Тегін және ашық кодты аудио кодек - Vorbis

Кіріспе

Рұқсат алынбайтын жоғалтулы аудио коделеу форматы

Vorbis – Xiph.Org қоры бастаған еркін және ашық бастапқы кодты бағдарламалық жоба. Жоба аудио кодтау форматын және жоғалтулы аудио сығыстыруға арналған кодтаушы/декодерлеуші (кодек) бағдарламалық қамтамасыз етуді шығарады – libvorbis. Vorbis көбінесе Ogg контейнерлік форматымен бірге қолданылады, сондықтан оны көбінесе Ogg Vorbis деп атайды. Vorbis – 1993 жылы Крис Монтгомери бастаған аудио сығыстыруды дамытудың жалғасы. 1998 жылдың қыркүйегінде Fraunhofer қоғамы MP3 аудио форматы үшін лицензиялық төлемдерді енгізу жоспарларын жариялағаннан кейін қарқынды даму басталды. Vorbis жобасы Xiphophorus компаниясының Ogg жобасының (сонымен қатар OggSquish мультимедиалық жобасы) аясында басталды. Крис Монтгомери жобаны бастады, оған көптеген басқа да әзірлеушілер көмектесті. Олар Vorbis файл форматы 2000 жылдың мамырында 1.0 нұсқасы үшін тоқтатылғанға дейін бастапқы кодты жетілдіруді жалғастырды. Алғашында LGPL лицензиясымен берілген, 2001 жылы Vorbis лицензиясы Рихард Столлманның қолдауымен қабылдануын ынталандыру үшін BSD лицензиясына өзгертілді. Анықтамалық бағдарламалық қамтамасыз етудің тұрақты нұсқасы (1.0) 2002 жылдың 19 шілдесінде жарияланды. 2013 жылдың ақпанынан бастап Xiph.Org Vorbis-ті пайдалануды Opus кодегінің пайдасына тоқтату қажеттігін мәлімдеді, ол да Xiph.Org қорының жобасы және тегін, ашық бастапқы кодты. Vorbis-пен салыстырғанда, Opus Xiph.Org-тың өзінің және үшінші тараптың тыңдау сынақтары бойынша бірдей сығылу тиімділігіне және кодтау/декодаудың төмендеу уақытына (көбінесе интернет-телефония немесе тікелей эфирде ән айту сияқты нақты уақыт қосымшалары үшін жеткілікті, Vorbis-пен мұндай мүмкіндік сирек) қол жеткізе алады.

Атауы

Vorbis аты Терри Пратчеттің «Диск әлеміне кішкентай құдайлар» романындағы Exquisitor Vorbis кейіпкерінің құрметіне берілген. Ogg форматы Пратчеттің Нэнни Огг кейіпкерінің есімімен емес, Netrek компьютерлік ойынынан пайда болған жаргон сөзімен аталған. Vorbis ірі ұйымдардан қаржылық қолдау алмағандықтан, оның қолданылуы кең емес, бірақ Audacity сияқты бағдарламалар оны танымал форматтарға түрлендіре алады, ал ойындардағы қолдау біртіндеп жақсарып келеді. Vorbis форматы ашық бағдарламалық жасақтаманы қолдаушылардың арасында танымал. Олардың пікірінше, оның жоғары сапасы және патенттермен шектелмеген толық еркін болуы, оны патенттелген және шектеулі форматтардың орнын басатын тиімді құрал жасайды. Vorbis тұтыну тауарларында әртүрлі қолданысқа ие. Көптеген бейне ойындардағы дыбыстар Vorbis форматында сақталады, мысалы, Amnesia: The Dark Descent, Grand Theft Auto: San Andreas, Halo: Combat Evolved, Minecraft және World of Warcraft. Көптеген танымал бағдарламалық ойнатқыштар Vorbis дыбысын тікелей немесе қосымша плагин арқылы қолдайды. Оны Wikipedia сияқты көптеген веб-сайттар қолданады. Сондай-ақ, Jamendo және Mindawn, бірнеше ұлттық радиостанциялар мен Deutschlandradio да қолданады. Spotify аудио ағынды қызметі негізінен Vorbis және AAC форматтарын пайдаланады. Француздық Qobuz музыка сайты өз клиенттеріне Vorbis форматында сатып алынған әндерін жүктеу мүмкіндігін ұсынады, американдық Bandcamp музыка сайты да осы мүмкіндікті ұсынады.

Техникалық мәліметтер

+ 44.1 кГц стерео кірісі үшін сапа деңгейлеріндегі Vorbis номиналды биттік жылдамдығы. Жаңа libvorbis v1.2 әдетте осы мәндерден жақсы қысылады (іс жүзіндегі биттік жылдамдық өзгеруі мүмкін). Сапасы Номиналды биттік жылдамдығы Ресми Xiph. Org Foundation Vorbis q 1 45 кбит/с 48 кбит/с q0 64 кбит/с q1 80 кбит/с q2 96 кбит/с q3 112 кбит/с q4 128 кбит/с q5 160 кбит/с q6 192 кбит/с q7 224 кбит/с q8 256 кбит/с q9 320 кбит/с q10 500 кбит/с

Кодтау алгоритмінің сызбасы

Vorbis I – модификацияланған дискретті косинус трансформациясына (MDCT) негізделген, алға қарай бейімделетін монолитті трансформация кодегі. Vorbis дыбыс деректерін уақыт доменінен жиілік доменіне түрлендіру үшін модификацияланған дискретті косинус трансформациясын пайдаланады. Алынған жиілік домені деректері шу деңгейі мен қалдық компоненттерге бөлінеді, содан кейін код кітапшасына негізделген векторлық кванттау алгоритмі арқылы квантталып, энтропиялық кодталады. Декомпрессия алгоритмі осы кезеңдерді кері қайтарады. Шу деңгейіне негізделген тәсіл, Vorbis-ке біт-ағымы аудионы естілетін жоғалтусыз кодтауға жеткіліксіз болған кезде, аналогты шу сияқты қателік режимін береді. Төмен біт-ағымындағы сығылу артефактілерінің дыбысы үлкен кеңістіктегі дыбыс қайталануына ұқсас.

Контейнерлер пішімі

Vorbis ағындары Ogg-тан басқа да медиа контейнер форматтарында орналастырылуы мүмкін. Көп қолданылатын балама – Matroska. Ол WebM форматында да қолданылады, ол Matroska-ның бір бөлігіне негізделген контейнерлік формат. Vorbis ағындарын RTP жүк форматтарында да орналастыруға болады.

Метадеректер

Vorbis метадеректері, Vorbis түсініктемелері деп аталады, MP3 форматы үшін ID3 стандартында қолданылатын метадеректер тегтеріне ұқсас метадеректерді қолдайды. Метадеректер кез келген ұзындығы мен мөлшері бар байт тізбектерінің векторы түрінде сақталады. Вектордың мөлшері және әрбір тізбектің байттармен өлшенген мөлшері 232 − 1 (шамамен 4,3 миллиард, немесе 32 битпен көрсетілетін кез келген оң бүтін сан) артық болмайды. Бұл вектор Vorbis битағыны бастайтын екінші бас пакетте сақталады. Тізбектер UTF-8 кодировкасында жазылған деп есептеледі. Музыкалық тегтер әдетте "[ТЕГІ]=[МӘНІ]" пішіміндегі тізбектер түрінде жүзеге асырылады, мысалы, "ARTIST=The John Smith Band". Тег атаулары әріптердің үлкен не кішкентай болуына қарамастан бірдей қарастырылады, сондықтан "ARTIST=The John Smith Band" деп жазу "artist=The John Smith Band" деп жазумен тең. ID3 стандартының қазіргі нұсқасындағыдай, пайдаланушылар мен кодектеу бағдарламалық жасақтамасы контентке қатысты тиісті тегтерді қолдануға еркін. Мысалы, кодектеуші жергілікті тегтерді пайдалана алады, тікелей музыка жазбаларында "Venue=" тегі болуы мүмкін, ал файлдарда бірнеше жанр анықтамалары болуы мүмкін. Көптеген бағдарламалар диск нөмірі және ReplayGain ақпараты сияқты кең таралған де-факто стандарттарды да қолдайды.

Нұсқалар

төмендетілген битратпен кодтауды қолдайтын маңызды форк. aoTuV енгізген өзгерістер мерзімді түрде негізгі кодтауышқа қосылуы тиіс еді, бірақ бұл libvorbis 1.1 нұсқасында бір рет ғана орындалды, себебі келешектегі қосылулар "үзіліссіз уақытты қажет ететін, ал мен [Крис Монтгомери] мұндай уақытқа ие емеспін" дейді.

Лицензиялау

Vorbis-тің техникалық ережелері ашық қолжетімді. Xiph.Org Foundation Vorbis спецификациясын белгілеу және оған сәйкестікті растау құқығын өзінде сақтайды. Оның кітапханалары қайта қарастырылған 3 тармақты BSD лицензиясымен, ал құралдары GNU General Public License лицензиясымен таратылады. Алғашқыда кітапханалар GNU Lesser General Public License лицензиясымен шығарылған, бірақ Ричард Столлманның қолдауымен BSD лицензиясы таңдалды. Xiph.Org Foundation Vorbis-тің, барлық өнімдері сияқты, меншік форматтарымен байланысты лицензиялық немесе патенттік мәселелерден толыққанды босатылғанын мәлімдейді. Xiph.Org Foundation өзінің талаптарын қолдайтын патенттік іздеу жүргізгенін айтса да, сыртқы тараптар (әсіресе бәсекелес форматтардағы инженерлер) Vorbis-тің патенттелген технологиядан мүлдем азат екендігіне күмән білдірді. Xiph.Org Foundation Vorbis-тің патенттік жағдайы туралы ресми мәлімдеме жасаған жоқ, себебі мұндай мәлімдеме техникалық тұрғыдан мүмкін емес екенін, өйткені бар патенттердің саны мен ауқымы өте кең, ал олардың жарамдылығы да күмәнді. Мұндай мәселелерді сот арқылы ғана шешуге болады. Vorbis-ті Samsung, SanDisk, Rio, Neuros Technology, Cowon және iriver сияқты көптеген ірі цифрлық аудио ойнатқыштарының өндірушілері қолдайды.

Қолданбалық бағдарламалық қамтамасыз ету

Vorbis-ті қолдайтын бағдарламалық қамтамасыз ету көптеген платформалар үшін бар. Көп платформалы ашық кодты VLC медиаплеері мен MPlayer Ogg Vorbis файлдарын, сондай-ақ Winamp және foobar2000 ойната алады. Windows Media Player Vorbis-ті түпнұсқа түрде қолдамайды; алайда, DirectShow сүзгілері Vorbis-ті Windows Media Player-де және DirectShow-ті қолдайтын басқа Windows мультимедиа ойнатқыштарында декодтау үшін бар. Vorbis сонымен қатар аудио өңдеудің көп платформалы бағдарламалық жасақтамасы Audacity, FFmpeg, GStreamer және Helix DNA мультимедиалық платформаларында қолдайды. Vorbis Linux платформасында XMMS, xine, Amarok сияқты бағдарламаларда жақсы қолдау табады. Vorbis бағдарламалық қамтамасыз ету тізімін Xiph.org Foundation вики және Vorbis.com сайтында табуға болады. Пайдаланушылар осы бағдарламаларды сол викидегі Vorbis аудио ағындарының тізімімен сынап көре алады. Бағдарламалық медиа ойнатқыштардағы қолдау туралы қосымша ақпарат алу үшін медиа ойнатқыштардың салыстыруы бар. Кейбір жаңа Ubisoft ойындары Vorbis файлдарын файл атауының кеңейтімімен қайта аталады. Сондықтан оларды үйлесімді ойнатқышпен ойнатуға болады, бірақ кейде оларды дұрыс естіу үшін басқа үлгі алу жиілігін мәжбүрлеу керек. Архивтелген файлдардан дыбысты, мысалы, Myst IV: Revelation-тің m4b файлын алу үшін бірқатар құралдар бар. HTML 5 бастапқыда ұсынғандай, келесі веб-браузерлер <audio> элементін пайдаланып Vorbis аудиосын (қосымшасыз) қолдайды: Mozilla Firefox 3.5 (және кейінгі нұсқалары), Google Chrome (3.0.182.2 нұсқасынан бастап), SeaMonkey (2.0 нұсқасынан бастап). Opera 9.5-тің 2007 және 2008 жылдары шығарылған эксперименталды видео жинақтарында тек <video> қолдауы бар және Ogg бейне файлдарына енгізілген Vorbis аудионы ойнату мүмкіндігі бар. Opera 10.5 браузері Vorbis аудио, WAVE PCM аудио және Theora бейнесін қолдайды. 2015 жылдың қазан айында шыққан RPG Maker MV ойын дизайны бағдарламалық жасақтамасы – бұл бағдарламаның MP3 қолдауын Ogg Vorbis пайдасына тоқтатуға бірінші болып келіскен нұсқасы. 2017 жылдың қазан айында Microsoft Ogg медиа контейнерін және Theora және Vorbis медиа форматтарын Windows 10 және Xbox One үшін қосымша ретінде, Microsoft Store-да тегін қолжетімді етіп шығарды. + Vorbis-тің әртүрлі операциялық жүйелердегі қолдауы Microsoft Windows macOS Linux Android iOS Кодек қолдауы Matroska (.mka, .mkv) Windows 10 2018 жылғы қазан айындағы жаңарту (1809): WebM (.webm ресми түрде танылған) Windows 10 2019 жылғы мамыр айындағы жаңарту (1903): Ogg (.ogg ресми түрде танылған) қолданбаға байланысты Matroska (.mka, .mkv) WebM (.webm) Ogg (.ogg, .oga) Matroska (.mka, .mkv) WebM (.webm) Ескертулер Windows 10-да: Fall Creators Update (1709) және Web Media Extensions пакетін орнату қажет. 2018 жылғы сәуірдегі жаңарту (1803) Web Media Extensions алдын ала орнатылған күйінде, Microsoft Edge (EdgeHTML 17) <audio> тегтеріне енгізілген Vorbis аудиосын қолдайды. Universal Windows Platform қолданбаларында (Groove Music, Microsoft Movies & TV) қолданады. Windows Media Player-де қолдау жоқ. 2018 жылғы қазан айындағы жаңартуға (1809) дейін .ogg файл атауының кеңейтімі танылмады. (m4a сияқты псевдо файл кеңейтімімен ауыстырыңыз) iOS мультимедиа базасында түпнұсқа қолдау жоқ.

Software supporting Vorbis exists for many platforms. The multi platform open source VLC media player and MPlayer can play Ogg Vorbis files, as can Winamp and foobar2000. Windows Media Player does not natively support Vorbis; however, DirectShow filters exist to decode Vorbis in Windows Media Player and other Windows multimedia players that support DirectShow. Vorbis is also supported in the multi platform audio editing software Audacity, in the multi platform multimedia frameworks FFmpeg, GStreamer and Helix DNA. Vorbis is well supported on the Linux platform in programs like XMMS, xine, Amarok. A list of Vorbis supporting software can be found at the Xiph. Org Foundation wiki and Vorbis. com website. Users can test these programs using the list of Vorbis audio streams available on the same wiki. For more information about support in software media players there is a comparison of media players available. Some newer Ubisoft games use Vorbis files renamed with the filename extension It can therefore be played using a compatible player, although sometimes one must force a different sampling rate to hear it correctly. A number of tools are available for extracting sound from archived files such as the m4b of Myst IV: Revelation. As originally recommended by HTML 5, these web browsers natively support Vorbis audio (without a plug in) using the <audio> element: Mozilla Firefox 3.5 (and later versions), Google Chrome (from version 3.0.182.2), SeaMonkey (from version 2.0). Opera 9.5 experimental video builds released in 2007 and 2008 have only <video> support and play back Vorbis audio included in Ogg video files. Opera 10.5 browser has support for Vorbis audio, WAVE PCM audio and Theora video. The game design software RPG Maker MV, released in October 2015, is the first version of that program to drop MP3 support in favor of Ogg Vorbis. In October 2017, Microsoft released support for Ogg media container, and Theora and Vorbis media formats as an optional add on to Windows 10 and Xbox One, available for free in the Microsoft Store. + Vorbis support by different operating systems Microsoft Windows macOS Linux Android iOS Codec support Matroska (. mka, mkv) On Windows 10 October 2018 Update (1809): WebM (. webm is recognised officially) On Windows 10 May 2019 Update (1903): Ogg (. ogg is recognised officially) depends on application Ogg (. ogg) Matroska (. mka, mkv) WebM (. webm) Ogg (. ogg, oga) Matroska (. mka, mkv) WebM (. webm) depends on application Notes On Windows 10: Requires Fall Creators Update (1709) and installation of Web Media Extensions package. On April 2018 Update (1803) with Web Media Extensions preinstalled, Microsoft Edge (EdgeHTML 17) supports Vorbis audio embedded in <audio> tags. Supported on Universal Windows Platform apps (Groove Music, Microsoft Movies & TV). Unsupported on Windows Media Player. Up till October 2018 update (1809), the filename extension ogg was not recognised. (substitute with a pseudo file extension such as m4a) No native support in the iOS native multimedia framework.