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发信人: samuel (孔雀翎), 信区: Movie
标  题: 声音文件格式漫谈(转载)
发信站: 哈工大紫丁香 (2002年12月10日18:58:23 星期二), 站内信件

【 以下文字转载自 DotNET_Tech 讨论区 】
【 原文由 PowerStation 所发表 】
  压缩文件格式让歌曲文件更小,更易于保存和在Internet上传播。所有这些都是为了
一个目的——让热爱音乐的电脑用户能够方便地交流他们的数字音乐。 

  由于音乐交流受到欢迎,技术人员便发明出更好的音频格式。除了很少的一部分,如b
luematter和WMA,试图达到甚至超过CD的音质外,它们多数朝着版权保护、更小的文件尺
寸以及增加花哨的扩展功能(如可视的封面)这些方面努力。 

  为了理解大多数的音频文件,你应该了解几个术语。传统的音频文件可以存入硬盘或
其他的存储介质中,我们把它们叫做“离散文件”或“可下载的文件”。一般来说,这种
音乐文件在你通过播放欣赏它(如MP3)之前,需要完全下载它。你可以方便地拷贝许多种
格式的离散文件,当然版权问题应该注意。 

  流式文件(如RealAudio和QuickTime使用的文件格式)是另外一种文件,你可以一边
下载一边听。流式媒体播放器下载几秒钟的内容临时存放到缓冲区内,并在继续下载的同
时播放缓冲区中的内容,人们不会注意到有什么问题。但一个可能存在的难题是你可能无
法很容易地把整个文件保存到硬盘上。应该注意的是一些文件格式如MP3和WMA,既可以是
离散文件,也可以是流式文件。如果文件的制作者没有限制的话,你也可以保存RealAudio
文件。 

  如果某些歌曲你只想听一两次,而不想浪费宝贵的硬盘空间,流式文件就很有用处了
。要知道,一首歌做成文件可能会有2MB到60MB(视文件格式而定)。内容提供者(唱片公
司或歌曲作者)以流式文件发行歌曲可以有效地防止盗版,或者作为一个较低音质的演示
片断以鼓励你下载一个完全版的“离散文件”。 

  网上电台提供了实时的流式文件播放(比如RealAudio格式、WMA格式),不过当网络
状态不佳时,由于速度过低,播放时会产生“毛刺”,这时,服务器将发送一个信号并从
此以较低的速率传输。当越来越多的用户用上Cable Modem或DSL时,高速连接能够轻松地
处理高质量的大的流式文件,流式文件就会真正得到普及了。 

  压缩技术使得音频文件更易于存储和传播。音频文件的压缩一般是去除人类听觉范围
之外的声波,或者用大些的声音把它们“盖”住。举例来说,一个未经压缩的50MB的WAV文
件,压缩成MP3、WMA或Mjuice(.MJF)文件时可能只有5MB。 

  还有其他一些因素影响人们对音频文件的选择。比如一首免费的MP3歌曲,它有三个版
本:96Kbps(96千比特位每秒)、128Kbps和192Kbps。Kbps(比特位速率),表明了音乐
每秒的数据量,Kbps值越高,音质越好,文件也越大,下载时间也就越长。用户普遍认为
,128Kbps的MP3文件最接近CD音质,所以如果你喜欢CD的话,就应选择128Kbps的版本。如
果你愿意损失一点音质,换取更快的下载速度或是在自己电脑里保存更多的歌曲,不妨选
择96Kbps。如果你有一双挑剔的耳朵和很多的存储空间,那就下载192Kbps的MP3吧。 

  你可能会遇到一些不熟悉的概念,例如,录制WAV文件时,将看到不同的音质表示法:
采样频率(Sample Rates)、采样精度(Bit Depth)、声道数(Channels)。采样频率指的是原
始的声音每秒钟被记录多少次,以Hz或KHz表示,采样频率越高表示音质越好,不过文件也
就越大;声道数表示WAV是单声道(Mono)还是双声道(Stereo)。采样精度有8位、16位或更
多,它告诉你电脑在对原始声音的每一次采样时记录了多少信息。44.1KHz,双声道,16位
采样精度即我们平时所说的CD音质的标准。 

  MP3 
  你不必局限于音频文件原来的格式。像MusicMatch Jukebox 5.1这样的播放器可以转
换几种音频格式,甚至能从CD上取出音轨。 

  MP3格式压缩音乐的典型比例有10:1、17:1,甚至70:1。可以用64Kbps或更低的采样频
率节省空间,也可以用320Kbps的标准达到极高的音质。我们用MusicMatch Jukebox 5.1在
128Kbps的频率下编码一首3分钟的歌曲,得到2.82MB的MP3文件。采用缺省的CBR(固定采样
频率)技术可以以固定的频率采样一首歌曲,而VBR(可变采样频率)则可以在音乐“忙”的
时候加大采样的频率获取更高的音质,不过产生的MP3文件可能在某些播放器上无法播放。
我们把VBR的级别设定成为与前面的CBR文件的音质基本一样,生成的VBR MP3文件为2.9MB
。 

  你可以在大多数的音乐网站上下载到MP3文件,如http://www.mp3.com 与http://www.
emusic.com。不过应该知道的是按照RIAA(Recording Industry Association of America)
的规定你无权传输未经授权的MP3文件。 

  Windows Media Audio 
  微软的Windows Media Audio 7 (.WMA文件)是一种压缩的离散文件或流式文件,它提
供了一个MP3之外的选择机会。WMA相对于MP3的主要优点是在较低的采样频率下它的音质要
好些。1999年4月,NSTL(http://www.nstl.com)通过调查发现有51%的听众认为用一个旧版
本的WMA以64Kbps录制的歌曲更接近原始歌曲,29%的人认为128Kbps的MP3更好些,还有19%
弃权。WMA的作者说新版的WMA文件(版本7)听起来更好些。这意味着前面我们的3分钟的
歌曲可以在64Kbps下录制出一个更小的仅有1.43MB的WMA文件,而没有明显的失真。WMA文
件以5Kbps、8KHz到192Kbps、44MHz的采样频率录制。 

  RealJukebox 2是几个多用途的媒体播放器中的一个。你可以用它收听因特网电台、烧
录CD、欣赏各种各样格式的音乐文件。WMA的另一个优点是内容提供商可以通过DRM(digita
lrights management)方案如Windows Media Rights Manager 7加入防拷贝保护。你可以下
载和播放一个WMA文件,不过如果它受到了保护,你必须要再完成一步。比如,你的浏览器
可能要连上另一个站点下载一个许可证文件,这个许可证可能免费也可能值几元钱,也可
能只是解除文件的锁定让你能听特定的次数或时间。许多消费者对此提出异议,不过微软
和其他SDMI (Secure Digital Music Initiative)的成员声称将来要用这一技术保护音乐
。一个提供WMA文件的站点是http://www.musicblitz.com。 

  WAV 
  微软的普通WAV格式具有很高的音质,但因为没有经过压缩,每分钟的音频约占用10MB
的存储空间。我们用MusicMatch Jukebox把前面的3分钟歌曲转成CD音质的WAV文件,用了3
1.08MB。 

  WAV文件没有版权保护,唯一阻碍人们用这种格式发布歌曲的原因是它过份的长度。不
过,在Windows的声音提示(比如“叮”)里,它完成得不错。它还可以用来在硬盘上临时
存放要刻录到CD-R上去的歌曲。下载WAV的网站有http://www.wavplace.com。 

  苹果公司的AIFF (Audio Interchange File Format)以及原来为Unix开发的AU格式,
和WAV非常相像,虽然这几种文件互相之间不能通用,不过很多播放器都支持它们三种。 

  RealAudio 
  RealNetworks是最大的流式媒体的名字,它的文件格式比较混乱:有RA(RealAudio)、
RM (RealMedia, RealAudio G2)、RMX (RealAudio Secured),还有更多。不少网站把这些
文件统称为“Real”。如果你的RealPlayer软件不能处理这种格式,它就会提醒你下载一
个免费的升级包。许多音乐网站如http://www.emusic.com 提供了歌曲的Real格式的试听
版本。 

  在音频文件中,文件的长度至关重要。Windows Media承诺用更小的文件产生比MP3更
好的音质;RealNetworks则着手把G2格式替换成更具有带宽自适应能力的RealAudio 8。 

  RealAudio的主要的不利之处是,大多数的用户仍然在使用56Kbps或更低速率的Modem
,所以典型的回放并非最好的音质。有的下载站点会提示你根据你的Modem速率选择最佳的
Real文件。 

  RealNetworks推出了Real Audio 8,并声称新格式不光能在64Kbps速率下提供CD音质
的声音,而且也为网上电台省钱,因为它能以较窄的带宽产生与G2相同的音质。 

  Liquid Audio 
  唱片公司或作曲家可以把他们的歌曲做成Liquid Audio的安全LQT(Liquid Track)格式
,然后在超过800个网站(如Amazon)上销售这些歌曲。消费者可以下载免费的段落,或以
每首1~2美元的价格买下来并在免费播放器Liquid Player 5 
(http://www.liquidaudio.com)上听。Liquid Player 5能够在CD-R上刻录音轨,制作出可
在其他CD机上播放的CD来。你甚至可以利用一个特殊的文件在其他的电脑上播放你的LQT文
件。 

  LQT文件采用了压缩格式,不过因为安全方面的原因,它要比MP3文件大些。不管怎么
说,它提供了CD音质的音乐,在听音乐的同时可以看到文字、图片或是歌词。 

  MIDI 
  MIDI(Musical Instrument Digital Interface)允许数字合成器和其他设备交换数据
;MID文件格式由MIDI继承而来。MID文件并不是一段录制好的声音,而是告诉声卡如何再
现音乐的一组指令。这样一个MID文件每存1分钟的音乐只用大约5~10KB。今天,MID文件
主要用于原始乐器作品,流行歌曲的业余表演,游戏音轨以及电子贺卡等。.MID文件可在h
ttp://www.midi.net找到。 

  Optical Disc Formats 
  今天的光盘,如DVD可以存储海量的信息,包括更宽广的音域及更多的声道(环绕音响
)。 

  你可能对红皮书格式已经非常熟悉,甚至你自己还不知道——那就是16-bit、44.1KHz
的格式,即音乐CD用到的CD-DA (Digital Audio,数字音响)。HDCD(high-definition 
compatible digital)在兼容的播放器上把采样精度扩展到20位。SACD (Super Audio CD)
的采样精度是一位,而采样频率达到2.822MHZ。多延迟的DVD音频标准则有5个声道、24位
、96KHz用来达到电影的环绕音响效果,或是有着双声道、24位、192KHz的常规的立体声。
 

  其他竞争者都声称要超过MP3的音质、安全性及文件尺寸。索尼的ATRAC3 (Adaptive 
Transform Acoustic Coding 3)即是用于索尼内存棒式的随身听的一个压缩格式。Mjuice
是一个加密的压缩的格式,可以通过截止期限等手段进行控制。AT&&T的专有压缩格式.A2B
同样有防拷贝的加密功能。 

  除DRM特征之外,音频格式的另外一个趋势是附加内容,这一点在bluematter(http://
www.bluematter.com/)格式中包含的内容中体现得尤其明显。时间会告诉我们那些数码音
乐发烧友们是否会欢迎这些安全的格式所带来的附加的价值。
 
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