デジタル オーディオは非常に長い間存在しているため、世の中には膨大な数のオーディオ フォーマットが存在するはずです。ここでは、より一般的なもののいくつか、それらの違い、およびそれらの使用目的を示します。
日常的なオーディオ形式について話す前に、基本を理解することが重要です。これは、PCM について理解することを意味します。その後、圧縮形式に取り組みます。
PCM オーディオ: すべての始まり
パルス符号変調は 1937 年に開発され、アナログ オーディオに最も近いものです。つまり、アナログ波形は等間隔で近似されます。 PCM は、サンプル レートとビット深度という 2 つのプロパティによって特徴付けられます。サンプル レートは波形の振幅が取得される頻度 (1 秒あたりの回数) を測定し、ビット深度は可能なデジタル値を測定します。オーディオ形式に関しては、これがほぼ基礎となります。
現実世界における真の音は連続しています。デジタルの世界ではそうではありません。どういうわけか、これはビデオよりもオーディオの方が混乱しやすいため、比較のポイントとしてビデオを見てみましょう。私たちが「動き」であると解釈したり、「流体」で常に動いていると考えたりしているものは、実際には一連の静止画です。同様に、デジタル形式の音波の振幅は「流動的」ではなく、常に変化します。事前に定義された間隔で、特定の基準に基づいて変化します。
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ここには、エンジニア、物理学者、またはオーディオマニアでない限り、馴染みのないことがたくさんあると思います。そのため、たとえ話でさらに整理してみましょう。
開いた蛇口から流れる水が「アナログ」音源だとしましょう。水の温度は、音声の波の振幅と比較できます。正しく楽しむためには、測定する必要がある特性です。サンプリングとは、流れる水に指を浸す 1 秒あたりの回数です。頻繁に指を浸すほど、温度変化はより「連続的」になります。流水に 1 秒間に 44,100 回指を突っ込むと、ほぼずっと指を流水の下に入れているようなものですよね。それがサンプリングの基本的な考え方です。
ビット深度は少し複雑です。指を使う代わりに、本当にくだらない温度計を使ったとします。基本的に、室温以上のものは「熱い」、室温以下のものは「冷たい」と表示されます。何度水に浸しても、あまり有益な情報は得られません。ここで、2 つのオプションだけではなく、水温の測定に使用できる 16 個の値が温度計にあるとします。もっと便利ですよね？ビット深度も同様に機能し、値が大きいほど音の振幅のよりダイナミックな変化を正確に表現できるようになります。
前述したように、PCM はデジタル オーディオとそのバリエーションの基礎です。 PCM は、可能な限り非圧縮の状態で波形をモデル化しようとします。それは特別であり、デジタルシグナルプロセッサーに入れる準備ができており、多かれ少なかれ普遍的に再生可能です。他のほとんどの形式はアルゴリズムを介してオーディオを操作するため、再生中にデコードする必要があります。 PCM オーディオは「ロスレス」とみなされ、圧縮されていないため、多くのハード ドライブ容量を占有します。
非圧縮バンドル: WAV、AIFF
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WAV と AIFF はどちらも PCM をベースとしたロスレス オーディオ コンテナ形式であり、データ ストレージに若干の変更が加えられています。ほとんどの人にとって、PCM オーディオは Windows と OS X のどちらを使用しているかに応じてこれらの形式で提供されており、品質を劣化させることなく相互に変換できます。どちらも「ロスレス」とみなされ、非圧縮であり、44.1 kHz (または 1 秒あたり 44100 回)、16 ビット (「CD 品質」) でサンプリングされたステレオ (2 チャンネル) PCM オーディオ ファイルは、1 つあたり約 10 MB になります。分。ミキシング目的で自宅で録音する場合は、フル品質なのでこれを使用するとよいでしょう。
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ロスレスフォーマット: FLAC、ALAC、APE
Free Lossless Audio Codec、Apple Lossless Audio Codec、Monkey’s Audio はすべて、デジタル世界で何かが圧縮されるのと同じ方法、つまりアルゴリズムを使用してオーディオを圧縮する形式です。 ZIP ファイルと FLAC ファイルの違いは、FLAC はオーディオ専用に設計されているため、データを失うことなく圧縮率が高いことです。通常、WAV の約半分のサイズが表示されます。つまり、「CD 品質」のステレオ オーディオの FLAC ファイルは、1 分あたり約 5 MB の速度になります。
利点は、オーディオを操作したい場合、品質を損なうことなく WAV に変換し直せることです。あなたがオーディオマニアで、ダイナミックレンジのある音楽をたくさん聴くのであれば、これらの形式が最適です。優れたスピーカー、缶、またはイヤフォンのセットをお持ちの場合、これらのフォーマットはそれらを引き立たせるトーンを引き出します。
非可逆フォーマット: MP3、AAC、WMA、Vorbis
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日常的に使用されているフォーマットのほとんどは「非可逆」です。ファイルサイズが大幅に増加する代わりに、ある程度のオーディオ品質が犠牲になります。平均的な「CD 品質」の MP3 は 1 分あたり約 1 MB 実行されます。 PCMと比べると大きな違いですね。これは圧縮と呼ばれますが、可逆形式とは異なり、非可逆形式で圧縮すると、その品質を取り戻すことはできません。非可逆形式が異なれば、データの保存に異なるアルゴリズムが使用されるため、通常、同等の品質でもファイル サイズが異なります。非可逆形式では、オーディオ品質を表すためにビットレートも使用され、通常は「192 kbit/s」または「192 kbps」のように表示されます。数値が大きいほど、より多くのデータが送り出されるため、詳細がより多く保存されることを意味します。ここでは、より一般的な形式について詳しく説明します。
- MP3: MPEG 1 Audio Layer 3、現在最も一般的な非可逆オーディオ コーデック。山積みの 特許問題 にもかかわらず、依然として信じられないほど人気があります。 MP3 を持っていない人はいないでしょうか?
- Vorbis: Unreal Championship 3 などの PC ゲームでよく使用される、無料のオープンソースの非可逆形式です。多くの Linux ユーザーなどの FOSS ファンは、この形式をたくさん目にするはずです。
- AAC: Advanced Audiocoding。MPEG4 ビデオで現在使用されている標準化フォーマット。 DRM (Apple の FairPlay など) との互換性、mp3 に対する改良点、およびこの形式でコンテンツをストリーミングまたは配布するためにライセンスが必要ないため、強くサポートされています。 Apple ファンには、おそらく AAC がたくさんあるでしょう。
- WMA: Windows Media Audio、Microsoft の非可逆オーディオ形式。これは、MP3 形式のライセンスの問題を回避するために開発および使用されましたが、大幅な改善と DRM 互換性、ロスレス実装のおかげで、今でも存在しています。 iTunes が DRM 付き音楽のチャンピオンになる前から非常に人気がありました。
非可逆形式は、聞いたり保存したりするすべてのものに使用されます。ハードドライブのスペースを節約できるように設計されています。どの形式を選択するかは、使用するデジタル オーディオ プレーヤー、スペースの広さ、細かい点を指摘する能力の高さ、および多くの変数によって決まります。最近では、コンピュータは何でも再生でき、ほとんどのオーディオ プレーヤー (もちろん Apple のものを除く) は複数の非可逆フォーマットをサポートし、FLAC や APE をサポートするものが増えています。 Apple は MP3、ALAC、AAC にこだわっています。
音質って主観的なものじゃないの？
確かにその通りです。結局のところ、これらの情報のほとんどを消費しているのはあなたの耳ですが、それこそが品質について真剣に考える理由です。初めてデジタル音楽コレクションを作成し始めたとき、128k ビット MP3 とオーディオ CD の違いがよくわかりませんでした。私の耳では、目立った違いはありませんでした。しかし、時間が経つにつれて、256 kbit の方がはるかに優れたサウンドであることに気づき、非常に優れた (そして高価な) ヘッドフォンのセットを手に入れてからは、フルタイムでオーディオ CD に戻りました。音楽のジャンルにもよります。
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ここには変数がたくさんありますが、皆さん、それについては誤解しないでください。一部の音楽には FLAC を使用し、残りの音楽には 320kbps MP3 を使用することに落ち着くまで、しばらく時間がかかりました。私が言いたいのは、自分と自分の音楽にとって何が最適かを実験する必要があるということですが、好みが変わると、認識、使用する機材、品質の重要性も変わることに注意してください。
そして、音楽だけでなく、ボイス トラック、効果音、ホワイト ノイズやブラウン ノイズなどについて話す場合、これらすべてのことはさらに複雑になります。そこには音の世界が存在します。だから、落胆しないでください。できることを学び、自分で聞いてみることで、この情報を将来のオーディオ プロジェクトで有利に活用できます。私がこれまでに得た最高のアドバイスをいくつか残しておきます。「単純に良さそうなことをする」です。
