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Audiodatenformate Ein kleiner Überblick Über die traditionellen Audiodatenformate.

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Präsentation zum Thema: "Audiodatenformate Ein kleiner Überblick Über die traditionellen Audiodatenformate."—  Präsentation transkript:

1 Audiodatenformate Ein kleiner Überblick Über die traditionellen Audiodatenformate

2 Gliederung Überblick/Entwicklungsskizze Ausgewählte Formate im Detail –Unkomprimierte –Das SND-Format –Das WAV(PCM) bzw. AU Format –Das AIFF Format –Komprinierte –AIFF-C –MOD-Format –(MIDI-Format) –Vergleich –ADAT

3 Überblick/Entwicklung

4 Das SND-Format SND Wird bei NeXT und Sun verwendet Besteht aus Kopf (SNDSoundStruct) und Daten Bei NeXT z.B. in eine Standartbibliothek (Sound Kit) einge- bunden, wodurch Bearbeitung des Klanges ohne Kenntnis vom inneren Aufbau einer SND Datei möglich ist Aufbau des SNDSoundStruct Aufbau in C Syntax typedef struct { int magic; /*magic number SND_Magic*/ int dataLocation; /*offset or pointer to the data*/ int dataSize; /*number of bytes of data*/ int dataFormat; /*the data format code*/ int samplingRate; /*the sampling rate*/ int channelCount; /*the number of channels*/ char info[4]; /*optional text information*/ }SNDSoundStruct;

5 WAV(PCM) AIFF Die Entwicklung EA IFF 85-Format RIFF-Format Microsoft WAV-Format Windows AIFF Apple /Mac

6 Der Aufbau der Wav-Formates ChunkNameBeschreibung *FORMWave- ChunkEnthält alle weiteren Chunks * FMTFormat-ChunkDie Parameter der Audio-Daten (Samplerate etc.) * DATAData-ChunkDie Audio-Daten, falls das (unkomprimierte) PCM-Aufzeichnungsformat benutzt wird. FACTFact-ChunkAngaben zum Aufzeichnungsformat, falls nicht PCM benutzt wird. ???CuePoint-ChunkEine Liste von Markierungen ???PlayList-ChunkEine Reihenfolge, wie die Karkierungen abzuspielen sind. ???AssocDataList-ChunkEine Liste Anwendungsspezifischer Daten

7 Der FMT-Chunk NameBeschreibung Format-TypMono oder Stereo Kanalzahl1 oder 2 Sample- Rate In Samples pro Sekunde (Hertz) Byte-RateIn Bytes pro Sekunde (hilft bei der Bemessung des Audiopuffers beim Abspielen) Bytes pro Sample Die Größe eines Samples (die Summe aller Kanäle) Bits pro Sample Diese Angabe ist PCM-Spezifisch.Werte des nächsten Abtastzeitpunktes (1-8 N + ; er-Komplement)

8 Der Code des Wave Chunks in C Form Chunk Typedef struct{ ID ckID; /*=Form*/ long ckSize; /*=Länge in byte*/ ID formType; /*= Wave */ char chunks[ ]; /*Korrektur-byte falls ckSize ungerade ist*/ }WaveChunk; Format Chunk Typedef struct { ID ckID; /*= Format */ long ckSize; unsigned short wFormatTag; (= WAVE_FORMAT_PCM) unsigned short nChannels; unsigned long nSamplesPerSec; unsigned long nAvgBytesPerSec; unsigned short nBlockAlign; unsigned short nBitsPerSample; }FormatChunk Der Data Chunk enthält nur die Audiodaten

9 Der Aufbau des AIFF-Formates ChunkNameBeschreibung *FORMFormat-ChunkEnthält alle weiteren Chunks in beliebiger Reihenfolge *COMMCommon-ChunkDie Parameter der Audiodaten *SSNDSound Data-ChunkDie Musikdaten MARKMarker-ChunkErmöglicht mehrere Zeitpunkte innerhalb der Abtastwerte zu kennzeichnen INSTInstrument-ChunkKann zur Erzeugung digitalisierter Instrumentenklänge verwendet werden. Enthält Marker Darüber hinaus gibt es noch eine Reihe weiterer Chunks!

10 Der Common Chunk typedef struct { ID ckID; /* =COMM */ long ckSize; /* =18*/ short numChannels; unsigned long numSampleFrames; short sampleSize; extended sampleRate; } CommonChunk Der Sound Data Chunk typedef struct { ID ckID; /* = SSND*/ long ckSize; unsigned long offset; unsigned long blockSize; unsigned char soundData [ ]; } SoundDataChunk Der Code des AIFF Chunks in C Die Syntax des Form Chunks gleicht der des Wave Chunks

11 Komprimierung von Musikdaten Digitalisierung von Musik Große Datenmengen möglicher Ausweg Komprimierung Probleme bei der Komprimierung –Komplexität des Verfahrens –Datenverlust –Qualitätsverlust

12 Von AIFF zu AIFF-C AIFF-C ist eine Erweiterung von AIFF zur Verwendung von komprimierten Klangdaten. Der grundsätzliche Dateiaufbau bleibt unverändert. Der Form Chunk hat den gleichen Aufbau wie bei AIFF. Der einzige Unterschied besteht im Inhalt des Formtyps, der jetzt `AIFC heißt. Außerdem muß er genau einen Format Version Chunk enthalten. Der Common Chunk wurde im Vergleich zu AIFF um zwei Angaben erweitert: ID compressionType; Pstring compressionName; Im Sound Data Chunk folgen die komprimierten Daten der einzelnen Kanäle immer hintereinander, gefolgt von den Daten des nächsten Zeitintervalls.

13 Das MOD Audioformat völlig andere Herangehensweise an das Komprimieren der Daten kein pures Sampling mehrere kurze Samplings (Instrumente) und eine Partitur mit Noten Hoher Produktionsaufwand Bearbeitungsprobleme Kein Rechenaufwand bei der Komprimierung

14 Aufbau des Mod Formates PosLängeTypBeschreibung 120CharTitel des Liedes (falls <20 mit Nullen aufgefüllt) 2122CharName des 1.Samples (Instrumentes) 432BigEndLänge des Samples in 2-byte words 451SNibbleTonhöhe (variierbar in 1/8 Haltonschritten) 461ByteLautstärke ( 0 [-36.1dB]-64 [0.0dB] ) 472BigEndAnzahl der zu spielenden Töne 492BigEndLänge der zu spielenden Töne 5130Information zum 2. Sample 92130Information zum 31. Sample ByteSonginformationen, Partitur 10814CharFile Format Tag

15 Das Midi Format Noch kleiner als das MOD-Format Nur noch abspeichern von Nummern Informationen zu den Nummern in Software oder Hardware Da genaue Instrumentendefinitionen häufig nicht vorhanden sind,ist eine getreue Wiedergabe fast nicht möglich

16 Vergleich der Datenmengen der einzelnen Formate ObjektBenötigte Datenmenge Komplettes dickes Buch (300 Seiten)700 KB 1 min. unkompr. Audioaufzeichnung (CD)10 MB 1 min. hochkompr. Audioaufzeichnung (CD)1 MB 1 min Audioaufzeichnung (Telefonqualität)1 MB DateiformatDatenmenge(pro h)Bemerkung Wav /AIFF MBCD-Qualität (16bit, 44kH) MOD60 MBfast CD-Qualität MIDI200 KBschlechtere Qualität

17 ADAT (Datenübermittlung) Problem:Übertragung digitaler Audiodaten ohne Informationsverlust. 1.Entfernung 2.Taktfrequenz 3. Kanalmenge Lösung: ADAT

18 Aufbau Teil 1 Einsbit 4 Daten Informationsbits 1 Kanal Kanal 1Kanal Kanal 8User Bits 10 Nullbits

19 Aufbau Teil 2 StellenanzahlInhalt (6*4)*8= 192Kanalinformationen 481bit nach jedem 4er Block 4+1Userbits plus 1bit 10+1Nullbits am Ende =256 Beispiel (vier Kanäle,kein Userbit) Information von 4 Kanälen im ADAT Format kodiert


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