Formatos de Arquivo – Arquivos de Áudio
E ai galera! E aqui estou eu mais uma semana, falando a vocês deste universo digital, que muito confunde alguns e tão complexo parece! Lógico que se estudado um pouco mais a fundo, este universo se simplifica e muito, afinal tudo que diz respeito a informática foi criado pelo homem, então com certeza é algo que nos faz sentido.
Continuando a série sobre formatos (ou extensões, se preferir), de arquivos, onde até agora, fiz uma explicação geral sobre para que servem as extensões de arquivo, sobre as extensões de texto, e também de imagens, finalmente chegando neste momento nos arquivos de áudio.
Basicamente, no que se diz respeito a como o computador entende e interpreta este formato, não se modifica muito dos outros formatos já explicados. Como já dito, para o computador tudo são impulsos elétricos de baixa ou alta intensidade que são entendidos como uma posição do código binário (0 ou 1) e sendo assim, a sequência binária representa um elemento que passa a ser compreensível para nós. Claro que quem é capaz de ler e interpretar o código binário em algo que faça sentido a nós é o software (ou programa, para os menos informados), que você utiliza pra ler aquele “NomeDoArquivoQueNaoFazSentido.AlgumaCoisaCom3ou4Letras”.
Primeiramente para falar de arquivos de áudio teremos que falar de PCM que é uma sigla para Pulse Code Modulation (Modulação por Código de Pulsos), que foi a primeira tecnologia que surgiu para conseguir transformar áudios analógicos em digitais, ou seja, sons convertido em impulsos elétricos e depois lidos como bits em um sistema computacional. Dois parâmetros são utilizados para realizar a digitalização sonora: taxa de amostra (sample rate) e profundidade de bit (bit depth).
O sample rate indica a quantidade de vezes em que a amplitude de uma onda é medida! Como assim? Bom… sabemos que o som é uma onda, que tem uma determinada amplitude. A amplitude é o ziguezague desta onda… imagine que você pudesse ver uma onda sonora se formando e quisesse acompanhar a sua propagação para poder reproduzi-la depois, mas o único instrumento que tem é uma câmera fotográfica. A única forma possível para que você tenha uma base para copiar depois será fotografar a maior quantidade de vezes possível, numa frequência tal que você conseguisse clicar o botão. Neste caso não terá uma reprodução fiel pois a formação será mais rápida que a quantidade de quadros que você pode fotografar, então terá apenas uma amostragem do total. Enfim é isto que o sample rate indica… a quantidade de vezes que o impulso elétrico, que representa o áudio analógico será monitorado para ter uma base para fazer a cópia deste áudio. Na prática o aparelho responsável pela conversão estará recebendo um impulso elétrico variante em intensidade CONSTANTEMENTE, mas de acordo com a capacidade do equipamento usado neste processamento, ele poderá monitorar este impulso uma quantidade maior ou menor de vezes. A frequência com que essa ação ocorre é chamada de Frequência de Amostragem (ou Taxa de Amostragem, ou Sample Rate), calculada por segundo, e é dada em Hz (hertz). Quanto maior a frequência de amostragem, mais informação é capturada do sinal elétrico a cada segundo, e mais fiel ao sinal original é o sinal digital. Só para dar uma idéia, em geral CDs são gravados a 44.1 kHz, que é uma frequência capaz de coletar cerca de 44100 amostras do impulso elétrico em 1 segundo.
Cada amostra é convertida em uma sequência binária (compostas de 0s e 1s), quanto maior é a cadeia binária desta amostra, maior será sua resolução, ou seja, Bit Depth (ou também Bit Rate ). Então Bit Rate indica o número de bits em cada amostragem. Se você leu os outros textos desta coluna e entendeu a dinâmica de como funcionam os arquivos já deve ter percebido que quanto maior a quantidade de bits por unidade de informação (seja esta unidade um caractere, um pixel e agora uma amostra de áudio), maior será o detalhismo e qualidade da mesma. No caso dos Bit Rate, para cada bit existente na sequência que o representa, teremos uma variação de 6 decibéis de áudio. Geralmente CD´s são gravados com um Bit Rate de 16 bits, o que permite gravar áudios que variem até 96 decibéis.
Acabamos de falar de uma tecnologia de áudio “sem perdas”, mas agora vou falar um pouquinho de codecs. Um codec é um padrão de processamento de áudio com compressão, e logicamente tem uma certa perda de qualidade em relação a áudio original, mas claro que no geral, imperceptível para o ouvido humano. Em compensação a esta pequena perda, os arquivos de um áudio que utiliza um codec de compressão são em média 4 vezes menores do que um em padrão PCM. Os codecs podem influenciar no bit rate já que eles, na compressão, eliminam dados, mas neste caso o bit rate é medido em Kbps, como no MP3 onde existem bit rate em 32 kbps (AM), 96 kbps (FM), 128-160 kbps (Napster), 192 kbps (Digital Áudio Broadcasting) e 224-320 kbps (aproximada à do CD).
Agora vou falar dos formatos mais utilizados e comuns. Entres os formatos que utilizam o padrão PCM estão o .WAV (Waveform Áudio File Format), que é uma padrão criado pela Microsoft e IBM mantém a qualidade da faixa de um CD; o .FLAC (Free Lossless Áudio Codec), que é considerado um zip de áudio pois ocupa menos espaço que os demais formatos PCM, graças a um processo de compressão, mas que não causa perdas; e o .AIFF (Áudio Interchangeable File Format), que é um formato com qualidade bem semelhante ao WAV, mas foi desenvolvido pela Apple.
Dentre os formatos populares que usam codecs de compressão e tem perdas estão o MP3 (MPEG Layer-3), que é um dos formatos mais populares e difundidos no mundo embora hoje não seja considerado mais o formato com codec de melhor qualidade; o WMA (Windows Media Áudio), é um formato desenvolvido pela Microsoft com a pretensão de corrigir problemas com relação a copia proprietária que polemizaram o MP3, criar arquivos menores e com maior qualidade; e o ACC (Advanced Áudio Coding) é um formato que acabou sendo popularizado pela Apple que aderiu a este como padrão para iPod e iTunes, em comparativos mostrou ser superior em qualidade comparado ao MP3, mesmo com bit rates menores, conseguindo manter praticamente o mesmo tamanho de arquivo, portanto é considerados por muitos o mais provável sucessor do MP3.
Enfim galera chegamos ao fim de mais um texto sofre formatos de arquivos. Espero que tenham gostado deste aqui e aguarde o próximo texto que falará sobre formatos de vídeo.
Um grande abraço galera! Falou 😉