你是否也经常在休闲的时候点开QQ音乐,随着音乐的脉动,闭眼轻哼。这音乐或许柔滑如丝,或许豪迈激昂,或许述说着淡淡的悲凉情感,或许回忆着古时的雪湖月光。音乐对于我们来说是太熟悉的东西,当我们聆听来自计算机中放出的美妙歌声时,你是否曾想过,这百般音乐,或许说着由电子设备发出的声音都是如何存储于其中的呢?此篇文章便来说道说道。
声音如何存入计算机中呢?首先我们先来了解两个概念,分别是模拟信号和数字信号。模拟信号可理解为随着时间的变化是连续信号,也可以叫连续信号,像我们听得音乐和各类声音都是连续信号,都可以用模拟信号表示:声音的大小(振幅)通过模拟信号的纵轴来表示,声音的音调(频率)用模拟信号的最小周期(简单理解为横轴线条的疏密程度)表示;数字信号可以简单理解为模拟信号的一个采样,它不像模拟信号那样是连续的,通常用0和1表示。
通过之前的文章大家应该熟悉,计算机的语言是0和1,所以声音也只能以此种形式存储于计算机中,即数字信号的形式。而我们的声音是连续的模拟信号,用简单的0和1无法表达清楚,所以若我们想将声音存入计算机,就需要将模拟信号转换成数字信号。
转化过程可分为三步:采样、量化和编码。接下来便简单介绍下计算机存储音频的过程。
采样。所谓采样可简单理解为在时间轴(横轴)上对模拟信号进行切割,切成一小块一小块的样本(模拟信号在时间轴上的数字化),这一过程通常由采样器来完成。采样过后,信号在时间轴上虽然是离散的了,但是幅度轴(纵轴)上还是连续的。
量化。采样后的离散音频要转化为计算机能够表示的数据范围,这个过程称为量化(模拟信号在幅度轴上的数字化)。简单来讲量化就是通过四舍五入的方法,将采样后的模拟信号转换成一种0和1组成的数字信号的过程。
编码。所谓编码就是按照一定的格式记录采样和量化后的数字数据,比如顺序存储、压缩存储等等。常见的编码格式如:MP3。
通过以上转换步骤,声音(音频)便可以二进制文件的形式存放于计算机当中了。
“玛丽抱着羊羔,羊羔的毛像雪一样白”,从爱迪生发明留声机并记录下这第一句8秒钟的话开始,到后来的钢丝录音和磁带,再到现在的二进制的音频存储,音频的发展史也是技术的发展史,未来的音频还能如何存储,你有什么想象呢?
参考资料: