درود به همراهان مجله می مارکت. امیدوارم که همگی حالتون خوب باشه. امروز میخوام یک موضوع بسیار جذاب رو باهاتون به اشتراک بذارم. همه چیز در مورد کدکهای صوتی. با منسوخ شدن MP3، چه کدکهای صوتی تبدیل به استاندارد جدید شدن؟ بیاین در مورد فشرده سازی، کدکهای صوتی مدرن، و آینده صدا صحبت کنیم. در سال 2017 حق ثبت اختراع MP3، که توسط موسسه Fraunhofer بود منقضی شد. به دنبال اون سال 2018، تولیدکنندگان بیشتری به دنبال پشتیبانی از کدک هستن.MP3 یکی از شناخته شده ترین کدکهای صوتی در جهانه و تا حد زیادی باعث انفجار دنیای صوتی دیجیتال بود. الان شما از یه بچه 7 ساله هم بپرسید میدونه MP3 چیه.
کدکهای صوتی چی هستن؟
کدک یک مخفف برای رمزگذاری/رمزگشایی (انکود/دیکود) هست. اونا میتونن سختافزاری یا نرمافزاری باشن – هر دو میتونن سیگنال آنالوگ رو به عنوان ورودی بردارن و اونو به فرمت دیجیتال تبدیل کنن. دیکود هم همون پردازش اما به صورت برعکسه که دادههای دیجیتال رو برای پخش به موجهای صوتی آنالوگ برای خروجی تبدیل میکنه.
سه دسته از کدکها وجود داره: غیرفشرده، کیفیت از دست رفته (Lossy)، بدون افت (Lossless)
غیر فشرده (Uncompressed): غیرفشرده، فایل صوتی با سیگنال ورودی رو به طور کامل به فرمت دیجیتال با ذخیره کامل دادههای ورودی ثبت میکنه. اونا بالاترین کیفیت و امکان بایگانی رو به وجود میارن و به دلیل حجم فایل بسیار بالا پخش اونا با تاخیر زیاد به همراهه و استفاده گسترده ازاونا در بسیار از مواقع ممکن نیست.
کیفیت از دست رفته (Lossy): فایلهای با افت کیفیت به صورت متفاوتی از غیرفشرده انکود میشن. عملکرد اساسی تبدیل آنالوگ به دیجیتال در تکنیکهای رمزگذاری همچنان یکسان هست. این فرمت از غیرفشرده دور میشه چون فرکانس امواج صوتی ورودی با یک مقدار دیجیتال مشابه نمونه برداری میشه. مجموع کل این مقادیر دیجیتالی ممکن، چیزی رو ارائه میده که به عنوان عمق بیت در کدک میشناسن. عمق بیت کدک که معمولا 16 بیتی یا 24 بیتیه، تعیین میکنه که فرآیند نمونه برداری برای گرد کردن امواج صوتی ورودی به نزدیکترین مقادیر به چه میزان "کوانتیده" میشن. خیلی تخصصی شد نه؟
خب بیاید ساده ترش کنیم. این رمزگذاری در واقع مقدار قابل توجهی از اطلاعات موجود در امواج اصلی صوتی رو دور میریزه. به همین دلیل، فایلهای صوتی با این کدک حجمشون بسیار کمتر و در پخش تاخیر بسیار کمتری دارن و امکان استفاده در پخش زنده رو فراهم میکنن.
بدون افت کیفیت (Lossless): انکودینگ بدون افت کیفیت به عنوان یک نقطه میانی در افت کیفیت و غیرفشرده به حساب میاد. این کیفیت صوتی مشابه فرمت غیرفشرده اما در سایز بسیار کمتری ارائه میده. کدکهای غیرفشرده با فشرده سازی صدای ورودی به روشی غیر مخرب دادهها رو قبل از رمزگشایی، رمزگذاری میکنن.
تاریخچه کدکهای صوتی
تا اونجایی که میدونیم و توسط یک عکاس مشخص شده ضبط صدا در 1980 شروع شده، و ضبط و پخش صدا در یک حالت ثابت شار بوده. قرن بیستم عصر ضبط کنندههای صدا و مهندسین حرفهای، عصر انتقال صدا از طریق امواج رادیویی، پیشرفتهای گسترده در صدا و فنآوری، و به طور کلی عصر رشد در صنعت صوتی و تجارت بوده که همچنان ادامه داره. در سال 1982، حهان صوتی با اولین فرمت صوتی دیجیتال، دیسک فشرده، اولین قدمهای خود را در هزاره جدید برداشت. بر اساس فنآوری PCM (مدولاسیون کد پالس)، CD تونست امواج صوتی آنالوگ رو به عنوان مقادیر دیجیتال با کمی افت کیفیت آنها رو تا نزدیکترین مقدار دیجیتال پشتیبانی شده ذخیره کنه.
PCM، دوره جدیدی از نوآوری در قالبهای صوتی دیجیتال رو آغاز کرد. به همراه اون رمزگشاییها، و کدکهای مدرن مثل MP3 و WAV بسیار مورد توجه قرار گرفتن. در اوایل 2000 اولین موج کدکهای صوتی بدون افت کیفیت بدون نیاز به حجم بالای فایل دیده شد که کیفیت دیجیتال رو بسیار افزایش داد. اما این قالبها مثل MP3 در اوایل دهه 2000 برای پخش این فرمتها آماده نبودن. iPod اپل صدای دیجیتال رو برای مردم آورد و MP3 به یک استاندارد برای پخش صدا به طور جهانی تبدیل شد.
کدکهای امروزی
امروزه بسیاری از کدکهای صوتی در بسیاری از صنایع برای استفادههای سنگین وجود دارن. بسیاری از اونا ده ها سال پیش معرفی شدن اما چند کدک جدید وجود داره که آینده روشنی با توجه به آینده کدکها دارن.
AMR (چند تطبیقی) – Adaptive Multi-Rate:
خانواده کدک AMR یکی از رایج ترین قالبهای صوتی در جهانه، استفادش زیاده چون استاندارد صوتی تلفنهای همراهه. AMR برای گفتار بهینه شده به این معنا که کیفیت پایین، پهنای باند کم و تاخیر کم داره. AMR برای موسیقی یا کیفیت بالای ضبط و پخش ساخته نشده.
FLAC (کیفیت صدای کامل بدون هیچ افتی) – Fully Lossless Audio Codec:
FLAC به عنوان بهترین ورژن در ارتقا MP3 در نظر گرفته میشه. این فرمت سایز فایلها رو به طور چشمگیر کاهش میده بدون اینکه ذره ای افت کیفیت وجود داشته باشه. فایلهای FLAC سایز بسیار مناسبی دارن و تقریبا میتونن در اکثر دستگاههای جدید پخش بشن. این فرمت فایل متن بازه که با توجه به ویژگیهایی که داره یکی از بهترین فرمتهای جدید به حساب میاد.
WAV (فایل صوتی شکل موج) – Waveform Audio File Format:
این فرمت صوتی تقریبا برای سه دهه اسب کار صنعت بوده. راز دوام این کدک سادگی و قدرت اون بوده. به طور کلی این فرمت باکیفیت ترین صدا بدون فشرده سازی بدون نیاز به کدگذاری رو ارائه میده. پایداری اون به این معنی که حتی اگر فایلهای اونا آسیب ببینن یا خراب بشن همچنان پخش میشن.
ALAC (کدک بدون افت کیفیت اپل) – Apple Lossless Codec:
در سال 2004 این کدک رو معرفی کرد که 8 چنل صوتی و تا عمق 32 بیت و مکزیمم نمونه گیری 384kHz رو پشتیبانی میکنه. در سال 2011، اپل کدک ALAC رو متن باز و رایگان کرد.
AAC (کدگذاری صوتی پیشرفته) – Advanced Audio Coding:
AAC به وسیله Fraunhofer مهندسی که پشت MP3 بود ساخته شد. باتوجه به از رده خارج شدن MP3 در سالهای اخیر این سازده پیشنهاد میکنه از AAC به عنوان کدک جایگذین استفاده بشه. AAC هم فرمتیه که کیفیت رو کاهش میده اما مهمترین ویژگی مثبتش اینکه کیفیتش نسبت به MP3 در بیت ریت یکسان بالاتره.
DSD (استریم مستقیم دیجیتال) – Direct Stream Digital:
DSD یک کدک صوتی با کیفیت بالای منحصر به فرده. فناوری زیربانی DSD کمی متفاوت از استاندارد PCM و فناوری سایر کدکهاست. DSD از کدگذاری PCM استفاده میکنه که رزولوشن جزئیات رو کاهش و میزان نمونه گیری رو به 2.8 میلیون بار ثانیه افزایش میده. DSD در دنیای صوتی محدوده و عمدتا به عنوان یک کدک صوتیه کدک سختافزارهای ویژه پخش میشه.
Opus:
این فرمت یکی از مدرن ترین کدکهای صوتی در این لیسته که در 2012 عرضه شده. این برنامه به عنوان یک استاندارد واحد برای جندین برنامه کاربردی که قبلا هم چندین مورد وجود داشت ساخت شد. Opus با توجه به نیازهای دنیای مدرن ساخته شده و مهمترین فلسفه اون کیفیتی بالا با تخیر کم مناسب برای ارتباطات شبکه و اجرای موسیقی زندست. تاخیر این کدک میتونه تا 5 میلی ثانیه کاهش پیدا کنه که در مقایسه با اکثر کدکهای دیگه، که به سختی میتونن 100 میلی ثانیه رو ارائه بدن فوق العادست.
آینده کدک ها و فرمت های صوتی
گرچه انتخاب فرمت در قالبهای بی شمار امروزی ممکنه کاری طاقت فرسا باشه، اما زمان شروع تعیین انتظارات برای کدکها کاملا رسیده. چیزهای زیادی برای یادگیری از رمزگذاران گذشته نه چندان دور وجود داره. WAV سادگی و قابلیت جهانی داره، FLAC متن باز و بدون افت کیفیت کامل هست، Opus برای صدا و دارای تکنولوژی برای کاهش تاخیر هست، پس بهتر نیست که کدکهای منحصر به فرد خودمون رو داشته باشیم؟
امیدوارم که این مطلب رو فهمیده باشین و چیزی ازش یاد گرفته باشین.
نظرات و سوالاتتون رو با ما در میان بذارید.