Bezztrátový formát FLAC proti běžnému MP3

Formát FLAC uchová nahrávku beze změny, jen ji zabalí do menšího souboru. MP3 část zvukové informace nenávratně zahodí a spoléhá na to, že ji lidský sluch nepostřehne. Při vysokém datovém toku se mu to většinou daří, takže rozdíl je v praxi menší, než napovídají čísla. Rozhodující bývá spíš to, co s hudbou hodláte dělat dál.

Bezztrátová komprese vrátí data bit po bitu

FLAC pracuje podobně jako archiv ZIP, jen je navržený pro zvuk. Kodér odhaduje každý další vzorek z předchozích a ukládá pouze odchylku od odhadu, která zabere méně místa. Po dekódování vznikne záznam shodný s originálem do posledního bitu. Soubor mívá přibližně polovinu až dvě třetiny velikosti nekomprimovaného WAV, podle hudby: řídká komorní nahrávka se zabalí lépe než hustý rock.

Stupeň komprese, který se u formátu FLAC volí číslem od nuly do osmi, kvalitu nijak nemění. Ovlivňuje jen dobu kódování a o něco málo velikost souboru. Nejvyšší stupeň považuji za zbytečný, protože úspora místa je nepatrná a kódování trvá znatelně déle. Výhodou navíc jsou vestavěné kontrolní součty a podpora popisků včetně obalu alba.

Psychoakustický model rozhoduje, co MP3 vynechá

Kodér MP3 rozloží zvuk na kmitočtová pásma a pro každý krátký úsek počítá, které složky jsou slyšitelné. Opírá se přitom o dva jevy. Hlasitý tón zakryje tišší zvuky na blízkých kmitočtech a silný zvuk zakryje i to, co zazní těsně před ním a po něm. Zakrytým složkám kodér přidělí méně bitů nebo je vypustí úplně. Hrubší zaokrouhlení vytváří šum, model se ho však snaží schovat tam, kde ho překryje hudba.

Když bitů není dost, model přestává stačit. Typické jsou rozmazané výšky u činelů, zvuk připomínající bublání a takzvané předozvěny, kdy se šum objeví těsně před ostrým úderem, například u kastanět nebo rytmických paliček. Formát vyvinuli především ve Fraunhoferově institutu a popisuje ho norma ISO/IEC 11172-3.

Datový tok v číslech, která se dají porovnat

Zvuk z kompaktního disku má 44,1 kHz, 16 bitů a dva kanály, což dává 1411 kilobitů za sekundu. FLAC z téhož zdroje vychází obvykle na 700 až 1000 kb/s. MP3 končí na 320 kb/s a běžně se používá také 128, 192 nebo 256 kb/s. Minuta hudby tedy v nejlepším MP3 zabere necelé dva a půl megabajtu, ve formátu FLAC zhruba dvakrát až třikrát tolik.

Kromě stálého datového toku existuje proměnný, označovaný VBR. Kodér při něm dává složitým pasážím víc bitů a jednoduchým méně, takže při stejné průměrné velikosti zní lépe. U MP3 proto doporučuji proměnný tok s vysokou kvalitou, protože šetří místo tam, kde hudba žádné bity navíc nepotřebuje.

Kdy je rozdíl slyšet a kdy ne

U 128 kb/s bývá rozdíl proti originálu znatelný i na obyčejných sluchátkách, hlavně ve výškách a v doznívání prostoru. Kolem 192 kb/s už záleží na nahrávce. U dobře zakódovaného MP3 s tokem 256 až 320 kb/s většina posluchačů ve slepém srovnání originál nepozná, a to ani na dobré aparatuře. Byla bych tady zdrženlivá vůči sebejistým tvrzením, že je rozdíl „jasně slyšet“: bez slepého testu člověk snadno slyší to, co čeká.

Poctivá zkouška se jmenuje ABX. Program přehrává vzorek A, vzorek B a neznámý vzorek X a vy určujete, kterému z nich X odpovídá. Teprve když se trefíte ve výrazné většině z deseti a více pokusů, rozdíl opravdu slyšíte. Podobně přísnou metodiku pro hodnocení malých zhoršení zvuku popisuje doporučení ITU-R BS.1116.

Rozdíl se spíš ztratí, než vynikne, při poslechu přes Bluetooth, v autě nebo z malého reproduktoru. Bezdrátový přenos zvuk znovu ztrátově kóduje, takže výhodu bezztrátového souboru z velké části smaže. Vyniknout může naopak v tichu na kvalitní sestavě, ať už jde o reproduktory, nebo o sluchátka zvolená podle typu a konstrukce.

K čemu bezztrátový soubor slouží, i když rozdíl neslyšíte

Hlavní důvod pro FLAC podle mě není poslech, ale archiv. Z bezztrátového souboru lze kdykoli vyrobit MP3, AAC nebo cokoli, co přijde po nich, vždy v plné kvalitě daného formátu. Opačně to nejde. Převod MP3 do formátu FLAC nic nevrátí, jen zvětší soubor, a překódování jednoho ztrátového formátu do druhého chyby sčítá.

Totéž platí při práci se zvukem. Kdo nahrávku stříhá, upravuje ekvalizérem nebo míchá, má pracovat s bezztrátovými daty a ztrátový formát použít až na samém konci. Souvisí to i s tím, jak se hotový mix kontroluje, což rozebírá článek o tom, kdy použít studiové monitory a kdy sluchátka. Stejně bych postupovala při digitalizaci desek: záznam z přístroje, o jehož seřízení píšu v článku o tom, jak se gramofon vrací do obývacích pokojů, se má uložit bezztrátově a kopie do telefonu vyrobit až z něj.

Vyzkoušet si to lze ještě dnes. Vezměte jedno album, které dobře znáte, převeďte ho z CD nebo z bezztrátového souboru do MP3 s proměnným tokem a nechte si obě verze přehrát v testu ABX, například ve volně dostupném přehrávači foobar2000 s příslušným doplňkem. Výsledek vám řekne, v jakém formátu má smysl nosit hudbu v telefonu. Archiv doma nechte ve formátu FLAC tak jako tak.

Zdroje

• Xiph.Org Foundation, dokumentace formátu FLAC
• IETF, RFC 9639: Free Lossless Audio Codec (FLAC)
• ISO/IEC 11172-3, Kódování zvuku MPEG-1 (Audio Layer III)
• Fraunhofer IIS, materiály k vývoji a principu formátu MP3
• ITU-R BS.1116, Metody subjektivního hodnocení malých zhoršení ve zvukových systémech