数字音频的文件格式-多媒体技术与虚拟现实最新成果

数据必须以一定格式存放在计算机中，有格式的数据才能表达信息的含义。因此，经过采样、量化后的数字音频数据需要经过编码并格式化后才能存储、处理。

目前常见的音频格式种类很多，不同的编码方式生成不同的数字音频文件格式。下面介绍几种常用的音频文件格式。

1.WAV格式

WAV格式是微软公司开发的声音文件格式，也称为波形文件，是最早的数字音频格式。WAV文件来源于对声音模拟波形的采样。标准WAV文件的采样频率是44.1kHz，量化位数为16位，由于WAV格式的声音文件没有使用压缩算法，音质和CD相差无几。但其存储容量较大，不便于交流和传播，多用于存储简短的声音片段。

2.MP3格式

MP3全称是MPEG-1 Audio Layer 3。MP3能够以高音质、低采样率对数字音频文件进行压缩。压缩率高达10∶1～12∶1，相同长度的音乐文件，用MP3格式来存储，文件大小一般只有WAV文件的1/10。MP3格式的文件因存储容量小、音质好，而成为流行的音频文件格式之一。由于采用有损压缩，MP3的音质略次于CD格式和WAV格式文件。

3.WMA格式

WMA(Windows Media Audio)文件是微软在互联网音频领域的力作。它以减少数据流量但保持音质的方法来达到更高的压缩率，其压缩率一般可以达到18∶1。WMA支持音频流技术，适合在网络上在线播放。此外，WMA还可以通过数字版权管理方案加入防止拷贝、加入限制播放时间和播放次数等限制来防止盗版。

4.MIDI格式

数字化乐器接口(Musical Instrument Digital Interface，MIDI)，是电子音乐/电子合成乐器的统一国际标准。MIDI音频与波形音频不同，它不记载声音波形数据，而是将电子乐器键盘的演奏信息(包括键名、力度、时间长短等)用数字指令的形式记录下来。在演奏MIDI乐器或进行重放时，将这些指令发送给声卡，由声卡按照指令将声音合成出来。MIDI音频的特点是数据量小，适合用于对资源占用要求苛刻的场合。

5.RA格式

RA(RealAudio)是由Real Networks公司推出的一种文件格式。其最大特点是实时传输音频信息，可以在非常低的带宽下提供足够好的音质，因此RealAudio主要适用于网络上的在线播放。RA格式的文件使用Real Player播放器进行播放。

6.CD格式(www.xing528.com)

CD格式是音质最好的音频格式，扩展名为“.cda”。标准CD格式文件采样频率为44.1kHz，16位量化位数，与WAV一样，但CD存储采用了音轨的形式，记录的是波形流，是一种近似无损的格式，其声音基本上接近于原声。cda文件需要使用抓音轨软件将CD格式的文件转换成WAV等其他格式文件后在电脑上播放。

7.Audio格式

Audio格式文件是Sun公司推出的一种数字音频格式，是为UNIX系统开发的，和WAV格式非常相像，大多数音频编辑软件都支持这种音乐格式。

8.AIFF格式

AIFF(Audio Interchange File Format，音频交换文件格式)，是Apple公司开发的一种音频文件格式，属于QuickTime技术的一部分。该格式的特点是格式本身与数据的意义无关。

9.AAC格式

AAC(Advanced Audio Coding，高级音频编码)，是MPEG-2规范的一部分。AAC的音频算法在压缩能力上远远超过了以前的一些压缩算法(如MP3)。它还同时支持多达48个音轨、15个低频音轨、更多种采样频率和比特率、多种语言的兼容能力、更高的解码效率。总之，AAC可以在比MP3文件缩小30%的前提下，提供更好的音质。

10.APE格式

APE是目前流行的数字音乐文件格式之一，是一种无损压缩音频技术。其设计思路是:将PCM编码的文件用类似ZIP或RAR的常见压缩算法进行压缩，并在播放时先将其解压为原来的PCM波形编码格式再进行播放。APE的文件大小大概为CD的一半，对于希望通过网络传输音频CD的人们来说，APE可以节约大量的资源。

11.FLAC格式

FLAC(Free Lossless Audio Code，无损音频压缩编码)，音频以FLAC编码压缩后不会丢失任何信息，将FLAC文件还原为WAV文件后，与压缩前的WAV文件内容相同。FLAC是专门针对PCM音频的特点设计的压缩方式，而且可以使用播放器直接播放FLAC压缩的文件，就如播放MP3文件一样。FLAC文件的大小同样约等于普通音频CD的一半，并且可以自由地互相转换，音乐质量不会改变。目前，FLAC和APE是两个最常用无损音频格式。与APE格式相比较，FLAC格式体积稍大，但兼容性更好，编码速度更快，播放器支持更广。

在计算机中，声音产生有两种方法:一是录音/重放，二是声音合成。对应的数字声音也有两种不同的表示方法，一是波形声音，它是通过对实际声音的波形信号进行数字化而获得，它能高保真地表示现实世界中任何客观存在的真实声音；另一种是使用符号对声音进行描述，然后通过合成的方法生成声音。用符号描述的乐器演奏的声音MIDI属于第二种方法。