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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？4 N# Q: P+ h/ D1 i
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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。+ w7 o( e2 U) _; d
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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。, R h: U1 p' z( v9 H' _5 g
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$ z4 \, m0 ~5 d! y! w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。
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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( M: R3 B
4 ], F& x9 M2 B4 q8 v( |3 e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。8 T4 t; d5 ?$ y0 U, _ @/ R% i
- E/ b) H- `& N- F* V4 v) x# l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。% ]; y5 R3 @8 w( n9 R
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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。; ^$ y. C7 e- p( p' V0 N5 [+ `& c* ?% g
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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。# ^* c* r/ {9 ] k
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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。( d0 R3 ]4 U( ^0 {
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