Πηγές, Αρχεία και Ποιότητα ήχου

Στην σύγχρονη ψηφιακή εποχή πολλές είναι οι μορφές μουσικών και γενικότερα ηχητικών αρχείων. Πιο διαδεδομένη μορφή είναι το πολύ γνωστό σε όλους MP3 αλλά ευρέως γνωστό είναι και το αρχείο FLAC. Ας τονίσουμε καταρχήν το εξής : Ένα αρχείο MP3 είναι ένας τύπος ψηφιακού συμπιεσμένου αρχείου ήχου. Εδώ να υπερθεματίσουμε το ότι είναι συμπιεσμένο αρχείο ήχου που απλά σημαίνει ότι η κωδικοποίηση ενός ηχητικού αρχείου σε μορφή mp3 συνεπάγεται και ότι η καταγραφή και η απόδοση του ηχητικού αποτελέσματος γίνεται με ικανοποιητικό τρόπο, σίγουρα όμως και με απωλεστικό. Για να γίνει η κωδικοποίηση σε αρχείο mp3 χρησιμοποιούνται ψυχοακουστικά μοντέλα που απορρίπτουν τμήματα ή περιοχές του ηχητικού φάσματος που δεν καταγράφει ούτως ή άλλως το ανθρώπινο αυτί και γι’ αυτό πιο πάνω κάναμε λόγο για ικανοποιητική απόδοση και καταγραφή ενός αρχείου ήχου. Εδώ όμως να τονίσουμε και πάλι ότι η μέθοδος κωδικοποίησης σε αρχείο mp3 καθορίζει σε πολύ μεγάλο βαθμό και την ποιότητα του αρχείου αυτού. Σε αυτό θα αναφερθούμε παρακάτω γιατί θέλουμε εδώ να αναδείξουμε ότι σε πολύ μεγάλο βαθμό τα πρότυπα ψηφιακής κωδικοποίησης ήχου (τα mp3 κυρίως)δεν μπορούν να καταγράψουν και συνεπώς να αναπαράγουν με απόλυτο τρόπο οποιαδήποτε πηγή ήχου σε φυσική μορφή όπως το CD ή ο δίσκος βινυλίου. (μπορούν πάντως τα αρχεία flac και ape). 

Πριν αναφερθούμε στις ψηφιακές μορφές αρχείων είναι σημαντικό να τονίσουμε και το εξής: Μια οποιαδήποτε κακή πηγή ήχου παραμένει κακή πηγή ήχου. Η περίπτωση να διαθέτουμε έναν πολύ ποιοτικό ηχητικό εξοπλισμό, δεν εξισορροπεί το πρόβλημα της κακής ποιότητας της πηγής αλλά το αναδεικνύει σε ακόμα μεγαλύτερο βαθμό. Ένα αρχείο το οποίο έχει συμπιεστεί από κάποια «σπασμένη» έκδοση ενός converter με πολύ κακή ανάλυση και πολλές φορές, δεν είναι δυνατό να αναπαραχθεί καλύτερα λόγω του ότι εμείς το έχουμε αντιγράψει σε CD και μετά το αναπαράγουμε σε κάποιο πολύ ποιοτικό cd player. Απλά θα αναδείξουμε ακόμα περισσότερο την πολύ κακή ποιοτικά καταγραφή του μουσικού αρχείου και το αποτέλεσμα θα είναι ακόμα χειρότερο.


Η πηγή που δεν αμφισβητείται για την ποιότητά της είναι η αναλογική πηγή καταγραφής και αναπαραγωγής, με πιο διάσημο εκπρόσωπο το γνωστό σε όλους μας βινύλιο. Στο δίσκο βινυλίου τα ηχητικά δεδομένα αποθηκεύονται πάνω σε μια σπειροειδή αυλάκωση η οποία ξεκινά από την άκρη του δίσκου καταλήγοντας στο κέντρο αυτού. Τα τοιχώματα της αυλάκωσης είναι αναλογικά χαραγμένα σε σχέση με τη συχνότητα και το πλάτος κύματος του ήχου. Για την αναπαραγωγή τοποθετείται ακίδα (βελόνα) στην αυλάκωση και περιστρέφεται ο δίσκος . Η μετατροπή των ιχνών σε ήχο γίνεται με ηλεκτρομηχανικά μέσα. Το συγκριτικό του πλεονέκτημα είναι ότι ο δίσκος βινυλίου καταγράφει ένα μεγάλο εύρος συχνοτήτων, μεγαλύτερο από το ανθρώπινο ακουστικό φάσμα, με αποτέλεσμα να ρέει πιο φυσικά ο ήχος κατά την ακρόαση. Οι δίσκοι βινυλίου χρειάζονται για να αναπαραχθούν τις συσκευές πικάπ. Μια ποιοτική συσκευή πικάπ θα αναδείξει την ήδη υπάρχουσα ποιοτική πηγή μας αλλά ο μεγάλος όγκος της και το βάρος της είναι ένας ανασταλτικός παράγοντας καθώς δυσκολεύει τη μεταφορά της. Μεγάλη μέριμνα χρειάζεται να δώσουμε και στην ακίδα της συσκευής πικάπ για να μην σκονίζεται αλλά και να μην στραβώνει καθώς επίσης και στο πλατώ της πάνω στο οποίο τοποθετείται ο δίσκος βινυλίου. Ο δίσκος βινυλίου με τη σειρά του παρουσιάζει τα εξής θέματα: Αν οι αυλακώσεις δεν προσεχθούν και φθαρούν, διαβρωθούν ή και σκονιστούν με κάποιον τρόπο σε κάποια σημεία ,η ακίδα που τοποθετείται για την αναπαραγωγή των δεδομένων παρακάμπτει σε αυτά τα σημεία την αναπαραγωγή και έτσι δεν ακούγεται ολοκληρωμένο το τραγούδι. Επίσης αυτές οι αυλακώσεις αλλοιώνονται μετά από κάποιο αριθμό αναπαραγωγών ή αν με κάποιο τρόπο γρατζουνιστούν, δημιουργούν και πάλι προβλήματα στα τραγούδια. Ειδική μέριμνα χρειάζεται στην ταξινόμηση τους καθώς θα πρέπει να τοποθετούνται με κεκλιμένη στάση καθώς αν τοποθετούνται στοιβαγμένοι, στραβώνουν και δεν μπορούν να αναπαραχθούν και πάλι. Δυσκολία υπάρχει και στη μεταφορά τους λόγω του μεγάλου όγκου τους. Εδώ να πούμε ότι στα αναλογικά μέσα αναπαραγωγής είναι και η κασσέτα όμως σε καμία περίπτωση δεν φτάνει σε ποιότητα καταγραφής και αναπαραγωγής το δίσκο βινυλίου. Τα δεδομένα της αποθηκεύονται σε μια μαγνητική ταινία η οποία είναι πολύ ευαίσθητη σε αλλοιώσεις ενώ και τα κασετόφωνα που είναι τα μέσα αναπαραγωγής της θεωρούνται πολύ ξεπερασμένα και πολύ αναξιόπιστα.


Όπως είχαμε αναφέρει και στη εισαγωγή μας, σήμερα τα πιο διαδεδομένα μέσα αναπαραγωγής και καταγραφής μουσικών αρχείων είναι τα ψηφιακά. Ο γνωστός σε όλους μας ψηφιακός δίσκος ( compact disc ή CD) ουσιαστικά ήρθε για να αντικαταστήσει τον δίσκο βινυλίου αλλά και τα προβλήματα που παρουσίαζε αυτός όπως τα αναφέραμε παραπάνω. Το CD λοιπόν καταφέρνει να υπερτερεί σε σημεία όπως η μεγαλύτερη ευκολία μεταφοράς του λόγω του μικρού όγκου του, η μεγαλύτερη σε διάρκεια καταγραφή μη συμπιεσμένων μουσικών αρχείων έναντι του βινυλίου (έως και 80 λεπτά ανά ψηφιακό δίσκο έναντι λιγότερο από 40 του βινυλίου), μεγαλύτερη ανθεκτικότητα καθώς η ανάγνωση και συνεπώς η αναπαραγωγή των μουσικών δεδομένων γίνεται με λέιζερ που ναι μεν και αυτά είναι ιδιαίτερα ευαίσθητα όπως θα αναλύσουμε και παρακάτω αλλά όχι στον ίδιο βαθμό με το βινύλιο. Σημαντικό επίσης πλεονέκτημα είναι το χαμηλότερο κόστος καταγραφής και ηχογράφησης των μουσικών δεδομένων. Επίσης τα μέσα αναπαραγωγής του, τα γνωστά σε όλους cd και dvd players είναι μικρότερα σε όγκο και πιο εύκολα στη μεταφορά τους. Μεγάλη βεβαίως είναι και η πιστότητα καταγραφής των μουσικών δεδομένων όχι όμως στο βαθμό του δίσκου βινυλίου. Συγκριτικά με το βινύλιο έχουμε να παρατηρήσουμε και τα εξής: Τα μουσικά δεδομένα του βινυλίου μπορούν μεν να συμπιεστούν σε όλες τις μορφές ψηφιακών αρχείων αλλά κάποιος που χρησιμοποιεί δίσκο βινυλίου είναι σίγουρος για την πιστότητα καταγραφής των μουσικών δεδομένων καθώς δεν μπορεί ναι γίνει αντιγραφή τους σε άλλο δίσκο βινυλίου.. Σε όλα τα άλλα μέσα καταγραφής παίζουν ρόλο πολλές παράμετροι που επηρεάζουν την πιστότητα καταγραφής και επομένως και αναπαραγωγής των μουσικών δεδομένων. Σχετικά με τον ψηφιακό δίσκο η πιστότητα μπορεί να επηρεαστεί από κάποιο κατώτερης ποιότητας λογισμικό που έχει τη δυνατότητα αντιγραφής ψηφιακών δίσκων ή από την ίδια την ποιότητα του ψηφιακού δίσκου στον οποίο θα καταγραφούν τα αντιγραμμένα ψηφιακά δεδομένα, από την ίδια τη συσκευή αντιγραφής από ψηφιακό δίσκο σε ψηφιακό δίσκο αλλά και την ποιότητα των δεδομένων της αρχικής πηγής που καλούμαστε να αντιγράψουμε. Για παράδειγμα εάν ένα μουσικό άλμπουμ έχει αντιγραφεί πολλές φορές σε ψηφιακό δίσκο αντιγραφής (CD-R, CD-RW) είναι σίγουρο ότι θα επηρεαστεί η καταγραφή και η αναπαραγωγή των μουσικών δεδομένων του συγκριτικά με ένα γνήσιο ψηφιακό δίσκο που έχει καταγράψει τα δεδομένα του από την αρχική πηγή της ηχογράφησης τους. Αποφεύγουμε λοιπόν και εδώ τα « σπασμένα» προγράμματα και φροντίζουμε να διαθέτουμε τις γνήσιες εκδόσεις των προγραμμάτων αυτών. Μην ξεχάσουμε να αναφέρουμε και την φυσική φθορά την οποία μπορούν να υποστούν οι ψηφιακοί δίσκοι αν για παράδειγμα βραχούν ή σκονιστούν αλλά και αν γρατζουνιστούν, χάνουν μέρος των δεδομένων τους και άρα μπορεί ένα τραγούδι να μην μπορεί να αναπαραχθεί ολοκληρωμένα από το λέιζερ που «διαβάζει» τα δεδομένα.


Ιδιαίτερη θα πρέπει να είναι και η μεριμνά μας για τα cd players καθώς θα πρέπει να φροντίζουμε για να αυξήσουμε τη διάρκεια ζωής τους, να καθαρίζουμε τα λέιζερς τους ανά τακτά χρονικά διαστήματα με κάποια διαδικασία που γίνεται από ειδικευμένους επισκευαστές γιατί με τη σκόνη φθείρονται ενώ εδώ πρέπει να παρατηρήσουμε ότι τα αντιγραμμένα cd επιβαρύνουν πιο πολύ τα λέιζερς καθώς έχουν μικρότερη ανάκλαση κατά τη διαδικασία αναπαραγωγής των δεδομένων.


Φτάνουμε πλέον στα πιο σύγχρονα μουσικά ψηφιακά αρχεία. Πιο γνωστά τα mp3 και τα αρχεία flac. Αναφέραμε παραπάνω ότι ο τρόπος καταγραφής και συνεπώς απόδοσης του ηχητικού αποτελέσματος σε αρχεία mp3 είναι ικανοποιητικός αλλά και σίγουρα απωλεστικός. Αυτό γιατί αφορά συμπιεσμένα αρχεία ήχου. Ο τρόπος κωδικοποίησης των μουσικών δεδομένων σε αρχεία mp3 είναι καθοριστικός. Από το πρόγραμμα συμπίεσης αρχείων που θα επιλέξουμε μέχρι βέβαια την διαθέσιμη πηγή του αρχείου που θα μετατρέψουμε σε mp3 αλλά και την ανάλυση κωδικοποίησης που θα επιλέξουμε. Επίσης το πρόγραμμα αναπαραγωγής αρχείων που θα εμπιστευθούμε την αναπαραγωγή των αρχείων mp3 είναι καθοριστικός στην ποιότητα αναπαραγωγής τους. Η ποιότητα της καταγραφής σε αρχείο mp3 είναι άρρηκτα συνδεδεμένη με το ρυθμό bit, δηλαδή τον αριθμό των bit της κωδικοποιημένης πληροφορίας τα οποία αναπαριστούν το κάθε δευτερόλεπτο ήχου. Τυπικά, οι ρυθμοί αυτοί είναι μεταξύ των 128 και 320 kbit/δευτ. Αντίθετα ο ασυμπίεστος ήχος όπως αποθηκεύεται σε έναν ψηφιακό δίσκο (CD) έχει ρυθμό bit 1411.2 kb/ δευτ (16bit ανα δείγμα Χ 44100 δείγματα το δευτερόλεπτο Χ 2 κανάλια). Η ποιότητα επίσης εξαρτάται και από την ποιότητα του προγράμματος κωδικοποίησης και την δυσκολία της μετατροπής του σήματος που κωδικοποιείται (συμπιέζεται). Ένα πρότυπο mp3 έχει ελάχιστους περιορισμούς στους αλγόριθμους κωδικοποίησης που αυτό πέρα από την τεράστια χρηστικότητά του μπορεί και να σημαίνει ότι διαφορετικοί κωδικοποιητές μπορεί να αποφέρουν διαφορετικές ποιότητες, ακόμα και έχοντας παρόμοιους ρυθμούς bit. Το όριο στο οποίο το MP3 ακούγεται χωρίς να ξεχωρίζει (από το ανθρώπινο ακουστικό φάσμα) από τον αρχικό ήχο, μπορεί να εκτιμηθεί περίπου στα 128Kbps χρησιμοποιώντας καλούς κωδικοποιητές σε ένα τυπικό κομμάτι μουσικής. Ένα πιο απαιτητικό πάντως μουσικό κομμάτι είναι προτιμότερο να έχει όριο τα 192Kbps ενώ η μέγιστη ποιότητα του mp3 και με την μεγαλύτερη πιστότητα καταγραφής είναι το όριο των 320 Kbps.Όπως και με όλες τις μορφές απωλεστικής συμπίεσης, κάποια δείγματα δεν είναι δυνατόν να κωδικοποιηθούν ώστε να μην γίνονται αντιληπτά από όλους τους χρήστες. Μια εναλλακτική απεικόνιση της κωδικοποίησης είναι η χρήση του VBR (κυμαινόμενου ρυθμού bit). Αυτό στοχεύει σε μια σταθερή ποιότητα ήχου και μεταβάλει ανάλογα τον ρυθμό Bit.
Καταλήγουμε και πάλι στα εξής πολύ σημαντικά: Διαφέρει mp3 αρχείο σε mp3 ακόμα και της ίδιας ανάλυσης (παράδειγμα 128 Kbps) κάτι που οφείλεται σε πολλές παραμέτρους: Καταρχήν από την ποιότητα του προγράμματος κωδικοποίησης. Αυτό σημαίνει πρακτικά ότι και πάλι αποφεύγουμε «σπασμένα» λογισμικά που χρησιμοποιούνται γι’αυτό και χρησιμοποιούμε τις γνήσιες εκδόσεις αυτών των λογισμικών για να πετύχουμε όσο το δυνατόν πιο ποιοτικό αποτέλεσμα. Η ποιότητα όμως του προγράμματος συμπίεσης προσκρούει με τη σειρά της στην ποιότητα της αρχικής μας πηγής. Για παράδειγμα αν εμείς αποκωδικοποιήσουμε ένα αρχείο mp3 σε ανάλυση 320 Kbps αλλά η αρχική πηγή είναι ένα αρχείο mp3 128 Kbps, τότε απλά έχουμε επιτύχει μια πιο ποιοτική αποκωδικοποίηση αυτών των 128 Kbps. Τα μεγάλα πλεονεκτήματα βέβαια που απολαμβάνουν οι χρήστες των mp3 είναι ότι αποφεύγουν τη φυσική φθορά των αρχείων αλλά και τον ελάχιστο χώρο που καταλαμβάνουν (απλά σε κάποιο μέσο ψηφιακής αποθήκευσης) και συνεπώς και την εύκολη μεταφορά τους.


Οι ίδιες παρατηρήσεις μπορούν να αναφερθούν και για όλες τις μορφές ψηφιακών μουσικών αρχείων απωλεστικής συμπίεσης όπως τα vgf, ogg, vorbis απλά τα τελευταία δεν είναι συμβατά με τόσα πολλά μέσα και λογισμικά ψηφιακής αναπαραγωγής για αυτό δεν είναι και τόσο διαδεδομένα. Υπάρχουν όμως και μη απωλεστικοί αλγόριθμοι συμπίεσης όπως τα αρχεία FLAC και APE τα οποία προσφέρουν ίδιο ρυθμό bit όπως ένας ασυμπίεστος ψηφιακός δίσκος. Αυτό όμως τα καθιστά πιο ογκώδη ψηφιακά αρχεία όσον αφορά την αποθήκευση τους σε κάποιο σκληρό δίσκο ή σε κάποιο άλλο ψηφιακό μέσο αποθήκευσης καθώς και το ότι παρατηρούμε λιγότερες εναλλακτικές λύσεις λογισμικών αναπαραγωγής τους. Εννοείται και σε αυτές τις περιπτώσεις είναι καθοριστική η αρχική πηγή την οποία θα αποκωδικοποιήσουμε σε αυτά τα αρχεία.


Κλείνοντας να τονίσουμε ότι κατά την αναπαραγωγή των παραπάνω ψηφιακών αρχείων παρατηρούνται πολλά προβλήματα με κυριότερη την κυμαινόμενη ένταση του ήχου ακόμα και από αρχεία της ίδιας ανάλυσης. Αυτό συμβαίνει γιατί ναι μεν μπορεί να έχουμε χρησιμοποιήσει το ίδιο πρόγραμμα κωδικοποίησης αλλά η αρχική πηγή από την οποία να κωδικοποιήσαμε τα αρχεία να διαφέρει στην καταγεγραμμένη ένταση του ήχου αναπαραγωγής της. Υπάρχουν λοιπόν λογισμικά τα οποία εντοπίζουν αυτές τις διαφορές και τις εξομαλύνουν ούτως ώστε να είναι ομαλές οι αλλαγές κατά τη διάρκεια της εναλλασσόμενης αναπαραγωγής τους. Αναφέρουμε και πάλι ότι και σε αυτή την περίπτωση κάποια γνήσια έκδοση αντίστοιχου λογισμικού μας προσφέρει πολύ μεγαλύτερη αξιοπιστία. Ας μην ξεχάσουμε να αναφέρουμε επίσης ότι πολύ μεγάλο ρόλο στην ικανότητα αναπαραγωγής ψηφιακών αρχείων, παίζει η ποιότητα του software και hardware του υπολογιστή μας αλλά και το πόσο επιβαρυμένος είναι ο υπολογιστής μας από άλλα προγράμματα. Μεριμνά μας θα πρέπει να είναι η διαρκής φροντίδα όλων αυτών για να ελαχιστοποιήσουμε όλα τα προβλήματα που μπορεί να προκύψουν από την ασχολία μας ή το επάγγελμά μας.