|
|
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？
) P: X _ o6 K0 b0 m. U2 O) }6 N# @0 [
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。0 N/ k( q( Z+ f* g1 P
/ ^8 J8 H' s8 _0 f$ k! q G
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。
& E s) A% ]' E4 ?* d- \; y f Q+ L
% i6 }# _( S! |0 M' y+ i
$ M9 G: U# O2 j- u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。8 N( t# i; x7 L$ }& K" q2 S
+ ~. W- f1 @# l, {* i& t4 f8 ?
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。# g3 b% i5 R" f1 H" u! ?' o/ |
. ?' k: [, R# P2 j: }: P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。' r& a& P) ?' B- O% A) b
! `6 ? \) L5 y
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。1 M, g$ V$ h' F2 X$ k8 y% x
8 F" Y/ Q0 i. `3 Q9 FMIDI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。
0 \' }/ B" m' N0 e# N5 J7 Q. l+ }% J$ G
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。- E1 V8 A4 m: }' d
$ A' ^6 ~$ a! ~6 B4 S8 K0 H9 r) EMIDI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。" `$ S: q$ @! Z9 u
4 g0 `! I& R6 \/ A; h% m6 l
. y$ k, _3 o0 j) b0 O% v- f2 G
! o% N4 c. l2 j s, l* u1 b |
|
