Principales Formatos de Audio Digital

En este artículo vamos a ver las principales características, diferencias y ventajas que ofrecen cada uno de los distintos formatos de audio digital que tenemos disponibles hoy en día.

Archivo de Audio

Un archivo de audio es un documento digital que contiene el registro de la señal de corriente eléctrica que generó un instrumento electrónico, un instrumento electro acústico o un micrófono al captar sonido. Esta señal se ha traducido a un código numérico que se puede almacenar en un soporte y posteriormente reproducirlo, duplicarlo, modificarlo, como cualquier otro archivo digital.

Formatos de Archivos de Audio

Si bien todos estamos familiarizados con el formato de MP3 desde que a finales de los 90 y durante la década de los 2000, se popularizaran dada la limitada capacidad de la red para realizar streamin. Hoy en día comienzan a ser relevantes también otras alternativas como AAC, FLAC, OGG o WMA, creados para distintos propósitos que ofrecen ciertas ventajas unos sobre otros.

Dada la cantidad de formatos que tenemos hoy día, nos centraremos en los más populares, y veremos que todos ellos los podemos organizar en tres categorías principales:

1. Formatos de audio digital sin compresión
2. Formatos de audio digital comprimidos con pérdidas
3. Formatos de audio digital con compresión sin pérdidas

Categorías de los Formatos de audio digital

Formatos de audio sin comprimir

El audio sin comprimir se refiere a la información original que fue capturada con la mayor fidelidad posible a la señal de audio que existía originalmente. Como resultado, los archivos de audio sin comprimir son los más precisos, contienen más información y por tanto son los que más espacio ocupan en un disco para poder almacenarlo o para transmitirlos entre ordenadores a través de redes.  Aunque puede variar según la resolución del archivo pueden ocupar alrededor de 34 MB por minuto de audio, para un archivo estéreo con una resolución de 24 bits y 96 KHz.

Formato de archivo de audio: PCM

PCM son las siglas de Pulse-Code Modulation , una representación digital de señales de audio analógicas sin procesar. Los sonidos analógicos existen como formas de onda. Para convertir una forma de onda en bits digitales, el sonido debe muestrearse y grabarse a ciertos intervalos (o pulsos), determinados por la frecuencia de muestreo.

Este formato de audio digital tiene una «frecuencia de muestreo» que determina los instantes de información que son captados por segundo, y una «profundidad de bits» que definen la precisión con la que se registra la intensidad del volumen para cada una de las muestras tomadas.

No hay compresión que reduzca el tamaño original del archivo de audio.

La grabación digital es una representación casi exacta del sonido analógico.

PCM es el formato de audio más común y se ha uutilizado en CD y DVD. Hay un subtipo de PCM llamado modulación de código de pulso lineal, donde las muestras se toman a intervalos lineales. LPCM es la forma más común de PCM, por lo que a menudo PCM o LPCM se utilizan para definir lo mismo.

Formato de archivo de audio: WAV

WAV significa Formato de archivo de audio de forma de onda. Es un estándar desarrollado por Microsoft e IBM en 1991. Ha sido el más empleado en los sistemas operativos Windows.

Aunque los archivos WAV permiten utilizar compresión, los solemos utilizar sin ningún tipo de compresión. La mayoría de los archivos WAV contienen audio sin comprimir en formato PCM. El archivo WAV es solo un contenedor para la codificación PCM, lo que lo hace más adecuado para su uso en sistemas Windows. Sin embargo, los sistemas con MacOS pueden también utilizar archivos WAV sin problemas.

Formato de archivo de audio: AIFF

AIFF significa “formato de archivo de intercambio de audio”. Al igual que Microsoft e IBM desarrollaron WAV para Windows, AIFF es un formato de archivo de audio desarrollado por Apple para sistemas Mac en 1988.

Otro formato de audio similar a los archivos WAV, los archivos AIFF pueden contener múltiples tipos de formatos de audio, tanto con compresión como sin compresión, como AIFF-C.

La mayoría de los archivos AIFF contienen audio sin comprimir en formato PCM. El archivo AIFF es solo un contenedor para la codificación PCM, lo que lo hace más adecuado para su uso en sistemas Mac. Del mismo modo, los sistemas Windows también pueden abrir archivos AIFF con los codecs adecuados instalados.

Formatos de audio con compresión con pérdida

En la compresión con pérdidas es cuando se pierden algunos datos durante el proceso de compresión , lo que esta puede estar compensado por la reducción del tamaño del archivo.

La compresión con pérdidas significa sacrificar la calidad del sonido y la fidelidad del audio con el fin de reducir el tamaño del. Como consecuencia es posible que aparezcan artefactos u otras imprecisiones en el audio. Si bien la mayoría de usuarios, como norma general, no suelen notar diferencia entre archivos sin compresión o con compresión realizada de modo correcto.

Formato de archivo de audio: MP3

MP3 es el acrónimo de MPEG-1 Audio Layer 3 . Lanzado en 1993 se convirtió en el formato de audio más popular del mundo para archivos de música durante la primera década de los 2000.

Las principales características que pueden defender el uso del mp3 pueden ser:

1. Capacidad para cubrir todo el espectro de audición de un ser humano medio.
2. Puede reducir mucho el tamaño de un archivo sin mermar en exceso la resolución de audio.
3. Es el modo más eficaz de reducir el tamaño de un archivo de audio.

Casi todos los dispositivos digitales del mundo con reproducción de audio pueden leer y reproducir archivos MP3, ya sea PC, Mac, Android, iOS o smart TV, por la cual es uno de los formatos de archivo de audio más populares del mundo.

No hay que confundir con los archivos mp4, ya que estos archivos mp4 son para documentos de video. Si bien los reproductores mp4 pueden generalmente reproducir también archivos mp3.

Formato de archivo de audio: AAC

AAC significa codificación de audio avanzada . Apareció a finales de los años 90 para reemplazar al mp3, hecho que no ocurrió, si bien los archivos AAC si se convirtió en un formato de audio digital muy popular.

El algoritmo de compresión utilizado por AAC es mucho más avanzado y optimizado que el del tipo de archivo de música MP3, por lo que cuando compara la misma grabación en formatos MP3 y AAC con la misma tasa de bits, el AAC generalmente tendrá una mejor precisión y similitud con el archivo de sonido original. Por este motivo es el algoritmo y método de compresión utilizado en plataformas como Youtube, Android, iOS e iTunes, entre otros.

Formato de archivo de audio: OGG (Vorbis)

OGG no es un formato de compresión. OGG es un contenedor multimedia que puede contener todo tipo de formatos de compresión, pero se usa más comúnmente para contener archivos Vorbis, razón por la cual estos tipos de archivos de audio se denominan archivos Ogg Vorbis.

Vorbis se lanzó por primera vez en 2000 y creció en popularidad dado que esta adherido a los principios de software de código abierto y buena funcionalidad mejor que la mayoría de los otros formatos de compresión con pérdida, consiguiendo un archivo más pequeño para una calidad de audio equivalente.

Dada la alta integración en reproductores y uso ampliamente extendido de los formatos MP3 y AAC. Los archivos OGG han tenido dificultades para convertirse en el estándar de referencia, ya que no muchos dispositivos lo admiten de forma nativa, aunque este formato de archivo es más utilizado cada año.

Formato de archivo de audio: WMA (con pérdida)

WMA significa Windows Media Audio . Lanzado en 1999 por Microsoft  ha sufrido varias evoluciones, manteniendo el mismo nombre y extensión WMA.

Al igual que AAC y OGG, WMA estaba destinado a corregir algunas fallas en el método de compresión de MP3. En términos de calidad y optimización de la compresión, los archivos de WMA son bastante similares a los archivos AAC y OGG. Ofrece una calidad mejor que los archivos de audio en MP3.

Dado WMA es un formato propietario, no muchos dispositivos o plataformas lo emplean. Tampoco ofrece ninguna ventaja real sobre AAC u OGG, por lo que cuando MP3 no es lo suficientemente bueno, es más práctico utilizar cualquiera de estos dos en antes de WMA.

Formatos de audio con compresión sin pérdidas

La compresión sin pérdida es un método que reduce el tamaño de un archivo de audio sin NINGUNA pérdida de datos entre la fuente y los archivos de audio comprimidos.

La desventaja es que los archivos de audio comprimidos sin pérdida son más grandes que los archivos de audio comprimidos con pérdida, incluso 2 y hasta 5 veces más grandes para el mismo archivo de origen.

Formato de archivo de audio: FLAC

FLAC son las siglas de Free Lossless Audio Codec . Tal vez sea un poco exagerado, pero se ha convertido rápidamente en uno de los formatos sin pérdida más populares disponibles.

Lo bueno es que FLAC puede comprimir un archivo fuente original hasta en un 60 por ciento sin perder un solo bit de datos. Lo que es aún mejor es que FLAC es un formato de archivo de audio de código abierto y libre de regalías, por lo que no impone ninguna restricción de propiedad intelectual.

FLAC es compatible con la mayoría de los principales programas y dispositivos y es la principal alternativa a MP3 para la música. Con el archivo FLAC, se obtiene la calidad total del audio sin perder resolución y reduciendo a la mitad del tamaño del archivo sin comprimir. Por este motivo probablemente FLAC sea el mejor formato de audio.

Formato de archivo de audio: ALAC

ALAC significa Apple Lossless Audio Codec . Fue desarrollado y lanzado a mitad de los 2000 como un formato propietario, aunque posteriormente se convirtió en código abierto. ALAC también es conocido como Apple Lossless.

ALAC es un poco menos eficiente que FLAC con respecto a la compresión. Si bien los usuarios de Apple encontrarán en iTunes e iOS soporte nativo para ALAC y no soporte para archivos FLAC.

Formato de archivo de audio: WMA (sin pérdidas)

Como ya vimos en la parte de archivos de audio comprimido con perdidas, WMA son las siglas de Windows Media Audio. Recuerda que existen archivos de audio WMA con pérdida y sin pérdida, y ambas comparten la misma extensión de archivo .wma.

En comparación con FLAC y ALAC, los archivos WMA Lossless son un poco menos eficientes en la reducción del tamaño del archivo. Siendo un formato propietario, están menos extendidos en su uso, pero son compatibles de forma nativa tanto con sistemas Windows como Mac.

El problema con WMA Lossless es que su soporte de hardware limitado. Por lo que los archivos FLAC son los más extendido en la demanda de archivos de audio comprimidos sin pérdida.

El Formato de Audio más adecuado para cada uso

Si estás capturando y editando audio para podcast, producción musical o broadcast, utiliza un formato de archivo de audio sin comprimir. De esta manera, estarás trabajando con la mejor resolución de audio posible. Al finalizar el trabajo,  puedes valorar si exportar el resultado en un formato ya comprimido para facilitar su distribución o envío por redes.

Si estás escuchando música y deseas una representación de audio lo más fiel al archivo original, utiliaz una compresión de audio sin pérdidas. Generalmente la mayoría de los audiofilos prefieren los álbumes en formato FLAC en lugar de álbumes MP3. Ten en cuenta que necesitarás  mucho más espacio de almacenamiento para tu colección de música en FLAC que en MP3.

Si estás limitado en espacio de almacenamiento y no encuentras gran diferencia en la resolución de un archivo FLAC o un MP3. Los archivos de compresión con pérdidas te ofrecen mucha más cantidad de tiempo de música en un espacio de almacenamiento limitado.

En conclusión todos los formatos de archivo de audio, con o sin pérdida son válidos y ofrecen ciertas ventajas y limitaciones, lo que los hacen más idóneos en las distintas situaciones que podamos encontrarnos.

Gracias por tu lectura.

RF