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WAV

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Waveform audio format
扩展名 .wav
互联网媒体类型 audio/wav
audio/wave
audio/x-wav[1]
类型代码英语Type code WAVE
统一类型标识英语Uniform Type Identifier com.microsoft.waveform-​audio
开发者 Microsoft & IBM
格式类型 音频编码
延伸自 RIFF

Waveform Audio File FormatWAVE,又或者是因为扩展名而被大众所知的WAV),是微软IBM公司所开发在个人电脑存储音频流的编码格式,在Windows平台的应用软件受到广泛的支持,地位上类似于麦金塔电脑里的AIFF[2] 此格式属于资源交换档案格式(RIFF)的应用之一,通常会将采用脉冲编码调制的音频资存储在区块中。也是其音乐发烧友中常用的指定规格之一。由于此音频格式未经过压缩,所以在音质方面不会出现失真的情况,但档案的体积因而在众多音频格式中较为大。

描述[编辑]

.WAV 与.AIFF 都是被微软操作系统、麦金塔操作系统、Linux操作系统所兼容的,需要特别注意的是,WAV文件与无损文件是不完全相同的,WAV文件只是不去对原有文件去做压缩。

如果源文件案不是无损的,那不能称WAV就是无损文件。若是将有损压缩的文件(例如: mp3档)转成WAV档,那么WAV文件也只是忠实地呈现有损文件而已。

制作WAV档时,会有一个采样率,根据采样定理,若此采样率低于信号最高频率的两倍时,那么超过此最大频率的频段,将会产生混叠的情况,使原始信号受到污染,亦不能称此WAV档就是无损文件。

虽然WAV档也能存储被压缩过的文件,但是大多数的WAV档是用于CD存储原声带的,所以一般来说一般人联想到WAV档就联想到无损文件,也是无可厚非的。值得注意的是,CD存储的原声带也不代表是完全无损的,音乐制作人会将录制的声音处理后制成母带,通常采样率为96,000赫兹,之后通过转换程序,以16bits、44,100赫兹去做取样。

格式[编辑]

WAV档遵守资源交换档案格式之规则,在文件的前44(或46)字节放置标头(header),使播放器或编辑器能够简单掌握文件的基本信息,其内容以区块(chunk)为最小单位,每一区块长度为4字节,而区块之上则由子区块包裹,每一子区块长度不拘,但须在前头先宣告标签及长度(字节)。标头的前3个区块日志案格式及长度;接着第一个子区块包含8个区块,记录声道数量、采样率等信息;接着第二个子区块才是真正的音频数据,长度则视音频长度而定。内容如下表所示。须注意的是,每个区块的端序不尽相同,而音频内容本身则是采用小端序[3]

Wave format



广播使用WAV[编辑]

虽然WAV文件很大,但没被压缩的WAV档有时会被无线电广播电台使用,举例来说,英国广播公司电台英国使用44.100千赫兹、16bit双声道的WAV流档作为他们的主要的标准,最近他们公布使用48KHZ作为标准。

另外,有些电台也会使用WAV作为他们测试收发能力的标准。

限制[编辑]

WAV文件受限于标头中用来日志案文件长度的区块大小为32位,单一文件不能超过4GB,有些使用WAV文件的播放器甚至无法支持超过2GB的WAV文件,虽然这样的文件可以使16bits、44100赫兹的CD文件播放将近6.9个小时,但有些情况下,还是有可能超过这些限制,此时可以对于时间轴去切割成无数的WAV文件,去突破4GB的限制,许多CD专辑之中,就会利用这样的技术去发行更多的歌曲,通常命名为“Disk-1”与“Disk-2”直到“Disk-n”能完成文件存储为止。另外,亦有新的格式被发展出来以改良此一限制,如Sony Sound Forge软件所采用的W64格式,以及欧洲广播联盟所制定的RF64格式。

非音频使用[编辑]

WAV文件不一定要用在音频档上。由于其采样率范围极广(低至1Hz高至4.3GHz),同时声道数量最高可达65535,非常适合作为其他应用所使用的存储文件格式,例如SPICE作为电路模拟的文件,有些版本会使用WAV档去记录每一个对应的时间所对应的波形,通常是每个节点的电压时间电流时间功率时间等波形。

所以WAV文件不一定是存储声音的幅度与时间点,只要是有需要使用到幅度与时间的形式,WAV文件都能发挥它的功能。

如何制作WAV档[编辑]

WAV文件通常可以使用音乐制作软件制作,若想调整许多参数的话,可以付费使用商业软件MATLAB,以下附上一段示例码可以生成WAV文件。 需注意的是必须拥有MATLAB的使用权才可使用。

%a,b,c均是参数,T是信号总时间长度,Fs是采样率

a=10; b=20; c=30; T=10; Fs=1000;

%function gwave(a,b,c,T,Fs)

%此为对 余弦的相位去做变化的函数,从0到T,用Fs的采样率去采样并用二进制量化 (信号处理),以完成文件

t = 0:1/Fs:T;

phase = 2*pi*((a*(t.^3))/3+b*(t.^2)/2+c*t);

wav = cos(phase);

wavwrite(wav,Fs, '文件名称');

sound(wav, Fs);

%end

如此一来,就会生出一个“文件名称.wav”的文件,请自行修改文件名称与参数,达到你想创造的WAV档。

用matlab生出的wav档示例

参考资料[编辑]

  1. ^ File Extension .WAV Details. [2013-08-14]. 
  2. ^ Information about the Multimedia file types that Windows Media Player supports. Microsoft Help and Support. Microsoft Corporation. 12 May 2008 [29 May 2009]. Windows uses the Wave Form Audio (WAV) file format to store sounds as waveforms. One minute of Pulse Code Modulation (PCM)-encoded sound can occupy as little as 644 kilobytes (KB) or as much as 27 megabytes (MB) of storage. 
  3. ^ WAVE PCM soundfile format. The Canonical WAVE file format