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提起MP3我想大家都不会陌生，有不少朋友还是MP3发烧友呢。但它的具体原理你是否知晓呢？现在我就向大家介绍一下MP3格式以及常用的一些工具软件。
一.MP3音频文件的原理
MP3全称是MPEG Layer 3,狭义上讲就是以MPEG Layer 3标准压缩编码的一种音频文件格式。谈到MP3音乐首先得涉及到ISO/MPEG标准。相信大家对MPEG一定不陌生，VCD就是应用MPEG编码压缩的动态视频流文件。由于MPEG编码的高压缩率，本来需要极大的存储空间的音视频数据在一张普通容量光盘上就可以放下了。一张VCD光盘最多可以保存74多分钟的活动画面，而且它的画质可以达到VHS录像带的水平，音质可以达到CD的水平。那么很自然的，大家会想到如果运用MPEG编码来压缩纯音频，可以达到什么效果呢？这就是MP3音乐产生的原理。
由于音频是多媒体的重要组成部分，因此在ISO/MPEG标准里就包含了音频压缩方面的标准。ISO/MPEG音频压缩标准里包括了三个使用高性能音频数据压缩方法的感知编码方案(perceptual coding schemes)。按照压缩质量(每Bit的声音效果)和编码方案的复杂程度分别是Layer 1、Layer 2、Layer 3。所有这三层的编码采用的基本结构是相同的。它们在采用传统的频谱分析和编码技术的基础上还应用了子带分析和心理噪声感知模型理论。也就是通过研究人耳和大脑听觉神经对音频失真的敏感度，在编码时先分析声音文件的波形，利用过滤器找出噪音电平(Noise Level)，然后滤去人耳不敏感的信号，通过矩阵量化的方式将余下的数据每一位打散排列，最后编码形成MPEG的文件。
MPEG语音编码具有很高的压缩率，我们通过计算可以知道一分钟CD音质(44100Hz＊16Bit＊2Stereo＊60Second)的WAVE文件如果未经压缩需要10兆左右的存储空间。而MPEG Layer 1和Layer 2这两层的压缩率分别可达1:4;1:6～8。而MPEG Layer 3的压缩率更是高达1:10～12,也就是说一般1分钟的CD音质的音乐经过MPEG Layer 3压缩编码可以压缩到1兆左右而基本保持不失真。这也就是我们所说的MP3音乐文件。
别小看一个MP3文件，它可是采用了最新的高科技手段才实现的。大家知道PC机上的WAV文件大多数是以PCM编码方式来保存声音数据。对于高保真的音乐可以采用44.1KHz采样频率，16Bit量化的数字化标准。这样的WAV文件的音质与CD是一样的 。如果用适当的工具软件来截取CD上的数字音频并保存为CD音质的WAV文件，然后进行MPEG Layer 3的压缩编码形成MP3文件，再用合适的解码软件对MP3解码。那么就可以形成一个节约大量存储空间，保持CD音质的整体解决方案。实际上采用MP3格式，在一张普通的光盘上能保存相当于10～12张CD上的音乐，使个人拥有一个音乐资料库的梦想成为现实。
好了，原理简单地讲完了，下面我就按CD截取软件、MP3压缩编码软件、MP3解码软件的分类来向大家介绍一些相关的工具软件。
二.CD数字音频截取软件
如果你的计算机上配置的声卡带有录音功能，比如CREATIVE的SB16，那么你可以直接在播放CD的同时利用声卡的录音功能来将音乐记录成WAV文件，不过这种方法由于电气因素的影响，失真相对比较大。
在介绍CD截取软件之前，先介绍几个有关的概念。
1）CD－DA: Red Book(红皮书)标准是Philips和Sony在1981年针对激光唱盘推出的标准、此种Audio CD音乐光盘标准有导入区、导出区和节目区。其中的节目区能把音频信号记录在光轨上，每个光轨由若干扇区组成，每个扇区共产生、2352个字节，均有EDC、ECC纠错码。支持红皮书标准的光驱是读取Digital Audio的必要条件。
2）MSF与LBA: 不论CD或是VCD，都有两种轨道定位的度量单位：一种是时间格式，即xx分xx秒xx帧，简称MSF(Minute Second Frame);另一种是逻辑块地址格式，简称LBA(Logical Block Adress)。LBA与MSF的关系可以换算成下列算式： LBA=分钟＊60＊75＋秒＊75＋帧－150
1.CDDA 1.7
CDDA是笔者最早接触的截取CD音乐的软件。它是加拿大人Jim Mclaughlin用Borland C＋＋语言写成的一个共享软件。CDDA.EXE是它的主文件。打入CDDA而不带参数就会显示各种参数的用法，这一点很像一些压缩软件。实际上CDDA的参数也像ARJ一样繁多。
2. CD2WAV 1.0i
CD2WAV是笔者目前接触到的最小的截取CD音轨的软件，它压缩后只有17KB。
它的作者Slava Gostrenko宣称CD2WAV是他所见到唯一能在WIN95的DOS窗口里正常工作的CD音轨截取软件。因为WIN95的保护模式IDE驱动程序有BUG，导致了其他程序在DOS窗口下截取的WAV文件音质很差。而他的程序使用了一种更先进的JITTER校验来解决这个问题。姑且不论这句话是否偏激，但这个软件确实非常短小而实用。需要指出CD2WAV只能以44.1KHz,16Bit,Stereo模式输出WAV文件。
3. READCDA2
READCDA的全称是READ CD Digital Audio,笔者手头的版本是2.0版，是1996年8月出品的。它的作者是Klaas Hemstra.和Yeng－Chee Su，而且作者在该软件中公开了C语言的源程序，这对想研究该软件的朋友会有很大帮助。
4. DIDO 4
前面谈的都是DOS环境下的CD截取工具，下面再向大家介绍一下WINDOWS下的CD截取工具。毕竟DOS下的工具除了DAC外都是命令行模式，相对来说使用比较麻烦。而WINDOWS下我们就可以通过熟悉的窗口操作来简单地截取CD，省却记一大堆参数的苦恼。
先介绍一个DIDO Version 4。整个软件可以安装在WIN3.1下，也可以安装在WIN95下。 DIDO运行后出现一个标准的WINDOWS窗口。窗口上方显示当前光盘上的总音轨数以及总播放时间。窗口中间按音轨顺序列出了每个音轨的播放时间、起始时间以及LBA逻辑数据块的数量。在窗口下方是四个按钮，从左至右分别是HELP、CHANGE CD、PREFS、QUIT、HELP的功能是调出帮助；CHANG CD可以让你调换一张CD；PREFS是设置外挂的WAV文件编辑器，使你可以对截取下来的WAV文件作一些编辑工作；QUIT就是退出DIDO程序。
5.CD Worx for WIN 95 V2.10
CD WORX 2.10是一个工作在WIN95或NT下的截取CD音轨的共享软件。它是Cyberdyne软件公司1997年1月出品的32位软件。它不但能截取CD音轨，也能截取数据CD－ROM上的数据。整个软件的压缩包有470KB，解压后在WIN95下用鼠标右键点击其中的INSTALL.INF文件，选择其中的INSTALL选项。整个软件就会自动安装好。它是一个完全符合WIN95标准的软件，因此在不需要时可以在控制面板里卸载。安装完成后程序自动创建程序组并在START菜单里加入程序项。
三．MP3的播放程序：
1. WINPLAY 3 V2.3
WINPLAY3据作者宣称是世界上第一个能在WINDOWS下实时解码MP3的播放器。它也是出品L3ENC、L3DEC编码解码器的德国Fraunhofer IIS公司的产品。它可以在WIN32S或WIN95下安装运行。至少需要486DX CPU才能正常工作，不过推荐使用奔腾处理器，这样才可以播放CD音质的MP3。WINPLAY3还有一个独特的功能，就是可以在网络上播放MP3文件。关于这点以及其他更详细的介绍可以在菜单条上的HELP里寻找。
2 . WINAMP 1.2
在MP3文件刚展露头角的时侯，只有WINPLAY3一个解码器独领风骚，随着时间的推移，MP3解码器也渐渐多了起来。WINAMP就是后起之秀里的一个佼佼者。WINAMP是美国NULLSOFT公司出品的一个WIN95/NT下的MP3播放器。WINAMP压缩包只有200KB。比WINPLAY3小多了，可它的功能有过之而无不及。WINAMP有一个特点就是可以制作一个PLAYLIST来播放你想要放的文件。因为你一次想要播放的文件可能有很多，而他们位于不同盘上，不同目录下，如果直接选择是无法一次全选中的，而通过制作PLS或M3U格式的PLAYLIST就可以将你想要选择的所有文件一次播放了。
3 . MAPLAY
MAPLAY是一组完整而功能强大的文件解码播放器。它是德国的Tobias Bading与Jeff Tsay用Borland C＋＋ 5编写的一组文件播放器的总称。这是一组自由软件，无需注册而功能强大。它由五个单独的播放器组成，分别是纯DOS下的DMAPLAY(210KB)、WINDOWS DOS BOX下工作的MAPLAY(222KB)和WIN95下工作的MAPLAY(980KB)。其中后两者均分为486与586版本。
好了，讲了这么多，你是否对MP3有了一个大体的了解了呢？现在电脑发展日新月异，MP4已经出现，MP5将会脱炉而出，到时候，一张CD上拥有一、二千首歌曲，会更有利于发烧友们的收藏。（济南 歪歪）
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