Что такое калькулятор размера аудиофайла?
Этот калькулятор оценивает размер несжатого аудиофайла (PCM/WAV) на основе четырёх базовых параметров записи: частоты дискретизации, разрядности, количества каналов и длительности. Поскольку несжатое аудио хранит фиксированное число бит на каждый отсчёт, его размер можно точно предсказать заранее — в отличие от сжатых форматов вроде MP3, AAC или FLAC, у которых размер зависит от кодека и характера самого звука.
Как пользоваться калькулятором
Укажите частоту дискретизации в герцах (качество CD — 44 100 Гц; в профессиональном аудио часто используют 48 000 или 96 000 Гц), выберите разрядность (16 бит для CD, 24 бита для студийной работы), задайте количество каналов (1 — моно, 2 — стерео, 6 — для 5.1, 8 — для 7.1) и впишите длительность в секундах. Результат покажет размер в мегабайтах, а ниже — значения в байтах, килобайтах и сам битрейт.
Как работает формула
Объём данных за одну секунду равен частота дискретизации × разрядность × число каналов. Умножив это на длительность, получаем общее число бит, а затем делим на 8, чтобы перевести биты в байты:
$$\text{размер\_в\_байтах} = \frac{\text{частота} \times \text{разрядность} \times \text{каналы} \times \text{длительность}}{8}$$
Деление на 1024 даёт килобайты, а на \(1024^2\) — мегабайты.
Разбор на примере
Возьмём стереотрек в качестве CD длительностью 3 минуты (180 с): $$\frac{44\,100 \times 16 \times 2 \times 180}{8} = 31\,752\,000 \text{ байт} \approx 30{,}28 \text{ МБ}.$$ Его битрейт составит $$\frac{44\,100 \times 16 \times 2}{1000} = 1411{,}2 \text{ кбит/с}$$ — те самые классические «1411 кбит/с» компакт-диска.
Частые вопросы
Подходит ли это для MP3 или AAC? Нет. Эти форматы используют сжатие с потерями, и их размер зависит от целевого битрейта кодировщика, а не от простого расчёта по отсчётам. Калькулятор рассчитывает только несжатое PCM (WAV/AIFF).
Почему делим на 8? Разрядность измеряется в битах, а размер файла — в байтах, и 1 байт равен 8 битам.
Реальный WAV немного больше? Да — заголовок WAV добавляет около 44 байт, что незаметно для файла любой нормальной длины.
Основные термины звука объяснены
- Частота дискретизации (Гц)
- Количество измерений амплитуды (выборок) , сделанных в секунду при преобразовании непрерывного аналогового сигнала в цифровой. Измеряется в герцах (Гц) или килогерцах (кГц). По теореме Найквиста частота дискретизации \(f_s\) может точно представлять частоты до \(f_s/2\), поэтому 44,1 кГц захватывает звук до примерно 22,05 кГц.
- Разрядность (бит/выборка)
- Количество бит, используемых для кодирования каждой отдельной выборки. Более высокая разрядность означает лучшее разрешение амплитуды и больший динамический диапазон — примерно \(6.02 \times n\) дБ для \(n\) бит. 16-бит дает ~96 дБ; 24-бит дает ~144 дБ.
- Каналы
- Количество независимых потоков звука, хранящихся в файле. Моно — это 1 канал, стерео — это 2, а форматы объемного звука используют 6 (5.1) или 8 (7.1). Размер файла масштабируется линейно с количеством каналов, потому что каждый канал хранит свои собственные выборки.
- ИКМ (Импульсно-кодовая модуляция)
- Стандартный метод цифрового представления несжатого звука путем записи амплитуды сигнала через равномерные интервалы. ИКМ — это необработанные звуковые данные, которые напрямую хранят несжатые форматы.
- WAV (формат аудиофайла Waveform Audio)
- Распространённый формат контейнера, который обычно содержит несжатый звук ИКМ вместе с метаданными заголовка, описывающими частоту дискретизации, разрядность и каналы. Поскольку он хранит необработанные выборки, размер файла WAV полностью предсказуем на основе его параметров.
- Битрейт (кбит/с)
- Объем данных в секунду звука в килобитах в секунду. Для несжатого ИКМ он равен \(\text{частота дискретизации} \times \text{разрядность} \times \text{каналы}\). Например, звук компакт-диска — это \(44100 \times 16 \times 2 = 1{,}411{,}200\) бит/с, или 1411 кбит/с.
- Бит против байта
- Бит — это наименьшая единица цифровых данных (0 или 1); байт — это 8 бит. Битрейты обычно указываются в битах в секунду, тогда как размеры файлов указываются в байтах — вот почему формула размера делит общее количество бит на 8.
- Несжатый против потерь
- Несжатый звук (ИКМ/WAV) хранит каждую выборку точно, обеспечивая полную верность, но большие размеры файлов. Форматы с потерями (MP3, AAC) отбрасывают неслышимые или менее важные данные, чтобы сократить размер файла, жертвуя некоторым качеством ради гораздо меньших размеров. Сжатие без потерь (FLAC, ALAC) уменьшает размер без потери качества, но не следует этой формуле фиксированного размера ИКМ.
