Co to jest kompresja?

Kompresja to słowo, które większości osób kojarzy się z pojęciem informatycznym. Z angielskiego compression oznacza upychanie/ściskanie danych lub informacji w celu zmniejszenia ich struktury, objętości lub przestrzeni. Kompresja w komputerach, wraz z powiększeniem pojemności dysków twardych jest stosowana coraz rzadziej, a programy typu RAR czy ZIP pamięta coraz mniej osób.

Inaczej sytuacja ma się w muzyce. Kompresję stosuje się tu bardzo często i w różnych celach. Niekiedy, służy ona do zmiany pojemności pliku, a niekiedy np. do redukcji przesterowań w paśmie przenoszenia. Poniższy artykuł przybliża zjawisko kompresji, prezentując jej rozmaite zastosowanie w branży audio. Zapraszamy.

Kompresja bezstratna

Kompresja bezstratna to najwierniejsza forma oryginalnego pliku. Z założenia, jej celem jest przedstawienie utworu tak, by nie ucierpiał żaden słyszalny przez nas szczegół muzyczny. Mówiąc inaczej, chodzi o to, by te same dźwięki przedstawić mniejszą zajętością bitów w pamięci naszych urządzeń przenośnych lub komputerów.

Wśród najpopularniejszych algorytmów kompresji bezstratnej znajdziemy:

• FLAC (Free Lossless Audio Codec)
• WMA /  Windows Media Audio 9 Lossless
• MLP (PPCM) / Meridian Lossless Packing
• M4A  / Apple Lossless
• APE, inaczej Monkey's Audio

Jakie plusy wnosi kompresja bezstratna? Po pierwsze, jest to niezmieniona jakość muzyki w stosunku do oryginalnego nagrania. Nie tracimy szczegółów, detali, nie zmienia się dynamika i nie ucinane są skraje słyszalnego pasma. Po drugie, zmianie ulega wielkość pliku - większość kompresji bezstratnych wykorzystuje pakowanie 2:1 lub 1,5:1.

Algorytmy kompresji bezstratnej obecnie są już całkiem dobrze ukorzenione w ludzkiej świadomości i pojmowaniu dobrej muzyki. Priorytety zmieniają się i gdybyśmy jeszcze 15 lat temu zastanawiali się nad tym co wybrać – to zdecydowałby za nas zapewne wysoki koszt nośników danych. Dzisiaj kilkuterabajtowy dysk twardy kosztuje 200-300zł, czyli tyle co kilka dobrych płyt. Jeden terabajt to często 200 płyt w formacie FLAC – gwarantuję, że warto w to zainwestować.

 Więcej o kompresji bezstratnej i rodzajach stosowanych formatów przeczytacie Państwo w naszym drugim artykule: https://www.tophifi.pl/aktualnosci/bezstratne-formaty-audio

Kompresja stratna

Kompresja stratna zapisu sygnału audio to algorytm znacznej oszczędności miejsca na nośnikach danych, ale i utraty na jakości czy szczegółach w dźwięku. Sam zamysł kompresji stratnej powstał wraz z pojawieniem się pierwszych płyt CD Audio i chęci wielu użytkowników do ich skopiowania na dysk twardy swoich komputerów. Pełna płyta CD, zajmująca około 700 MB stanowiła wtedy dość duży procent całej objętości dysków twardych. Wraz z pojawieniem się formatu pokroju MP3, płytę taką mogliśmy spakować do pojemności około 30MB. Oszczędność bitów była ogromna, a same wartości kompresji powodowały, że plik zajmował często ponad 20 razy mniej miejsca na dyskach. To zdefiniowało mocną na tamte lata pozycję kompresji stratnej.

 Do najpopularniejszych formatów kompresji stratnej należą:

• MP1, MP2, MP3
• AAC
• MPC (Musepack)
• OGG (Vorbis)
• ATRAC (używany w Minidisc)
• A/52 (AC3)

Kompresja stratna działa najczęściej poprzez usunięcie najmniej słyszalnych przez ludzkie ucho skrajnych tonów niskich oraz wysokich. Przy większych stopniach kompresji usuwa się również ciche szczegóły w muzyce, czyli cierpi na tym detaliczność. Jeśli jesteśmy jakimś czynnikiem zmuszeni do zastosowania kompresji stratnej – to skupmy się na tym, by była ona o możliwie najniższym stopniu kompresji danych, czyli najlepszych właściwościach muzycznych. Gdy mamy jednak tą możliwość, by skorzystać z kompresji bezstratnej – to zdecydowanie ją wybierzmy.

Kompresja stratna czy bezstratna – krótkie podsumowanie

Liczę, że po przeczytaniu powyższych akapitów nie będziecie mieli Państwo wątpliwości jakie pliki kupić. MP3 czy FLAC – bo te formaty są obecnie najpopularniejsze. To jakby porównywać Malucha 126P do najnowszej TESLI. Jeździ jeden i drugi, ale jaki komfort odczujemy wożąc się nimi to chyba istotna kwestia. Nie inaczej jest z plikami audio.

Pamiętajmy ponadto, że gdy tylko zajdzie potrzeba, plik FLAC bez problemu przerobimy na MP3. W drugą stronę to nie działa i jeśli w przyszłości zmieniamy sprzęt na lepszy, pliki MP3, w które zainwestowaliśmy jakieś pieniądze będą po prostu do wyrzucenia. Jakość niektórych z nich będzie wręcz odpychająca i zamiast delektować się czystym klarownym dźwiękiem, będziemy zmuszeni słuchać szumów.

Kompresja dynamiki

Kompresja to zjawisko występujące w dziedzinie audio również w innym zakresie niż opisywanie wielkości pliku komputerowego. Termin ten stosują inżynierowie dźwięku, realizując daną płytę lub utwór muzyczny.

Zadaniem kompresji dynamiki jest przyciszenie dźwięku, gdy zaczyna on wchodzić w przester i podnoszenie jego głośności, gdy dźwięki są słabo słyszalne. Proces ten wyrównuje poziom głośności np. dla różnych instrumentów muzycznych. Gdy gitara akustyczna gra za cicho względem skrzypiec – jej poziom jest podnoszony do wyższych wartości.

Obecnie, modne jest, by realizowane współcześnie płyty grały jak najgłośniej. Zapewniony, dzięki kompresji wysoki poziom oczywiście umożliwia to, ale sytuacja ta ma również swoje minusy. Pasmo poddane spłaszczeniu traci na dynamice. By zrozumieć to, posłuchajmy Boléro Ravela. Utwór zaczyna się cicho wprowadzanym werblem, który nadaje rytm. Dynamiki dodają wchodzące kolejno instrumenty grające coraz głośniej, by już po kilku minutach ciarki na naszym ciele wywołała cała orkiestra, złożona z 26 instrumentów. Rozpiętość głośności jest tutaj przeogromna, a tego brakuje w nowoczesnych realizacjach, których celem jest jedynie niekiedy maksymalizacja głośności.                                           

Kompresja dynamiki, tak jak wspomnieliśmy wcześniej to również próba uwydatnienia cichych dźwięków, by te były na wierzchu słyszalności. Dlaczego taki sposób realizacji jest stosowany? Nieco winy za to ponosi sam nośnik, czyli najczęściej płyta CD. Ta, w swoim założeniu oferuje jedynie 96 dB a dynamika grania orkiestry symfonicznej to 140 dB. Realizator, nie chcąc byśmy stracili słyszalność niektórych dźwięków odpowiednio je wycisza lub podgłaśnia.

Część płyt CD realizowanych jest źle. Byliśmy na koncercie jakiegoś zespołu – zachwyceni ich występem kupujemy płytę, a później okazuje się, że ta gra płasko. Dlaczego? A no dlatego, że przyzwyczailiśmy firmy fonograficzne do wydawania głośnych płyt. Te ciche są szybko krytykowane, przez nieświadomych odbiorców odbierane jako „źle zrobione”. Te ciche są jednak często zrobione z pełną świadomością tego efektu. Nie krytykujmy tego.

A co zrobić, gdy płyta CD gra płasko? Często, z pomocą przychodzi winyl. Nierzadko wywoła on efekt pozytywnego zaskoczenia – zadziwi słuchacza tym, że można otrzymać taką różnicę na dynamice. Rzeczywiście tak jest i to chyba przez to, płyta CD powoli umiera. Prym obecnie wiodą pliki FLAC lub DSD, gdzie dynamika jest przeogromna, a na drugim miejscu sytuujemy gramofon.

Zapraszamy do salonów – na odsłuchu, wspólnie przeanalizujmy różne kompresje i dobierzmy sprzęt pod te najlepsze. Gramofon czy dobry odtwarzacz plików pokażą jakość, na którą wszyscy zasługujemy.