MP3的工作原理及应用

MP3的工作原理及应用

数码音乐的出现可以说是传统音乐的一种革命。数字化的MP3（以及WMA）可以让你反反复复听你所喜爱的歌曲，而不用担心磁带的老化或者CD所造成的划伤。

　　如果MP3仅仅只能在电脑上欣赏，那么它就不会有如此大的吸引力了。它之所以有如此大的魅力就在于：我们不仅能够自由传播这种压缩比非常高的文件，而且还能够把它们轻而易举的储存到物廉价美的便携式音频设备中。现在市面上有许多便携式播放器和立体声装置，都可以从PC上下载你所喜爱的音乐。

　　MP3随身听是一种无须计算机支持便可实现MP3音乐文件的存储、解码和播放的数字音频设备。它采用了充足的电源，并具备特殊的部件来存储、组织和播放数码音乐文件以及显示播放信息。在播放之前，我们必须先创建数字音乐文件并下载到随身听的存储体中。

　　任何MP3随身听的“心脏”就是DSP(数字信号处理器)。DSP掌管随身听的数据传输，设备接口控制，文件解码回放等活动。DSP能够在非常短的时间里完成多种处理任务，而且此过程所消耗的能量极少（这也是它适合于便携式播放器的一个显著特点）。

　　当我们开始创建、下载PC中的数码音乐文件的时候，DSP便开始工作。当以MP3格式(或者是其他的数字音频格式，比如WMA、AAC)创建文件的时候，所使用的创建工具软件将把文件进行一定的处理，使它变得更小，这个工作过程就是有损压缩。

　　文件大小是关键

　　内置存储空间（用于存放数码音乐文件）是MP3随身听目前面临最大的问题。经过压缩后的MP3文件将变得更小。从所使用的压缩级别中，我们可以了解一些信息，它一般用多少KB/秒来表示。数字越小，压缩比就越高。不过压缩比越高，所得到的音质也就越差，MP3一般都采用128 kbps的压缩比。比如，以160 kbps进行压缩的MP3文件比96kbps压缩的文件音质要好，但是采用160kbps进行压缩，所占的存储空间几乎是96kbps的2倍。

　　要用MP3随身听播放某一首歌曲，必须先把它存放到随身听的内存中。如果随身听仅仅只有内置的存储体，那么就必须把播放器与PC的USB接口、串口或者是并口相连，然后从PC的硬盘中把MP3文件传输到设备的内存中。如果随身听具有可移动存储介质，那么我们就可以直接把文件拷贝到存储介质中，其速度比通过USB接口传输文件还要快。许多能够播放MP3文件的立体声系统也具有一个内置的解码器，此解码器可以直接从CD中读取文件，有的还能够直接压缩成数码音乐文件存储到内存中，这样就不需要PC来完成压缩任务了。

　　第一代MP3随身听采用的是永久闪速内存来存储音乐文件——它与计算机中的随机存储器（RAM）非常相似——不过，当在断电的情况下存储体中的文件并不会丢失。而最新的随身听提供了多种存储选择，这里面就包括内置硬盘和活动存储器，比如像奥美加（Iomega）的PocketZip和IBM的Microdrive.

　　当你从内置存储体中选择了一首MP3歌曲 (使用随身听内置的控制器，在其LCD显示屏中将显示曲目、演唱者和播放时间等信息)，文件数据将传输给DSP，通过它来对文件进行解压缩。所需要的解压缩软件被置入处理器内部，或者是存放在存储体中。接着DSP将处理完的数据传给数模转换器，它将把二进制的数码信息转换成模拟音频信号，然后再输出到耳机和扬声器中。有一些播放器还具有小型的前置功率放大器电路，它可以把从转换器输出的音频信号进行放大处理后再输出到耳机插孔中。

　　无处不在的MP3

　　似乎每一家生产音频设备的厂商(更不要说从事计算机外设生产的厂家了)都至少推出了一款MP3播放设备。它们或者推出便携式设备，或者是生产能够播放MP3文件的立体声音频组件，甚至是在车载立体声系统中也出现了采用硬盘存储介质的设备。
容量比价格更重要

　　虽然我们有多种选择，但是在购买之前，所考虑的最重要的因素就是：它的存储容量是多少？采用的是何种存储介质？更多的存储容量可以播放更长时间，一般一分钟的MP3音乐需要需要1MB的存储空间。

　　在低档市场上，SonicBlue的Rio和D-Link DMP-CD100采用的是32MB内置闪存，价格在200美元以下。SonicBlue、创新以及其他厂家采用64MB闪存的随身听价格在200到300美元左右。如果要想增加内存容量，我们可以购买闪存卡，不过价格非常昂贵，32MB的闪存卡要价100美金。Sony所推出的MP3产品（例如售价在300美元的笔型Vaio Music Clip）采用的是索尼廉价记忆棒。

　　奥美加（Iomega）和 Sensory Science公司推出的MP3随身听采用的是Iomega PocketZip (也就是以前所谓的Clik)活动存储介质，这种存储介质非常便宜，40MB的售价仅为10美元。对于那些需要存储更多内容的用户来说，也可以选择创通公司售价为500美元的Nomad JukeBox 以及Archos公司推出的售价为350美元的Jukebox 6000 MP，这种JukeBox设备的单位存储成本更廉价：它们采用的是内置6GB笔记本硬盘，这样足以存储上百个小时的音乐。

　　家用及车载立体声系统中的MP3数字音乐

　　对于目前的家庭立体声系统来说，我们可以使用更高的存储容量和更多的功能选择。Request Multimedia和Sima公司推出的播放设备提供了10GB,20GB甚至40GB的硬盘选择方案，并且内置的CD机无须PC支持就可以对MP3文件进行编码处理，售价大概在800美元。而且许多的播放器还带有以太网络端口，这样我们就可以先通过PC下载网上MP3音乐，然后再通过网络把这些文件移到立体声组件中。还有些播放设备可以与电视相连，从而通过电视屏幕界面来对大量的音乐文件更好的进行管理。

　　除了用随身听和家庭立体声设备欣赏MP3音乐外，我们还可以在车载立体声系统中播放MP3。MTE公司的Neo和爱华公司推出的CDC-MP3就是基于硬盘的车载MP3播放设备。许多传统立体声设备厂商和MP3播放器领域的领导者（比如SonicBlue）都推出了车载MP3播放机。我们可以从PC中把自己喜爱的音乐通过USB接口传输到播放机的硬盘中，以后如果需要听新的歌曲，可以再进行下载。

　　我们可以将PDA(个人数码助理)转换成一个便携式MP3随身听。比如， InnoGear公司就生产了一款259美元、针对Handspring PDA的MiniJam MP3播放器， 而PocketPyro公司推出了专门针对Palm PDA，售价为299美元的Pyro。我们甚至可以见到内置MP3功能的移动电话和数码相机。

　　有关人士认为，今后我们可能看到这样一种情况：只要是能够与计算机进行连接的设备，就可以让它具有MP3播放能力。当然，这种说法有些绝对，但是并不意味着厂家不会去尝试。今后我们将看到容量更大（也将更便宜），处理器速度更快，功能更多的播放设备，甚至出现同时具备编/解码功能的便携式播放器。