Конкуренты MP3. PAC, QDesign AIF

Автор: Дан Гьен

Продолжаем разговор о многочисленных и разнообразных альтернативах популярному формату MP3.

Формат аудиосжатия PAC

Название формата РАС расшифровывается как perceptual audio coding, что на русский язык переводится плохо, так слово perceptual означает восприятие. Поэтому вариантов перевода много, но наиболее благозвучным является "аудиокодирование основанное на восприятии".

Данный формат был разработан фирмой Lucent Technologies при мощной инвестиционной поддержке компании Bell Labs, которую, так же, как и AT&T интересовали системы сжатия голосовой аудиоинформации передаваемой по цифровым телефонным сетям. К чести инвесторов можно сказать, что в отличие от AT&T, компания Bell Labs не стала разевать рот на слишком большой кусок пирога и предоставила доводку и развитие стандарта создателям, ограничившись только той частью, которая непосредственно касалась телефонных сетей. И довела эту часть до ума, опять таки в отличие от AT&T у которой до сих пор все в стадии разработки. Некоторые высокоскоростные многоканальные цифровые телефонные сети США и Канады используют для сжатия аудиоинформации алгоритмы, основанные на разработках РАС.

Сама же Lucent Technologies, закончив черновую разработку формата и трезво оценив свои слабые маркетинговые возможности, решила пойти тем же путем, что и разработчики VQF. Напомню, VQF, как стандарт был разработан творческой группой Human Interface Laboratories, которая является подразделением компании NTT, но доработкой, развитием и продвижением формата на рынке занималась и занимается фирма Yamaha.

Lucent Technologies поступила схожим образом, решившись доверить новорожденный формат компании Celestial Technologies, которая и занялась дальнейшей судьбой РАС.

В середине лета прошлого года была выпущена первая общедоступная версия кодека РАС под несколько банальным названием Audio Labrary 1.0. Первая выпущенная версия этого программного продукта была демонстрационной (trial) и работала в течении 15 дней. При этом самим своим существованием данный кодек РАС опровергал все сложившиеся со времен МР3 представления о том как должны выглядеть сжатые аудиокомпозиции. Любому поклоннику MP3, VQF, AAC должен был показаться несколько диким тот способ хранения аудиокомпозиций, который был реализован в Audio Library 1.0.

Во-первых, разработчиками было наложено нелепое условие о том, что в одном каталоге могут храниться не более пяти сжатых композиций. Правда этот запрет легко обходится возможностью быстрой смены каталогов, причем сам процесс чем-то напоминает монтаж устройств в UNIX-системах. Но при большом количестве кодируемой информации это не выход.

Второе, еще более нелепое нововведение заключается в том, что аудиокомпозиций в формате РАС в привычном виде (т. е. один файл – одна аудиокомпозиция) просто не существует. При кодировании исходной аудиокомпозиции кодер Audio Library 1.0 в качестве выходного продукта создает не один файл, а целых восемь, с расширениями .TPS, причем при сжатии сразу нескольких композиций и сохранении их в один и тот же каталог, количество файлов не увеличивается, но зато растет объем файла songdata.tps.

Несмотря на эти нелепости, формат получился в общем неплохой. Звучание в целом примерно такого же качества, как и у лучших кодеков из семейства AAC – Liquid Pro AAC и Astrid/Quartex AAC. Конечно, есть нюансы в вечном споре, какие частоты объявить лишними и выкинуть, чтобы уменьшить размер композиции, а какие необходимо оставить, чтобы не ухудшилось качество. Но в целом можно констатировать факт, что РАС с bitrate 96 kbs лучше MP3 128 kbs, а РАС с bitrate 128 kbs приближается к CD звучанию, но не достигает его.

При этом поражает невероятно высокая скорость кодирования при использовании Audio Library 1.0. Четырехминутная аудиокомпозиция (песня средней длины) кодируется на Pentium 200 MMX чуть больше 100 секунд (сравните, на кодирование четырех минут музыки в формат VQF уходит более 20 минут).

Кодек Audio Library 1.0 не содержит каких либо возможностей по кодированию аудиокомпозиций непосредственно с audio CD, то есть не содержит в своем составе так называемый CD-extractor, так же нет возможности непосредственного перекодирования из одного формата в другой ( например РАС < - > MP3 или РАС <-> AAC). В качестве исходного материала принимаются только файлы формата WAV 44 KHz 16bit PCM, что не всегда удобно, так эти файлы зачастую имеют гигантские размеры.

К числу недостатков этого кодека можно отнести и неприменимость сжатых композиций в качестве сетевого формата. Формат не поддерживает потоковую (стриминг) пересылку данных, то есть одновременное воспроизведение и получение аудиокомпозиции. Это формат только для домашней аудиотеки и для продажи на CD-дисках.

Кроме того, аудиокомпозиции в данном формате имеют сильную защиту от нелегального копирования и очень плохо работают с CD-R при воспроизведении не на "родной" машине, на которой производилось кодирование и запись на CD-болванку, а скажем, на машине вашего друга.

На основании этого факта можно предположить, что механизм защиты содержит привязку в "железу" того компьютера, на котором производилось кодирование (например, привязка к серийному номеру жесткого диска), а такая защита очень плохо обходится.

В случае же распространения аудиокомпозиций сжатых кодеком Audio Library 1.0 на официальных штампованных алюминиевых CD-носителях привязка осуществляется к серийному номеру CD, то есть прослушать аудиокомпозиции скинув их на жесткий диск так же проблематично. Но, судя по сообщениям пользователей этого формата, защита вовсе не так безупречна, как рисует фирма-разработчик и зачастую дает сбои. Так, вероятность того, что композиция в формате Audio Library 1.0, которую сжал ваш приятель будет работать на вашей машине приближается к 50%. То есть своеобразная игра в орлянку: "орел" – и вы можете наслаждаться музыкой, "решка" – извините, формат сегодня не работает. Вот если бы сбои системы защиты как-то упорядочить и довести до 100%, то вполне мог бы получиться достойный заменитель МР3 для домашних аудиотек и вообще для людей, которые ценят свое время, ведь по скорости кодирования кодеку РАС равных нет.

Впрочем, если вас пугает та странная организация сжатых композиций, которую обеспечивает кодек Audio Library 1.0 и не нравится ограничение "5 композиций на каталог", но при этом хочется быстрого кодека с хорошим соотношением размер/качество который был бы основан на тех же алгоритмах Рас, то не надо отчаиваться! Компания Celestial Technologies совместно с Lucent Technologies, идя навстречу пожеланиям пользователей, выпустили вторую версию кодека использующую технологии РАС, переименовав свой продукт в AudioVeda 2.0. Этот кодек гораздо более удобен в работе и не пугает непривычных пользователей странными нововведениями.

AudioVeda 2.0 – это комплекс программ объединенных единым графическим интерфейсом, своеобразный jukebox. Кодер, входящий в этот комплекс, позволяет сжать аудиокомпозицию и сохранить ее не в виде базы данных из восьми файлов, а, как и полагается, в виде одного файла с расширением .EPC. В отличие от предыдущей версии кодер поддерживает кодирование с VBR – variable bitrate, или кодирование с варьируемой полосой пропускания. Аналог VBR присутствует в МР3 кодеке Lame. Подобная технология позволяет существенно уменьшить размер аудиофайла при незначительной потере качества.

В комплект AudioVeda 2.0 входит плеер – декодер, позволяющий проигрывать файлы в формате .ECP. Файлы, закодированные Audio Library 1.0 этим проигрывателем воспроизводить нельзя, поэтому можно сказать, что Audio Library 1.0 и AudioVeda 2.0 – это два разных формата, хотя оба основаны на одной и той же технологии РАС и разработаны одной и той же фирмой.

Помимо кодера и декодера в состав полной версии AudioVeda 2.0 входят так же CD-экстактор и преобразователь МР3 <-> РАС, которых так не хватало в предыдущей версии.

Следует упомянуть, что файлы сжатые AudioVeda 2.0 в отличие от предыдущего кодека поддерживают потоковую пересылку данных, то есть этот формат является уже гораздо более сетевым и менее домашним, по сравнению с предыдущим.

Теперь о недостатках. Программа представляет собой ярко выраженную бета-версию и соответственно изобилует багами и глюками. Единый интерфейс очень неудобен и красотой не блещет. После окончания кодирования каждой композиции необходимо выходить из программы и заходить заново, то есть ни о каком пакетном кодировании не может быть и речи. Так же лучше стала работать система защиты от нелегального копирования, что в российских условиях, несомненно, станет главным сдерживающим фактором. Конечно, хранить свою аудиотеку на винчестере хорошо, но иногда хотелось бы ею и поделиться, да и пополнить ее новинками из сети Internet (желательно безвозмездно) тоже весьма неплохо. Кроме того, информация на жестком диске может быть утеряна вследствие атаки вируса или из-за механических повреждений, соответственно может погибнуть и вся ваша аудиоколекция. Согласитесь, восстанавливать ее было бы несколько трудоемко. Кроме того, при смене винчестера или какого-нибудь "железа" системы, вы рискуете потерять доступ к вашим аудиофайлам в этом формате, так как защита может просто не опознать вашу систему.

Увы, пока единственным массовым форматом, позволяющим легко обмениваться аудиокомпозициями и регулярно обновлять свою аудиотеку, был и остается МР3 – признанный лидер рынка форматов аудиосжатия.

Итак, подводя итоги. Кодеки, использующие алгоритмы РАС – быстрые, качественные, с хорошим соотношением размер/качество. Идеально подходят для создания домашних аудиотек, но реально могут пригодится только заядлым индивидуалистам и жмотам, не испытывающим желания делиться нажитыми аудиокомпозициями с другими.

Информацию, демонстрационные композиции и саму программу кодирования AudioVeda 2.0 можно найти по адресу http://www.celestialtech.com/. Первую версию кодека Audio Library 1.0 с этого сайта убрали. С большим трудом удалось разыскать этот кодек в сети Internet и забрать его можно по адресу ftp://ftp.gui.uva.es/.3/musica/music/pac/program/audiolib-1.0.exe (2.7 мег)
(если снесут и ссылка умрет, пишите по адресу akuzin@corbina.ru - выложим на свой ftp)

Формат аудиокомпрессии QDesign AIF.

Этот формат аудиосжатия был разработан компанией QDesign и впоследствии был замечен и активно поддержан концерном Apple/Macintosh. QDesign AIF является доработкой семейства стандартов AIFF, которое представляет собой разновидность мультимедийных стандартов используемых на платформе Apple/Macintosh. Пара QDesign AIF – AIFF является полным аналогом пары WAV – MP3 используемой на платформе Wintel, за исключением степени сжатия. Впрочем, об этом речь впереди.

Рождение формата сопровождалось многочисленными рекламно-сенсационными заявлениями компании-разработчика о том, что ими достигнуто CD-качество на небывало низком bitrate, всего 48 kbs, по 24 kbs на канал, то есть этот формат должен был обеспечивать степень сжатия исходной композиции примерно в 100 раз без потери качества!

Все любители музыки, использующие в качестве проигрывателя и магнитофона свой компьютер, знают, как ужасно звучат композиции сжатые любым из существующих кодеков, будь то MP3, AAC, VQF или РАС при bitrate ниже 64 kbs. А тут нам предлагают CD-качество на еще более низком bitrate!

Первая реакция – недоверие. Конечно, научно-технический прогресс творит чудеса, но не так же быстро и не до такой же степени!

Правда, с другой стороны, хочется иногда и в чудо поверить, тем более, что некоторые новостные интернет-сайты вроде бы подтвердили рекламные заявления QDesign. Например, довольно таки солидный сайт http://freecenter.digiweb.com опубликовал несколько графиков АЧХ, согласно которым аудиокомпозиции сжатые QDesign AIF с bitrate 48 kbs отличаются от исходной CD-композиции не более, чем на 3 Дб, то есть на величину столь малую, что человеческое ухо ее просто не в состоянии различить (в большинстве случаев, исключения есть во всем).

Кроме того, еще свежи в памяти воспоминания о лихом взлете формата МР3, а ведь в свое время коэффициент сжатия аудиоинформации 1:12 тоже казалась чем-то невероятным.

Так, со странной смесью недоверия и надежды многие пользователи-меломаны ожидали выхода кодека QDesign AIF.

И вот он вышел QDesign Audio Codec v1.1. Вышел, правда, не как самостоятельный кодек, а как составная часть зарегистрированной полной версии QuickTime 3.0 (и в дальнейшем во всех более высоких версиях) от компании Apple.

Начитавшись рекламных объявлений, статей новостных сайтов и, наконец, найдя анонс этой программы на сайте www.apple.com первым побуждением было, что вполне естественно, как можно быстрее заполучить такой чудесный программный продукт в свои руки и одним махом уменьшить свою МР3 аудиотеку раз в десять, как это обещалось...

Поддержка кодирования аудиокомпозиций из WAV файлов в формат QDesign AIF была включена в MoviePlayer, входящий в состав QuickTime. Бесплатная версия размером около семи мегабайт была найдена по адресу http://www.apple.com/quicktime/download. Через определенный промежуток времени искомый объект был закачан, и началось его изучений.

QuickTime MoviePlayer – это высоко интегрированный продукт, множество кодеков в нем объединены единым интерфейсом. Поэтому искомый кодек по QDesign AIF должен был находиться где-то среди настроек в череде многочисленных выпадающих меню. Но в бесплатной версии я нужный пункт так и не нашел, так как в ней обеспечивалось только воспроизведение файлов, а функции записи отсутствовали. Так как платить 20 долларов за кота в мешке категорически не хотелось, пришлось искать обходные пути регистрации QuickTime. По прошествии определенного количество времени эта проблема была решена.

После регистрации в MoviePlayer к и без того большому количеству настроек добавилось множество дополнительных меню, и найти среди них нужное оказалось непросто. Методом "научного тыка" после долгих проб и ошибок, наконец, удалось отыскать кратчайший путь к заветной цели. Вот краткая инструкция.

1. Запускаем MoviePlayer;
2. Нажимаем File/Open;
3. Выбираем нужный нам WAV-файл и нажимаем Convert;
4. Затем следует целая череда операций File / Export / Sound_to_AIFF / Options / Compression / Qdesign_Music / Options/
5. Здесь выбираем Bitrate (я выбрал максимальный 48 kbs, чтобы не ошибиться) /Bitrate/48/
6. Затем подтверждаем наш выбор и сохраняемся.
7. Выключаем монитор, откидываемся на спинку стула и дремлем.

Последний пункт можно заменить на продолжительную прогулку, но без ожидания никак не обойтись. Кодирование пятиминутной композиции (Nirvana “Smells Like а Teen Spirit”) заняло на процессоре Celeron 333 MHz с 64 мегабайтами памяти около 42 минут при максимальном приоритете (даже пасьянс “косынка” разложить нельзя). Ждать было скучновато, разбаловали меня быстрые кодеры РАС, но мое долготерпение было вознаграждено малым размером композиции – более чем пятидесяти мегабайтный файл был ужат до 732 Kb, то есть почти в 80 раз!

Осталось только проверить качество...
И что? Неужели то, о чем говорилось - правда? Неужели произошла еще одна революция в сфере компьютерного звука, сопоставимая по масштабам с революцией МР3?..

Нет, увы, все обещанное великолепие оказалось ничем иным, как фэйком (фэйк (жарг.) – хорошо подготовленный розыгрыш, правдоподобная дезинформация).

Никакого чуда не произошло. Какое там CD-качество?! Чтобы получить такое плохое качество на нормальном CD-проигрывателе, его надо засунуть в гулкую металлическую бочку, бочку засмолить и в ванной утопить…

Ну а если серьезно, то малый размер файла полностью соответствует его низкому качеству. Так из аудиокомпозиции были удалены многие частоты, как из верхнего, так и из нижнего диапазона звукового спектра, в результате звучание стало не только очень глухим, но при этом утратило и характерные басы. Очень высок шум квантования. Речь звучит неразборчиво, с трудом можно различить отдельные слова, а специфический голос солиста группы Nirvana Курта Кобейна звучит совершенно неузнаваемо, хотя мне всегда казалось, что спутать его с кем-либо невозможно. Кроме того, был замечен один очень неприятный деффект – для уменьшения размера композиции некоторые места преобразовывались из стерео в моно. Идея в целом верна, в любой стереофонической аудиокомпозиции встречаются места, где оба канала звучат одинаково, и вместо двух стереоканалов можно пустить удвоенный моноканал, но вот реализация подкачала. Из-за того, что разработчики недоделали алгоритмы, реализующие на практике вышеописанное преобразование, существует реальная опасность потерять некоторые красивые стереоэффекты, и композиция и без того изуродованная низким bitrate, окончательно утратит всякую живость.

Справедливости ради стоит отметить, что QDesign AIF с максимально возможным bitrare 48 kbs все же лучше, чем МР3, ААС, PAC и VQF с этой же шириной потока и безусловно лучше real audio. Да, этот формат годится только для сетевого радио или для ознакомления с композицией, чтобы впоследствии закачать ее в виде более громоздких, но зато и более качественных файлов в форматах МР3, ААС, VQF...

Грубо говоря, композиции в формате QDesign AIF с bitrare 48 kbs примерно соответствуют по качеству МР3 64 kbs, хотя эти форматы довольно несхожи между собой и обеспечивают совершено разное звучание одних и тех же композиций. Возможно, если бы у QDesign AIF максимальный bitrare был бы не 48 kbs, а 96 kbs или хотя бы 64 kbs, то его можно было бы еще прочить в наследники МР3, а так единственной доступной экологической нишей для этого формата оказывается только сетевое радио, да и тут его уже теснит низкобитрейтная версия формата ASF (WMA).

Компания QDesign AIF в ответ на вполне понятное возмущение обманутых пользователей, пообещала в следующей версии формата улучшить качество звучания и увеличить максимальный bitrate. Среди этих обещаний так же фигурировало обещание увеличить скорость кодирования в три раза. Новая версия кодека получила название QDesign Audio Codec Pro Edition 2.0 и была включена в вышедший QuickTime 4.0. Уже с изрядной долей скептицизма я решил посмотреть, что же изменилось в новой версии этого скандального кодека. И практически не удивился, не обнаружив обещанных перемен. Мое спокойствие поколебало лишь время кодирования файлов. Вместо обещанного ускорения в три раза пользователи получили… замедление, правда, не в три раза (это было бы верхом цинизма), но вполне ощутимое. Тормоза при кодировании жутчайшие, а компьютер вообще впадает в подобие летаргии, такое впечатление, будто в тело кодера вставили циклы задержки. Качество сжатых композиций практически не изменилось, единственно, что исчезло преобразование стереофонического звучания в монофоническое, по-видимому, разработчики убрали этот модуль, не сумев довести его до ума. Как следствие, несколько возрос размер файлов. Ни одно из обещаний не было сдержано. Раз вступив на скользкую дорожку обмана QDesign продолжает по ней катиться, а между тем, напомню, регистрация QuickTime легальными средствами, которыми пользуются на подавляющее большинство западных пользователей стоит порядка 20 долларов. Можно представить, сколько денег принесла компании Apple фирма QDesign, сколько обманутых рекламой и фэйками пользователей отдали свои доллары, поверив в несуществующее чудо! Увы, похоже, что нечестная игра становится обыденным явлением в сети Internet, ведь Web полиции и Web юристов не существует. Раньше обманом занимались мелкие сайты – однодневки, теперь, похоже, очередь дошла и до крупных компаний.

Подводя итоги. Компания QDesign себя дискредитировала по крайне мере дважды – сперва обманув доверие поверивших рекламе пользователей, а затем не сдержав взятые на себя обязательства по улучшению кодека. Композиции сжатые QDesign AIF с максимальным bitrate 48 kbs по качеству с трудом дотягивают лишь до МР3 64 kbs, до заявленного CD-качества так же далеко, как до неба. При этом нельзя не отметить, что QDesign AIF с bitrate 48 kbs по качеству лучше других форматов с той же шириной потока, но из-за низкого максимального bitrate не может подняться выше уровня сетевого радио. Зато на одну CD-R болванку может влезть около 100 часов музыки в этом формате, если только кому-то необходимо столь низкое качество.