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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 codeWAVE
统一类型标识com.microsoft.waveform-audio
开发者Microsoft & IBM
格式类型音频编码
扩展自RIFF

Waveform Audio File FormatWAVE,又或者是因为副档名而受大众所知的WAV),是微软IBM公司所开发在个人电脑储存音讯串流的编码格式,在Windows平台的应用软体受到广泛的支援,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变的音讯资储存在区块中。也是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

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.WAV 与.AIFF 都是获微软作业系统、麦金塔作业系统、Linux作业系统所相容的,需要特别注意的是,WAV档案与无损档案是不完全相同的,WAV档案只是不去对原有档案去做压缩。

如果原始档案是无损的,那能称WAV就是无损档案。若是将有损压缩的档案(例如: mp3档)转成WAV档,那么WAV档案也只是忠实地呈现有损档案而已。

制作WAV档时,会有一个取样频率,根据取样定理,若此取样频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,使原始讯号受到污染,亦不能称此WAV档就是无损档案。

虽然WAV档也能储存受压缩过的档案,但是大多数的WAV档是用于CD储存原声带的,所以一般来说一般人联想到WAV档就联想到无损档案,也是无可厚非的。值得注意的是,CD储存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,通常取样率为96,000赫兹,之后透过转档程式,以16bits、44,100赫兹去做取样。

格式

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WAV档遵守资源交换档案格式之规则,在档案的前44(或46)位元组放置档头(header),使播放器或编辑器能够简单掌握档案的基本资讯,其内容以区块(chunk)为最小单位,每一区块长度为4位元组,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(位元组)。档头的前3个区块记录档案格式及长度;接著第一个子区块包含8个区块,记录声道数量、取样频率等资讯;接著第二个子区块才是真正的音讯资料,长度则视音讯长度而定。内容如下表所示。须注意的是,每个区块的端序不尽相同,而音讯内容本身则是采用小端序[3]

Wave format

注:上图描述有误,“位元组率”实际应为“=取样频率*位元深度*声道数量/8”(图片中漏乘了声道数量),它代表每秒钟数据的字节数。

广播使用WAV

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虽然WAV档案很大,但没受压缩的WAV档有时会获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串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

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WAV档案受限于档头中用来记录档案档案长度的区块大小为32位元,单一档案不能超过4GB,有些使用WAV档案的播放器甚至无法支援超过2GB的WAV档案,虽然这样的档案可以使16bits、44100赫兹的CD档案播放将近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档案,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”能完成档案储存为止。另外,亦有新的格式得以发展出来以改良此一限制,如Sony Sound Forge软体所采用的W64格式,以及欧洲广播联盟所制定的RF64格式。

非音讯使用

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WAV档案不一定要用在音讯档上。由于其取样频率范围极广(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储存档案格式,例如SPICE作为电路模拟的档案,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档案不一定是储存声音的振幅与时间点,只要是有需要使用到振幅与时间的形式,WAV档案都能发挥它的功能。

参考资料

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  1. ^ File Extension .WAV Details. [2013-08-14]. (原始内容存档于2021-09-24). 
  2. ^ Information about the Multimedia file types that Windows Media Player supports. Microsoft Help and Support. Microsoft Corporation. 2008-05-12 [2009-05-29]. (原始内容存档于2015-03-11). 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. [2016-01-17]. (原始内容存档于2022-04-02). The Canonical WAVE file format