MP3、FLAC 和其他音頻格式之間有什麼區別？

已發表: 2022-01-29

數字音頻已經存在了很長時間，因此肯定會有大量的音頻格式。 以下是一些較常見的，它們的區別以及它們的用途。

在我們談論日常音頻格式之前，了解基礎知識很重要，這意味著了解 PCM。 之後，我們將處理壓縮格式。

PCM 音頻：一切從這裡開始

脈衝編碼調製創建於 1937 年，是最接近模擬音頻的方法。 即，模擬波形以規則間隔近似。 PCM 具有兩個特性：採樣率和位深度。 採樣率測量波形幅度的採集頻率（以每秒為單位），位深度測量可能的數字值。 就音頻格式而言，這幾乎是基礎。

真實的聲音，在現實世界中，是連續的。 在數字世界中，它不是。 不知何故，這與音頻比與視頻更令人困惑，所以讓我們將視頻作為一個比較點。 我們解釋為“運動”或認為是“流動”且不斷運動的東西，實際上是一系列靜止圖像。 同樣，數字格式的聲波幅度不是“流動的”或不斷變化的。 它會根據某些標準以預定義的時間間隔發生變化。

圖片來自維基百科

我知道這裡有很多可能不是第二天性的東西，除非你是工程師、物理學家或發燒友，所以讓我們用一個類比進一步簡化它。

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假設從打開的水龍頭流出的水是您的“模擬”音頻源。 我們可以將水的溫度與音頻波的幅度進行比較； 這是一個需要衡量的屬性，以便您可以適當地享受它。 採樣是指每秒將手指浸入流動水中的次數。 手指伸入其中的次數越多，溫度變化就越“連續”。 如果你以每秒 44,100 次的速度將手指伸入流水中，這幾乎就像把你的手指一直放在水里一樣，對吧？ 這就是抽樣背後的基本思想。

位深度有點棘手。 假設您使用了一個非常糟糕的溫度計，而不是使用您的手指。 它基本上對高於室溫的任何東西都說“熱”，而對低於室溫的任何東西都說“冷”。 無論您將它浸入水中多少次，它都不會真正為您提供太多有用的信息。 現在，如果不是只有 2 個選項，假設溫度計有 16 個可能的值，您可以使用它們來測量水溫。 更有用，對吧？ 位深度的工作方式相同，因為較高的值允許更準確地描繪聲音幅度的動態變化。

如前所述，PCM 是數字音頻及其變體的基礎。 PCM 試圖以盡可能多的未壓縮光彩對波形進行建模。 它很特別，可以嵌入數字信號處理器中，並且或多或少可以普遍播放。 大多數其他格式通過算法處理音頻，因此需要在播放時對其進行解碼。 PCM 音頻被認為是“無損”的，它是未壓縮的，因此會佔用大量硬盤空間。

未壓縮包：WAV、AIFF

圖片來自codepo8

WAV 和 AIFF 都是基於 PCM 的無損音頻容器格式，在數據存儲方面有一些細微的變化。 對於大多數人來說，PCM 音頻採用這些格式，具體取決於您使用的是 Windows 還是 OS X，並且它們可以相互轉換而不會降低質量。 它們也都被認為是“無損的”，是未壓縮的，立體聲（2 通道）PCM 音頻文件，以 44.1 kHz（或每秒 44100 次）在 16 位（“CD 質量”）下的採樣率約為 10 MB/分鐘。 如果您在家中錄製以進行混音，這就是您想要使用的，因為它具有完整的質量。

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無損格式：FLAC、ALAC、APE

Free Lossless Audio Codec、Apple Lossless Audio Codec 和 Monkey's Audio 都是壓縮音頻的格式，與數字世界中壓縮任何東西的方式非常相似：使用算法。 壓縮文件和 FLAC 文件的區別在於 FLAC 是專為音頻設計的，因此具有更好的壓縮率而不會丟失任何數據。 通常，您會看到大約一半的 WAV 大小。 也就是說，“CD 質量”的立體聲音頻 FLAC 文件大約每分鐘運行 5 MB。

好處是，如果您想進行音頻處理，您可以轉換回 WAV而不會損失任何質量。 如果您是發燒友並聆聽大量具有動態範圍的音樂，那麼這些格式適合您。 如果您有一套很棒的揚聲器、罐子或耳塞，這些格式將帶出音調來展示它們。

有損格式：MP3、AAC、WMA、Vorbis

圖片來自patrick h lauke

您在日常使用中看到的大多數格式都是“有損”的； 為了換取文件大小的顯著增加，犧牲了一定程度的音頻質量。 平均“CD 質量”的 MP3 播放速度約為每分鐘 1 MB。 與PCM相比有很大的不同，不是嗎？ 這稱為壓縮，但與無損格式不同，一旦將其剝離為有損格式，就無法真正恢復質量。 不同的有損格式使用不同的算法來存儲數據，因此它們通常在文件大小上有所不同以獲得可比的質量。 有損格式也使用比特率來指代音頻質量，通常看起來像“192 kbit/s”或“192 kbps”。 更高的數字意味著更多的數據被抽出，所以有更多的細節保存。 以下是更流行格式的一些詳細信息。

  • MP3：MPEG 1 Audio Layer 3，當今最常見的有損音頻編解碼器。 儘管存在大量專利問題，但它仍然非常受歡迎。 誰沒有MP3？
  • Vorbis：一種免費且開源的有損格式，在 Unreal Tournament 3 等 PC 遊戲中更常用。FOSS 粉絲，如許多 Linux 用戶，一定會看到很多這種格式。
  • AAC：高級音頻編碼，一種現在用於 MPEG4 視頻的標準化格式。 由於它與 DRM（例如 Apple 的 FairPlay）的兼容性，它對 mp3 的改進，並且因為以這種格式流式傳輸或分發內容不需要許可證，因此它得到了大力支持。 蘋果粉絲可能會在 AAC 中擁有很多。
  • WMA：Windows Media Audio，微軟的有損音頻格式。 它的開發和使用是為了避免 MP3 格式的許可問題，但由於重大改進和 DRM 兼容性以及無損實現，它仍然存在。 在 iTunes 成為 DRMed 音樂冠軍之前，它真的很受歡迎。
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有損格式是您用於收聽和存儲的所有內容的格式。 它們旨在節省硬盤空間。 您選擇哪種格式取決於您使用的數字音頻播放器、您有多少空間、您的挑剔質量有多大，以及一堆過度變量。 如今，計算機可以播放任何東西，大多數音頻播放器（當然除了 Apple 的）會播放多種有損格式，而且越來越多的播放器會播放 FLAC 和 APE。 Apple 堅持使用 MP3、ALAC 和 AAC。

音頻質量不是主觀的嗎？

絕對是。 最終，你的耳朵會消耗大部分這些東西，但這更有理由認真考慮質量。 當我第一次開始創建我的數字音樂收藏時，我無法真正區分 128kbit MP3 和音頻 CD 之間的區別。 在我看來，沒有明顯的區別。 然而，隨著時間的推移，我注意到 256 kbit 的聲音聽起來好多了，在我買了一套非常好（而且很貴！）的耳機後，我又回到了音頻 CD 上！ 這也取決於音樂的類型。

圖片來自jonchoo

伙計們，這裡有很多變量，請不要誤會。 我花了一段時間才決定使用 FLAC 播放一些音樂，而使用 320kbps MP3 播放其餘音樂。 我要說明的一點是，您應該嘗試看看什麼最適合您和您的音樂，但請注意，隨著您的品味發生變化，您的感知、您的設備以及質量的重要性也會發生變化。

當您不僅在談論音樂，還談論音軌、音效、白色和棕色噪音等時，所有這些東西都會變得更加棘手。那裡有一個完整的聲音世界，所以不要氣餒！ 通過學習你能做什麼並自己傾聽，你可以在未來的音頻項目中利用這些信息來發揮你的優勢。 我會給你一些我曾經得到的最好的建議：“做一些聽起來不錯的事情。”