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■ MIDIファイルと デジタルオーディオ・ファイル(WAV,AIFF,AU)の違い

MIDIとはどのようなものであるかは、What is MIDIを、 それをどのようにしてファイルにするかは、MIDIシーケンス・ソフトを参照していただくとして、 ここでは、デジタルオーディオ・ファイルについて簡単に解説して、MIDIファイルで音楽を配信することの長所と短所を明確にし、 そのあとにつづく、GM,GS,XG解説のイントロダクションにします。


では、デジタルオーディオについて解説する前に、MIDIファイルとデジタルオーディオ・ファイルの情報量の違いを視覚的に確認してみましょう。


下の図を見ながら、 サンプル MIDIファイル (MIDPLUGをお使いの方はこちら) を聞いてください。スネア・ドラムとシンバルを同時にたたいた、ごく短いものです。

シーケンス・ソフトを使用して MIDIイベントの状態をグラフィカルに表示すると下のようになります。
スネアとシンバルを1回づつたたいただけですから非常にシンプルなもので、情報量も非常に少ないことが分かると思います。


次に、同じものを音として実際にPCM録音してデジタルオーディオ・ファイルにしたものを、 波形編集ソフトウェアを使用して表示してみました。黒い部分をクローズアップしたのが、その次の図です。



少し乱暴な言い方をすると、デジタルオーディオ・ファイルには上の図に示した波形パターンを描画するのに必要な情報が含まれている必要があるわけです。
単純に見比べても MIDIファイルの方が圧倒的に情報量が少ないことにお気づきしょう。

ちなみに、サンプルに使用した MIDIファイルのサイズは82バイト足らずですが、 デジタルオーディオ・ファイルの方は64,000バイトです。 このオーディオ・ファイルはサンプリング周波数 22kHz、量子化ビット数 16bitでサンプリングしたモノラルのファイルですから、 ステレオで録音するには倍の容量が必要となります。

さて、サンプリング、サンプリング周波数、量子化ビット数なる言葉が出てきました。



● デジタル・サンプリング(PCM録音)

電気的な信号に変換された音声を数値化する技術をサンプリングと呼びます。 デジタルオーディオ・ファイルとは、この数値化したデータをファイルにしたもののことで、身近なものとして次のようなフォーマットがあります。
  • WAV
  • AIFF
  • AU
これら、デジタルオーディオ・ファイルでは音声のクオリティを表わすために「22kHz,16Bit」のような表記がされています。

サンプリングとは、ある時間間隔(サンプリング周波数)ごとに音声信号を測定(サンプリング)して、 それを分解能(量子化ビット数)にしたがって数値化するものです。


サンプリング周波数、量子化ビット数が大きい方が、より忠実に音声信号をサンプリングできるわけですが、 それだけファイルサイズは大きくなってしまいます。

ちなみに、CDの場合は 44kHz,16ビットでサンプリングされています。このクオリティでサンプリングする場合、 1分当たり約 10Mバイトの容量が必要となります。


なお、リアル・オーディオ(拡張子".ra")、ショックウェーブ・オーディオ(拡張子".swa")のファイルもデジタル・オーディオ・ファイルです。

これらは、サンプリングしたオーディオ・データを独自の技術で圧縮したもので、音質より圧縮率を優先させたものです。





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