|
|
说到数字音频，大家肯定不会陌生，现在谁的手机里还不存几首MP3？
$ v% g# [+ I* q" V% E T0 p4 I# O
^3 s/ c6 y0 K) @+ ]7 M自然界的音频信号是连续的模拟信号，为了让电子设备能够识别并播放音频，需要将模拟型号转换成数字信号。这个过程包含采样、量化、编码三个阶段，我们常见的数字音频文件都是经过这种方式来得到的。MP3的采样率范围为8kHz到48kHz，而wav则使用44.1kHz的采样率。2 I4 K$ e! V% \& e' L
: t* f& W. d7 ]
人耳的频率响应范围约为20Hz-20kHz，换算下来，当采样率达到40kHz以上时，人耳就很难分辨数字信号和模拟信号间的差异了。. m3 ~% Y4 W2 X: Z; I8 X3 l
. w y6 V& |3 f) E) h
& x" M$ o& x! h8 V; _9 M7 p: m4 S( m
在众多的数字音频格式中，有一种音频格式却没有遵循上述的特点，这个另类就是MIDI。6 K/ ?4 S [4 J7 s- a7 W
$ K2 n1 |- T9 ]9 y6 p8 C
MIDI的英文全称为Musical Instrument Digital Interface，直译为乐器数字接口。这种编码格式的提出是为了解决各种电声乐器之间通信问题。
' R& @5 q) ^: n; d( |4 V+ [9 _% {7 n1 L ], U
与常规的音频文件不同，MIDI编码的文件存储的并不是对模拟信号采样后的数字音频信号，而是一系列控制指令。
( B* a; a, d* i0 R' A, n& x6 f2 W4 @/ z' |
每个MIDI文件开头的4个字节为「4d 54 68 64」，对应的ASCII字符为「MThd」，它表示这个文件是MIDI文件，后续的10个字节则定义了该MIDI文件的一些全局信息，如音轨数、节拍时长等信息，在这14个字节之后的内容就是真正的「音频」部分。
! X" M5 g1 t& u ]# u7 S/ A0 V' }/ q6 H W
MIDI的音频部分由一系列的MIDI Event组成，每一个Event可以理解为对当前时刻的音符的描述，包括音符的音高、音色、持续时间、力度等。当我们在PC上播放MIDI音频文件时，PC的声卡就会根据这些Event实时「合成」对应的声音并播放出来，而不是「回放」，这也就决定了MIDI文件的播放效果取决于声卡品质的高低。- Z% } P9 A/ R2 g, B4 {
# w2 ^/ V6 {( V& t% N. S5 `从上文的描述可以看出，MIDI文件其实是数字世界的「五线谱」，它的内容确定了MIDI播放器在什么时刻应该发出何种声音。
5 N+ l1 G' s C, l# O* ?7 k- \! b$ @/ F$ f, i
MIDI编码格式在日常生活中并不多见，它主要应用于数字音乐创作领域。由于MIDI文件记录的是一系列原始的音频控制命令，所以它可以很方便的被重新编辑，同时配合丰富的音色库就可以制作出流行音乐。MIDI也可以直接控制各种各样的电子音源，进而「演奏」出独特的音乐效果。8 K- ~! }1 m5 e/ E) W+ H
+ ?2 w* f; b$ C5 h6 Y9 V& M) u; U4 Z( E! Z0 u' l5 I1 S7 R: m- q2 H$ K9 i
% y6 Z6 H8 o5 O
|
|
