Después del MP3, ¿qué códecs de audio están preparados para convertirse en el nuevo estándar? Hablemos de la compresión, los códecs de audio modernos y el futuro del audio.
En 2017 expiraron las patentes de MP3, en poder del Instituto Fraunhofer. A medida que avanza el 2018, más y más fabricantes buscan soporte para el códec. El formato MP3 es uno de los códecs de audio más conocidos y fue en gran parte responsable de la explosión del mundo del audio digital.
Sin el MP3, ¿qué códecs están en la mejor posición para convertirse en el nuevo estándar de la industria?
En este artículo, examinaremos los conceptos básicos de los códecs, echaremos un vistazo a los formatos de audio de renombre actuales y, finalmente, echaremos un vistazo especulativo a las próximas décadas de códecs de audio.
¿Qué son los códecs de audio?
Codec es la abreviatura de codificar/decodificar. Pueden ser hardware o software:ambos toman la entrada de señal analógica y la convierten a un formato digital. La función de decodificación es exactamente el mismo proceso pero invertido para permitir que el flujo de datos digitales se convierta en ondas de sonido analógicas para la salida.
Hay tres categorías de códec:sin comprimir, con pérdida y sin pérdida.
- Sin comprimir: Los archivos de audio sin comprimir codifican la señal de entrada de audio completa en un formato digital capaz de almacenar la carga completa de los datos entrantes. Ofrecen la más alta calidad y capacidad de archivo a costa de archivos de gran tamaño y alta latencia (reproducción en tiempo no real), lo que impide su uso generalizado en muchos casos.
- Con pérdidas: Los archivos con pérdida se codifican de manera diferente a los archivos sin comprimir. La función esencial de la conversión de analógico a digital sigue siendo la misma en las técnicas de codificación con pérdida. Con pérdida difiere de sin comprimir, ya que la frecuencia de las ondas sonoras de entrada se muestrean hasta un valor digital aproximadamente similar. La suma total de todos estos posibles valores digitales le da al códec lo que se conoce como su profundidad de bits. La profundidad de bits del códec, 16 bits o 24 bits más comúnmente, determina la precisión con la que se "cuantifica" el sonido:el proceso de muestreo utilizado para redondear las ondas de sonido entrantes a sus valores más cercanos. Los códecs con pérdida desechan una cantidad considerable de la información contenida en las ondas de sonido originales. Debido a esto, los archivos de audio con pérdida son mucho más pequeños que los que no están comprimidos y ofrecen una latencia de reproducción mucho más baja, lo que permite su uso en escenarios de audio en vivo.
- Sin pérdidas: La codificación sin pérdida se erige como el término medio entre sin comprimir y con pérdida. Otorga una calidad de audio similar al sin comprimir en tamaños significativamente reducidos. Los códecs sin pérdidas logran esto al comprimir el audio entrante de una manera no destructiva al codificar antes de restaurar la información sin comprimir al decodificar.
Historia de los códecs de audio
Desde la primera grabación de audio conocida en 1860 en un Phonautograph, la tecnología de grabación y reproducción de audio ha estado en constante cambio. El siglo XX introdujo la era de los ingenieros y grabadores de sonido profesionales, la era de la transmisión de audio a través de ondas de radio, avances masivos en calidad y tecnología de audio, y un crecimiento continuo en la industria del audio y el comercio en general.
En 1982, el mundo del audio dio sus primeros pasos hacia el nuevo milenio con el primer formato de audio digital:el disco compacto. Basado en la innovadora tecnología de modulación de código de pulso (PCM), el CD pudo almacenar ondas de sonido analógicas como valores digitales "cuantificándolas" a su valor digital compatible más cercano.
La modulación de código de pulso provocó una nueva era de innovación para los formatos de audio digital. En una década, los códecs modernos reconocibles como MP3 y WAV estaban ganando terreno. A principios de la década de 2000, se produjo la primera ola de códecs de audio sin pérdidas que aumentaron aún más la calidad digital sin sacrificar archivos de gran tamaño.
Pero estos formatos superiores no estaban preparados para la moda de los reproductores de MP3 de principios de los 2000. El iPod de Apple llevó a las masas al mundo del audio digital y el MP3 se convirtió en el estándar para la reproducción de audio en todo el mundo.
Con la muerte del MP3, ¿qué códec está mejor preparado para ocupar su lugar? ¿Qué posibilidades aporta la tecnología moderna al potencial de los futuros códecs de audio?
Los códecs de hoy
Hoy en día, hay muchos códecs de audio que se usan intensamente en una miríada de industrias. Muchas de las entradas en esta lista se introdujeron hace décadas, pero hay algunos códecs nuevos que arrojan luz sobre el potencial que depara el futuro de los códecs de audio.
- AMR:velocidad múltiple adaptativa: La familia de códecs AMR es uno de los formatos de audio más utilizados en el mundo. Esto se debe en gran parte a que es el estándar de audio de facto en los teléfonos móviles. AMR está optimizado para voz, lo que significa que es un códec de baja calidad, bajo ancho de banda y baja latencia. AMR no fue desarrollado para música o grabación o reproducción de audio de alta calidad.
- FLAC:códec de audio totalmente sin pérdidas: Muchos consideran que FLAC es la mejor versión de MP3. Comprime archivos a tamaños notablemente pequeños y lo hace sin que se perciba ninguna pérdida en la calidad del audio. Los archivos FLAC son muy livianos y versátiles y se pueden reproducir en cualquier dispositivo que pueda reproducir archivos MP3. Y es de código abierto, que gana todo tipo de premios en mi libro, en particular las implementaciones de terceros del códec y sus funciones.
- WAV:formato de archivo de audio de forma de onda: El formato de archivo de audio de forma de onda, comúnmente abreviado como WAV, ha sido un caballo de batalla de la industria durante casi tres décadas. El secreto de su poder de adherencia es la simplicidad y durabilidad del códec. Los WAV generalmente ofrecen audio sin comprimir de la más alta calidad sin necesidad de transcodificación. Su estabilidad significa que, a menudo, los archivos WAV que han sido dañados o corrompidos aún se reproducirán.
- ALAC:códec sin pérdidas de Apple: Lanzado en 2004, Apple Lossless Codec, o Apple Lossless, admite ocho canales de audio con una profundidad de hasta 32 bits y una frecuencia de muestreo máxima de 384 kHz. En 2011, Apple hizo que ALAC fuera de código abierto y libre de regalías.
- AAC:codificación de audio avanzada: AAC fue creado por el Instituto Fraunhofer, los mismos ingenieros detrás de la compresión de MP3. Con el vencimiento de MP3 a principios de este año, el Instituto Fraunhofer recomienda AAC como su códec de reemplazo. AAC es un formato con pérdida cuyo principal punto de venta es su calidad de sonido significativamente mayor que el MP3 a las mismas tasas de bits.
- DSD:Transmisión digital directa: DSD es un códec de audio de alta calidad único. La tecnología subyacente detrás de DSD es un poco diferente a la modulación de código de pulso estándar que se encuentra en la mayoría de los otros códecs. DSD emplea codificación de modulación de densidad de pulso, lo que reduce la resolución del flujo de bits y aumenta la frecuencia de muestreo a 2,8 millones de veces por segundo, para generar la señal de audio. DSD tiene un uso limitado en el mundo del audio y sirve principalmente como un códec para audiófilos que se reproduce en hardware especializado.
- Obra: Opus es el códec más moderno para hacer esta lista. Lanzado en 2012, fue desarrollado para servir como un estándar único para varias aplicaciones donde antes había múltiples. Opus se creó teniendo en cuenta las necesidades del mundo moderno; el centro de su filosofía es el audio de alta calidad y baja latencia adecuado para las comunicaciones en red y las actuaciones musicales en directo. Su latencia se puede reducir a tan solo 5 ms; en comparación, la mayoría de los demás códecs apenas pueden ofrecer 100 ms de latencia.
Cada año trae nuevas variaciones y sabores de la nueva tecnología de códecs, pero ¿qué debemos buscar en un nuevo estándar para la distribución masiva de audio?
El futuro
Si bien la gran cantidad de formatos para elegir hoy en día puede ser abrumadora, ha llegado el momento de comenzar a establecer expectativas para los códecs que vendrán. Hay mucho que aprender de los códecs del pasado reciente y más lejano. La simplicidad confiable y la funcionalidad universal de WAV, el modelo de código abierto totalmente sin pérdidas de FLAC, la optimización de Opus para voz y audio en general:la tecnología ha cambiado radicalmente, entonces, ¿por qué no deberían hacerlo nuestros códecs?
Un códec de ensueño
Esto es lo que estoy buscando en un futuro códec de audio ideal:
- Seguro: Hace uso de todas las tecnologías criptográficas y de seguridad modernas.
- Abierto: De código abierto y totalmente documentado.
- Soporte universal: Se puede grabar y reproducir sin necesidad de hardware o software nuevo.
- Totalmente sin pérdidas: Ligero y de alta calidad.
- Multiuso: Optimizado para uso de voz y audio en general.
- Alta resolución: Compatibilidad con las resoluciones de grabación más altas posibles.
Si bien la mayoría de estos parámetros ideales existen en los códecs actuales, ningún códec único ha unido todas estas especificaciones de manera significativa. Esperemos que el futuro sea más abierto, más usable, más funcional y suene genial para empezar.
En la próxima década, los códecs de audio que van más allá de los límites se volverán más comunes. La tecnología subyacente de codificación y decodificación avanza y evoluciona, fusionándose con otras ciencias y disciplinas a medida que avanza.
Dudo que el mundo del audio vuelva a ver un solo códec "estándar de la industria". Predigo que los formatos de audio continuarán desarrollándose en nichos de la misma manera que lo han hecho los códecs de video. Esto permitirá una mayor facilidad de uso y una mayor especialización de tareas, lo que supondrá avances significativos en la optimización de la canalización de audio.
Pase lo que pase, la columna vertebral tecnológica de la producción y reproducción de audio está atrasada para alinearse. Si se mantienen las tendencias actuales, es muy probable que el mundo del audio sea irreconocible en 10 años.