10个常见音频格式的介绍:我应选择什么格式?

音频文件有各种格式和尺寸,除了我们常见的MP3之外,还有AAC、FLAC、OGG、WMA等。为什么存在这么多种不同的音频标准?哪种格式是最好的呢?当你保存音频文件的时候又应该如何选择?

实际上,所有的音频格式可以分为3类,而一旦你了解了这3种类型各自的特征,就可以进行三选一,然后再根据具体的需求选择更细分的门类。

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无压缩音频格式

无压缩格式保存了原始的音频波型。所谓原始的音频波型,即指声音被捕捉之后,转化为数字信号存储后的结果。原始的音频波型在存储之后没有任何后续处理。从结果来看,这样的音频文件会造成大量的空间占用,对于一个24位(24bit)96KHz的音频来说,每分钟大约需要34MB的空间存储。

无压缩音频格式:PCM

PCM是Pulse-Code Modulation(脉冲编码调制)的缩写,这是一种使用数字信号模拟声音的技术方法。自然界中的、我们能听到的声音是以物理声波的形式存在的,而为了用数字信号来模拟这种声波,科学家决定用另一种波来采样并记录它,这就是我们说的脉冲。

因此,数字音频有两个基本概念:采样率和位深度。所谓采样率,指的是对声音进行多少次采样的速度。而所谓位深度,指的是单个采样占用的空间。在无压缩格式中,采样率、位深度和音频时长的乘积,就是代表音频内容的数字信号所占的空间。

PCM是在CD和DVD中常用的格式,只不过实际使用的往往是它的衍生版本LPCM。LPCM是Linear PCM的缩写,即线性脉冲编码调制。如今使用的大多数PCM文件实际都采用LPCM,因此没必要对他们进行区分。

无压缩音频格式:WAV

WAV是Waveform Audio File Format(波型音频文件格式)的缩写,它是微软和IBM在1991年开发的一种标准音频格式。

很多人认为WAV是一种无压缩音频格式,但这并不完全正确。实际上,WAV是一种“容器”型格式,是微软为将音频用于各种平台而开发的通用格式。因此,WAV是有可能包含压缩音频的,不过如今很少会将在使用压缩时选择这种格式了。

大多数WAV音频格式,实际包含的仍然是无压缩的PCM格式音频,而WAV作为一种容器,只是作为PCM编码的介质,让它可以适用于Windows系统。当然,尽管我们一直在说Windows,Mac系统打开和处理WAV格式也没有任何问题。

无压缩音频格式:AIFF

AIFF是Audio Interchange File Format(音频交换文件格式)的缩写,是1988年由苹果公司为Mac系统开发的,和微软与IBM为Windows开发WAV的目的如出一辙。

同样类似WAV,AIFF也是一种音频容器。举例来说,有种压缩音频叫做AIFF-C以及另一个版本Apple Loops被GarageBand和Logic Audio使用,它们的后缀都是AIFF。

但是,大多数AIFF文件存储的也都是无压缩的PCM格式音频,它也是为Mac系统解码PCM的介质。也正如WAV在Mac上可以无障碍使用一样,Windows上也可以自由使用AIFF格式。

有损压缩音频格式

有损压缩指的是在无压缩的基础上,在存储之前对音频应用一次压缩,这种压缩是不可逆的,对原音频是有损耗的。但它可以解决无压缩音频格式占用太多空间的问题。

换句话说,有损压缩音频,就是用更低的音频质量换取更小的空间占用。如果将压缩允许的损耗调整的太高,你可能会听到杂音。但是,如果压缩得当,你不会听出任何区别。

有损压缩音频格式:MP3

MP3是MPEG-1 Audio Layer 3(动态图像专家组音频层3号)是简称。这种格式开发于1993年,如今已经成为最主流的音乐音频格式。它是如此流行,以至于我们有了MP3播放器这样的说法(而不是OGG播放器),甚至有人使用MP3直接指代音频。

开发MP3格式时,开发者有三个主要目标:

  • 将大多数人听力范围之外的音频数据在音频里直接剔除。
  • 在减少音频质量的同时,保证大多数人无法听出区别。
  • 尽可能高效地压缩所有类型的音频数据。

如今世界上大多数有能力读取和播放音频的数字化设备都支持MP3格式,这包括了PC、Mac、安卓手机、苹果手机、智能电视等。当你需要一种通用性强的音频格式,MP3绝对不会让你失望。

有损压缩音频格式:AAC

AAC是Advanced Audio Coding(高级音频编码)的简称。这个开发与1997年的格式和MP3格式一样成功,尽管它的流行度实际非常高,但并不能达到MP3的地位。

AAC采用的压缩算法,在技术上比MP3更加先进。当你将同一段音频压缩为MP3和AAC时,AAC格式通常更小且音质更好。

尽管你看到的音乐大多数是MP3格式,但AAC格式实际应用仍然非常广泛。AAC格式是YouTube、安卓系统、iOS系统、iTunes、任天堂(中后期)和PlayStation(中后期)的标准音频格式。

有损压缩音频格式:OGG(Vorbis)

OGG不是什么东西的简称,甚至不是一种压缩格式。OGG是一种多媒体容器,可以存储任何压缩媒体格式。OGG大多数时候被用于存储Vorbis文件,这类文件被称为Ogg Vorbis音频。

Vorbis在2000年发布,主要有两大特点:

  1. 用于适应开源软件协议。
  2. 拥有高于大多数有损压缩格式的性能,这意味着它可以在保证同等音频质量的前提下,产生更小的音频文件。

由于MP3和AAC格式的流行,OGG格式经历了很艰难的成长期。曾经只有很少的设备支持OGG格式,当然现在这种情况已经大大改观了。如今OGG格式主要在开源软件中应用。

有损压缩音频格式:WMA(有损版)

WAV是Windows Media Audio(Windwos音频媒体)的缩写,是微软开发的专用格式。实际上WAV有很多个时代,在不断演化,但微软将它的后缀一直沿用了下来。

不同于AAC和OGG的个性,WMA的主要开发目的是弥补MP3的缺陷。尽管在结果上,WMA的压缩原理和AAC、OGG比较相似。就格式的优化而言,WMA要好于MP3。

但WMA至今也没得到多少平台和设备的支持。一方面,它的质量并不比AAC或OGG更高;另一方面,大多数时候MP3就够用了。因此,似乎没有特别的选择WMA格式的理由。

无损压缩音频格式

最后我们来讲讲无损压缩,它不同于有损压缩的点就在于“无损”。无损压缩格式不会破坏任何原始的音频数据,这种格式的转变是可逆的。

当然,没有损失必然要付出空间上的代价。无损压缩格式通常比有损压缩格式的音频要大2到5倍。但它仍然会小于无压缩格式。

无损压缩音频格式:FLAC

FLAC是Free Lossless Audio Codec(免费无损音频编码)的简称,这个名字可能有点蠢,但从2001年它被开发出来就有了不错的苗头。如今,它已经是最流行的无损压缩音频格式之一了。

FLAC格式的优势在于,它可以将原始音频信号压缩最多60%,并且不损失任何原始数据。更何况,FLAC是全免费开源的音频格式,任何人都不需要为使用它而付费。

FLAC如今被大多数主流软件和设备支持,它是MP3的高音质替代品。使用FLAC意味着你可以使用大概二分之一的空间,享受到原始的音频音质。这也就是为什么FLAC被很多人认为是最好的音频格式。

无损压缩音频格式:ALAC

ALAC是Apple Lossless Audio Codec(苹果无损音频编码)的简称。作为专有音频格式,它的开发从2004年就开始启动,到2011年,苹果撤销了对它的版权限制并将它免费开源。ALAC被很多人叫做Apple Lossless。

尽管ALAC很优秀,但它的效率并不如FLAC。但作为苹果公司自己开发的编码,它让苹果用户很难做出其他选择。iTunes和iOS系统都原生支持ALAC格式,但不支持FLAC。

无损压缩音频格式:WMA(无损版)

WAV是Windows Media Audio(Windwos音频媒体)的缩写,我们已经说过一次了。但要知道,WMA格式还有同样后缀的无损压缩版本。这令人疑惑,我和你想法一样。

如果要比较FLAC、ALAC和WMA,很不幸WMA是最差的,虽然也没有差很多。更何况,WMA格式是非开源的,对开源软件的用户来说不是什么好消息。但就是这么一个格式,至今仍被Windows和Mac双系统支持。

所以怎么选择音频格式?

大多数情况下,你的选择可以很简单:

  • 如果你录制和编辑音频,往往需要处理原始波形文件,选择无压缩格式是最好的。这可以让你快速地读取并处理原始质量的音频,在处理完成后,再导出为其他形式即可。
  • 如果你是听歌达人,对音质有极致的追求,那么就选择无损压缩格式吧。很多专辑会同时推出FLAC版本和MP3版本,前者就是为了这类人准备的。不过你要知道,这需要不少硬盘空间。
  • 如果你对音质没有特别的追求,或者觉得有损和无损听上去没什么区别,再或者是缺少磁盘空间,选择有损压缩格式就可以了。事实上,在适当的压缩设置下,大多数人都听不出有损和无损的区别,只不过有些人不承认而已。

但是要知道,如果你对音质有特殊的要求,仅仅靠音频格式是不够的。你还需要足够强大的声卡和足够好的耳机,如果要录音还需要足够好的收音设备。当然,当你进阶到需要这些东西的时候,音频格式对你来说应该已经不是什么问题了。

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卡米雷特

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