主流音频格式介绍（1）

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主流音频格式

[B]WAV——存在便是永恒[/I]


WAV是Microsoft Windows本身提供的音频格式，由于Windows本身的影响力，这个格式已经成为了事实上的通用音频格式。然而不客气地说，WAV实际上是Apple电脑上音频格式AIFF的克隆。通常我们使用WAV格式都是用来保存一些没有压缩的音频，但实际上WAV格式的设计是非常灵活（非常复杂）的，该格式本身与任何媒体数据都不冲突，换句话说，只要有软件支持，你甚至可以在WAV格式里面存放图像。之所以能这样，是因为WAV文件里面存放的每一块数据都有自己独立的标识，通过这些标识可以告诉用户究竟这是什么数据。在Windows平台上通过ACM（Audio Compression Manager，音频压缩管理）结构及相应的驱动程序（在这里通常称为CODEC，编码/解码器），可以在WAV文件中存放超过20种的压缩格式，比如ADPCM、GSM、CCITT G.711、G.723等等，当然也包括MP3格式。



音频编辑软件WaveCN（http://www.wavecn.com）可以列出Windows已经安装了的ACM驱动信息

虽然WAV文件可以存放压缩音频甚至MP3，但由于它本身的结构特点，注定了它的用途是存放音频数据并用作进一步的处理，而不是像MP3格式那样用于聆听。目前几乎所有的音频播放软件和编辑软件都支持WAV格式，并将该格式作为默认文件保存格式之一。这些软件包括：Sound Forge、Cool Edit Pro、WaveLab等等。由于WAV的支持实在是太广泛了，可以夸张地说，即使Windows退出历史舞台，WAV格式也不会消亡。


MP3——老当益壮


第二个要提到的音频格式就是“改变了世界”的MP3了——这个比喻相信大家都会认同。MP3是Fraunhofer-IIS研究所的研究成果。MP3是第一个实用的有损音频压缩编码，在MP3出现之前，一般的音频编码即使以有损方式进行压缩，能够达到4:1的压缩比例已经非常不错了。但是，MP3可以实现12:1的压缩比例，这使得MP3迅速地流行起来。MP3之所以能够达到如此高的压缩比例同时又能保持相当不错的音质，是因为利用了“知觉音频编码技术”，削减音乐中人耳听不到的成分，同时尝试尽可能地维持原来的声音质量。

为了更好地控制文件大小和音频的关系，后来又出现了VBR（Variant Bitrate，可变比特率）方式编码的MP3，这种编码方式的特点是可以根据编码的内容动态地选择合适的比特率，由于编码的结果是在保证音质的同时又照顾了文件的大小，所以大受欢迎。其实MP3的编码标准本来就支持这种压缩方式，不过第一个将此功能实现的反而是一个第三方工具——曾经红极一时的Xing Technology公司推出的Xing Encoder。


MP3的技术基础——人耳等响度曲线图



Lame的其中一个前端：RazorLame（http://www.dors.de/razorlame）

MP3是世界上第一个也是最流行的有损压缩编码方案，可以说几乎所有的播放软件都支持它。在制作方面，也曾经产生了许多第三方的编码工具。不过随着后来Fraunhofer-IIS宣布对编码器征收版税之后很多都消失了。目前开放源代码并且免费的编码器中最受欢迎的是LAME （Lame Ain Mp3 Encoder，http://lame.sourceforge.net），这个工具是公认的压缩音质最好的MP3压缩工具。最近，Fraunhofer-IIS对之前不收取版权费的MP3解码器也征收了版权费。此举大有Fraunhofer-IIS意识到MP3已经在没落，趁还能收到钱最后捞一把的意思。应该说，到了现在，MP3确实显现出疲态了。许多新一代的编码技术都已经能在相同的比特率下提供比MP3优越得多的音质。特别是音乐发烧友对MP3的音质更是嗤之以鼻。不过由于MP3的影响力实在是太大了，支持MP3的软件又多如牛毛，更别提众多支持MP3的硬件播放器。到目前为止，MP3依然是世界上最流行的音频压缩技术之一，所以它真正退出舞台相信还有很长一段时间。


MP3PRO——老树发新芽


为了使MP3能在未来仍然保持生命力，Fraunhofer-IIS研究所连同Coding Technologies 公司（http://www.codingtechnologies.com）还有法国的Thomson Multimedia公司（http://www.thomson.net）共同推出了MP3PRO格式。这种格式与之前的MP3相比最大的特点是能在低达64Kbps的比特率下仍然能提供近似CD的音质（MP3是128Kbps）。该技术称为SBR（Spectral Band Replication，频带复制编码），它在原来MP3技术的基础上专门针对原来MP3技术中损失了的音频细节进行独立编码处理并捆绑在原来的MP3数据上，在播放的时候通过再合成从而达到良好的音质效果。


SBR技术在音频编码/解码过程中的应用

MP3PRO与MP3格式是兼容的，所以它的文件类型也是MP3。MP3PRO播放器可以支持播放MP3PRO或者MP3编码的文件；普通的MP3播放器也可以支持播放MP3PRO编码的文件，但只能播放出MP3的音质。虽然MP3PRO是一种优秀的技术，由于技术专利费用的问题以及其他技术提供商比如来自Microsoft等公司的竞争，MP3PRO并没有得到让人满意的流行程度。


THOMSON MP3PRO播放器

大家可以从Coding Technologies的网站下载Demo播放/压缩工具和Winamp的播放插件。目前也有许多专业音频编辑软件比如Cool Edit Pro 2.0支持MP3PRO格式，但播放器除了上面提到的工具和Music Match Juke Box之外，就基本上没有别的工具了。最关键的是，由于Microsoft的媒体播放器Media Player不支持MP3PRO格式，这使得MP3PRO失去了流行的机会。不久前Coding Technologies推出了最新的MPEG-4 AAC Plus，通过将SBR技术应用在AAC（Advanced Audio Codec）技术中而获得更卓越的音质。并且，Coding Technologies表示SBR将会成为MPEG-4的核心技术。但这种缺乏支持的技术能走多远，谁也不清楚。


Real Media——网络流媒体鼻祖


互联网大行其道之后，Real Media 出现了，这种文件格式几乎成了网络流媒体的代名词。Real Media中的RA、RMA两个文件类型是面向音频方面的。Real Media由Real Networks公司（http://www.realnetworks.com）发明，它最显著的特点是可以在非常低的带宽下（低达28.8kbps）提供足够好的音质让用户在线聆听。这一特点在互联网的早期简直是广大网虫的福音。也就是因为出现了Real Media之后，相关的应用比如网络广播、网上教学、网上点播等等才浮出水面，形成了一个新的行业。

网络流媒体的道理其实非常简单，简单说就是将原来连续不断的音频分割成一个一个带有顺序标记的小数据包，将这些小数据包通过网络进行传递，在接收的时候再将这些数据包重新按顺序组织起来播放。如果网络质量太差，有些数据包收不到或者延缓了到达，它就跳过这些数据包不播放，以保证用户在聆听的内容是基本连续的。就是这么简单的道理，促成了网络上的又一个传奇。

由于Real Media是从极差的网络环境下发展过来的，所以Real Media的音质较差，即使在高比特率的情况下它的音质甚至比MP3还要差。随着网络速度的提升和宽带网的普及，用户对质量的要求也不断提高，后来Real Networks与SONY公司合作，利用SONY的ATRAC技术（http://www.minidisc.org/，也就是MD的压缩技术）实现了高比特率的高保真压缩，但这些举措始终都带给用户一种“姗姗来迟”的感觉。由于Real Media的用途是在线聆听，并不适于编辑，所以相应的处理软件并不多。一些主流软件可以支持Real Media的读/写，可以实现直接剪辑Real Media的软件是Real Networks自己提供的捆绑在Real Media Encoder编码器中的Real Media Editor，但功能非常有限。这一点与现在的Windows Media相比，简直有天壤之别。


Windows Media——霸气十足


在意识到网络流媒体之于互联网的重要性之后，Microsoft立刻就推出了Windows Media与Real Media相抗衡，同时开始对其他音频压缩技术说不——一律不提供直接支持。到了Windows XP版本还把原来提供的MP3压缩功能都拿掉了。

Windows Media（http://www.microsoft.com/windows/windowsmedia）也是一种网络流媒体技术，本质上它跟Real Media是相同的。但Real Media是有限开放的技术，比如RTSP（Real Time Stream Protocol实时流协议）这样的网络传输协议是提交到网络工作组RFC网络协议集的其中一个（编号RFC2326），而Windows Media则没有公开任何技术细节，据称是为了更好地进行版权保护，因此要完全封闭，还创造出一种名为MMS（Multi-Media Stream，多媒体流）的传输协议。

最初版本的Windows Media并没有得到什么好评，特别是在音质方面更被网络上那些“金耳朵”的网友所不齿。不过在更新了几个版本之后，目前最新的Windows Media 9技术携带着大量的新特性，它在Windows Media Player的配合下的表现让人刮目相看。特别是在音频方面，Microsoft是惟一一个能提供全部种类音频压缩技术（无失真、有失真、语音）的解决方案的公司，大有囊括一切的势头。目前Windows Media还处于推广期，播放器和编码器可以免费下载，服务器端捆绑在Windows服务器版中，不另外收费，这些手段的采用正在不断提升其市场占有率。而且由于Microsoft的影响力，目前支持Windows Media的软件非常多。虽然它也是用于聆听用途，不能编辑，但几乎所有的Windows平台的音频编辑工具都对它提供了读/写支持，至于第三方播放器更是无一例外了，连Real Player都支持其播放。通过Microsoft 自己推出的Windows Media File Editor可以实现简单的直接剪辑。如果Microsoft继续保持其在操作系统特别是桌面操作系统上的垄断地位的话，Windows Media的未来肯定是一片光辉。

wang7711

好文章!

farmer

科普文章，值得一读，小声的问一下：现在的媒流体概念不止包含音频吧？

yikolife

好文章，值得一看，根据自己的需要选择格式。