主流音频格式 （2）

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MIDI——电脑与电子乐器的桥梁


MIDI技术本来不是为了电脑发明的。该技术最初应用在电子乐器上用来记录乐手的弹奏，以便以后重播。不过随着在电脑里面引入了支持MIDI合成的声音卡之后MIDI才正式成为了一种音频格式。MIDI本身也有两个版本，General MIDI和General MIDI 2。在MIDI上还衍生了许多第三方的非标准技术，比如非常著名的X-MIDI（或者叫XG），这是由日本YAMAHA公司（http://www.yamaha.com）发明的，在原有的MIDI具有128种乐器的基础上扩充到了512种，并增加了更多的演奏控制，配合YAMAHA自己的波表播放软件或支持X-MIDI的硬件可以还原出非常动听和接近真实乐器效果的音乐。另外就是为了弥补MIDI中通过声音合成得到的乐器声音始终比不上真实乐器声音这一缺点而由General MIDI Association（MIDI规范的国际组织，http://www.midi.org）推出的DLS（Downloadable Sound）技术，该技术通过给MIDI文件附带上真实乐器的录音（采样）而使得MIDI文件能营造出接近真实乐器效果的声音，不过该技术的主要问题是带上乐器采样之后的MIDI文件实在是太大了，普普通通一个DSL的MIDI文件的体积都在4MB以上，从而影响了该技术的普及。


Roland Virtual SoundCanvas软音源界面

尽管如此，由于MIDI所具有的优点和特殊性，因此可以相信这是一种在相当长的时间里都会继续存在的技术。普通的MIDI文件许多播放器都支持，但要达到好的效果就必须安装软波表，比如曾经很出名的WinGroove、Roland Virtual Sound Canvas和YAMAHA S-YXG Player等。随着Microsoft与Roland（http://www.roland.com）合作在DirectX里面增加了DirectMusic之后，软波表就变成了Windows系统的标准配置了。需要注意的是对于X-MIDI格式来说必须使用YAMAHA自己推出的播放器才能得到良好的播放效果，比如当年曾经卖得很火的使用YAMAHA YMF724/740做芯片的声音卡便带有X-MIDI的播放器S-YXG100。


YAMAHA S-YXG50软音源播放器界面，界面效果是不是比Roland的要好？

如果要对MIDI文件进行编辑，可以使用的比较出名的软件有Cake Walk Pro和Sonar（http://www.cakewalk.com）；X-MIDI则要使用YAMAHA XGWorks。另外还有一些曲谱软件也能够使用，比如Sibelius（http://www.sibelius.com），不过这些软件都是非常昂贵的。国产的软件也有一些能够支持MIDI文件比较的，而且支持简谱，比如TT作曲家（http://www.centrmus.com）。


YAMAHA S-YXG50 XGPlayer软音源播放器界面，这个版本支持的播放控制选项更多




Ogg Vorbis——自由的鱼


开放源代码的Ogg Vorbis（http://www.xiph.org 或 http://www.vorbis.com），作为开放源码向专利技术下的第一封战书出现在世人的面前。在经历了一些变故之后，Ogg Vorbis终于在2002年7月推出了1.0版本。由于开放源码的东西向来都缺少枪手为其摇旗呐喊，所以国内了解Ogg Vorbis的人并不多，这真是一个悲哀。Ogg Vorbis 是一种音频压缩格式，类似于MP3等现有的通过有损压缩算法进行音频压缩的音乐格式。但有一点不同的是，Ogg Vorbis格式是完全免费、开放源码且没有专利限制的。Vorbis 是这种音频压缩机制的名字，而Ogg则是一个计划的名字，该计划意图设计一个完全开放源码的多媒体系统。Ogg Vorbis文件的扩展名是.OGG，这种文件的设计格式是非常灵活的，它的最大特点是在文件格式已经固定下来后还能对音质进行明显的调节和更新算法。现在创建的OGG文件可以在未来的任何播放器上播放，因此，这种文件格式可以不断地进行大小和音质的改良，而不影响旧有的编码器或播放器。在压缩技术上，Ogg Vorbis的最主要特点是使用了VBR（可变比特率）和ABR（平均比特率）方式进行编码。与MP3的CBR（固定比特率）相比可以达到更好的音质。Ogg Vorbis其他技术特性还包括：支持类似于MP3的ID3信息，但比MP3要灵活而又完整得多，实际上可以填写随意多的信息。Vorbis还具有比特率缩放功能，可以不用重新编码便可调节文件的比特率。Vorbis文件可以被分成小块并以样本粒度（Granuarity，数据可以被分割的最小尺寸）进行编辑；Vorbis支持多通道（大于2）音频流并使用了独创性的处理技术；Vorbis文件可以以逻辑方式相连接等。

在经济利益的推动下，Ogg Vorbis从一诞生就获得了各方的关注，许多著名音频软件，包括像出品Sound Forge的Sonic Foundry（http://www.sonicfoundry.com）这样的工业巨头也在软件中增加了对Ogg Vorbis的支持，而对于本来就是免费的或者开放源码的音频相关软件比如Winamp（http://www.winamp.com）、CDEX（http://cdex.sourceforge.net）等等更是第一时间在软件中加入了Ogg Vorbis的支持。可以这样说，Ogg Vorbis在业界的支持是非常广泛的——著名的游戏“闪点行动”（Operation Flash Point）就是使用Ogg Vorbis作为游戏所有声音和音乐的保存格式的。


Ogg Vorbis的编码器OggDrop XPd，很简洁的程序界面

几乎所有的音频编辑器都支持Ogg Vorbis格式的编辑。作为一般的编码使用，可以在http://www.vorbis.com/download_win.psp网址可以下载到OggDrop/OggDrop XPd。播放可以使用Winamp播放，现在，Ogg Vorbis已经是Winamp标准配置之一。


VQF——生不逢时


VQF实际指的是TwinVQ（Transform-domain Weighted INterleave Vector Quantization）技术，是日本Nippon Telegraph and Telephone集团属下的NTT Human Interface Laboratories（http://sound.splab.ecl.ntt.co.jp）开发的一种音频压缩技术,该技术受到著名的YAMAHA公司的支持。VQF或TVQ是其文件的文件类型名。VQF其实是一种比较先进的技术，通常认为96Kbps的VQF与128Kbps的MP3质量相同。



TwinVQ编码器，所有的功能基本上都集中在这个界面上

VQF在YAMAHA公司的大力推动下也曾经取得了相当不错的市场份额。不过时至今日，VQF已经逐步淡出舞台。原因是多方面的。首先，VQF 是专门开发来用于低比特率情况的，对于录音室这种需要高保真的环境就无能为力了，换句话说，VQF仅适合一般播放用途，这使得VQF的应用范围相对狭窄。其次，VQF没有得到操作系统平台的直接支持，就像MP3PRO那样，Windows自始至终都不支持直接播放VQF文件，使得VQF得不到大范围的推广。再次，VQF是一种封闭的专利技术，导致市场所有与VQF相关的编码器、播放器无一不是YAMAHA和NTT的产物，这一点极大地妨碍了VQF的发展。最著名的一个例子就是一个曾经致力于推广VQF技术的网站http://www.vqf.com宣布由于VQF的衰落而停止更新，等待高比特率（192Kbps或以上）的VQF格式出台后再作打算。虽然YAMAHA公司已经成功地将VQF提交到了MPEG组织，并成为MPEG-4标准的一部分，但这些努力恐怕也是无济于事的。因为MPEG-4本来就是一个面向对象的大包容的平台，与MPEG-1和MPEG-2这样专门针对某种具体的技术而制定的标准已经不是一回事了。



MP3与VQF的一个质量对比示意图，虽然说质量相同，但VQF使用的技术更为先进，从这个图上大家应该可以感受到两者的差别

要播放VQF软件，可以通过给Winamp增加支持插件来实现，也可以使用YAMAHA自己的SoundVQ Player播放器。编码软件可以使用YAMAHA SoundVQ Encoder或者NTT TwinVQ Encoder。后者的优化比较好，速度比前者快一些。

wang7711

好文章!