MP3、FLAC 和其他音频格式之间有什么区别？

已发表: 2022-01-29

数字音频已经存在了很长时间，所以肯定会有大量的音频格式。 以下是一些较常见的，它们的区别以及它们的用途。

在我们谈论日常音频格式之前，了解基础知识很重要，这意味着了解 PCM。 之后，我们将处理压缩格式。

PCM 音频：一切从这里开始

脉冲编码调制创建于 1937 年，是最接近模拟音频的方法。 即，模拟波形以规则间隔近似。 PCM 具有两个特性：采样率和位深度。 采样率测量波形的幅度被采集的频率（以每秒为单位），位深度测量可能的数字值。 就音频格式而言，这几乎是基础。

真实的声音，在现实世界中，是连续的。 在数字世界中，它不是。 不知何故，这与音频比与视频更令人困惑，所以让我们将视频作为一个比较点。 我们解释为“运动”或认为是“流动”且不断运动的东西，实际上是一系列静止的图片。 同样，数字格式的声波幅度不是“流动的”或不断变化的。 它会根据某些标准以预定义的时间间隔发生变化。

图片来自维基百科

我知道这里有很多可能不是第二天性的东西，除非你是工程师、物理学家或发烧友，所以让我们用一个类比进一步简化它。

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假设从打开的水龙头流出的水是您的“模拟”音频源。 我们可以将水的温度与音频波的幅度进行比较； 这是一个需要衡量的属性，以便您可以适当地享受它。 采样是指每秒将手指浸入流动水中的次数。 手指伸入其中的次数越多，温度变化就越“连续”。 如果你以每秒 44,100 次的速度将手指伸入流水中，这几乎就像把你的手指一直放在水里一样，对吧？ 这就是抽样背后的基本思想。

位深度有点棘手。 假设您使用了一个非常糟糕的温度计，而不是使用您的手指。 它基本上对高于室温的任何东西都说“热”，而对低于室温的任何东西都说“冷”。 无论您将它浸入水中多少次，它都不会真正为您提供太多有用的信息。 现在，如果不是只有 2 个选项，假设温度计有 16 个可能的值，您可以使用它们来测量水温。 更有用，对吧？ 位深度的工作方式相同，因为较高的值允许更准确地描绘声音幅度的动态变化。

如前所述，PCM 是数字音频及其变体的基础。 PCM 试图以尽可能多的未压缩光彩对波形进行建模。 它很特别，可以嵌入数字信号处理器中，并且或多或少可以普遍播放。 大多数其他格式通过算法处理音频，因此需要在播放时对其进行解码。 PCM 音频被认为是“无损”的，它是未压缩的，因此会占用大量硬盘空间。

未压缩包：WAV、AIFF

图片来自codepo8

WAV 和 AIFF 都是基于 PCM 的无损音频容器格式，在数据存储方面有一些细微的变化。 对于大多数人来说，PCM 音频采用这些格式，具体取决于您使用的是 Windows 还是 OS X，并且它们可以相互转换而不会降低质量。 它们也都被认为是“无损的”，是未压缩的，立体声（2 通道）PCM 音频文件，以 44.1 kHz（或每秒 44100 次）在 16 位（“CD 质量”）下的采样率约为 10 MB/分钟。 如果您在家中录制以进行混音，这就是您想要使用的，因为它具有完整的质量。

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无损格式：FLAC、ALAC、APE

Free Lossless Audio Codec、Apple Lossless Audio Codec 和 Monkey's Audio 都是压缩音频的格式，与数字世界中压缩任何东西的方式非常相似：使用算法。 压缩文件和 FLAC 文件的区别在于 FLAC 是专为音频设计的，因此具有更好的压缩率而不会丢失任何数据。 通常，您会看到大约一半的 WAV 大小。 也就是说，“CD 质量”的立体声音频 FLAC 文件大约每分钟运行 5 MB。

好处是，如果您想进行音频处理，您可以转换回 WAV而不会损失任何质量。 如果您是发烧友并聆听大量具有动态范围的音乐，那么这些格式适合您。 如果您有一套很棒的扬声器、罐子或耳塞，这些格式将带出音调来展示它们。

有损格式：MP3、AAC、WMA、Vorbis

图片来自patrick h lauke

您在日常使用中看到的大多数格式都是“有损”的； 为了换取文件大小的显着增加，牺牲了一定程度的音频质量。 平均“CD 质量”的 MP3 播放速度约为每分钟 1 MB。 与PCM相比有很大的不同，不是吗？ 这称为压缩，但与无损格式不同，一旦将其剥离为有损格式，就无法真正恢复质量。 不同的有损格式使用不同的算法来存储数据，因此它们通常在文件大小上有所不同以获得可比的质量。 有损格式也使用比特率来指代音频质量，通常看起来像“192 kbit/s”或“192 kbps”。 更高的数字意味着更多的数据被抽出，所以有更多的细节保存。 以下是更流行格式的一些详细信息。

  • MP3：MPEG 1 Audio Layer 3，当今最常见的有损音频编解码器。 尽管存在大量专利问题，但它仍然非常受欢迎。 谁没有MP3？
  • Vorbis：一种免费且开源的有损格式，在 Unreal Tournament 3 等 PC 游戏中更常用。FOSS 粉丝，如许多 Linux 用户，一定会看到很多这种格式。
  • AAC：高级音频编码，一种现在用于 MPEG4 视频的标准化格式。 由于它与 DRM（例如 Apple 的 FairPlay）的兼容性，它对 mp3 的改进，并且因为以这种格式流式传输或分发内容不需要许可证，因此它得到了大力支持。 苹果粉丝可能会在 AAC 中拥有很多。
  • WMA：Windows Media Audio，微软的有损音频格式。 它的开发和使用是为了避免 MP3 格式的许可问题，但由于重大改进和 DRM 兼容性以及无损实现，它仍然存在。 在 iTunes 成为 DRMed 音乐冠军之前，它真的很受欢迎。
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有损格式是您用于收听和存储的所有内容的格式。 它们旨在节省硬盘空间。 您选择哪种格式取决于您使用的数字音频播放器、您有多少空间、您的挑剔质量有多大，以及一堆过度变量。 如今，计算机可以播放任何东西，大多数音频播放器（当然苹果除外）都会播放多种有损格式，而且越来越多的播放器会播放 FLAC 和 APE。 Apple 坚持使用 MP3、ALAC 和 AAC。

音频质量不是主观的吗？

绝对是。 最终，你的耳朵会消耗大部分这些东西，但这更有理由认真考虑质量。 当我第一次开始创建我的数字音乐收藏时，我无法真正区分 128kbit MP3 和音频 CD 之间的区别。 在我看来，没有明显的区别。 然而，随着时间的推移，我注意到 256 kbit 的声音听起来好多了，在我买了一套非常好（而且很贵！）的耳机后，我又回到了音频 CD 上！ 这也取决于音乐的类型。

图片来自jonchoo

伙计们，这里有很多变量，请不要误会。 我花了一段时间才决定使用 FLAC 播放一些音乐，而使用 320kbps MP3 播放其余音乐。 我要说明的一点是，您应该尝试看看什么最适合您和您的音乐，但请注意，随着您的品味发生变化，您的感知、您的设备以及质量的重要性也会发生变化。

当您不仅在谈论音乐，还谈论音轨、音效、白噪声和棕色噪声等时，所有这些东西都会变得更加棘手。那里有一个完整的声音世界，所以不要气馁！ 通过学习你能做什么并自己倾听，你可以在未来的音频项目中利用这些信息来发挥你的优势。 我会给你一些我曾经得到的最好的建议：“做一些听起来不错的事情。”