|
|
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？
& L& \1 o& {; V3 O V6 _
/ o6 g, O; L' k: p1 _: @- Z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。9 p" i R2 z: U) `- {1 C
) ?. L0 h0 ^4 S5 `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。
# N$ \9 }3 ?2 L9 O
3 B2 X! }( U2 `/ c5 K
- `4 M$ x( m; b: T o5 M. \/ `; A$ f
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。" t i4 s, n. p+ d; J( I
; x2 n- i5 |0 ~/ E
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。
' F, @4 G% [7 b/ ~ r7 }
0 b/ S/ X/ K3 A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。
9 h6 k7 Y8 g7 i; n. V* x5 T: i( Z3 h4 p7 w3 w* Z# V
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。
) ]2 E9 P6 u3 N0 Z/ @
3 ?3 J, C) U& `* {! V" s) lMIDI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。3 h) k+ C3 X6 U2 d" n) r G. D
" _. ?* n& r: \1 C& f0 @# ?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。
% g1 e: B: i( E* a1 d7 \+ T' ?. ~, O. M0 J$ ?+ i. n; O
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。2 v. [. K; h' [6 G3 C; j8 p
: X$ F. _, O N) J" ~( Z% x7 d- B: B6 j
% P5 E8 r: E/ U' R
) t8 Q3 o' W' L; K# a# H' h
|
|
