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MP4――数字音乐的新生代

作者:张庆 分类：科普 上传者:ZCOM网友

音乐的魅力是永恒的，沉醉于优美的旋律中，徜徉在流行的大潮里，音乐带给人们太多的享受和梦想。数字时代，数字音乐早已经悄然渗入到我们的生活之中，从最早出现的CD唱机到现今流行的MP3随身听和网络音乐等，都是数字音乐逐渐演变出来的各种形式和内容。人们似乎已经习惯了这些音乐的形式，觉得听音乐就该如此。实际上从数字音乐诞生的那天起，怎样用数字方式处理好音乐的就一直是业内人士关注的问题，尤其是网络的普及和应用又给数字音乐的发展带来了很大的空间。数字音乐因编码的迥异，造成了格式的大相径庭，由此造就了一个庞大的数字音乐家族，当然不同的音乐格式其播放效果也就不一样了。
音乐格式知多少
CD格式：要论音质最好的音频格式当然非CD莫属了。CD以44.1KHz的采样频率、16bit量化及1.4Mb/s的数据流量来表现优异的音质，一片CD可以记录约70分钟音乐。因为CD的声音基本上是忠于原声的，如果你是一个音乐发烧友的话，CD当是首选，它会让你感受到天籁之音。
WAV格式：WAV格式的音频质量和CD相差无几，是目前PC机上流行的声音文件格式，几乎所有的音频编辑软件都支持WAV格式。WAV格式的音乐听起来音质绝对一流，因为这种格式是直接保存对声音波形的采样数据，没有经过压缩，所以播放效果当然好啦。Windows系统中的启动声音以及一些相关音乐都是以WAV格式存储的，所以WAV格式的音乐文件在Windows系统中相当流行。但WAV有一个致命的缺陷，因为对数据采样时没有压缩，所以占用磁盘空间很大。因此，其它很多音乐格式可以说是在改造WAV格式缺陷的基础上发展起来的。
MIDI格式：MIDI是乐器数字接口的英文缩写，是数字音乐/电子合成乐器国际标准。严格意义上说来，MIDI并不是一个真正的数字化声音，而是在电脑中记录声音的信息，就像是作曲家用五线谱作曲一样。MIDI并不采集声音数据，当我们播放MIDI音乐的时候，电脑把这些指令交由声卡去合成相应的声音，就像音乐家对着五线谱指挥乐团演奏一般，道理就这么简单。正因为MIDI不是采集声音数据，而仅仅记录演奏符号，所以相对于WAV而言其“体型”简直是苗条得可爱。MIDI文件相当小，适合在网络上传播。如果你玩过游戏的话，你会发现，在游戏中MIDI音乐很受青睐。
MP3格式：MP3技术起源于MPEG技术，MPEG是动态图象专家组的英文缩写。MPEG音频编码具有很高的压缩率，MP1和MP2 的压缩率分别为4:1和6:1-8:1，而MP3的压缩率则高达10:1-12:1，也就是说一分钟CD音质的音乐未经压缩需要10MB存储空间，而经过MP3压缩编码后只有1MB左右，同时其音质基本保持不失真。虽然它是一种有损压缩，但是它的最大优势是以极小的声音失真换来了较高的压缩比。平常一张光盘只能保存十几首CD，可是却能够保存上百首MP3歌曲，这就是MP3得以风靡全球的原因。目前Internet上的音乐格式以MP3最为常见。相同长度的音乐文件，用MP3格式来储存，一般只有WAV格式的1/10，由于其文件尺寸小，音质好，能够达到比较接近原音源的声音效果。因此，直到现在MP3格式作为主流音频格式的地位还一时难以被撼动。
WMA格式： WMA音质要强于MP3格式，它的“身躯”比MP3更为苗条，并且支持数据流（Stream）技术，可以在网上一边下载一边收听。WMA的特点就是当一首歌曲压缩到很小的时候，还能够保持很好的音质，更远胜于RA格式，它和日本YAMAHA公司开发的VQF格式一样，是以减少数据流量但保持音质的方法来达到比MP3压缩率更高的目的。WMA的压缩比率一般都可以达到18:1左右，WMA的另一个优点是内容提供商可以通过DRM（Digital Rights Management）数字版权管理方案，如Windows Media Rights Manager 7加入防拷贝保护。这种内置了版权保护技术可以限制播放时间和播放次数甚至于播放的机器等等，这对被盗版搅得焦头烂额的音乐公司来说可是一个福音，
RA/RM/RAM格式：RealAudio文件主要用于在低速率的网络上实时传输音频信息。现在Real的文件格式主要有RA、RM和RMX等。这些格式的特点是可以随网络带宽的不同而调整声音的质量，在保证大多数人听到流畅声音的前提下，令带宽较富裕的听众获得较好的音质。网络连接速率不同，客户端所获得的声音质量也不尽相同，对于14.4kbps的网络连接，约可获得调幅（AM）收音机质量的音质；对于28.8kbps的连接，可以达到调频（FM）声音质量，如果使用ISDN或ADSL等更快的线路连接，则可获得CD音质的声音。
VQF格式：它是由NTT与YAMAHA共同开发的一种音频压缩技术。VQF的音频压缩率比标准的MPEG音频压缩率高出近一倍，可以达到18:1左右，甚至更高。也就是说，把一首四分钟的歌曲压成MP3大约需要4MB左右的存储空间，而同一首歌曲如果使用VQF音频压缩技术，只需要2MB左右。因此在音频压缩率方面，MP3和RA都不是VQF的对手。 当VQF以44KHz、96kbps 压缩时，它的音质几乎等于44KHz、256kbps的MP3的音质。VQF可以说技术上也是很先进的，但是由于宣传力度不足，这种格式一时还难有用武之地。VQF格式可以用雅马哈的播放器播放，同时雅马哈也提供从WAV格式转换到VQF格式的软件。
MP4格式：MP3问世不久，就凭着较高的压缩比和较好的音质创造了一个全新的音乐领域，然而MP3的开放性却最终不可避免的导致了版权之争。在这样的背景之下，文件更小，音质更佳，同时还能有效保护版权的MP4就应运而生了。

何谓MP4音乐
在MP3日益成为一种主流的音乐格式之后，忽然间冒出个MP4。令很多人不得其详。MP4究竟是什么？它与MP3之间有什么关系？它的出现究竟对MP3有什么影响？MP3或者MP4的未来将会怎样？……。
从技术层面讲，MP4使用的是MPEG-2 AAC技术，也就是简称为A2B或AAC的技术。它的特点是音质更加完美而压缩比更大（15:1-20:1）。MPEG-2 AAC在采样频率为8～96KHz时可提供1～48个声道可选范围的高质量音频编码。AAC就是Advanced Audio Coding（先进音频编码）的缩写，它适用于从比特率为8kbps单声道的电话语音音质到160kbps多声道超高质量音频信号范围内的编码，并且允许对多媒体进行编码/解码。它增加了诸如对立体声的完美再现、比特流效果音扫描、多媒体控制、降噪等MP3没有的特性，使得在音频压缩后仍能完美的再现CD的音质。
　　MP4并不能望文生义地理解为MPEG-4或者MPEG-1 Layer 4格式。MP4名称的由来与其本身的技术含义是没有直接联系的，否则它应该叫做MPEG-2 AAC了。MP4真正的含义由来是因为版权问题，对唱片公司来说，MP3的缺陷就是忽视了著作者和出版者应享有的版权待遇。于是，GMO（Global music one）公司针对MP3提出了基于AT&T公司授权的AAC改良技术—A2B的音频压缩方法和应用，并将其命名为MP4，其用意大概是想表明MP4是继MP3之后的一种升级换代技术，这正好可以契合了人们的习惯思维。
A2B技术主要由以下三个部分组成。第一，AT&T的音频压缩技术专利，它可以将AAC压缩比提高到20:1而不损失音质；第二，安全数据库，它可以为你的A2B 音乐文件创建一个特定的密钥，并将此密钥置于其数据库中，只有A2B的播放器才能播放含有这种密钥的音乐；第三，协议认证，这个认证包含了复制许可、允许复制副本数量、歌曲总时间、歌曲可以播放时间以及经营销售许可等信息。
由此可知，MP4是一种商品，它是利用改进后的MPEG-2 AAC技术对音频进行压缩处理，并加上由出版公司直接授权的知识产权协议后形成一个全新形式的数字音乐标准。

MP4的优势和前景
MP4技术的优越性要远远胜过MP3，因为它更适合多媒体技术的发展以及视听欣赏的需求，它的特别之处是利用改进后的MPEG-2 AAC技术并加上由出版公司直接授权的知识产权协议作为新的标准。MP4在加密和授权方面做了特别设计，它有如下特点：
（1）每首MP4乐曲就是一个扩展名为exe的可执行文件，其内嵌播放器，操作简便，在Windows里直接双击就可以运行播放，十分方便；
（2）由于采用先进的A2B音频压缩技术，使MP4文件的大小仅为MP3的四分之三左右，更好的音质，更大的压缩比，从这个角度来看MP4更适合在Internet上传播，而且音质也更胜一筹；
（3）独特的数字水印，MP4采用了名为“SOLANA ”的数字水印技术，可方便的追踪和发现盗版行为，而且，任何针对MP4的非法解压行为都可能导致MP4原文件的损毁；
（4）支持版权保护，MP4乐曲内置了包括与作品版权持有者相关的文字、图像等版权说明，即可说明版权，又表示了对作曲家和演唱（奏）者的尊重；
（5）较为完善的功能，MP4可独立调节左右声道的音量大小、内置的波形/分频动态音频显示和音乐管理器可支持多种彩色图像、网站链接及无限制的滚动显示文本。
虽然MP4有很多先进的优点，但在与MP3竞争的过程中究竟鹿死谁手还有待时间的检验。关键原因是MP3的使用没有任何限制，这种特性在本来就没有限制的网络上得到充分体现。相反的是虽然AAC技术是公开的，但MP4本身却是受到严格的专利和使用许可证保护。毫无疑问这肯定使得MP4的应用范围显得非常狭窄。而且，现在网络上应用了AAC技术的声音格式、编码器、播放器等由于最终文件格式的原因短时间内难以相互兼容，这使得MP4的推广难度大大增加。
MP4有其独特的优越性，其压缩技术优于MP3，音质好于MP3；从维护版权的角度看，得到出版界的欢迎。但是，MP3是目前最流行的一种音乐格式，已经占据着大量的网络资源，深受广大音乐爱好者的喜爱。MP3使用简单、灵活，甚至已经有了可以自由选择MP3曲目的“随身听”产品。GMO MP4的推广将会遇到很大的困难。尤其是和A2B压缩技术相同的AAC格式、其编/解码器、音乐已经在网络上出现，更容易被大众接受并获得发展的可能会是AAC。
看上去MP4似乎很好，不过旨在和无法无天、无版权的MP3一较高低，虽然受到很多尊重版权人士的欢迎，同时还要获得全球社会的广泛支持和拥护才能走出“叫好不叫座”的尴尬局面。MP4的前景可能正像一句古诗所描述的那样：“路漫漫其修远兮，吾将上下而求索”。