大學部專用 數位音效/音樂課程

   常見音訊檔案格式釋疑

     作者:賴建宇 (版權所有,請尊重著作權) 

   備註:本教材中所提及之軟、硬體名稱、商標、圖片其所有權均歸屬其原公司所有

 

 

在現今的電腦應用領域中,隨著時代的變遷,如今市面上通行著各種不同的音訊的檔案格式,對從事多媒體應用以及後製成音的使用者而言,如何充分認知各格式的優劣點以及應用範圍,以及不同格式間的轉換,是很重要的!

以下針對目前網路常見的各類型音訊檔案格式做一說明:

 


01. WAV格式

此類檔案其副檔名為WAV,這是由微軟(Microsoft)公司所主導開發的一種音訊檔案格式,從最早期Windows 初代即開始使用,目前可說是現今Windows平台下最通行的格式WAV格式支援多種壓縮格式及演算法,也支援各種不同的取樣頻率、取樣容量以及聲道數,廣泛為從事多媒體及成音後製所採用,一般音樂CD的規格便是採用44.1KHz的取樣率、16bit取樣容量及立體音雙聲道格式的WAV檔案製成。其缺點是檔案容量較大,若在不降低取樣率或取樣容量及聲道數情況下,不易在網際網路上進行傳遞。

 

 

02. CDA格式 (CD-Audio)

此類檔案其副檔名為CDA,一般音樂CD在光碟機中以檔案總管開啟後,便可直接看見此類型檔案,儘管音樂CD在壓製/燒錄成CD前,大多以WAV格式儲存,但是在壓製/燒錄成CD時,則必須根據光碟紅皮書的規格轉換為副檔名為CDA的資料串流格式,並以音軌的方式逐軌進行儲存。因此如果要將音樂CD還原回原始WAV格式,必須另外利用軟體工具以擷取轉換的方式來進行還原,此作業一般俗稱"抓音軌"或"擷取音軌"。

 

 

03. MP3格式

此類檔案其副檔名為MP3,其實是MPEG-1 Audio Layer3的縮寫,簡單來說,它是採用了MPEG-1壓縮法中第三層規範中有關音訊檔案的壓縮技術,此種演算法係採破壞性壓縮法來對數位音訊檔案進行壓縮。簡單來說便是在固定的取樣率及取樣容量下,利用限制流量的方式來提供程度不等的壓縮,關於流量設定部分,可分固定流量(CBR)與變動流量(VBR)兩種,現今大部分採用CBR,音質較差;但通行度較佳,若採用VBR則可有較佳的音質表現,但是容易受限於一般MP3播放器的播放能力限制。

一般來說;壓縮檔案與原始檔案比對後,會發現在高頻部份的響應表現較差,尤其是在古典音樂類別的音樂更是明顯,但是在一般類型的音樂則較不明顯。若以128K流量的壓縮流量來計算,壓縮後容量與未壓縮前的WAV格式相比,其容量可以縮小達10倍之多,因此而廣泛的使用在網際網路的應用上,因此MP3可說是目前全球最通行的音訊壓縮格式。

 

 

03. MP3Pro格式

此類檔案其副檔名與MP3相同,是由瑞典Coding公司所研發的技術,透過其專利解碼技術,可以在不改變原先MP3格式檔案大小的情況下,有效提升音質,也就是說64K的MP3Pro即可達到128K的MP3音質水準。但是由於推出時機以及專利權問題,如今仍然並不普及。

 

 

04. WMA格式

此類檔案其副檔名為WMA,為Windows Media Audio的縮寫,顧名思義為微軟公司針對網路需求所開發的音訊壓縮格式,其壓縮比最大可達1:18,因採用較新的演算法,因此以相同大小檔案而言,其音質會較MP3表現為佳。WMA同時也支援DRM(Digital Right Management)數位版權機制,可限制檔案播放的時間、次數以及限制拷貝,因而可有效抑制盜版的猖獗‧目前廣泛地為線上音樂販售業者(如KK-Box、EZ-Peer+所採用)。

 

 

04. RA/RM/RMX格式

此類檔案其副檔名為RA/RM/RMX,為Real Netwrok所開發的檔案格式,採用該公司的專利演算法,在較低的網路頻寬環境下,仍然能保有相當程度的播放品質,因此也廣為線上串流媒體業者所採用。其格式主要可分為三類,分別是RA(Real Audio)、RM(RealMedia)、RMX(RealAudio Secure),其中RMX。普遍來說;在高壓縮比條件下表現不錯,但若在中、低壓縮比條件下時,表現卻反而不及其他同類型檔案格式了。

 

 

05. AU格式

此類檔案其副檔名為AU,為UNIX作業系統中廣泛使用的音訊格式,在早期以UNIX作業系統為主的WEB網路伺服器時代,AU在當時來說,可說是唯一的標準,當然目前已經逐漸式微了。

 

 

06. VOC格式

此類檔案其副檔名為VOC,為早期DOS作業系統中廣泛使用的音訊格式,可說是"骨灰級"的音訊規格,在早期聲霸卡(Sound Blaster,備註)當道的音效時代,可以說是廣為遊戲界所採用的標準,其結構與目前的WAV格式類似,如今當然已經式微了。

備註:該公司目前已改名為創巨/創新未來(Creative)

 

 

07. AIF/AIFF格式

此類檔案其副檔名為AIF/AIFF,為Audio Exchange File Format的縮寫,為Apple公司所開發的音訊格式,目前仍廣泛地使用在Macintosh平台作業系統中,與WAV相同,同樣具備音質佳但檔案體積大的缺點。AIF之於Mac OS就如同WAV之於Windows一般。

 

 

08. SND格式

此類檔案其副檔名為SND,也是Apple公司所開發的音訊格式,支援某些特定的壓縮演算法,目前僅常見於Macintosh平台上。

 

 

09. AAC格式

此類檔案其副檔名為AAC,為Advanced Audio Coding的縮寫,採用了MPEG2 Layer-7的演算法,AAC可提供了48個聲道及16個低頻輔助聲道,有16個資料串,壓縮效率要比MPEG-1 Layer-3高30%,因為採取了最新的演算技術,因此無論在壓縮率以及音質均明顯優於MP3及WMA等同類型檔案,可說是新一代最具人氣的音訊壓縮格式,

 

 

09. ATRAC格式

此為SONY所開發的專屬音訊壓縮格式,廣泛地應用在該公司旗下的MD(Mini DIsc)系列產品,具有獨特的ATRAC演算法,可以在1:5的壓縮比下而無明顯的音質損失,與MP3相較之下之下具有音質較佳的特性。然而隨著新一代演算法的問世,再加上MD已退出主流市場,因此本規格也以逐漸式微中。

 

 

10. DVD-Audio格式

為新一代的數位音訊格式,以DVD為儲存媒體。與CD-Audio相比,其取樣頻率可為48K/96K/192K或者是44.1K/88.2K/176.4K的組合選擇,取樣容量可為16bit/24bit/32bit等多種格式,聲道數最多可達6聲道,動態範圍更可達到144dB。若採用192K/24bit/雙聲道規格,以單面單層的DVD來說,可記錄長達74分鐘的音樂,整體音質表現可說是十分駭人,可惜目前採用此規格發行的音樂專輯屈指可數,另外檔案過於龐大,同樣不適用於網路傳遞。

 

 

11. SACD格式

為SONY所針對高傳真Hi-Fi音響玩家所開發的新一代音樂規格,為Super Audio CD的縮寫。其取樣率為傳統音樂CD的64倍,也就是2822.4 KHz資料,並採用24bit的取樣容量,在播'放時最高頻率響應可達100kHz,為傳統音樂CD的5倍,音質表現遠勝於現在任何規格,可說是夢幻級的規格,可惜此格式無法在一般電腦光碟機或CD Player進行播放,必須使用專屬的播放機,而且目前採用此規格發行的音樂專輯也仍在少數,因此說是少數有錢人的玩意也不為過。

 

 

11. VQF格式

為YAMAHA和NTT所共同開發的音訊壓縮技術,壓縮比最高可達1:18。與MP3相較下,在相同音質下可節省檔案體積達30%~50%,音質也頗具水準,但由於VQF為一未公開的封閉式規格,因此至今仍無法普及。

 

 

12. S48格式

為Stereo/48Khz的縮寫,採用MPEG-1 Layer 1和Layer 2的壓縮技術,俗稱MP1及MP2,其壓縮比較Mp3為差,音質則與MP3相當‧表面看來規格並不突出,然而其因具備有易編輯、剪接的特性,因此廣泛使用在廣播電台的應用領域。

12. SVX格式

為早期Commodore公司所開發的音訊檔案格式,為早期的Amiga電腦所採用,不支援壓縮格式‧如今看來,可以說是"化石級"的檔案格式

 

 

13. OGG格式

此類檔案其副檔名為OGG。OGG 是一個完全開放、免權利金,多用途的音訊壓縮格式,可處理中至高品質的音樂(8kHz-48.0 kHz、16 位元、多聲道),其 bitrates 範圍每頻道可自 16 到 128 kbps。因此 Vorbis 是屬於 MPEG-4(AAC)的同級競爭音樂格式,擁有高於 MPEG-1/2 audio layer 3、MPEG-4 audio(TwinVQ)、WMA 和 PAC 的效能表現。

總而言之,OGG可算是相當優秀的演算法,可惜普及性仍然不足,以及播放軟體的支援度仍有待加強,加上後起之秀AAC的夾殺,未來的發展可能有限。

 

 

14. FLAC格式

FLAC即是Free Lossless Audio Codec的縮寫,中譯為"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(與APE相同)。不同於其他有損壓縮編碼如MP3 及 AAC,它不會破任何原有的音頻資訊,所以可以還原音樂光碟音質。現在它已被很多軟體及硬體音頻產品所支持。

 

 

15. APE格式

APE格式是由Monkey's Audio公司所開發,與FLAC相同,也是一種音頻的無損壓縮格式,大小只有wav文件的一半,但是音質沒有絲毫降低。壓縮比約為1:3 。APE給網友交流CD帶來了更多的方便,解決了許多古典音樂愛好者傳送高音質CD的需求。一張80分鐘的音樂CD大小大約700M在壓縮後大約僅剩200~300MB,以便於網路傳遞,可惜壓縮/解壓縮時間過長,為其最大缺點。