Στον σύγχρονο ψηφιακό κόσμο, ο ήχος αποθηκεύεται και μεταδίδεται σε ψηφιακή μορφή. Παρόλο που ο ψηφιακός ήχος μπορεί να μεταδοθεί χωρίς συμπίεση, τα μη συμπιεσμένα αρχεία είναι πολύ μεγάλα, απαιτούν σημαντικό αποθηκευτικό χώρο και είναι δύσκολα στη μεταφορά.
Για να γίνει ο ήχος πιο κατάλληλος για μετάδοση μέσω streaming, εκπομπή και αποθήκευση, οι προγραμματιστές δημιούργησαν κωδικοποιητές ήχου που μειώνουν σημαντικά το μέγεθος των αρχείων, διατηρώντας παράλληλα την καλύτερη δυνατή ποιότητα ήχου.
Ένας κωδικοποιητής ήχου χρησιμοποιεί έναν ειδικό αλγόριθμο συμπίεσης για να μετατρέψει τον αρχικό ήχο σε ένα μικρότερο ψηφιακό αρχείο. Κατά την αναπαραγωγή, η συσκευή λήψης αποκωδικοποιεί τα συμπιεσμένα δεδομένα και αναδημιουργεί το ηχητικό σήμα, ώστε να μπορεί να αναπαραχθεί μέσω ηχείων ή ακουστικών.
Με την πάροδο των ετών, πολλές εταιρείες ανέπτυξαν τους δικούς τους κωδικοποιητές ήχου, καθένας από τους οποίους προσφέρει διαφορετική ισορροπία μεταξύ της αποδοτικότητας της συμπίεσης, της ποιότητας του ήχου, των απαιτήσεων υλικού και του μοντέλου αδειοδότησης. Ως αποτέλεσμα, αρκετές τεχνολογίες έχουν εξελιχθεί στις πιο διαδεδομένες.
Μεταξύ των πιο γνωστών κωδικοποιητών ήχου είναι οι Dolby, DTS, AAC, MP3 και WMA. Η δημοτικότητα ενός κωδικοποιητή εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από το πόσο ευρέως υποστηρίζεται από τους κατασκευαστές συσκευών και τους παρόχους περιεχομένου. Όσο περισσότερες τηλεοράσεις, smartphones, υπολογιστές, συσκευές αναπαραγωγής πολυμέσων, υπηρεσίες streaming και άλλες ψηφιακές συσκευές τον υποστηρίζουν, τόσο περισσότερο χρησιμοποιείται.
MP3 (MPEG Audio Layer III)
Το MP3 (MPEG Audio Layer III) είναι μία από τις πιο γνωστές ψηφιακές μορφές ήχου με απωλεστική συμπίεση. Η ανάπτυξή του ξεκίνησε στα τέλη της δεκαετίας του 1980 στο γερμανικό ερευνητικό ινστιτούτο Fraunhofer IIS σε συνεργασία με άλλους συμμετέχοντες στο έργο MPEG. Το επίσημο πρότυπο δημοσιεύθηκε το 1993 ως μέρος της προδιαγραφής MPEG-1 και αργότερα επεκτάθηκε στο MPEG-2.
Το βασικό χαρακτηριστικό του MP3 είναι η χρήση ενός ψυχοακουστικού μοντέλου, το οποίο αφαιρεί ήχους που είναι λιγότερο αντιληπτοί από το ανθρώπινο αυτί. Αυτή η προσέγγιση μειώνει σημαντικά το μέγεθος των αρχείων ήχου, διατηρώντας παράλληλα αποδεκτή ποιότητα ήχου.
Στα τέλη της δεκαετίας του 1990 και στις αρχές της δεκαετίας του 2000, το MP3 έγινε το παγκόσμιο πρότυπο για την αποθήκευση ψηφιακής μουσικής. Σήμερα υποστηρίζεται από σχεδόν όλες τις τηλεοράσεις, τα smartphones, τα συστήματα ήχου αυτοκινήτων, τις συσκευές αναπαραγωγής πολυμέσων και τους υπολογιστές.
WMA (Windows Media Audio)
Το WMA (Windows Media Audio) είναι μια οικογένεια κωδικοποιητών ήχου που αναπτύχθηκε από τη Microsoft. Η μορφή παρουσιάστηκε το 1999 ως μέρος της πλατφόρμας πολυμέσων Windows Media και σχεδιάστηκε για να ανταγωνιστεί το MP3.
Η Microsoft κυκλοφόρησε αρκετές εκδόσεις του κωδικοποιητή:
WMA Standard – η βασική μορφή απωλεστικής συμπίεσης.
WMA Pro – μια βελτιωμένη έκδοση με υποστήριξη για πολυκάναλο ήχο και υψηλότερους ρυθμούς δειγματοληψίας.
WMA Lossless – μια μορφή ήχου χωρίς απώλειες.
WMA Voice – μια έκδοση βελτιστοποιημένη για ηχογράφηση φωνής και φωνητική επικοινωνία.
Στις αρχές της δεκαετίας του 2000, το WMA χρησιμοποιήθηκε ευρέως στα Windows, σε φορητές συσκευές αναπαραγωγής πολυμέσων και σε αρκετά ηλεκτρονικά καταστήματα μουσικής. Ωστόσο, με την αυξανόμενη υιοθέτηση του AAC και την ανάπτυξη των υπηρεσιών streaming μουσικής, η δημοτικότητά του μειώθηκε σταδιακά.
Παρ’ όλα αυτά, πολλές τηλεοράσεις, συσκευές αναπαραγωγής πολυμέσων και συσκευές ήχου εξακολουθούν να υποστηρίζουν την αναπαραγωγή αρχείων WMA, εξασφαλίζοντας συμβατότητα με παλαιότερες μουσικές συλλογές.
AAC (Advanced Audio Coding)
Το AAC (Advanced Audio Coding) είναι ένας ψηφιακός κωδικοποιητής ήχου με απωλεστική συμπίεση, που αναπτύχθηκε το 1997 ως διάδοχος του MP3. Δημιουργήθηκε από μια διεθνή ομάδα εταιρειών και οργανισμών, στην οποία συμμετείχαν οι Fraunhofer IIS, Dolby Laboratories, Sony, AT&T Bell Laboratories και Nokia. Το πρότυπο έγινε μέρος της οικογένειας MPEG-2 και αργότερα ενσωματώθηκε στο MPEG-4.
Το AAC προσφέρει υψηλότερη ποιότητα ήχου από το MP3 με τον ίδιο ρυθμό μετάδοσης δεδομένων, χάρη σε πιο αποδοτικούς αλγορίθμους συμπίεσης. Ο κωδικοποιητής υποστηρίζει ρυθμούς δειγματοληψίας έως και 96 kHz, πολυκάναλο ήχο και διάφορα προφίλ, όπως AAC-LC, HE-AAC και HE-AAC v2.
Σήμερα, το AAC είναι μία από τις πιο διαδεδομένες μορφές ήχου στον κόσμο. Χρησιμοποιείται από υπηρεσίες streaming, την ψηφιακή τηλεόραση, το YouTube, το Apple Music και το iTunes και υποστηρίζεται από συσκευές Apple και Android.
Κωδικοποιητής ήχου DTS
Το DTS (Digital Theater Systems) είναι μια οικογένεια κωδικοποιητών ήχου που αναπτύχθηκε από την αμερικανική εταιρεία Digital Theater Systems, Inc. (σήμερα μέρος της Xperi). Η μορφή παρουσιάστηκε το 1993 και αρχικά σχεδιάστηκε για ψηφιακό πολυκάναλο ήχο στις κινηματογραφικές αίθουσες. Μία από τις πρώτες ταινίες που χρησιμοποίησαν το DTS ήταν το Jurassic Park (1993).
Σε αντίθεση με το Dolby Digital, το DTS χρησιμοποιούσε υψηλότερο ρυθμό μετάδοσης δεδομένων, γεγονός που επέτρεπε τη διατήρηση περισσότερων ηχητικών λεπτομερειών. Με την πάροδο των ετών παρουσιάστηκαν αρκετές εκδόσεις του κωδικοποιητή, όπως οι DTS Digital Surround (5.1), DTS-ES, DTS 96/24, DTS-HD High Resolution Audio, DTS-HD Master Audio (μορφή χωρίς απώλειες) και η τεχνολογία αντικειμενοστραφούς ήχου DTS:X.
Το DTS υποστηρίζεται από πολλές τηλεοράσεις, δέκτες AV, soundbars, συσκευές αναπαραγωγής Blu-ray και συσκευές αναπαραγωγής πολυμέσων. Ωστόσο, τα τελευταία χρόνια ορισμένοι κατασκευαστές τηλεοράσεων σταμάτησαν να αδειοδοτούν το DTS λόγω του κόστους αδειοδότησης, με αποτέλεσμα η υποστήριξή του να μην είναι πλέον διαθέσιμη σε όλα τα μοντέλα τηλεοράσεων.
Κωδικοποιητής ήχου Dolby
Το Dolby Audio είναι μια οικογένεια κωδικοποιητών ήχου και τεχνολογιών επεξεργασίας ήχου που αναπτύχθηκε από την αμερικανική εταιρεία Dolby Laboratories. Η εταιρεία ιδρύθηκε το 1965 από τον μηχανικό Ray Dolby.
Αυτοί οι κωδικοποιητές έχουν γίνει οι πιο διαδεδομένοι και γενικά υποστηρίζονται από σχεδόν όλες τις συσκευές που μπορούν να αναπαράγουν ήχο υψηλής ποιότητας.
Για τη βελτίωση της επεξεργασίας του ήχου και τη μείωση του φόρτου των επεξεργαστών χρησιμοποιούνται συχνά ειδικές κάρτες ήχου, εξοπλισμένες με επεξεργαστές ήχου και κωδικοποιητές για την αποκωδικοποίηση του ήχου.
Το Dolby Digital (AC-3) παρουσιάστηκε το 1992 ως ο πρώτος ευρέως διαδεδομένος ψηφιακός πολυκάναλος κωδικοποιητής ήχου της Dolby. Χρησιμοποιεί απωλεστική συμπίεση και υποστηρίζει έως και 5.1 κανάλια ήχου. Το Dolby Digital έγινε η τυπική μορφή ήχου για DVD, ψηφιακή τηλεόραση και συστήματα οικιακού κινηματογράφου και παραμένει μία από τις πιο διαδεδομένες μορφές ήχου surround.
Το Dolby Digital Plus παρουσιάστηκε το 2005 ως βελτιωμένη έκδοση του Dolby Digital. Προσφέρει πιο αποδοτική συμπίεση, καλύτερη ποιότητα ήχου και υποστηρίζει έως και 15.1 κανάλια ήχου. Σήμερα αποτελεί τη βασική μορφή ήχου surround που χρησιμοποιείται από τις υπηρεσίες streaming και χρησιμοποιείται ευρέως για τη μετάδοση ήχου Dolby Atmos.
Το Dolby TrueHD, που παρουσιάστηκε το 2005, είναι ένας κωδικοποιητής ήχου χωρίς απώλειες, βασισμένος στην τεχνολογία Meridian Lossless Packing (MLP). Υποστηρίζει έως και 8 κανάλια (7.1) και προσφέρει ποιότητα ήχου επιπέδου στούντιο, πανομοιότυπη με την αρχική εγγραφή master. Το Dolby TrueHD χρησιμοποιείται κυρίως σε δίσκους Blu-ray Disc και Ultra HD Blu-ray.
Το Dolby Atmos παρουσιάστηκε το 2012 ως τεχνολογία αντικειμενοστραφούς ήχου surround νέας γενιάς. Αντί να αντιστοιχίζει τους ήχους μόνο σε συγκεκριμένα κανάλια, το Atmos τους αντιμετωπίζει ως ανεξάρτητα ηχητικά αντικείμενα που μπορούν να τοποθετηθούν και να μετακινηθούν ελεύθερα σε έναν τρισδιάστατο χώρο. Η τεχνολογία χρησιμοποιείται ευρέως σε κινηματογράφους, συστήματα οικιακού κινηματογράφου, τηλεοράσεις, soundbars και υπηρεσίες streaming.
Το Dolby AC-4 παρουσιάστηκε το 2014 για την επόμενη γενιά ψηφιακής τηλεόρασης και διαδικτυακού streaming. Προσφέρει πιο αποδοτική συμπίεση από το Dolby Digital Plus, ενώ παράλληλα υποστηρίζει πολυκάναλο και αντικειμενοστραφή ήχο. Το Dolby AC-4 χρησιμοποιείται σε σύγχρονα πρότυπα μετάδοσης, όπως τα ATSC 3.0 και DVB, και έχει σχεδιαστεί ώστε να καλύπτει τις απαιτήσεις των σημερινών και των μελλοντικών τηλεοπτικών υπηρεσιών.
