В студенческие времена, пытливый ум не давал покоя. Вопрос «у кого длиннее и толще?» заставлял снова и снова искать приключения на свою голову.
Что же лучше? wav, mp3 или ogg? Думаю, что рядовой хабраюзер в состоянии самостоятельно расставить приоритеты. Однако я практически уверен, что найдутся те, кто не в курсе из-за чего один формат лучше другого, а другой соответственно хуже первого. В этом обзоре хочу поделиться результатами наших скромных экспериментов, проведённых моим хорошим знакомым некоторое время назад. Как следствие, использовались не самые свежие версии софта, но думаю общая картина вполне ясна.

Экспериментальная установка

Осциллограф:… 1 шт.
Генератор импульсов:… 1 шт.
Персональный компъютер:… 1 шт.

Цель эксперимента

Показать визуально как изменяется форма сигнала, после обработки различными форматами.

Эксперимент

В основе исследований лежал спектральный анализ, т.е. частотных составляющих в каждом из представленных звуковых файлов. Имеющийся в распоряжении софт позволил сымитировать идеальный пилообразный сигнал частотой 333Герц и амплитудой 500мВольт, спектральный состав которого благоприятен для анализа. Над ним и ставились эти чудовищные эксперименты…

Для начала посмотрим как выглядят идеальные сигналы:

Идеальный пилообразный сигнал 333Hz 44100

Идеальный 333 44500 wav ВЧ спектр

Теперь посмотрим на реальный сигнал. Реальный сигнал есть идеальный, проигранный Winampом.

Реальный пилообразный сигнал 333Hz 44100 (WAV)

Реальный 333 44500 wav ВЧ спектр

Для тех, кто не очень хорошо ориентируется в осциллограммах или и вовсе уже не ориентируется, заметим: чем прямее линии, тем лучше. А в спектрограммах немного по-другому: чем больше график похож на реальный WAV (идеального нигде не услышишь), тем лучше.

Будем рассматривать высокочастотную область (13 — 23 кГц), так как в остальной области рассматривать нечего, наблюдается очень слабая неравномерность. Далее. Зажимаем идеальный и реальный сигналы из WAV в MP3 используя Lame.dll и программу CDEX.

MP3 Lame395mmx rel 44100 192kbps q=0

параметры CDEX mod1

параметры CDEX mod2

параметры CDEX mod3

Mod1 – выбран из рекомендаций мануала к Panasonic CT-720. Прямо скажем слабо в обоих случаях, сильный завал (в 4 раза) после 17кГц, спектр жиденький.
Mod2 – чтобы выяснить, что есть q=0, а не q=5. Влияет очень слабо, спектр изменяется незначительно, но становится равномернее, завал остаётся.
Mod3 – Выбран потому, что мне нравится звучание при 255kbps, решил посмотреть почему… Результат налицо! Плотность и равномерность резко возрастают, завал перемещается в область после 20кГц и уменьшается вдвое. Для удобства сравнения сразу после него опять стоит спектр реального WAV. Сходство прямо родственное!..
Можно ещё добавить, что при 192kbps равномерность растёт и завал смещается к 19.2кГц, а при 320kbps всё исчезает вовсе, немного меньше плотность.

Слайды:

идеальный сигнал, сжатый MP3 Lame397b2 44100 192kbps q=0

идеальный сигнал, 333 44500 mod1 mp3

идеальный сигнал, 333 44500 mod2 mp3

идеальный сигнал, 333 44500 mod3 mp3

идеальный 333 44 500 wav ВЧ спектр

идеальный сигнал, сжатый MP3 Lame40A14 44100 192kbps q=0

Реальный сигнал, 333 44500 mod1 mp3

Реальный сигнал, 333 44500 mod2 mp3

Реальный сигнал, 333 44500 mod3 mp3

Далее идут результаты тестирования формата ogg, с которым были проделаны те же самые манипуляции, по этому предлагаю ознакомиться с красивыми графиками, без лишнего текста.

wav 333Hz 44100

Реальный 333 44500 wav ВЧ спектр

OGG 4 128

OGG 6 196

Обратите внимание, на сколько OGG отличается от WAV и рассмотренного ранее MP3

Спектрограмма:

Реальный 333 44500 OGG 192

Благодарности
Огромная благодарность юзеру JIN: герою паяльника и осциллографа, который и проделал описаные опыты. Спасибо тебе, Евгений!

Тестирование wav mp3 ogg