Vorbis - Vorbis

Vorbis
Vorbis many fish logo 2005.svg
Extensão de nome de arquivo
.ogg
Tipo de mídia da Internet
aplicação / ogg, audio / ogg, audio / vorbis, audio / vorbis-config
Desenvolvido por Fundação Xiph.Org
lançamento inicial 8 de maio de 2000 ( 08/05/2000 )
Último lançamento
Vorbis I
(4 de julho de 2020 ) ( 2020-07-04 )
Tipo de formato Formato de compressão de áudio
Contido por Ogg , Matroska , WebM
Padrão Especificação
Formato aberto ? sim
Local na rede Internet http://xiph.org/vorbis/
libvorbis
Ogginfo screenshot.png
Desenvolvedor (s) Fundação Xiph.Org
lançamento inicial 19 de julho de 2002 ( 19/07/2002 )
Versão estável
1.3.7 / 4 de julho de 2020 ; 13 meses atrás ( 2020-07-04 )
Escrito em C
Modelo Codec de áudio , implementação de referência
Licença Licença estilo BSD
Local na rede Internet Downloads de Xiph.org

Vorbis é um projeto de software livre e de código aberto liderado pela Fundação Xiph.Org . O projeto produz um formato de codificação de áudio e um codificador / decodificador de referência de software ( codec ) para compressão de áudio com perdas . Vorbis é mais comumente usado em conjunto com o formato de contêiner Ogg e, portanto, é freqüentemente referido como Ogg Vorbis .

Vorbis é uma continuação do desenvolvimento de compressão de áudio iniciado em 1993 por Chris Montgomery . O desenvolvimento intensivo começou após uma carta de setembro de 1998 da Fraunhofer Society anunciando planos para cobrar taxas de licenciamento para o formato de áudio MP3 . O projeto Vorbis começou como parte do projeto Ogg da empresa Xiphophorus (também conhecido como projeto de multimídia OggSquish). Chris Montgomery começou a trabalhar no projeto e foi auxiliado por um número crescente de outros desenvolvedores. Eles continuaram a refinar o código-fonte até que o formato de arquivo Vorbis foi congelado para 1.0 em maio de 2000. Originalmente licenciado como LGPL , em 2001 a licença Vorbis foi alterada para a licença BSD para encorajar a adoção, com o endosso de Richard Stallman . Uma versão estável (1.0) do software de referência foi lançada em 19 de julho de 2002.

A Fundação Xiph.Org mantém uma implementação de referência , libvorbis . Existem também alguns garfos com ajuste fino , mais notavelmente aoTuV , que oferecem melhor qualidade de áudio, especialmente em taxas de bits baixas. Essas melhorias são periodicamente mescladas de volta à base de código de referência.

Desde fevereiro de 2013, Xiph.Org declarou que o uso do Vorbis deve ser suspenso em favor do codec Opus , que também é um projeto da Fundação Xiph.Org e também gratuito e de código aberto. Comparado ao Vorbis, o Opus pode alcançar simultaneamente maior eficiência de compressão - tanto pelo próprio Xiph.Org quanto pelos testes de audição de terceiros - e menor latência de codificação / decodificação (na maioria dos casos, baixa o suficiente para aplicativos em tempo real, como telefonia pela Internet ou canto ao vivo , raramente possível com Vorbis).

Nome

Vorbis tem o nome de um personagem do Discworld Exquisitor Vorbis em Small Gods, de Sir Terry Pratchett . O formato Ogg , no entanto, não tem o nome de Nanny Ogg , outro personagem do Discworld; o nome na verdade é derivado de ogging , jargão que surgiu no jogo de computador Netrek .

Uso

O Vorbis enfrenta a concorrência de outros formatos de áudio, como MP3. Embora o Vorbis seja tecnicamente superior (abordando muitas das limitações inerentes ao design do MP3), o MP3 tem um perfil público muito maior. Como o Vorbis não tem suporte financeiro de grandes organizações, o suporte para o formato não é tão difundido, embora programas como o Audacity possam converter para formatos mais populares e o suporte em jogos tenha melhorado gradualmente.

O formato Vorbis provou ser popular entre os defensores do software livre . Eles argumentam que sua maior fidelidade e natureza completamente livre, livre de patentes, o tornam um substituto adequado para formatos patenteados e restritos.

Exemplo de Vorbis de baixa taxa de bits

O Vorbis tem usos diferentes para produtos de consumo. Muitos videogames armazenam áudio do jogo como Vorbis, incluindo Amnesia: The Dark Descent , Grand Theft Auto: San Andreas , Halo: Combat Evolved , Minecraft e World of Warcraft , entre outros. Os reprodutores de software populares suportam a reprodução Vorbis nativamente ou por meio de um plug-in externo . Vários sites, incluindo a Wikipedia , usam-no. Outros incluem Jamendo e Mindawn , bem como várias estações de rádio nacionais como JazzRadio, Absolute Radio , NPR , Radio New Zealand e Deutschlandradio . O serviço de streaming de áudio Spotify usa Vorbis para seus streams de áudio. Além disso, o site de música francês Qobuz oferece aos seus clientes a possibilidade de baixar as músicas adquiridas no formato Vorbis, assim como o site de música americano Bandcamp .

Qualidade

Os testes de audição conduzidos em 2014 mostraram que o Vorbis teve um desempenho significativamente melhor do que muitos outros formatos de áudio com perdas, pois produziu arquivos menores com qualidade equivalente ou superior, mantendo a complexidade computacional comparável a outros formatos MDCT , como AAC e Windows Media Audio .

Os testes de audição tentaram encontrar os codecs de áudio com perdas de melhor qualidade em taxas de bits específicas . Algumas conclusões tiradas por testes de audição:

  • Taxa de bits baixa (menos de 64 kbit / s): o teste multiformato público mais recente (2007) a 48 kbit / s mostrou que aoTuV Vorbis tinha uma qualidade melhor do que WMA e LC-AAC , a mesma qualidade do WMA Professional e inferior qualidade do que HE-AAC .
  • Taxas de bits médias a baixas (menos de 128 kbit / s até 64 kbit / s): testes privados em 2005 a 80 kbit / se 96 kbit / s mostraram que aoTuV Vorbis tinha uma qualidade melhor do que outros formatos de áudio com perdas (LC-AAC , HE-AAC , MP3 , MPC , WMA ).
  • Taxas de bits altas (maiores que 128 kbit / s): a maioria das pessoas não ouve diferenças significativas. No entanto, ouvintes treinados podem frequentemente ouvir diferenças significativas entre codecs em taxas de bits idênticas, e aoTuV Vorbis teve um desempenho melhor do que LC-AAC, MP3 e MPC.

Devido à natureza em constante evolução dos codecs de áudio, os resultados de muitos desses testes ficaram desatualizados.

Testes de escuta

Os testes de audição são normalmente realizados como testes ABX , ou seja, o ouvinte deve identificar uma amostra X desconhecida como sendo A ou B, com A (o original) e B (a versão codificada) disponíveis para referência. O resultado de um teste deve ser estatisticamente significativo. Essa configuração garante que o ouvinte não seja influenciado por suas expectativas e que é muito improvável que o resultado seja fruto do acaso. Se a amostra X puder ser identificada de maneira confiável, o ouvinte pode atribuir uma pontuação como um julgamento subjetivo da qualidade. Caso contrário, a versão codificada é considerada transparente . Abaixo estão links para vários resultados de testes de escuta.

2005, comparação de julho
AAC vs MP3 vs Vorbis vs WMA a 80 kbit / s. Afirma que o Vorbis aoTuV beta 4 é o melhor codificador para música clássica ou várias nesta taxa de bits, e que sua qualidade é comparável ao LAME ABR MP3 a 128 kbit / s.
2005, comparação de agosto
AAC vs MP3 vs Vorbis vs WMA a 96 kbit / s. Afirma que Vorbis aoTuV beta 4 e AAC estão empatados como os melhores codificadores para música clássica nesta taxa de bits, enquanto aoTuV beta 4 é o melhor codificador para música pop, ainda melhor do que LAME a 128 kbit / s.
2005, comparação de agosto
MPC vs Vorbis vs MP3 vs AAC a 180 kbit / s. Um teste de audição de audiófilos , que afirma que, para música clássica, o Vorbis aoTuV beta 4 tem 93% de probabilidade de ser o melhor codificador, empatado com o MPC. MPC está empatado com Vorbis, em primeiro lugar, e LAME, em segundo.
2011, comparação de abril por Hydrogenaudio
Vorbis vs HE-AAC vs Opus a 64 kbit / s. Vorbis estava em média entre a âncora baixa LC-AAC e Nero HE-AAC, enquanto o próximo Opus (por Xiph ) foi o melhor.

Artefatos característicos

Tal como acontece com a maioria dos formatos modernos, o problema mais consistentemente citado com Vorbis é o pré-eco , uma cópia fraca de um ataque agudo que ocorre imediatamente antes do som real (este artefato é mais óbvio ao reproduzir o som de castanholas ).

Quando a taxa de bits é muito baixa para codificar o áudio sem perda perceptível, o Vorbis exibe um modo de falha semelhante a ruído analógico, que pode ser descrito como reverberações em uma sala ou anfiteatro. O comportamento de Vorbis é devido à abordagem de piso de ruído para codificação; veja detalhes técnicos .

Detalhes técnicos

Taxa de bits nominal Vorbis em níveis de qualidade para entrada estéreo de 44,1 kHz. A nova libvorbis v1.2 geralmente compacta melhor do que esses valores (a taxa de bits efetiva pode variar).
Qualidade Taxa de bits nominal
Fundação Vorbis oficial da Xiph.Org aoTuV beta 3 e posterior
-q-2 não disponível 32 kbit / s
-q-1 45 kbit / s 48 kbit / s
-q0 64 kbit / s
-q1 80 kbit / s
-q2 96 kbit / s
-q3 112 kbit / s
-q4 128 kbit / s
-q5 160 kbit / s
-q6 192 kbit / s
-q7 224 kbit / s
-q8 256 kbit / s
-q9 320 kbit / s
-q10 500 kbit / s

O Vorbis se destina a taxas de amostragem de telefonia de 8 kHz a masters digitais de 192 kHz e uma gama de representações de canal (mono, polifônico, estéreo, quadrifônico, 5.1, ambissônico ou até 255 canais discretos). Dada a entrada estéreo de 44,1 kHz ( frequência de amostragem de áudio de CD padrão ), o codificador produzirá uma saída de aproximadamente 45 a 500 kbit / s (32 a 500 kbit / s para sintonizações aoTuV), dependendo da configuração de qualidade especificada. A configuração de qualidade vai de -0,1 a 1,0 para a biblioteca Xiph e -0,2 a 1,0 para aoTuV. Os front-ends de codificação mapeiam esses valores para uma configuração de qualidade baseada em inteiros que vai de -1 a 10 para a biblioteca Xiph e de -2 a 10 para aoTuV. Os arquivos codificados com uma determinada configuração de qualidade devem ter a mesma qualidade de som em todas as versões do codificador, mas as versões mais recentes devem ser capazes de atingir essa qualidade com uma taxa de bits mais baixa. As taxas de bits mencionadas acima são apenas aproximadas; Vorbis é uma taxa de bits inerentemente variável (VBR), então a taxa de bits pode variar consideravelmente de amostra para amostra. (É um codec de taxa de bits variável de formato livre e os pacotes não têm tamanho mínimo, tamanho máximo ou tamanho fixo / esperado.)

O Vorbis pretende ser mais eficiente do que o MP3, com a transparência da compressão de dados disponível em taxas de bits mais baixas.

Esboço do algoritmo do codificador

Vorbis I é um codec de transformação monolítica adaptativa direta com base na transformação discreta de cosseno modificada (MDCT). Vorbis usa a transformada discreta de cosseno modificada para converter dados de som do domínio do tempo para o domínio da frequência . Os dados de domínio de frequência resultantes são divididos em componentes de piso de ruído e resíduos, e então quantizados e codificados por entropia usando um algoritmo de quantização vetorial baseado em livro de código . O algoritmo de descompressão inverte esses estágios. A abordagem de piso de ruído dá ao Vorbis seu modo de falha semelhante a ruído analógico característico quando a taxa de bits é muito baixa para codificar o áudio sem perda perceptível. O som dos artefatos de compressão em baixas taxas de bits pode ser descrito como reverberações em um anfiteatro ou sala.

Versões ajustadas

Várias versões ajustadas do codificador (Garf, aoTuV ou MegaMix) tentam fornecer melhor som em uma configuração de qualidade especificada, geralmente lidando com certas formas de onda problemáticas aumentando temporariamente a taxa de bits. A maioria das versões afinadas do Vorbis tenta corrigir o problema do pré-eco e aumentar a qualidade do som de configurações de qualidade inferior (-q-2 a -q4). Algumas sugestões de ajustes criadas pela comunidade de usuários do Vorbis (especialmente os ajustes aoTuV beta 2) foram incorporados à versão 1.1.0.

Bitrate peeling

O formato Vorbis suporta peeling de taxa de bits para reduzir a taxa de bits de arquivos já codificados sem recodificação, e existem várias implementações experimentais. No entanto, a qualidade é "inutilizável" e nitidamente inferior à decodificação e recodificação.

A razão pela qual os programas de peeling degradam a qualidade tão severamente é que o formato não especifica a importância relativa dos dados do sinal e os codificadores existentes não ordenam os dados em ordem de importância. Portanto, os peelers não podem determinar facilmente se os dados são importantes ou não.

Formatos de contêineres

Os fluxos de Vorbis podem ser encapsulados em outros formatos de contêiner de mídia além de Ogg. Uma alternativa comumente usada é Matroska . Ele também é usado no WebM , um formato de contêiner baseado em um subconjunto do Matroska. Os fluxos de Vorbis também podem ser encapsulados em um formato de carga útil RTP .

Metadados

Os metadados Vorbis , chamados de comentários Vorbis , suportam tags de metadados semelhantes às implementadas no padrão ID3 para MP3. Os metadados são armazenados em um vetor de strings de bytes de comprimento e tamanho arbitrários. O tamanho do vetor e o tamanho de cada string em bytes é limitado a 2 32  - 1 (cerca de 4,3 bilhões , ou qualquer número inteiro positivo que pode ser expresso em 32 bits). Esse vetor é armazenado no segundo pacote de cabeçalho que inicia um fluxo de bits Vorbis.

As strings são consideradas codificadas como UTF-8 . As tags de música são normalmente implementadas como strings no formato "[TAG] = [VALUE]", por exemplo, "ARTIST = The John Smith Band". Os nomes das tags não diferenciam maiúsculas de minúsculas, portanto, digitar "ARTIST = The John Smith Band" seria o mesmo que "artist = The John Smith Band". Como a versão atual do ID3, os usuários e o software de codificação podem usar as tags apropriadas para o conteúdo. Por exemplo, um codificador pode usar rótulos de tag localizados, faixas de música ao vivo podem conter uma tag "Venue =" ou os arquivos podem ter várias definições de gênero. A maioria dos aplicativos também oferece suporte a padrões comuns de fato, como número de disco e informações ReplayGain .

Licenciamento

O conhecimento das especificações da Vorbis é de domínio público . No que diz respeito à especificação em si, a Fundação Xiph.Org reserva-se o direito de definir a especificação Vorbis e certificar a conformidade. Suas bibliotecas são lançadas sob a licença BSD revisada de 3 cláusulas e suas ferramentas são lançadas sob a GNU General Public License . As bibliotecas foram originalmente lançadas sob a GNU Lesser General Public License , mas uma licença BSD foi posteriormente escolhida com o endosso de Richard Stallman . A Fundação Xiph.Org afirma que Vorbis, como todos os seus desenvolvimentos, é totalmente livre de licenciamento ou questões de patentes levantadas por formatos proprietários . Embora a Fundação Xiph.Org afirme que conduziu uma busca de patentes que apóia suas reivindicações, partes externas (notadamente engenheiros trabalhando em formatos rivais) expressaram dúvidas de que o Vorbis esteja livre de tecnologia patenteada.

A Fundação Xiph.Org não divulgou uma declaração oficial sobre o status da patente do Vorbis, apontando que tal declaração é tecnicamente impossível devido ao número e escopo das patentes existentes e à validade questionável de muitas delas. Essas questões só podem ser resolvidas por um tribunal de justiça.

O Vorbis é suportado por vários grandes fabricantes de reprodutores de áudio digital , como Samsung , SanDisk , Rio , Neuros Technology , Cowon e iriver .

Apoio, suporte

Hardware

Tremor , uma versão do decodificador Vorbis que usa aritmética de ponto fixo (em vez de ponto flutuante ), foi disponibilizada ao público em 2 de setembro de 2002 (também sob uma licença do tipo BSD ). Tremor, ou versões específicas de plataforma baseadas nele, é mais adequado para implementação nas instalações limitadas disponíveis em reprodutores portáteis comerciais. Foi produzida uma série de versões que fazem ajustes para plataformas específicas e incluem otimizações personalizadas para determinados microprocessadores incorporados. Vários fabricantes de hardware expressaram a intenção de produzir dispositivos compatíveis com Vorbis e novos dispositivos Vorbis parecem estar aparecendo em um ritmo constante.

  • Dispositivos Sailfish OS
  • Dispositivos Tizen
  • Openmoko Neo 1973 e Neo Freerunner
  • Dispositivos baseados em Google 's Android suporte da plataforma arquivos de mídia Ogg Vorbis.
  • Os reprodutores de áudio digital, como Cowon 's D2 e iAudio X5, são fornecidos com suporte Ogg Vorbis.
  • A série Samsung YP de reprodutores de áudio digital vem com suporte Ogg Vorbis.
  • A maioria dos dispositivos iriver fornece suporte Ogg Vorbis até taxas de bits Q10. (em julho de 2008)
  • Cowon C2 (suporte Ogg e FLAC)
  • Sandisk adicionou capacidade Vorbis ao firmware 1.01.29 para o player Sansa Clip. (adicionado em maio de 2008)
  • Sandisk adicionou capacidade Vorbis para o player Sansa Fuze na atualização de firmware 1.01.15 . (adicionado em 3 de outubro de 2008)
  • Sandisk Sansa Clip +
  • Sandisk Sansa Fuze +
  • Players de áudio digital M6 e M3 da Meizu
  • O reprodutor de DVD / DivX Elta 8844 MPEG4 pode reproduzir arquivos de música nos formatos MP3 ou Ogg Vorbis
  • Vedia A10 reproduz Ogg Vorbis e FLAC, além de MP3, AAC e outros formatos
  • Os reprodutores de MP3 S1 também suportam Ogg Vorbis desde pelo menos 2006, embora isso normalmente não esteja listado na embalagem do reprodutor.
  • Os consoles de jogos portáteis baseados em Linux da GamePark Holding (GP32, GP2X F100-F200, GP2X Wiz) suportam oficialmente Ogg Vorbis.
  • RIM BlackBerry 9800 "Torch" e 9670 "Style"
  • O rádio automotivo VDO Dayton CD1737X suporta arquivos Ogg Vorbis de 8-192kbit / s
  • O HP TouchPad recebeu suporte para Ogg Vorbis com a atualização webOS 3.0.4
  • Denon SC5000 Prime media player
  • Os players Blu-ray Ultra HD suportam decodificação de vídeo VP8 / VP9 de resolução 4K com áudio Ogg Vorbis.

O iPod da Apple não oferece suporte nativo a Vorbis, mas através do uso do Rockbox , um projeto de firmware de código aberto, é capaz de decodificar arquivos Vorbis em certos modelos. Declarações semelhantes se aplicam a outros dispositivos capazes de executar o Rockbox também. O wiki da Fundação Xiph.Org tem uma lista atualizada de hardware compatível com Vorbis, como portáteis, PDAs e microchips. Consulte também dispositivo de rádio na Internet para obter uma visão geral.

Software de aplicação

O software que suporta Vorbis existe para muitas plataformas. O multi-plataforma open-source media player VLC e MPlayer pode reproduzir arquivos de Ogg Vorbis, como pode Winamp e foobar2000 . O Windows Media Player não oferece suporte nativo a Vorbis; no entanto, existem filtros DirectShow para decodificar Vorbis no Windows Media Player e outros reprodutores de multimídia do Windows que oferecem suporte ao DirectShow. O Vorbis também é suportado no software de edição de áudio multiplataforma Audacity , nos frameworks multimídia multiplataforma FFmpeg , GStreamer e Helix DNA . Vorbis é bem suportado na plataforma Linux em programas como XMMS , xine , Amarok . Uma lista de software compatível com Vorbis pode ser encontrada no wiki da Fundação Xiph.Org e no site Vorbis.com. Os usuários podem testar esses programas usando a lista de fluxos de áudio Vorbis disponíveis no mesmo wiki. Para obter mais informações sobre suporte em reprodutores de mídia de software, há uma comparação de reprodutores de mídia disponíveis.

Alguns jogos Ubisoft mais recentes usam arquivos Vorbis renomeados com a extensão de nome de arquivo .sb0 . Portanto, ele pode ser reproduzido em um reprodutor compatível, embora às vezes seja necessário forçar uma taxa de amostragem diferente para ouvi-lo corretamente. Várias ferramentas estão disponíveis para extrair som de arquivos arquivados , como o .m4b de Myst IV: Revelation .

Como originalmente recomendado pelo HTML 5 , esses navegadores da web oferecem suporte nativo para áudio Vorbis (sem um plug-in) usando o <audio>elemento: Mozilla Firefox 3.5 (e versões posteriores), Google Chrome (da versão 3.0.182.2), SeaMonkey (da versão 2.0) . As compilações de vídeo experimental do Opera 9.5 lançadas em 2007 e 2008 têm apenas <video>suporte e reprodução de áudio Vorbis incluído em arquivos de vídeo Ogg. O navegador Opera 10.5 tem suporte para áudio Vorbis, áudio WAVE PCM e vídeo Theora .

O software de design de jogos RPG Maker MV, lançado em outubro de 2015, é a primeira versão desse programa a abandonar o suporte a MP3 em favor de Ogg Vorbis.

Em outubro de 2017, a Microsoft lançou o suporte para o contêiner de mídia Ogg e os formatos de mídia Theora e Vorbis como um complemento opcional para Windows 10 e Xbox One, disponível gratuitamente na Microsoft Store .

Suporte Vorbis por diferentes sistemas operacionais
Microsoft Windows Mac OS Linux Android iOS
Suporte para codec sim Por meio de aplicativos de terceiros sim sim Por meio de aplicativos de terceiros
Suporte para contêineres No Windows 10 Fall Creators Update (1709) com o complemento Web Media Extensions :
Ogg (.ogg não é reconhecido; requer pseudo extensão)
Matroska (.mka, .mkv)

Na atualização do Windows 10 de outubro de 2018 (1809) :
WebM (.webm é reconhecido oficialmente)

Na atualização do Windows 10 de maio de 2019 (1903) :

Ogg (.ogg é reconhecido oficialmente)

depende da aplicação Ogg (.ogg)
Matroska (.mka, .mkv)
WebM (.webm)
Ogg (.ogg)
Matroska (.mka, .mkv)
WebM (.webm)
depende da aplicação
Notas No Windows 10 :
- Requer atualização do Fall Creators (1709) e instalação do pacote Web Media Extensions .
- Na atualização de abril de 2018 (1803) com extensões de mídia da Web pré-instaladas, o Microsoft Edge (EdgeHTML 17) oferece suporte a áudio Vorbis incorporado em tags <audio>.
- Compatível com aplicativos da Plataforma Universal do Windows ( Groove Music , Microsoft Movies & TV ). Sem suporte no Windows Media Player .
- Até a atualização de outubro de 2018 (1809), a extensão de nome de arquivo .ogg não era reconhecida. (substitua por uma extensão de arquivo pseudo, como .m4a)

No Windows 8.1 e anteriores :
- Requer a instalação de uma estrutura de multimídia de terceiros, Filtros LAV .
Sem suporte nativo na estrutura de multimídia nativa do macOS.
Em versões do Mac OS X anteriores a 10.11 El Capitan, o suporte Vorbis podia ser adicionado ao QuickTime usando os componentes Xiph QuickTime .
- - Sem suporte nativo na estrutura de multimídia nativa do iOS.

Veja também

Notas

Referências

links externos