Сравниваем WAV и MP3 | особенности и что лучше

Развитие цифровой аудиодистрибьюции привело к тому, что сейчас на рынке представлено несколько десятков форматов звуковых файлов. Каждый разработчик пытался придумать свой собственный способ кодирования и алгоритмы шифрования, а потом сделать их популярными.

Но сейчас, в 2019 году, стало ясно – в битве музыкальных форматов победил MP3. И пусть его уже не поддерживают разработчики – ничего страшного. Всё равно музыку в файлах этого типа можно воспроизвести на любом телефоне, плеере, компьютере, магнитоле, телевизоре и даже некоторых моделях умных часов.

Тем не менее, при покупке высококачественного аудиооборудования – например, наушников и звуковой карты суммарной стоимостью в полторы зарплаты – начинают проявляться недостатки MP3. Вроде и техника хорошая, но всё равно музыка звучит как-то «плоско» и уныло. А всё потому что MP3 отрезает кусочки аудиопотока.

И тогда хочется выбрать более качественный формат. Например, чуть менее распространённый WAV, который поможет технике «раскрыться».

Но так ли хорош этот WAV? Сравним два формата – WAV и MP3 – и выберем подходящий!

Чем отличаются сжатые форматы музыки от несжатых

Поскольку WAV – это образец несжатого формата музыки, а MP3 – сжатого, то для понимания ключевой разницы между ними стоит разобраться с тем, что такое сжатые и несжатые музыкальные форматы. Сильно углубляться не будем, про сигма-дельта-модуляцию рассказывать – тоже, просто «пробежимся по верхам».

Несжатые форматы музыки появились одними из первых. Они подразумевают последовательную запись каждого захваченного микрофоном в студии звука, каждой ноты, каждой попытки вокалистом взять все восемь октав в течение одной-единственной песни. В итоге файл получается невероятно детализированным, поскольку указывается каждый звук.

Есть только пара проблем. Из-за высокой детализации аудиофайла он получается огромным. В среднем трёхминутная песня в контейнере WAV «весит» около 60 мегабайт. Как следствие, на гигабайтную флешку хорошо если хотя бы один альбом исполнителя влезет. А во времена, когда жёсткий диск на 1 ГБ был недостижимой роскошью, разбазаривать ценное пространство HDD на песенки было как минимум неосмотрительно.

Вторая проблема заключается в том, что для декодирования такой музыки нужен мощный и шустрый процессор. То есть чипу приходится постоянно брать цифровой сигнал и превращать его в аналоговый, выходящий на колонки. При этом цифровых сигналов очень много – напоминаем, каждый звук. Так что производительность чипа тоже должна быть высокой.

Таким образом, перед инженерами и программистами стала задача сделать так, чтобы фанат какого-нибудь Робби Уильямса мог держать у себя всю его дискографию (14 альбомов, 3 сборника, несчётное количество синглов, 8 DVD) и при этом ему не пришлось покупать сервер. Так и появились сжатые форматы, образцом которого является MP3.

Сжатые форматы подразумевают дополнительное перекодирование музыки. Аудиопоток разбивается на отдельные фреймы, потом они склеиваются, частично теряется детализация (например, два пика громкости склеиваются в один), возможно – как у MP3 – отрезаются некоторые частотные диапазоны… И в итоге файл получается намного меньше!

В среднем трёхминутная песня в файле MP3 с высоким битрейтом (320 кбит/с) «весит» примерно 10 мегабайт. То есть в объём, занимаемый одной песенкой в WAV, «влезет» целый EP (мини-альбом) в MP3! А если уменьшить битрейт, вырезав из аудиопотока ещё больше частей-фреймов и значительно ухудшив качество, то и всю дискографию многострадального Робби Уильямса можно «запихнуть».

С другой стороны, нельзя сказать, что потеря качества слишком уж значительна для слушателя. MP3 320 кбит/с обеспечивает достаточное качество для прослушивания музыки, просмотра фильмов и т.д. Какие-либо «упущенные детали» слушателем либо игнорируются, либо «додумываются» до построения полной акустической картины.

Кроме того, на качество воспроизведения влияет ещё и качество оборудования. На компьютерах со слабой интегрированной звуковой картой и китайскими колонками что MP3 64 кбит/с, что MP3 320 кбит/с, что WAV будут звучать одинаково плохо. Но стоит достать многоканальную аудиосистему, усилитель, дискретную звуковую карту с ЦАП частотой 192 КГц – и звук в WAV расцветает. А вот MP3 покажется слишком плоским и низкодетализированным.

А теперь к описанию форматов.

Музыкальный формат WAV

Музыкальный формат WAV был разработан совместно инженерами компаний IBM и Microsoft. Целью было создание универсального контейнерного формата, который бы хранил несжатую музыку и мог бы воспроизводиться на множестве устройств.

Собственно, им это удалось. WAV полюбился и пользователями (благодаря во многом нативной поддержке операционной системой Windows), и музыкальными студиями (минимум потерь, быстрое кодирование и декодирование).

Правда, WAV не лишился главного недостатка несжатых форматов – огромный вес файла. Зато качество звука максимально высокое. По сути, это практически аналоговый формат, в котором аудиопоток записывается волнами.

Музыкальный формат MP3

Музыкальный формат MP3 был разработан германской компанией Fraunhofen IIS и изначально создавался для передачи аудио в видеофайлах. Даже его название расшифровывается как Moving Picture Expert Group Layer 3, то есть «третий слой в движущихся картинках». Но, как выяснилось, формат прекрасно подходит для записи вообще любых звуков и спокойно воспроизводится без упаковки в MPEG-контейнер.

Поскольку задачей разработчиков было уменьшить битрейт («размер») звуковой дорожки, а то она как видеодорожка будет весить, они смело поиздевались над аудиопотоком. И, кроме сжатия с разделением на фреймы и склеиванием пиков, они ещё и неслышимые частоты удалили. То есть при кодировании из аудиопотока удаляется всё, что ниже 20 Гц и выше 15 кГц. В теории человек этого не слышит, так что и страдать не должен.

На практике выясняется, что частоты ниже 20 Гц делают басы более глубокими, а выше 15 кГц – голос детализированнее. Но это не имеет значения, если наушники или колонки не могут воспроизводить частоты ниже 20 Гц и выше 15 кГц. А бюджетная аудиотехника как раз в такое и не умеет.

Зато файлы MP3 «весят» мало и обеспечивают достаточное для самостоятельного прослушивания качество. И в эпоху цифровой дистрибьюции эти два достоинства сделали MP3 очень популярным.

Разница между MP3 и WAV

Собственно, главная разница между WAV и MP3 заключается в том, что первый несжатый и невероятно детализированный, а второй – сжатый и не очень детализированный. Зато ради музыки в первом формате придётся покупать внешний жёсткий диск, а во втором и флешки хватит.

1. Формат WAV в 2019 году обычно используется в сфере «профессионального аудио». В нём записываются музыканты на студиях. В нём происходит сведение песен. В нём слушают музыку только отъявленные аудиофилы с отличным качеством аудиотехники.

2. Формат MP3 сейчас распространён повсеместно. Он подходит для прослушивания дома, в дороге (со смартфона или плеера), в автомобиле через магнитолу. На CD-диск влезет около 50 песен в высоком качестве или около 200 в низком.

3. Качество, конечно, не заоблачно высокое, но достаточное. И «размер» решает.

4. Если говорить в цифрах, то битрейт WAV – 1140 кбит/с, битрейт MP3 – максимум 320 кбит/с.

Какой формат лучше – WAV или MP3?

Однозначного ответа на этот вопрос нет. Эти форматы предназначены для разных целей. Сравнительная таблица – ниже:

А если речь заходит о записи музыки, то стоит выбрать WAV. С ним проще работать в дальнейшем, да и качество повыше.