Форматы звуковых файлов это

Форматы звуковых файлов это

Теперь кратко расскажем об основных форматах звуковых файлов. Практически каждая звуковая карта IBM PC-совместимого компьютера имеет программные средства для воспроизведения файлов в форматах WAV и MIDI Возможность работы с другими форматами зависит от конкретного типа самой карты и, разумеется, от поставляемого с ней программного обеспечения. В программный комплект часто включаются средства для преобразования форматов звуковых файлов.

Раньше звук записывался с применением метода PCM (Pulse Code Modulation — импульсно-кодовая модуляция), который был разработан в 1960-х годах для нужд цифровой телефонной связи. После внесения небольших изменений, делающих записываемый с его помощью звук более подходящим для воспроизведения на персональных компьютерах, данный метод используется и сейчас, только называется он теперь по-другому. В данном случае речь идет об известном очень многим пользователям формате WAV. Этот формат довольно популярен и позволяет хранить достаточно качественный звук, в частности музыку и голосовые данные. Но, к сожалению, он очень громоздок: WAV-файлы могут быть просто огромными, особенно при записи с высокой частотой дискретизации и большой битовой глубиной. Например, стереозапись песни, которая звучит в течение четырех минут, произведенная с частотой дискретизации 44 кГц и глубиной 16 бит, занимает более 40 Мбайт памяти!

Однако человеческое ухо не различает мельчайшие вариации звука, записанного с такими характеристиками. Поэтому программисты разработали алгоритмы хранения WAV-файлов в сжатом виде, когда теряется часть неразличимых нюансов. Реализующие их программы называются компрессорами-декомпрессорами или просто кодеками. Самый известный из них — Fraunhoffer MPEG Layer 3, чаще называемый МРЗ (по расширению создаваемых с его помощью файлов).

С применением алгоритма МРЗ файл можно сжать без потери качества звучания примерно в 12 раз. Перед сжатием нужно выбрать подходящую скорость передачи битов (bit rate) — количество битов сжатого файла, передаваемых декодеру за одну секунду. Чем выше данный показатель, тем лучше качество звучания. Заметим, что скорость передачи данных аудиофайлов МРЗ обычно измеряется в тысячах битов за секунду (кбит/с). В разных кодеках она может изменяться в пределах от 24 до 320 кбит/с, однако в проигрывателях аудиокомпакт-дисков всегда составляет 128 кбит/с.

С помощью любой звуковой карты можно воспроизводить звукозаписи. На ней имеется процессор, предназначенный для интерпретации файлов стандартизированного формата MIDI (Musical Instrument Digital Interface — цифровой интерфейс музыкальных инструментов). Необходимо отметить, что MIDI-файл является не совсем обычным музыкальным файлом. В отличие от WAV-файла, примерно одинаково звучащего на любом компьютере, MIDI-файл содержит лишь указания по воспроизведению музыки, передаваемые встроенным в звуковую плату "инструментам", поэтому результирующий звук сильно зависит от возможностей и характеристик последних. MIDI-файл представляет собой файл, содержащий информацию о длительности и громкости проигрывания нот, а также инструментах, на которых они должны быть исполнены, и т. д. Вы можете представить его себе как обыкновенные ноты (на бумаге), передаваемые "электронному оркестру" звуковой платы. MIDI-файлы имеют расширение mid.

Формат MIDI менее популярен, чем форматы WAV и МРЗ, однако его поддерживают все компьютеры, на которых инсталлирована Windows, и все звуковые платы.

Основное достоинство MIDI-файлов заключается в их небольших размерах. Например, первая часть пятой симфонии Бетховена, записанная в виде высококачественного WAV-файла, занимает 78 Мбайт памяти, а будучи записанной в виде MIDI-файла — всего 60 Кбайт!

Качество воспроизведения записи во многом зависит от аппаратного обеспечения, а точнее, от характеристик конкретной звуковой платы. Существуют две основные аппаратные технологии проигрывания MIDI-файлов; FM-синтез и синтез на основе волновых таблиц.

Другие форматы файлов

Форматы WAV, МРЗ и MIDI относятся к числу наиболее популярных, но существует и множество других форматов, имеющих различную степень распространенности.

Ш ASX. Один из новейших форматов звуковых файлов. Для его воспроизведения требуется Проигрыватель Windows Media версии 8.0.

Ш ASM, WMA. Форматы сжатых звуковых файлов, которые часто используются в Интернете при воспроизведении потокового аудио.

Ш RM. Файлы, записанные в данном формате, могут содержать либо только звук, либо только видео. Это "родной" формат RealMedia — популярного проигрывателя, широко используемого в Интернете.

Ш AIFF. Популярный звуковой формат, применяемый в компьютерах Macintosh. AIFF-файлы часто встречаются на веб-узлах, и для их воспроизведения можно использовать широко известный проигрыватель QuickTime.

Ш MOD, VOC. Два устаревших формата, которые компания Creative Labs продвигала на рынке компьютерных технологий в начале 1990-х годов. В настоящее время они встречаются редко, однако большая часть проигрывателей способна их воспроизводить.

Читайте также:  Музыка для чтения текста

Ш AU. Еще один популярный формат Macintosh, который распознают многие проигрыватели.

Приведенный список, как вы понимаете, далеко не полный. Общее количество звуковых форматов давно превысило сотню, но подавляющая их часть используется крайне редко.

Возможности хранения звука в компьютере не исчерпываются использованием файлов аудиозаписей и MIDI-файлов. Видеофайлы тоже могут содержать встроенный звук. Однако для его воспроизведения программа-проигрыватель должна поддерживать конкретный формат видеофайлов. Самыми популярными видеоформатами являются AVI, MPEG, MOV, ASF и RM.

Работа многих приложений, в том числе игр, также сопровождается различными звуками. В недавнем прошлом игры и некоторые приложения часто содержали звуковые файлы собственных форматов, но сегодня в них применяются стандартные форматы WAV, MP3 и MIDI

Потоковое мультимедиа невероятно популярно в Интернете. Под этим термином подразумевают широковещательную передачу аудио- и видеоданных с воспроизведением на компьютерах пользователей и немедленным удалением после просмотра. Вещание Интернет-радиостанций происходит с использованием технологии потокового мультимедиа. Двумя самыми популярными из числа поддерживающих их проигрывателей являются Windows Media и Winamp. Хранятся файлы потокового мультимедиа в форматах ASF и RM.

Синтез и воспроизведение звука

В общем виде процесс воспроизведения звука на компьютере выглядит следующим образом. Звуковая информация хранится в виде файлов или звуковой дорожки на соответствующем носителе. Программа, осуществляющая воспроизведение звуковых файлов, считывает данные, которые хранятся на этом носителе, и превращает их при помощи программных и аппаратных средств в стандартный звуковой поток. После этого звуковой поток обрабатывается драйвером активного звуковоспроизводящего устройства.

В типичной Windows-системе имеется множество программ, которые способны воспроизводить звук. Прежде всего, в любой такой системе есть приложение Проигрыватель Windows Media — пожалуй, самый мощный из всех музыкальных проигрывателей. Довольно широкое распространение получили проигрыватели Winamp и LightAlloy.

Синтез с частотной модуляцией

В ранних звуковых платах использовалась технология электронной эмуляции различных инструментов, называемая синтезом с частотной модуляцией (FM-синтезом). Пользователь с помощью специальной программы мог дать процессору звуковой карты команду воспроизвести несколько нот, как, предположим, на фортепиано, и проигрываемый звук действительно отдаленно напоминал звучание этого музыкального инструмента. Однако в случае применения более высоких или низких частот звучание становилось слишком "механичным".

Синтез на основе волновых таблиц

В попытке "оживить" синтезируемый звук производители ранних плат встраивали в них записи звуков реальных музыкальных инструментов и других звуков. Благодаря этой технологии многие современные платы воспроизводят звуки инструментов значительно реалистичнее, чем старые FM-платы. Получив команду проиграть ноту си, как на фортепиано или альте, звуковой процессор считывает из собственной памяти заранее записанный WAV-файл и модифицирует его в соответствии с конкретными установками. Эта технология называется синтезом на основе волновых таблиц (Wave Table, WT) или просто волновым синтезом (WT-синтезом). Числом инструментов, записи которых хранятся в памяти платы, определяется такая ее характеристика, как полифония. Хорошие платы содержат записи 64 инструментов, а самые лучшие, профессиональные, — 256, 320 и более.

Формат AU. Этот простой и распространенный формат на системах Sun и NeXT (в последнем случае, правда, файл будет иметь расширение SND). Файл состоит из короткого служебного заголовка (минимум 28 байт), за которым непосредственно следуют звуковые данные. Широко используется в Unix-подобных системах и служит базовым для Java-машины.

Формат WAVE (WAV). Стандартный формат файлов для хранения звука в системе Windows. Является специальным типом другого, более общего формата RIFF (Resource Interchange File Format); другой разновидностью RIFF служат видеофайлы AVI. Файл RIFF составлен из блоков, некоторые из которых могут, в свою очередь, содержать другие вложенные блоки; перед каждым блоком данных помещается четырехсимвольный идентификатор и длина. Звуковые файлы WAV, как правило, более просты и имеют только один блок формата и один блок данных. В первом содержится общая информация об оцифрованном звуке (число каналов, частота дискретизации, характер зависимости громкости и т.д.), а во втором — сами числовые данные. Каждый отсчет занимает целое количество байт (например, 2 байта в случае 12-битовых чисел, старшие разряды содержат нули). При стереозаписи числа группируются парами для левого и правого канала соответственно, причем каждая пара образует законченный блок — для нашего примера его длина составит 4 байта. Такая, казалось бы, излишняя структурированность позволяет программному обеспечению оптимизировать процесс передачи данных при воспроизведении, но, как в подобных случаях всегда бывает, выигрыш во времени приводит к существенному увеличению размера файла.

Читайте также:  Сброс до заводских настроек android через рекавери

Формат MP3 (MPEG Layer3). Это один из форматов хранения аудиосигнала, позднее утвержденный как часть стандартов сжатого видео. Природа получения данного формата во многом аналогична уже рассмотренному нами ранее сжатию графических данных по технологии JPEG. Поскольку произвольные звуковые данные обратимыми методами сжимаются недостаточно хорошо, приходится переходить к методам необратимым: иными словами, базируясь на знаниях о свойствах человеческого слуха, звуковая информация “подправляется” так, чтобы возникшие искажения на слух были незаметны, но полученные данные лучше сжимались традиционными способами. Это называется адаптивным кодированием и позволяет экономить на наименее значимых с точки зрения восприятия человека деталях звучания. Приемы, применяемые в MP3, непросты для понимания и опираются на достаточно сложную математику, но зато обеспечивают очень значительный эффект сжатия звуковой информации. Успехи технологии MP3 привели к тому, что ее применяют сейчас и во многих бытовых звуковых устройствах, например, плеерах и сотовых телефонах.

Формат MIDI. Название MIDI есть сокращение от Musical Instrument Digital Interface, т.е. цифровой интерфейс для музыкальных инструментов. Это довольно старый (1983 г.) стандарт, объединяющий разнообразное музыкальное оборудование (синтезаторы, ударные, освещение). MIDI базируется на пакетах данных, каждый из которых соответствует некоторому событию, в частности, нажатию клавиши или установке режима звучания. Любое событие может одновременно управлять несколькими каналами, каждый из которых относится к определенному оборудованию. Несмотря на свое изначальное предназначение, формат файла стал стандартным для музыкальных данных, которые при желании можно проигрывать с помощью звуковой карты компьютера безо всякого внешнего MIDI-оборудования. Главным преимуществом файлов MIDI является их очень небольшой размер, поскольку это не детальная запись звука, а фактически некоторый расширенный электронный эквивалент традиционной нотной записи. Но это же свойство одновременно является и недостатком: поскольку звук не детализирован, то разное оборудование будет воспроизводить его по-разному, что в принципе может даже заметно исказить авторский музыкальный замысел.

Формат MOD. Представляет собой дальнейшее развитие идеологии MIDI-файлов. Известные как “модули программ воспроизведения”, они хранят в себе не только “электронные ноты”, но и образцы оцифрованного звука, которые используются как шаблоны индивидуальных нот. Таким способом достигается однозначность воспроизведения звука. К недостаткам формата следует отнести большие затраты времени при наложении друг на друга шаблонов одновременно звучащих нот.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Мы рассмотрим различные форматы звуковых файлов:

WAVE (.wav) — наиболее широко распространенный звуковой формат. Используется в OC Windows для хранения звуковых файлов. В его основе лежит формат RIFF (Resource Interchange File Format), позволяющий сохранять произвольные данные в структурированном виде. Для записи звука используются различные способы сжатия, поскольку звуковые файлы имеют большой объем. Самый простой способ сжатия — импульсно-кодовая модуляция (Pulse Code Modulation, PCM), но он не обеспечивает достаточно хорошего сжатия.

AU (.au,.snd) — формат звуковых файлов, используемый на рабочих станциях фирмы Sun (.au) и в операционной системе NeXT (.snd). Получил широкое распространение в сети Internet, на ранней стадии развития которой играл роль стандартного формата для звуковой информации.

MPEG-3 (.mp3) — формат звуковых файлов, один из наиболее популярных на сегодняшний день. Был разработан для сохранения звуков, отличных от человеческой речи. Используется для оцифровки музыкальных записей. Предшествующие версии формата: MP1 и MP2. При кодировании применяется психоакустическая компрессия, при которой из мелодии удаляются звуки, плохо воспринимаемые человеческим ухом. Ранние версии обеспечивают худшую компрессию, но менее требовательны к ресурсам компьютера при воспроизведении. Характеристики процессора напрямую влияют на качество звучания, — чем слабее процессор, тем больше искажения звука.

MIDI (.mid) — цифровой интерфейс музыкальных инструментов (Musical Instrument Digital Interface). Этот стандарт разработан в начале 80-х годов для электронных музыкальных инструментов и компьютеров. MIDI определяет обмен данными между музыкальными и звуковыми синтезаторами разных производителей. Интерфейс MIDI представляет собой протокол передачи музыкальных нот и мелодий. Но данные MIDI не являются цифровым звуком — это сокращенная форма записи музыки в числовой форме. MIDI-файл представляет собой последовательность команд, которыми записаны действия, например, нажатие клавиши на пианино или поворот регулятора. Эти команды, посылаемые на устройство воспроизведения MIDI-файлов, управляют звучанием, небольшое MIDI-сообщение может вызвать воспроизведение звука или последовательности звуков на музыкальном инструменте или синтезаторе, поэтому MIDI-файлы занимают меньший объём (единица звукового звучания в секунду), чем эквивалентные файлы оцифрованного звука.

Читайте также:  Установить виджет погоды на экран телефона

MOD (.mod) — музыкальный формат, в нем хранятся образцы оцифрованного звука, которые можно затем использовать как шаблоны для индивидуальных нот. Файлы в этом формате начинаются с набора образцов звука, за которыми следуют ноты и информация о длительности. Каждая нота воспроизводится с помощью одного из приведенных в начале звуковых шаблонов. Такой файл относительно невелик и имеет структуру, базирующуюся на нотах. Это облегчает его редактирование с помощью программ, имитирующих традиционную музыкальную запись. Он, в отличие от MIDI-файла, полностью задает звук, что позволяет воспроизводить его на любой компьютерной платформе.

IFF (.iff) — Interchange File Format – формат, первоначально разработанный для компьютерной платформы Amiga. Сейчас также используется на компакт-дисках в форме CD-I. Его структура очень похожа на структуру формата RIFF.

AIFF (.aiff) — Audio Interchange File Format — формат для обмена звуковыми данными, используется на компьютерных платформах Silicon Graphics и Mac. Во многом напоминает формат Wave, однако в отличие от него позволяет использовать оцифрованный звук и шаблоны. Многие программы способны открывать файлы в этом формате.

RealAudio (.ra, .ram) — формат, разработанный для воспроизведения звука в Internet в реальном времени. Разработан фирмой Real Networks (www.real.com). Получающееся качество в лучшем случае соответствует посредственной аудиокассете, для качественной записи музыкальных произведений использование формата mp3 более предпочтительно.

4.3. MIDI и цифровой звук: достоинства и недостатки

Формат WAVE представляет собой один из многочисленных, но далеко не единственный формат для записи цифрового звука. В отличие от MIDI-данных данные цифрового звука действительно представляют звук, записанный в виде тысяч единиц, называемых квантами (samples). Цифровые данные представляют амплитуду (или громкость) звука в дискретные моменты времени. Звучание цифровых данных не зависит от устройства воспроизведения и поэтому их звучание всегда одинаково. Но за это приходится расплачиваться большими объемами звуковых файлов.

MIDI-данные по отношению к цифровым данным — то же самое, что и векторная графика по отношению к растровым изображениям. То есть MIDI-данные зависят от устройств воспроизведения звука, а цифровые данные не зависят. Так же как вид векторных графических изображений зависит от принтера или экрана монитора, так и звучание MIDI-файлов зависит от MIDI-устройства для воспроизведения этих файлов. Аналогично, звучание мелодии, сыгранной на концертном фортепиано, будет отличаться от звучания этой же мелодии на простом пианино. Цифровые данные, с другой стороны, идентичны и не зависят от системы воспроизведения. Стандарт MIDI в этом смысле аналогичен стандарту PostScript и позволяет управлять инструментами на понятном языке.

По сравнению с цифровым звуком MIDI имеет следующие преимущества:

§ MIDI-файлы занимают меньший объем памяти, и размер этих файлов не влияет на качество звучания. В среднем MIDI-файлы в 200 — 1000 раз меньше цифровых файлов и поэтому занимают малый объем в оперативной памяти, на дисках, и для них не требуется больших ресурсов центрального процессора.

§ В некоторых случаях звучание MIDI-файлов лучше, чем цифровых аудиофайлов. При этом источник звучания MIDI-файлов должен быть высокого качества.

§ Вы можете изменять длину MIDI-файлов, изменяя темп звучания и при этом сохраняя качество и громкость звучания. MIDI-данные можно легко редактировать, даже на уровне отдельных нот. Вы можете манипулировать небольшими сегментами MIDI-композиции (с точностью до миллисекунд), что невозможно в случае цифрового звука.

Основной недостаток MIDI-файла вытекает из его достоинств. Поскольку MIDI-данные не являются сами по себе звуком, то воспроизведение будет настолько точным, насколько устройство воспроизведения MIDI-данных идентично устройству, которое использовалось для создания исходного файла. Даже звук MIDI-инструмента в соответствии со стандартом General MIDI зависит от электронного устройства воспроизведения и используемого при этом метода. MIDI-звук не используют для воспроизведения речи.

Основное преимущество цифрового аудио перед MIDI-звучанием заключается в том, что качество воспроизведения цифрового звука всегда постоянно, и здесь MIDI-звучание уступает цифровому звучанию. Существуют две причины, по которым следует работать с цифровым звуком:

§ более широкий выбор программ и систем, которые поддерживают работу с цифровым звуком;

§ для подготовки и создания цифровых звуковых элементов не требуется знание музыкальной теории, чего не скажешь о MIDI-данных.

Дата добавления: 2014-12-16 ; Просмотров: 4035 ; Нарушение авторских прав?

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Ссылка на основную публикацию
Форд экоспорт белый фото
Компания Форд славится тем, что каждое обновление их машин несет в себе кучу перемен. Не стал исключением и недорогой городской...
Установка и настройка ip камеры
Системы видеонаблюдения используются давно. Старые аналоговые решения были дороги и громоздки. Они требовали большого количества дорогостоящего оборудования, квалифицированных специалистов и...
Установка и настройка операционной системы windows
Наши услуги УСТАНОВКА ОПЕРАЦИОННЫХ СИСТЕМ Определения: Операционная система (сокращенно ОС) – комплекс взаимосвязанных программ, предназначенных для управления ресурсами компьютера и...
Форм факторы корпусов пк размеры
Главная FAQ Железо Типы компьютерных корпусов Типы компьютерных корпусов Говоря слово "компьютер" многие подразумевают системный блок компьютера, и в принципе...
Adblock detector