后期制作笔记之六音频记录篇 by 柠檬

西西里柠檬 · 2014-04-22 08:04:21Z

后期制作笔记之六音频记录篇 by 柠檬简介

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本帖于 2014-04-23 10:14:42 时间, 由普通用户 XCJC 编辑

音频记录篇

西西里柠檬

看了这个标题，估计同学们会犯嘀咕。后期处理，咋扯上了音频编码咧。请大家先考虑以下几个问题：

1. 自己唱的歌或朗诵在发表时，如果是MP3格式，如何决定MP3的保存速率？

2. 找伴奏时，是size大的好，还是size小的好?

3. 想必大家都知道：MP3是应音乐网络传输而生，其音质赶不上CD。那么，在音乐网络传输中，是否存在类似于CD音质的音乐文件格式?

如果您不能回答以上所有问题的话，那就请接着往下读。

考虑到不少同学为非理工科出身，所以在以下的讨论中，将尽量避免艰深的理论。如果您还是觉得过于深奥，也可以掠过那些自认为艰深的部分。坚持到最后，您就胜利啦！一定会有所收获。

第一节 音频记录发展三部曲

从爱迪生发明留声机开始，人类便试图找到更完美的保存音乐的方式。于是，后来便有了磁带录放机，CD以及MP3音乐等音频技术。从音乐存储的方式来划分，可分为模拟技术和数字技术。音频记录的发展也经历了如下三个阶段。

1. 音频保存的模拟技术

模拟信号。信号的幅度连续变化的物理量称为模拟信号。人或乐器发出的声音，光线的变化，磁带录放机的信号等都属于模拟信号。尽管留声机与磁带保存声音的介质不同，但都同属于模拟信号。举例来说，磁带在录音时，磁带上的剩磁记录了音乐；在放音时，磁头检测磁带上的剩磁量，将其还原成音乐。这种模拟技术的音乐记录和回放的特点是：成本低。但缺点是附加噪声大，音乐不易于完好保存。所以保真度会大打折扣。

2. 基于数字技术的CD音频保存技术

CD代表小型激光盘，是一个用于所有CD媒体格式的一般术语。现在市场上有的CD格式包括声频CD，CD-ROM，CD-ROM XA，照片CD，CD-I和视频CD等等。在这多样的CD格式中，最为人们熟悉的一个或许是声频CD，它是一个用于存储声音信号轨道如音乐和歌曲的标准CD格式。CD数字声频信号(CDDA)是由Sony和Philip在1980年期间作为音乐传播的一个形式来研发的。

CD的工作原理是这样的，通常我们采用脉冲代码调制编码，即PCM编码。PCM通过抽样、量化、编码三个步骤将连续变化的模拟信号转换为数字编码。大家知道，数字信号就是一串“0”和“1”的字符串。在显微镜下，CD的表面呈现一个个代表数字“1”的凹坑和代表数字“0”的无凹坑。经过PCM编码的数字音乐信号，自有其规律性。CD在播放时，CD上的数字信号被读出，由称之为D/A(Digital to Analog)的电路处理，还原成我们能听见的声音。 CD采样精度的标准为16 bit，采样率为44.1KHz。CD的特点是音乐保真度高，尤其是16Bit的采样技术，使CD的音乐动态范围达到65536：1。因而能反映出喃喃的细语和雷鸣电闪的轰鸣。这是传统的模拟磁带技术绝对无法达到的。而保存在干燥的真空中的CD，其保存期为无限长。如果您看到的伴奏音乐标注为16 bit/44.1KHz，那就是CD音质的伴奏，值得使银子儿。

3. 基于网络传送的音频保存技术

随着IT技术的发展，音乐如何在网络上传播，逐渐成为一个研究课题。就保真度而言，音频CD已成为金标准，但实体CD大规模的发行，传播就受到一定制约。而且，成本也成了一个大问题。即便是CD的保存，也逐渐成其为一个问题。于是，网络音乐以其低成本和便捷性，迅速地进入人们的音乐生活。网络音乐在早期的发展过程中，由于昂贵的存储介质——硬盘和有限的网络传输速度，不得不牺牲音乐的细节，来达到压缩音频文件size的目的。具体的技术细节，将在下节中展开讨论。

第二节 音频的有损编码与无损编码

如上节所述，数字音频信号在存储、传输过程中，在大小上会受到一定限制。由此出现了音频信号的有损编码和无损编码两种方式。

所谓无损压缩格式，顾名思义，就是毫无损失地将声音信号进行压缩的音频格式。在技术实现上，是利用数据的统计冗余进行压缩，可完全恢复原始数据而不引起任何失真，但压缩率受到限制，一般为2:1到5:1。无损压缩格式有WAV、APE、FLAC、TAK和TTA等。由于是无损压缩，所以Size往往比较大。一个3分钟的FLAC音频文件，其Size为20M以上。

为进一步减小音频文件的大小，科学家采取了有损压缩格式，即忽略音频文件中的细节的压缩方式。如MP3、WMA等格式都是有损压缩格式，相比于作为源的WAV文件，它们都有相当大程度的信号丢失，这也是它们能达到10%的压缩率的根本原因。下面介绍最常用的有损编码的MP3和WMA。

MP3是一种音频压缩技术，其全称是动态影像专家压缩标准音频层面3（Moving Picture Experts Group Audio Layer III），简称为MP3。它被设计用来大幅度地降低音频数据量。利用 MPEG Audio Layer 3 的技术，将音乐以1:10 甚至 1:12 的压缩率，压缩成容量较小的文件，而对于大多数用户来说重放的音质与最初的不压缩音频相比没有明显的下降。其原理就是把人耳几乎注意不到的高频部分和某些在听觉上可以被掩蔽的小信号省略掉。才使得压缩后的音频文件占用的空间大大减小。MP3是在1991年由位于德国埃尔朗根的研究组织Fraunhofer-Gesellschaft的一组工程师发明和标准化的。由于MP3无论在复制、播放和保存上，都有着CD不可比拟的优势，所以，MP3称为我们最为熟知的音频格式，也是最为流行的音频格式，我们在网络上能找到的音频文件大都是MP3格式。

因为MP3是一种有损压缩格式，它提供了多种不同“比特率”（bit rate，又称为速率）的选项—也就是用来表示每秒音频所需的编码数据位数。典型的速率介于128kbps和320kbps之间。相对CD上未经压缩的音频比特率是1411.2 kbps，要低不少。但由于利用了人耳听觉特性度某些成分不敏感所做的压缩，所以，音质还是可以得到一定保障。比特率越高的MP3，其保真度越好，比特率为320Kbps的MP3，其保真度已经相当好。MP3的音质，以192kbps为界限，对一般人而言，这样的速率的音乐，听起来与原声音乐可能没有太大区别，但如果速率降为128kbps，那么听起来，就会有明显的失真。

请注意，如果一个速率为128Kbps的MP3文件，再将其存为192Kbps的格式，音质不可能得到改善。

WMA。WMA就是Windows Media Audio编码后的文件格式，由微软开发，微软声称，在只有64kbps的比特率情况下，WMA可以达到接近CD的音质。由于WMA支持流技术，即一边读一边播放，因此WMA可以很轻松的实现在线广播，在微软的大力推广下，这种格式被越来越多的人所接受。

音频格式就像电脑软件一样，终归要更新换代的。随着时间的推移，MP3越来越不能满足我们的需要了，比如压缩率落后于Ogg、WMA、VQF。音质也不够理想，于是Fraunhofer IIS与AT＆T、索尼、杜比、诺基亚等公司展开合作，共同开发出了被誉为“21世纪的数据压缩方式”的Advanced Audio Coding（简称AAC）音频格式，以取代MP3的位置。AAC应该是最科学的编码方式，有损压缩里面目前它是最好的。目前支持AAC的产品还比较少，这主要是因为专利使用费大大限制了AAC的发展，不过好在有诺基亚、苹果、松下三大巨头的鼎力支持，其应用情况还不错。

第三节 开篇问题的答案

1. 自己唱的歌或朗诵在发表时，如果是MP3格式，如何决定MP3的速率呢？请大家记住两个参数。一个速率为256kbps的MP3文件，如果歌曲的长度是3分钟，MP3文件的size为5.5M；如果歌曲的长度是5分钟，MP3文件的size为9.2M。一般歌坛对于上传音频文件size的限制至少为10M，而一般的歌曲的长度，鲜有超过5分钟的。所以，大家在后期制作的最后，存储MP3音频文件时，不妨将MP3的速率设定为256kbps。以保证音频作品有比较好的保真度。事实上，很多朋友由于不懂的这个道理，往往将辛辛苦苦做出来的音频文件存储为128kbps的MP3，严重降低了音乐的保真度。另外一个相关的话题是，大家在录音过程中，干声也好，处理的结果也好，对于这些音频信号的中间结果，最好保存为无损的WAV格式。如果要保存为MP3格式，最好保存速率为320kbps。以满足在合成后的音质为最佳的理想要求。

2. 找伴奏时，笼统地讲是size大的好，还是size小的好，这种说法并不科学。因为不同种类的压缩格式的音乐，直接比较优劣是不可以的。常见的有损压缩的伴奏有MP3格式和WMA格式。对于同一个伴奏，在压缩格式相同的情况下，Size越大，保真度越高。当大家在5Sing.com上找伴奏时，可以遵循这个原则。如果有几个MP3格式的同一首歌的伴奏，取Size比较大的，保真度会好一些。下面的伴奏，MP3格式的就有几个不同的Size。大家看看该选哪一个。

http://sou.5sing.com/*****z.aspx?key=%E6%A5%BC%E5%85%B0%E5%A7%91%E5%A8%98

3. 由于网络音乐的冲击，CD这种高保真音乐的地位受到严重挑战，市场份额急剧下降。于是“CD将死”也不是什么杞人忧天的悲观论调。在Hi-Fi 发烧友的眼中，MP3被称为“廉价的音乐”，因为其保真度的确有限。而CD市场又面临困境，Hi-Fi音乐的出路何在？答案是无损编码的FLAC格式或APE格式的原声音乐媒体。大家知道，MP3大行其道的原因有两个，有限的音乐媒体存储空间和有限的网络传输速率。而这两个问题正在逐步得到有效的解决。飞速发展的闪存技术，容量为8G的MP3播放器，可以存储1000多首MP3格式的歌曲，使大家不再为存储空间发愁。随着IT技术，3G、4G网络技术的发展，下载一首歌的时间也大大缩短。好多音乐播放器，如暴风影音等，也都支持FLAC或APE格式音乐的播放。这些都为FLAC格式或APE格式的原声音乐媒体的传播打开了一扇大门，可以预计，FLAC格式或APE格式会成为音频传播的标准格式。而有损格式，如ACC等格式，也会朝着保真度不断提高的方向发展。为人们提供保真度更高的音乐享受。