采樣頻率 Hz
采樣頻率就是采用一段音頻,做為樣本,因為wav使用的是數碼信號,它是用一堆數字來描述原來的模擬信號,所以它要對原來的模擬信號進行分析,我們知道所有的聲音都有其波形,數碼信號就是在原有的模擬信號波形上每隔一段時間進行一次“取點”,賦予每一個點以一個數值,這就是“采樣”,然后把所有的“點”連起來就可以描述模擬信號了,很明顯,在一定時間內取的點越多,描述出來的波形就越精確,這個尺度我們就稱為“采樣頻率”。
我們最常用的采樣頻率是44.1kHz,它的意思是每秒取樣44100次。之所以使用這個數值是因為經過了反復實驗(實際上是那個時代才是視頻27/1.0001時鍾做CD刻錄遺留問題),人們發現這個采樣頻率最合適,低於這個值就會有較明顯的損失,而高於這個值人的耳朵已經很難分辨,而且增 大了數字音頻所占用的空間。
一般為了達到“萬分精確”,我們還會使用48kHz甚至96kHz的采樣頻率,實際上,96kHz采樣頻率和44.1kHz采樣頻率的區別絕對不會象44.1kHz和22kHz那樣區別如此之大,我們所使用的CD的采樣標准就是44.1kHz,目前44.1kHz還是一個最通行的標准,有些人認為96kHz將是未來錄音界的趨勢。采樣頻率提高應該是一件好事,但我們真的能聽出96kHz采樣頻率制作的音樂與44.1kHz采樣頻率制作的音樂的區別嗎?
注:16bit/44.1kHz是CD中音頻的采樣,24bit/48kHz是DVD中音頻的采樣,24bit/192kHz是藍光中音頻的采樣。
采樣位數 bit(位深)
比特率是大家常聽說的一個名詞,數碼錄音一般使用16比特、20比特或24比特制作音樂。什么是“比特”?我們知道聲音有輕有響,影響聲音響度的物理要素是振幅,作為數碼錄音,必須也要能精確表示樂曲的輕響,所以一定要對波形的振幅有一個精確的描述。“比特(bit)”就是這樣一個單位,16比特就是指把波形的振幅划為2^16即65536個等級,根據模擬信號的輕響把它划分到某個等級中去,就可以用數字來表示了。
和采樣頻率一樣,比特率越高,越能細致地反映樂曲的輕響變化。20比特就可以產生1048576個等級,表現交響樂這類動態十分大的音樂已經沒有什么問題了。剛才提到了一個名詞“動態”,它其實指的是一首樂曲最響和最輕的對比能達到多少,我們也常說“動態范圍”,單位是dB,而動態范圍和我們錄音時采用的比特率是緊密結合在一起的,如果我們使用了一個很低的比特率,那么就只有很少的等級可以用來描述音響的強弱,當然就不能聽到大幅度的強弱對比了。
動態范圍和比特率的關系是;比特率每增加1比特,動態范圍就增加6dB。所以假如我們使用1比特錄音,那么我們的動態范圍就只有6dB,這樣的音樂是不可能聽的。16比特時,動態范圍是96dB。這可以滿足一般的需求了。20比特時,動態范圍是120dB,對比再強烈的交響樂都可以應付自如了,表現音樂的強弱是綽綽有余了。發燒級的錄音師還使用24比特,但是和采樣精度一樣,它不會比20比特有很明顯的變化,理論上24比特可以做到144 dB的動態范圍,但實際上是很難達到的,因為任何設備都不可避免會產生噪音,至少在現階段24比特很難達到其預期效果。
碼率 kbps
表示每秒存儲聲音容量,如CD標准的聲音信號參數為:信號采樣頻率為44.1kHz,量化精度為16位,包含兩個聲道。根據每秒鍾存儲聲音容量的公式:
字節數 = 采樣頻率×采樣精度(位數)×聲道數,可計算出其數據率為 1411.2kbps, 即176.4kBps。
(大寫B表示byte,即字節,一個字節=八個位,即1B=8b;前面的小寫k表示千的意思,即千個位kb或千個字節kB)
音頻格式
CD
標准CD格式也就是44.1K的采樣頻率,速率88K/秒,16位量化位數,因為CD音軌可以說是近似無損的,因此它的聲音基本上是忠於原聲的。一個CD音頻文件是一個.cda文件,這只是一個索引信息,並不是真正的包含聲音信息,所以不論CD音樂的長短,在電腦上看到的“.cda文件”都是44字節長。
WAV
無損,是微軟公司開發的一種聲音文件格式,標准格式的WAV文件和CD格式一樣,也是44.1K的采樣頻率,速率88K/秒,16位量化位數。
MP3
MPEG音頻文件的壓縮是一種有損壓縮,MPEG3音頻編碼具有10:1~12:1的高壓縮率,同時基本保持低音頻部分不失真,但是犧牲了聲音文件中12KHz到16KHz高音頻這部分的質量來換取文件的尺寸,相同長度的音樂文件,用.mp3格式來儲存,一般只有.wav文件的1/10,而音質要次於CD格式或WAV格式的聲音文件。
OGG
ogg格式完全開源,完全免費, 和mp3不相上下的新格式。 與MP3類似,OGGVorbis也是對音頻進行有損壓縮編碼,但通過使用更加先進的聲學模型去減少損失,因此,相同碼率編碼的OGGVorbis比MP3音質更好一些,文件也更小一些。
FLAC
FLAC即是Free Lossless Audio Codec的縮寫,中文可解為無損音頻壓縮編碼。FLAC是一套著名的自由音頻壓縮編碼,其特點是無損壓縮。不同於其他有損壓縮編碼如MP3及AAC,它不會破壞任何原有的音頻資訊,所以可以還原音樂光盤音質。
APE
APE是流行的數字音樂文件格式之一。與MP3這類有損壓縮方式不同,APE是一種無損壓縮音頻技術,也就是說當你將從音頻CD上讀取的音頻數據文件壓縮成APE格式后,你還可以再將APE格式的文件還原,而還原后的音頻文件與壓縮前的一模一樣,沒有任何損失。APE的文件大小大概為CD的一半。
AAC
應用相對廣泛的有AAC,(高級音頻編碼技術,Advanced Audio Coding)是杜比實驗室為音樂社區提供的技術。AAC號稱「最大能容納48通道的音軌,采樣率達96 KHz,並且在320Kbps的數據速率下能為5.1聲道音樂節目提供相當於ITU-R廣播的品質」。和MP3比起來,它的音質比較好,也能夠節省大約30%的儲存空間與帶寬。