Введение

Бесперебойное воспроизведение последовательных аудиодорожек — это непрерывное воспроизведение последовательных аудиодорожек, при котором сохраняются относительные временные интервалы исходного аудиоматериала при переходе между дорожками. Для того чтобы эта функция была полезной, нежелательно наличие других артефактов (помимо связанных с временными интервалами) на границах дорожек. Бесперебойное воспроизведение распространено на компакт-дисках, грампластинках и магнитных лентах, но не всегда поддерживается другими форматами, использующими сжатый цифровой звук. Отсутствие бесперебойного воспроизведения может раздражать слушателей музыки, где треки должны плавно переходить друг в друга, например, в классической музыке (особенно в опере), прогрессивном роке, концептуальных альбомах, электронной музыке и живых записях с шумом публики между треками.

Задержка воспроизведения

Различные программные, прошивки и аппаратные компоненты могут приводить к значительной задержке при начале воспроизведения трека. Если это не учитывается, слушатель остается в тишине, пока проигрыватель извлекает следующий файл (см. время доступа к жесткому диску), обновляет метаданные, декодирует первый блок, прежде чем данные поступят в аппаратный буфер. Этот промежуток может составлять до полусекунды и более – что особенно заметно в «непрерывной» музыке, например, в некоторых классических или танцевальных жанрах. В крайних случаях аппаратное обеспечение даже перезагружается между треками, создавая короткий щелчок. Чтобы учесть всю цепочку задержек, начало следующего трека в идеале должно быть предварительно декодировано до окончания текущего. Два декодированных фрагмента аудио должны непрерывно передаваться в аппаратное обеспечение во время перехода, как если бы треки были склеены программно. Многие старые аудиоплееры на персональных компьютерах не поддерживают необходимую буферизацию для воспроизведения без пауз. Некоторые из них используют сторонние плагины для обеспечения бесшовного воспроизведения, чтобы буферизировать вывод. Большинство современных плееров и новые версии старых плееров теперь поддерживают воспроизведение без пауз напрямую.

Артефакты сжатия

Схемы сжатия аудио с потерями, основанные на перекрывающихся временных/частотных преобразованиях, добавляют небольшое количество тишины в начале и конце каждой дорожки. Эта тишина увеличивает продолжительность воспроизведения сжатых аудиоданных. Если её не обрезать при воспроизведении, две последовательно воспроизведенные тишины на границе треков будут восприниматься как пауза в исходном аудиоконтенте. Форматы сжатия без потерь не подвержены этой проблеме. Для некоторых аудиоформатов (например, Ogg Vorbis), где начало и конец точно определены, эта тишина автоматически удаляется в процессе декодирования. Другим форматам могут потребоваться дополнительные метаданные, чтобы проигрыватель мог сделать то же самое. Популярный формат MP3 не предусматривает способа записи информации о величине задержки или тишины для последующего удаления. Кроме того, задержка, вносимая кодировщиком, может различаться в зависимости от кодировщика, что затрудняет автоматическое удаление. Даже если две дорожки декодируются и объединяются в одну, между ними обычно остаётся пауза.

CD записывается в режиме TAO

Аудио-CD можно записывать в режиме записи диска целиком (DAO) или записи трека целиком (TAO). Последний более гибкий, но имеет недостаток – между треками добавляется примерно 2 секунды тишины. Режим записи диска целиком (DAO) позволяет записать весь CD в одной непрерывной сессии, без пауз между треками. Этот режим подходит, когда требуется непрерывное воспроизведение без прерываний между песнями. DAO обычно используется для живых записей, диджей-миксов или концептуальных альбомов, где треки плавно переходят друг в другой.

Точное воспроизведение без пробелов

В отличие от эвристических методов, под точным воспроизведением без пропусков обычно подразумевают гарантированное совпадение времени воспроизведения с исходным материалом. Согласно этому определению, проигрыватель, обеспечивающий точное воспроизведение без пропусков, не должен вносить ни пропуски, ни наложения (кроссфейды) между последовательными треками и не должен полагаться на предположения. Помимо учета задержки воспроизведения, точность в данном случае заключается в том, чтобы обрабатывать данные без потерь без изменений и удалять необходимое количество дополнений из данных с потерями. Это невозможно для файловых форматов со слабо определенными спецификациями кодировщика и отсутствием метаданных, а значит, и для кодировщиков – возможности записать длительность лишней тишины.

Приблизительные методы

Некоторые музыкальные проигрыватели используют эвристики для обнаружения тишины между треками и обрезки аудио по мере необходимости при воспроизведении. Из-за потери временного разрешения при использовании сжатия с потерями этот метод неточен. В частности, тишина не является абсолютно нулевой. Если порог тишины установлен слишком низко, некоторые периоды тишины могут остаться незамеченными. Если порог слишком высок, могут быть удалены целые фрагменты тихой музыки в начале или конце трека. Алгоритмы цифровой обработки сигналов (DSP) также могут использоваться для плавного перехода между треками. Это устраняет пробелы, которые некоторые слушатели считают раздражающими, но также значительно изменяет звуковой сигнал, что может негативно сказаться на качестве прослушивания. Некоторые слушатели считают эти эффекты более неприятными, чем сами пробелы, которые пытаются устранить. Например, плавный переход не подходит для файлов, которые уже не имеют пробелов, поскольку в этом случае переход может показаться искусственно коротким и нарушить ритм. Кроме того, в зависимости от длительности необрезанной тишины и используемого алгоритма плавного перехода, это может привести к значительному снижению громкости. Эти методы сводят на нет смысл намеренного разделения между треками. Не все альбомы являются миксовыми; чаще всего между несвязанными треками существует эстетическая пауза. Кроме того, исполнитель может намеренно оставлять тишину для создания драматического эффекта, которую, возможно, следует сохранять независимо от наличия границы трека. По сравнению с точным беззазорным воспроизведением, эти методы представляют собой иной подход к ошибочной тишине в аудиофайлах, однако другие необходимые функции остаются прежними. Тем не менее, этот подход требует больше вычислительных ресурсов. В портативных цифровых аудиоплеерах это приводит к сокращению времени автономной работы.

Обходные пути пользователя

Общим решением является объединение последовательных треков в один файл с использованием cue-листов (или аналогичных средств) для навигации. Хотя этот метод обеспечивает бесшовное воспроизведение последовательных треков, он может быть неудобен из-за потенциально большого размера полученного сжатого файла. Более того, если программное или аппаратное обеспечение для воспроизведения не распознает cue-листы, навигация между треками может оказаться сложной. Существует возможность добавления метаданных для бесшовного воспроизведения в существующие файлы. Если известен кодировщик, можно попытаться определить его задержку. Также, если сжатие выполнялось из CD-аудио, исходная длина воспроизведения будет кратна 588 семплам – размеру одного сектора CD. Таким образом, можно также оценить общее время воспроизведения. Добавление такой информации в аудиофайлы позволит обеспечить точное бесшовное воспроизведение в поддерживающих это проигрывателях.