В съвременния цифров свят звукът се съхранява и предава в цифров формат. Въпреки че цифровият звук може да се предава без компресиране, некомпресираните файлове са много големи, изискват значително място за съхранение и са трудни за пренос.
За да направят звука по-подходящ за стрийминг, излъчване и съхранение, разработчиците създадоха аудиокодеци, които значително намаляват размера на файловете, като същевременно запазват възможно най-високото качество на звука.
Аудиокодекът използва специален алгоритъм за компресиране, за да преобразува оригиналния звук в по-малък цифров файл. По време на възпроизвеждането приемащото устройство декодира компресираните данни и възстановява аудиосигнала, така че той да може да бъде възпроизведен чрез високоговорители или слушалки.
През годините много компании разработиха собствени аудиокодеци, като всеки от тях предлага различен баланс между ефективността на компресиране, качеството на звука, хардуерните изисквания и лицензионния модел. В резултат на това няколко технологии се превърнаха в най-широко използваните.
Сред най-популярните аудиокодеци са Dolby, DTS, AAC, MP3 и WMA. Популярността на даден кодек зависи до голяма степен от това доколко широко се поддържа от производителите на устройства и доставчиците на съдържание. Колкото повече телевизори, смартфони, компютри, мултимедийни плейъри, стрийминг услуги и други цифрови устройства го поддържат, толкова по-широко се използва.
MP3 (MPEG Audio Layer III)
MP3 (MPEG Audio Layer III) е един от най-известните цифрови аудиоформати със загубна компресия. Разработването му започва в края на 80-те години в германския изследователски институт Fraunhofer IIS в сътрудничество с други участници в проекта MPEG. Официалният стандарт е публикуван през 1993 г. като част от спецификацията MPEG-1, а по-късно е разширен и за MPEG-2.
Основната особеност на MP3 е използването на психоакустичен модел, който премахва звуците, по-слабо възприемани от човешкото ухо. Този подход значително намалява размера на аудиофайловете, като същевременно запазва приемливо качество на звука.
В края на 90-те години и началото на 2000-те MP3 се превърна в световен стандарт за съхранение на цифрова музика. Днес той се поддържа от почти всички телевизори, смартфони, автомобилни аудиосистеми, мултимедийни плейъри и компютри.
WMA (Windows Media Audio)
WMA (Windows Media Audio) е семейство аудиокодеци, разработено от Microsoft. Форматът е представен през 1999 г. като част от мултимедийната платформа Windows Media и е създаден като конкурент на MP3.
Microsoft разработи няколко версии на кодека:
WMA Standard – основният формат със загубна компресия.
WMA Pro – подобрена версия с поддръжка на многоканален звук и по-високи честоти на дискретизация.
WMA Lossless – аудиоформат без загуба на качество.
WMA Voice – версия, оптимизирана за запис на реч и гласова комуникация.
В началото на 2000-те години WMA беше широко използван в Windows, преносими мултимедийни плейъри и няколко онлайн музикални магазина. С нарастващото разпространение на AAC и развитието на услугите за стрийминг на музика популярността на WMA постепенно намаля.
Въпреки това много телевизори, мултимедийни плейъри и аудиоустройства продължават да поддържат възпроизвеждане на WMA файлове, за да осигурят съвместимост с по-стари музикални колекции.
AAC (Advanced Audio Coding)
AAC (Advanced Audio Coding) е цифров аудиокодек със загубна компресия, разработен през 1997 г. като наследник на MP3. Той е създаден от международна група компании и организации, сред които Fraunhofer IIS, Dolby Laboratories, Sony, AT&T Bell Laboratories и Nokia. Стандартът става част от семейството MPEG-2, а по-късно е включен и в MPEG-4.
AAC осигурява по-високо качество на звука от MP3 при същия битрейт благодарение на по-ефективни алгоритми за компресиране. Кодекът поддържа честоти на дискретизация до 96 kHz, многоканален звук и няколко профила, включително AAC-LC, HE-AAC и HE-AAC v2.
Днес AAC е един от най-широко използваните аудиоформати в света. Той се използва от стрийминг услуги, цифрова телевизия, YouTube, Apple Music и iTunes и се поддържа от устройства с Apple и Android.
Аудиокодек DTS
DTS (Digital Theater Systems) е семейство аудиокодеци, разработено от американската компания Digital Theater Systems, Inc. (днес част от Xperi). Форматът е представен през 1993 г. и първоначално е предназначен за цифров многоканален звук в киносалоните. Един от първите филми, използващи DTS, е Джурасик парк (Jurassic Park, 1993).
За разлика от Dolby Digital, DTS използва по-висок битрейт, което позволява запазването на повече звукови детайли. С течение на годините бяха представени няколко версии на кодека, включително DTS Digital Surround (5.1), DTS-ES, DTS 96/24, DTS-HD High Resolution Audio, DTS-HD Master Audio (формат без загуба на качество) и обектно базираният формат DTS:X.
DTS се поддържа от много телевизори, AV приемници, саундбарове, Blu-ray плейъри и мултимедийни плейъри. През последните години обаче някои производители на телевизори прекратиха лицензирането на DTS поради разходите за лицензиране, поради което този кодек вече не се поддържа при всички модели телевизори.
Аудиокодек Dolby
Dolby Audio е семейство аудиокодеци и технологии за обработка на звука, разработени от американската компания Dolby Laboratories. Компанията е основана през 1965 г. от инженера Рей Долби.
Тези кодеци се превърнаха в най-разпространените и обикновено се поддържат от почти всички устройства, способни да възпроизвеждат висококачествен звук.
За подобряване на обработката на звука и намаляване на натоварването на процесорите често се използват специализирани звукови карти, оборудвани със звукови процесори и кодеци за декодиране на аудио.
Dolby Digital (AC-3) е представен през 1992 г. като първия широко разпространен цифров многоканален аудиокодек на Dolby. Той използва загубна компресия и поддържа до 5.1 аудиоканала. Dolby Digital се превръща в стандартен аудиоформат за DVD, цифрова телевизия и системи за домашно кино и остава един от най-използваните формати за съраунд звук.
Dolby Digital Plus е представен през 2005 г. като подобрена версия на Dolby Digital. Той предлага по-ефективна компресия, по-добро качество на звука и поддържа до 15.1 аудиоканала. Днес това е основният формат за съраунд звук, използван от стрийминг услугите, и широко се използва за предаване на Dolby Atmos аудио.
Dolby TrueHD, представен през 2005 г., е аудиокодек без загуба на качество, базиран на технологията Meridian Lossless Packing (MLP). Той поддържа до 8 канала (7.1) и осигурява студийно качество на звука, идентично с оригиналния мастер запис. Dolby TrueHD се използва основно при Blu-ray Disc и Ultra HD Blu-ray.
Dolby Atmos е представен през 2012 г. като следващо поколение технология за обектно базиран съраунд звук. Вместо да разпределя звуците само към определени канали, Atmos ги третира като отделни звукови обекти, които могат да бъдат позиционирани и премествани свободно в триизмерното пространство. Технологията се използва широко в киносалони, системи за домашно кино, телевизори, саундбарове и стрийминг услуги.
Dolby AC-4 е представен през 2014 г. за следващото поколение цифрова телевизия и интернет стрийминг. Той предлага по-ефективна компресия от Dolby Digital Plus, като същевременно поддържа многоканален и обектно базиран звук. Dolby AC-4 се използва в съвременните стандарти за излъчване, включително ATSC 3.0 и DVB, и е разработен, за да отговори на изискванията на настоящите и бъдещите телевизионни услуги.
