2.3 音频文件格式

数字音频在计算机当中是以各种音频文件格式进行存储的。常见的音频文件格式包括 CD、WAV、MIDI、MP3、WMA、RA等。下面就对这些文件格式一一进行介绍。

1.CD格式

CD格式是1982年飞利浦和索尼公司公布的一种文件格式，也是目前为止音质最好的一种近似无损的音频文件格式，常被称作天籁之音。

CD格式的文件采样频率为44.1kHz，量化位数为16位。1min的CD数据量约为10MB，占用的存储空间比较大。

CD格式的文件其扩展名为cda，这个文件里只包含一个44B的索引信息，用于记录音频文件所在的位置。由于它并不包含真正的声音信息，因此需要使用特定的抓音轨软件将其转换成WAV文件，才能在硬盘上进行播放。如果光驱质量好且参数设置得当，这个转换过程基本上是无损的。

2.WAV格式

WAV是微软公司开发的一种无损的音频文件格式，被Windows平台及其应用程序所支持。WAV文件记录了对实际声音进行采样的数据，可以重现自然界的各种声音，包括不规则的噪音、CD音乐等。其声音文件质量很好，和CD相差无几，但其文件所占的空间很大，30min的立体声音乐，WAV文件约占300MB，因此不适合长时间记录音频数据。

3.MIDI格式

MIDI格式是数字音乐的国际标准，扩展名为MID。在MIDI文件里，记录的是音乐的信息，如乐器种类、键名、力度、时间长短等，通过指令告诉声卡如何再现音乐。MIDI 文件主要用于音乐创作，是作曲家最喜爱的一种文件格式。

MIDI 文件的特点是：数据量小，每分钟的数据量在5～10KB，编辑起来很灵活，但它只能记录标准所规定的有限几种乐器的组合，其回放质量受到声卡合成芯片的限制，缺乏重现真实自然声音的能力。MIDI文件有几个变通格式，如.rmi和.cmf等。

4.MP3格式

MP3是非常流行的一种音频文件格式，它诞生于20世纪80年代的德国。MP3是MPEG1视频压缩标准中音频部分第3层的一种压缩编码方法，它对音频文件的压缩比可以达到10:1～12:1的效果，经过压缩后每分钟的MP3音乐约为1MB左右，这样每首歌的大小只有3～5MB。由于它数据量较小，因此在网络上非常流行。

MP3音频文件采用了一种基于感官编码的有损压缩技术。由于人耳对12kHz以上的高频信号不敏感，因此在编码时牺牲12kHz以上的高频部分来换取文件大小的降低。MP3文件的大小约为WAV文件的1/10，而音质却非常好，仅次于CD和WAV，这也是它在互联网上广为流行的主要原因。

5.WMA格式

WMA 是微软公司开发的一种音频文件格式。这种文件兼具音质好，文件体积小的优点，支持流媒体技术，适合在网络上在线播放。这种文件格式内置了版权保护技术，可以在一定程度上限制盗版问题。在绝大多数的MP3播放器上，通常支持的两种音频文件格式就是.mp3和.wma。

6.其他音频文件格式

其他音频文件格式包括RA、APE等。

RA是Real Networks公司的一种文件格式，采用流媒体技术，可以随网络带宽的不同而改变声音的质量，在保证大多数人听到流畅声音的前提下，令带宽富裕的用户获得较好的音质，主要适用于网上在线音乐欣赏。

APE是一种高保真、几乎无损的音频压缩文件格式。由于这些特点，它经常会被音乐爱好者用来进行音频素材的保存。

7.音频文件格式总结

如图2-7所示，按音频文件每分钟数据量从小到大来看，数据量最大的音频文件格式为WAV、CD、APE等，每分钟数据量约为10MB。这些音频文件音质最好，非常适合素材保存、音乐收藏等应用。其次是MP3、WMA、RA等文件，每分钟数据量约为1MB。这些音频文件音质较好，比较适合播放、网络等应用。数据量最小的文件为MID、RMI、CMF等，每分钟数据量约为10KB，文件记录的是消息指令，适合创作、音效制作等应用。