свободно пользоваться разработчики софта, что и стало одной из причин популярности этого формата.

Технические особенности

Сегодня существует множество аудиокодеков, где используется сжатие без потерь. Как правило, все они построены на популярных алгоритмах zip и gzip, которые повсеместно применяются для архивирования данных.

В отличие от них, flac использует собственный алгоритм, созданный специально для работы со звуковыми файлами. И если zip способен сжимать аудиофайл всего на 10−20%, то алгоритм flac уменьшает звуковые файлы почти в два раза. Однако лучше всего он работает с человеческим голосом, и в этом случае сжатие достигает 60%. Для сравнения: у формата mp3 эта цифра доходит до 80%, однако при этом заметно страдает качество звука.

Как именно работает алгоритм преобразования? Если не вдаваться в математические подробности, то сжатие файлов происходит в три этапа:

1. Для преобразования семплов кодек применяет линейное прогнозирование.
2. Результат этого прогнозирования записывается в виде последовательности чисел.
3. Эти числа, в свою очередь, кодируются с помощью алгоритма Голомба-Райса.

Лучше всего алгоритм сжимает блоки с похожими друг на друга семплами (например, с повторяющимися музыкальными фразами). При этом он обладает огромным преимуществом перед другими аналогичными форматами, поскольку умеет работать с потоковым аудио. А значит, он способен «на лету» кодировать звуковые файлы и декодировать сжатые сданные, что делает его превосходной альтернативой формату wav.

Какие параметры звука поддерживает flac? Википедия приводит следующие цифры:

• Битрейт: от 1 до 655.350 кГц.
• Число каналов: от 1 до 8.
• Квантование: от 4 до 32 бит.

Достоинства формата flac

У flac есть множество преимуществ как над классическими mp3-файлами, так и над другими форматами сжатия без потерь. Вот основные его достоинства:

• Аудиоданные, конвертированные в этот формат, ничем не отличаются от оригинала по качеству звучания.
• В отличие от несжатого звука (например, wav-фйлов), flac позволяет уменьшить исходники на 50−60%, благодаря чему файлы занимают в два раза меньше места.
• Кодек обеспечивает быстрое декодирование, независимо от уровня сжатия.
• Формат поддерживает стриминг: он позволяет предварительно подгружать данные, что ускоряет их декодирование.
• Flac очень удобен для хранения и архивирования аудиофайлов. Благодаря поддержке тегов меломаны смогут произвольно маркировать файлы и как угодно упорядочивать свою коллекцию.
• Flac подходит для создания резервных копий CD-дисков. Если оригинал износится или будет поврежден, его можно легко восстановить в первозданном виде, вплоть до порядка треков на диске. Качество звука при этом не пострадает.
• При желании можно добавить информацию для проверки целостности файла.
• Точно так же можно добавить защитные данные, которые помогут восстановить частично поврежденные файлы.
• Flac нетребователен к ресурсам процессора. А поэтому он отлично воспроизводится даже на портативных устройствах: планшетах, некоторых смартфонах, mp3-плеерах.
• Сегодня аппаратная поддержка этого формата уже предусмотрена во многих популярных аудиоустройствах: Rio Karma, Kenwood MusicKeg, PhatBox и так далее.
• Flac можно сколько угодно раз записывать на CD и декодировать обратно — качество аудио от этого не портится. Если, например, то же самое проделать с mp3, то звук с каждым разом будет становиться все хуже и хуже, что связано с безвозвратной потерей данных.
• Flac — это бесплатный формат с открытым кодом. Для его воспроизведения сегодня создано множество различных программ и плагинов, а значит пользователи смогут без труда найти подходящий вариант для своей операционной системы.

Недостатки flac

Недостатков у этого формата мало, но они тоже есть. Вот некоторые из них:

• Формат был разработан специально для меломанов. Люди, которые не столь требовательны к качеству звучания, могут просто не заметить разницы между flac и mp3.
• Чтобы насладиться качеством звучания flac-файлов, требуется хорошая аппаратура. На устройствах среднего, а уж тем более экономкласса, оценить качество звука вряд ли получится.
• Хорошая аппаратура, в свою очередь, обходится дорого. Для нее нужны качественные усилители, специальные наушники и колонки, особые переходники для снижения помех и другие «важные мелочи». Если нет возможности все это приобрести, то лучше обходиться обычными mp3-файлами.
• Кодек сжимает немного хуже, чем другие аудиоформаты без потери качества (например, APE или LPAC). И, естественно, по качеству сжатия он уступает популярным mp3-файлам. А это значит, что звуковым файлам потребуется больше места на жестком диске или флеш-накопителе.

Программы для воспроизведения файлов

В настоящий момент существует множество приложения для воспроизведения flac-файлов. При этом можно легко найти подходящее решение и для Windows, и для Linux, и уж тем более для OS X.

Самым популярным плеером для компьютеров и ноутбуков сегодня считается VLC media player. Он не только очень удобный, но и бесплатный — его свободно можно скачать с официального сайта.

Чтобы этот плеер смог автоматически проигрывать flac-файлы, нужно во время установки установить галочку напротив этого формата. Можно сделать это и после установки: для этого потребуется зайти в настройки, в раздел «Ассоциировать файлы». Теперь любой файл в формате flac будет воспроизводиться после двойного нажатия  по нему указателем мыши.

Долгое время самым популярным в мире плеером был Winamp. И хотя сегодня он уже не так распространен, многие пользователи до сих пор предпочитают пользоваться именно им. К счастью, Winamp тоже можно настроить для воспроизведения flac-файлов, но для этого потребуется установиться специальный плагин для этого формата.

Некоторые предпочитают слушать музыку, используя стандартный Windows Media Player. Устанавливать его не требуется, поскольку он обычно уже входит в дистрибутив Windows. Однако, чтобы научить его воспроизводить флак-файлы, нужно скачать с сайта Microsoft специальные фильтры: CoreFLAC или Illiminable.

Существует множество виртуальных плееров, которые поддерживают flac-формат по умолчанию. К ним относятся Foobar 2000, Media Jukebox, KMPlayer, AIMP и некоторые другие программы.

Также flac-файлы умеют воспроизводить многие современные DVD-проигрыватели, причем не только с диска, но и с флешки. Чтобы в этом убедиться, перед покупкой нужно внимательно ознакомиться с характеристикой плеера.

Что делать, если прослушать flac-файл не на чем? В этом случае можно воспользоваться каким-нибудь популярным конвертером (например, Format Factory) и конвертировать файлы в формат mp3, который сегодня поддерживают все музыкальные программы и устройства. При этом желательно выставить максимальную частоту дискретизации, чтобы качество звучания не сильно пострадало.