У сучасному цифровому світі звук зберігається та передається в цифровому форматі. Хоча цифровий звук можна передавати без стиснення, нестиснуті файли мають дуже великий розмір, потребують значного обсягу пам’яті та незручні для передачі.
Щоб зробити звук зручнішим для потокового передавання, мовлення та зберігання, розробники створили аудіокодеки, які значно зменшують розмір файлів, зберігаючи при цьому максимально можливу якість звучання.
Аудіокодек використовує спеціальний алгоритм стиснення для перетворення вихідного звуку на компактніший цифровий файл. Під час відтворення пристрій декодує стиснені дані та відновлює звуковий сигнал, який потім відтворюється через динаміки або навушники.
Протягом багатьох років різні компанії розробили власні аудіокодеки, кожен із яких пропонує різний баланс між ефективністю стиснення, якістю звуку, вимогами до обладнання та моделлю ліцензування. У результаті кілька технологій стали найпоширенішими.
До найвідоміших аудіокодеків належать Dolby, DTS, AAC, MP3 і WMA. Популярність кодека значною мірою залежить від того, наскільки широко його підтримують виробники пристроїв і постачальники контенту. Чим більше телевізорів, смартфонів, комп’ютерів, медіаплеєрів, потокових сервісів та інших цифрових пристроїв підтримують кодек, тим ширше він використовується.
MP3 (MPEG Audio Layer III)
MP3 (MPEG Audio Layer III) — один із найвідоміших цифрових аудіоформатів із втратами. Його розроблення розпочалося наприкінці 1980-х років у німецькому дослідницькому інституті Fraunhofer IIS у співпраці з іншими учасниками проєкту MPEG. Офіційний стандарт був опублікований у 1993 році як частина специфікації MPEG-1, а згодом був розширений для MPEG-2.
Головною особливістю MP3 є використання психоакустичної моделі, яка видаляє звуки, менш помітні для людського слуху. Такий підхід значно зменшує розмір аудіофайлів, зберігаючи прийнятну якість звучання.
Наприкінці 1990-х — на початку 2000-х років MP3 став світовим стандартом для зберігання цифрової музики. Сьогодні цей формат підтримується практично всіма телевізорами, смартфонами, автомобільними аудіосистемами, медіаплеєрами та комп’ютерами.
WMA (Windows Media Audio)
WMA (Windows Media Audio) — сімейство аудіокодеків, розроблене компанією Microsoft. Формат був представлений у 1999 році як частина мультимедійної платформи Windows Media і створювався як конкурент MP3.
Microsoft випустила кілька версій кодека:
WMA Standard — основний формат із втратами.
WMA Pro — покращена версія з підтримкою багатоканального звуку та вищих частот дискретизації.
WMA Lossless — формат звуку без втрат.
WMA Voice — версія, оптимізована для запису мовлення та голосового зв’язку.
На початку 2000-х років WMA широко використовувався в Windows, портативних медіаплеєрах і кількох онлайн-магазинах музики. Однак із поширенням AAC і розвитком сервісів потокового прослуховування музики його популярність поступово зменшилася.
Попри це, багато телевізорів, медіаплеєрів і аудіопристроїв досі підтримують відтворення файлів WMA, забезпечуючи сумісність зі старими музичними колекціями.
AAC (Advanced Audio Coding)
AAC (Advanced Audio Coding) — цифровий аудіокодек із втратами, розроблений у 1997 році як наступник MP3. Його створила міжнародна група компаній і організацій, до якої входили Fraunhofer IIS, Dolby Laboratories, Sony, AT&T Bell Laboratories та Nokia. Стандарт увійшов до сімейства MPEG-2, а пізніше був включений до MPEG-4.
AAC забезпечує вищу якість звуку, ніж MP3, за однакового бітрейту завдяки ефективнішим алгоритмам стиснення. Кодек підтримує частоту дискретизації до 96 кГц, багатоканальний звук і кілька профілів, зокрема AAC-LC, HE-AAC і HE-AAC v2.
Сьогодні AAC є одним із найпоширеніших аудіоформатів у світі. Його використовують потокові сервіси, цифрове телебачення, YouTube, Apple Music та iTunes, а також підтримують пристрої Apple і Android.
Аудіокодек DTS
DTS (Digital Theater Systems) — сімейство аудіокодеків, розроблене американською компанією Digital Theater Systems, Inc. (нині входить до складу Xperi). Формат був представлений у 1993 році та спочатку призначався для цифрового багатоканального звуку в кінотеатрах. Одним із перших фільмів, у якому використовувався DTS, став «Парк Юрського періоду» (1993).
На відміну від Dolby Digital, DTS використовував вищий бітрейт, що дозволяло зберігати більше звукових деталей. Згодом було представлено кілька версій кодека, зокрема DTS Digital Surround (5.1), DTS-ES, DTS 96/24, DTS-HD High Resolution Audio, DTS-HD Master Audio (формат без втрат) і об’єктно-орієнтований формат DTS:X.
DTS підтримується багатьма телевізорами, AV-ресиверами, саундбарами, програвачами Blu-ray і медіаплеєрами. Проте останніми роками деякі виробники телевізорів відмовилися від ліцензування DTS через його вартість, тому підтримка цього кодека вже доступна не в усіх моделях телевізорів.
Аудіокодек Dolby
Dolby Audio — сімейство аудіокодеків і технологій обробки звуку, розроблене американською компанією Dolby Laboratories. Компанію заснував у 1965 році інженер Рей Долбі.
Ці кодеки стали найпоширенішими й загалом підтримуються практично всіма пристроями, здатними відтворювати високоякісний звук.
Для покращення обробки звуку та зменшення навантаження на процесори часто використовуються окремі звукові карти, оснащені звуковими процесорами та кодеками для декодування аудіо.
Dolby Digital (AC-3) був представлений у 1992 році як перший цифровий багатоканальний аудіокодек Dolby, що набув широкого поширення. Він використовує стиснення із втратами та підтримує до 5.1 аудіоканалів. Dolby Digital став стандартним аудіоформатом для DVD, цифрового телебачення та систем домашнього кінотеатру й досі залишається одним із найпоширеніших форматів об’ємного звуку.
Dolby Digital Plus був представлений у 2005 році як покращена версія Dolby Digital. Він забезпечує ефективніше стиснення, кращу якість звуку та підтримує до 15.1 аудіоканалів. Сьогодні це основний формат об’ємного звуку, який використовують потокові сервіси, і він широко застосовується для передавання звуку Dolby Atmos.
Dolby TrueHD, представлений у 2005 році, — це аудіокодек без втрат, заснований на технології Meridian Lossless Packing (MLP). Він підтримує до 8 каналів (7.1) і забезпечує студійну якість звуку, ідентичну оригінальному майстер-запису. Dolby TrueHD використовується переважно на дисках Blu-ray Disc і Ultra HD Blu-ray.
Dolby Atmos був представлений у 2012 році як технологія об’єктно-орієнтованого об’ємного звуку нового покоління. Замість прив’язки звуків лише до певних каналів Atmos розглядає їх як окремі звукові об’єкти, які можна розміщувати та переміщувати в будь-якій точці тривимірного простору. Технологія широко використовується в кінотеатрах, системах домашнього кінотеатру, телевізорах, саундбарах і потокових сервісах.
Dolby AC-4 був представлений у 2014 році для цифрового телебачення нового покоління та інтернет-стримінгу. Він забезпечує ефективніше стиснення, ніж Dolby Digital Plus, одночасно підтримуючи багатоканальний і об’єктно-орієнтований звук. Dolby AC-4 використовується в сучасних стандартах мовлення, зокрема ATSC 3.0 і DVB, та розроблений відповідно до вимог сучасних і майбутніх телевізійних сервісів.
