數位音樂檔案格式術語表

近年來黑膠唱片強勢回歸,CD 銷量因串流服務遭到重挫,連帶錄音重新流行,但絲毫不影響數位音樂播放界的地位。因此,我們決定透過這篇小指南,解釋一下檔案副檔名和專業術語實際上的意思。

壓縮
在數位音樂檔案和播放裝置的最早期,儲存空間又少又貴。標準的音訊檔案會佔用硬碟或行動裝置的大量空間,因此技術人員開發了一些方法消除數位音樂檔案中的部分資料。

Mumbo-jumbo
一般而言,CD 的壓縮比率大約為 10:1,代表每分鐘音樂大約為 10MB 的資料。

有損壓縮 
這指的是在檔案壓縮過程中,部分原始資料會遺失的情形。一旦遺失後,這些資料是無法恢復的。如果把每首曲目視為一件藝術品,有損壓縮就像是把作品的某部分拿掉了-或許只有發燒友會注意到這些細微差異,但這是個見仁見智的問題。

有損壓縮音樂
有損壓縮音樂聽起來沒有未壓縮音樂那麼逼真生動,但如果只是透過手機或其他行動裝置聽音樂,影響就不大。不過,當您開始用高音質設備鑑賞音樂,追求更高水準的聽覺體驗時,有損檔案的限制就會顯而易見了。

無損壓縮 
無損壓縮是在檔案壓縮過程中得以保留原始資料的技術,解碼後可以完整還原為原始資料。

定義

MPEG 是「移動影像專家團體 (Moving Pictures Expert Group)」的縮寫,這是一個專門開發音訊和影像編碼標準的組織。

位元率: 指每單位時間內傳輸或處理的位元數量(例如,320kB/s 代表該裝置每秒傳輸並處理 320,000 位元)。

脈衝編碼調變 (PCM): 數位音訊重現/再現的標準格式。PCM 是 CD、電腦和專業音訊應用程式的標準。它既未壓縮也是無損的,通常被當成音訊和音樂應用程式中的原始檔案。

音訊編碼格式: 數位音訊使用的壓縮格式(編解碼器),例如 MP3、AAC、FLAC 等。這是音訊進行壓縮或解碼以供後續播放的方式。

數位容器格式: 這是解碼軟體解讀資料儲存和描述(透過元資料)的方式。特定容器或資料包裝只能被特定格式解碼——有些格式可能不適用於某些容器。容器格式的例子包括 AIFF 和 WAV。
基本上,原始音訊資料被儲存在一個容器中,並透過編碼格式(編解碼器)準備進行儲存或播放。區分這兩者非常重要,特別是在解讀高解析度音訊播放器和檔案時。

以下列出的檔案格式大致按照您在現實世界中會遇到的順序排列。

MP3: 由 MPEG 組織開發,是目前最廣泛支援的檔案類型。最初是作為影片檔案中的音訊層使用,而不是用於音樂。
優點:檔案尺寸小,資料傳輸快,儲存空間和處理能力的需求低,非常適合行動裝置。
缺點:使用有損壓縮,因此會失去一些聲音品質。
位元率:8kb/s 至 320kb/s
取樣頻率:16kHz 至 48kHz(標準 CD 編碼的取樣率為 44.1kHz)
最常用於可攜式裝置,或處理能力和儲存能力較低的裝置。
 
進階音訊編碼 (AAC): 由 Apple iTunes 使用,AAC 是下一代 MP3,專門為音樂而設計。
優點:比 MP3 檔案佔用更少空間。
缺點:使用有損壓縮,因此會失去一些聲音品質。
位元率:8kb/s 至 320kb/s
取樣頻率:8kHz 至 96kHz(使用特定編碼格式時)
最常用於 iOS、Android 和大多數遊戲裝置。

波形音訊檔 (WAV): 由微軟開發,是所有 Windows 架構的音訊檔和演算法的標準格式。
優點:未壓縮且無損,基本上是原始音源的精確複製。
缺點:相較於壓縮格式,每個檔案需要更多的儲存空間。
位元率:位元率通常指的是有損格式,因此在這種格式中並不重要。
取樣頻率:44.1kHz,或是人類聽覺上限的兩倍以上(根據尼奎斯特定理)。這是紅皮書 CD 的音訊標準。
最常用於封存和編輯資料(品質)不得有任何損失的檔案。

Windows 媒體音訊  (WMA): 由微軟開發,作為 MP3 的競爭對手。
優點:以較新的編解碼器提供無損選項。
缺點:使用有損壓縮,因此會失去一些聲音品質。
位元率:最高達 20kb/s
取樣頻率:8kHz 至 48kHz
最常用於可攜式裝置和家用播放器。

音訊交換檔案格式 (AIFF): 由蘋果開發,作為 WAV 的對手。
優點:未壓縮且無損。基本上是原始音源的精確複製。
缺點:相較於壓縮格式,每個檔案需要更多的儲存空間。
位元率:不適用
取樣頻率:44.1kHz。
最常用於封存和編輯資料(品質)不得有任何損失的檔案。

免版稅無損音訊編碼 (FLAC): 由 Xiph.org 開發,是免版稅且開放的格式。
優點:未壓縮且無損,但相比 WAV 和 AIFF,檔案大小可減少達 40%。
缺點:大多數 Apple 裝置和格式(iOS、iTunes 和 Apple Music)不支援。
位元率:不適用
取樣頻率:最高達 96kHz(32 位元字)。
最常用於封存和複製原始音訊檔和來源,提供比有損格式更好的播放品質。

Apple 無損音訊編碼 (ALAC): Apple 的 FLAC 版本,在品質和檔案大小方面與 FLAC 相似。
優點:未壓縮且無損,且與所有 Apple 裝置和格式兼容。
缺點:相較於壓縮格式,每個檔案需要更多的儲存空間,但比 WAV 和 AIFF 少。
位元率:不適用
取樣頻率:最高達 96kHz(32 位元字)。
最常用於透過 Apple 裝置與格式進行高品質播放。

主音質驗證(.mqa): MQA 是一種 48kHz/16 位元的編解碼器,可以包含在任何無損檔案格式中,例如 FLAC。MQA 使用分層編碼演算法,在壓縮時打包不同頻率層,即便 TIDAL 桌面應用程式支援 MQA,仍需要專門設計的硬體播放器來進行解壓縮。解壓縮後的音訊會還原為原始狀態。

.cda: Windows 音訊在紅皮書 CD 上每個音軌使用的常見檔案副檔名。它實際上並不是音訊檔案,而是一個 44 位元組(352 位元)的指標檔案,相當於指向 CD 上實際音訊資料位置的導引。有些音訊編輯器和 CD 燒錄器有時看起來好像正在播放 .cda 檔案,進而造成誤會。

.m4p: 是 MPA AAC 檔案,受到數位版權管理(DRM)的版權保護。m4p 檔案只能在授權的電腦或播放器上播放(通常是使用者的 iTunes 或 Apple Music 授權電腦等)。​​​​​​​

Musepack (MPC): 原稱為 MPEG+,Musepack 是一種開源的有損格式,擁有根據編碼音樂段落需求的可變位元率。MPC 是有損壓縮編解碼器,但由於位元率可變動,因此音質優於標準 MP3。

Vorbis: 一種無專利的開源編解碼器,作為 MP3、AAC 和 VQF(山葉的 MP3 版本)等專有編碼格式的替代品而開發。Xiph.org 負責監督 Vorbis 和其常用的容器格式 OGG,這種格式通常被稱為 OGG Vorbis。​​​​​​​

Monkey 音訊(.ape): .ape 是一種壓縮但無損的檔案,因此可以解壓縮成與原始檔案完全相同的複製品。它們通常只需要未壓縮原始音訊檔案一半的儲存空間。
 
Real 音訊(.ra): Real 音訊網路在 90 年代中期開發了 .ra 檔案,該格式被廣播電台用於線上串流,不過隨著其他格式的發展,.ra 的使用已經減少。
 
True 音訊(.tta): True 音訊的開源無損音訊壓縮碼廣泛獲得 Windows 和 Apple 平台的支援。.tta 檔案可以將原始檔壓縮至最多 70%,但在性能上與 FLAC 和 .ape 檔案大致相同。

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