Iphone开发之音频101 (part 1)： 文件和数据类型

Iphone开发之音频101 (part 1)： 文件和数据类型

 

 

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　　原文链接地址：http://www.raywenderlich.com/204/audio-101-for-iphone-developers-file-and-data-formats

 

　　在使用iphone工作之前，我（ray）对声音格式了解的相当少。我只知道在“wav”和“mp3”之前的不同，但是无论如何我不能准确的告诉你“AAC”、“CAF”是什么类型，也不能告诉在MAC上最好的转换音频文件的方法。

　　我已经学习了一些音频的知识，假如你想要在iphone上面开发，对文件和数据格式，转换，录音和使用什么API应该有个基本的了解。

　　这篇文章是三篇涵盖音频开发教程中的第一篇。在这片文章中，我们将会从文件和数据格式开始。

 

文件格式和数据格式

 　　第一我们要知道的是，对每个音频文件有两部分：1是文件格式（或者是音频容器），2是数据格式（或者是音频编码）。

　　文件格式（或者是音频容器）描述了这个文件它自己的格式。这实际的在里面的音频数据能被很多不同的方式编码。例如，一个caf文件是一个文件格式，它能够包含用MP3、线性pcm（lpcm）或其他许多格式编码的音频数据。

　接下来让我们更深入些。

 

数据格式（或者是音频编码）

　　我们实际上将要开始了解音频编码，而不是文件编码，因为这编码实际上是这部分最重要的。

　　以下是iphone支持的的数据格式和针对每个的描述：

•  AAC：aac其实是“advanced audio coding”，它是被设计为MP3的后继者。你可能会猜测，它压缩了原先的声音，导致容量占用少但是质量也下降。但是这丢失的质量在你设置的比特率下很难被注意。事实上，aac比mp3有更好的压缩率，特别是在相同的比特率下。 
• HE-AAC：HE-AAC是AAC的一个扩展，这个“HE”其实“High efficiency”。HE-AAC在低比特率下是最佳的音频就像流式音频一样。
• AMR：AMR其实是“Adaptive Multi-Rate”，他也是另一个在低比特率下的快速，有效的最佳编码方式。
• ALAC：它其实就是“Apple Lossless”，这种是一种没有任何质量损失的编码音频的方式，也就是我们说的无损压缩。
• iLBC: 这是另一个高效，速度快，针对voip和流式音频很好且高效的编码。
• IMA4： 这是一个在16-bit音频文件下按照4：1的压缩的压缩格式。这是一种针对iphone很重要的编码，我们将在以后讨论原因。
• Linear PCM：这基于线性脉冲编码调制，并介绍了用于模拟声音数据转换成数字格式的技术。简而言之，就是意味着无压缩数据。由于数据是非压缩的，它可以非常快的播放，并且当空间不是问题时，这种在iphone上面首选的音频编码方式。
• μ-law and a-law： 就我所知道的，这种编码是交替的编码模拟数据到数字格式，但是比linear PCM更快。
• MP3： 这种格式是我们都知道也喜欢的，MP3任然是一个非常流行的格式，也被iphone很好的支持。

 

我们选择什么？

　　上面的看起来是张很大的表，但是实际上只有一些是我们编码首选的。要知道我们使用什么，你必须记住一下的：

• 你可以播放linear PCM， IMA4和一些其它没有压缩或者简单压缩和同时没有问题的格式，这些格式可以很好的被iphone的硬件解码。
• 对于更多先进的压缩格式，例如AAC，MP3，和ALAC，iphone没有硬件的支持来很快解压这数据，并且在一个时候只能处理一个文件。因此，假如你播放超过一个的那种编码方式的音频，他们将会使用软件来解码，所以很慢，还会占用CPU。

      

　　因此选择什么样的数据格式，这里有两条建议：

• 假如空间不是问题，使用linear PCM来编码每个音频。这样不仅使你的音频最快的播放，而且你能同时不占用CPU资源的情况下播放多个声音。
• 假如空间是问题，你大多数将会使用AAC来编码你的背景音乐和使用IMA4来编码你的音效。

      

Linear PCM的许多不同

　　有一个很重要的关于linear PCM的，就是再一次声明这种无压缩的数据格式针对iphone是首选的。针对不同的数据存储，这里有一些不同的linear PCM。这些数据能被使用高或低的字节顺序格式来储存，就像浮点型或者整型，或者是各种各样的位宽。

　　这很重要的一件事需要知道的是，在iphone上面首选的linear PCM是低字节顺序的16位整型，或者是"LEI16"(好像是一种编码格式，apple caf audio format code： LEI16, ios设备的音频格式是16位低字节编码)。这个是和Mac os x不一样的，它使用的是本地32位浮点型字节顺序。因为音频文件经常在Mac上面创建，所以检查文件和转换他们到iphone首选的格式是很好的主意。

 

文件格式（或者说是音频容器）

　　iphone支持很多文件格式，包括MPEG-1 (.mp3), MPEG-2 ADTS (.aac), AIFF, CAF, and WAVE。但是最重要的事是你可以仅仅使用CAF，因为它能包含任何iphone支持的编码格式的数据，在iPhone上面它是推荐的文件格式。

　　在这里我在啰嗦点，其实文件格式就像是桶一样，里面可以装很多水，那些水就是那些音频数据。桶有很多种，也就是有很多种文件格式，而且不一样的桶，也需要装不同的水。CAF这种桶就可以装各种各样的水，不过有些就只能装几种类型的水。希望我这样的比喻你可以很好的理解。

 

比特率

　　这有一个有关音频编码很重要的术语，我们接下来会提及：比特率。

　　比特率是音频文件每秒占据的字节数（比特数）。一些像AAC或者MP3编码会指定音频文件压缩的比特数。当你使这比特率比较低时，你将会丢失质量。

　　你应该依靠你的特别的声音文件来选择不同的比特率，试着使用不同的比特率，来看看那个是最合适的，在文件大小和质量。假如你的文件大多数是语音，你可以使用比较低的比特率。

　　这里有一个表，给你一个最常见的比特率的概述：

•  32kbit/s: 调幅广播的质量
•  48kbit/s: 一般比较长时间的语音播客的比特率
•  64kbit/s: 一般正常长度的语音播客的比特率
•  96kbit/s: 调频广播的质量
•  128kbit/s: 大多数MP3音乐的比特率
•  160kbit/s: 那些很喜欢音乐的，想要听觉感受的人更喜欢的在128kbit/s之上的一个比特率
•  192kbit/s: 数字电台的质量
•  320kbit/s: 在这个比特率下人们几乎和CD的播放效果一样，不能区别
•  500kbit/s-1,411kbit/s: 无损的音频编码，就像linear PCM

 

采样率

　　在我们继续介绍音频之前，这里还有一个术语我们需要了解一下，就是：采样率。

　　当转换一个模拟信号到数字格式，采样率表示多久抽取一次声音波形试样来转换成一个数字信号。

　　大多情况下，44100Hz是被经常使用的，因为这和CD音频一样的采样率。