Co to jest plik WAV i jak się go używa?

WAV (lub WAVE) to jeden z najstarszych używanych obecnie formatów kodowania dźwięku. Microsoft i IBM opracowały go do odtwarzania dźwięku na komputerach osobistych. Obecnie jest to preferowany format dla archiwalnego dźwięku cyfrowego. Ponieważ zwykle przechowuje dane w nieskompresowanym formacie, jego pliki są ogromne. Nieczęsto można pobrać plik WAV z Internetu.

Co oznacza skrót WAV? Jego znaczenie to po prostu "fala". Jest to format przechowywania fal akustycznych, a nazwę wymawia się jako "wave". Rozszerzenie pliku to .wav. To wszystko jest proste i logiczne.

Możesz również sprawdzić Movavi Video Converter - proste i skuteczne narzędzie do przełączania między formatami wideo, audio i obrazów.

Format plików WAV istnieje od 1991 roku. IBM i Microsoft chciały zdefiniować format dla plików dźwiękowych i musiał on współpracować z ówczesnymi wolnymi procesorami i ograniczoną pamięcią. Kompresja mogłaby sprawić, że pliki byłyby mniejsze, ale stanowiłoby to duże obciążenie obliczeniowe dla procesora. W WAV, każda próbka jest kodowana bezpośrednio jako wartość bitowa. Nie jest to wydajne, ale pierwotnie format ten miał być używany do efektów dźwiękowych trwających sekundę lub dwie, a nie do symfonii.

Choć jest prymitywny w porównaniu z innymi formatami plików audio, jego prostota sprawiła, że zdobył niszę jako format archiwalny i edycyjny.

Format ten jest specjalnym przypadkiem RIFF (Resource Interchange File Format), formatu ogólnego przeznaczenia do pakowania danych i metadanych. Plik RIFF składa się z "kawałków", z których każdy ma czteroznakowy typ. W jednym kawałku znajduje się określony rodzaj informacji, takich jak zakodowany dźwięk, znaczniki czasu i parametry kodowania.

Format ten jest podobny do AIFF, wczesnego formatu kodowania dźwięku firmy Apple. Oba używają podobnej struktury chunk, ale nie są ze sobą kompatybilne.

W systemie Windows 2000, Microsoft wprowadził Wave Format Extensible. Zapewnia on lepszą obsługę dźwięku wielokanałowego, w tym informacje o rozmieszczeniu głośników.

Dla WAV nie został nigdy opublikowany żaden formalny standard. Definicja Microsoftu jest głównie w kategoriach API. Ma ona pewne niejasności. Publicznie dostępne informacje są wystarczające do tworzenia i odtwarzania normalnych plików WAV i nie jest potrzebna żadna licencja. Niektóre kodeki mogą jednak wymagać zastrzeżonych informacji i licencji.

Odtwarzacze muzyczne na komputerach stacjonarnych zazwyczaj obsługują format WAV. Jest to jeden z najłatwiejszych formatów plików muzycznych do zaimplementowania w oprogramowaniu. Ponieważ jest to format Microsoftu, wsparcie jest najbardziej solidne na maszynach z systemem Windows. Kilka darmowych odtwarzaczy wieloplatformowych, takich jak VLC, również obsługuje ten format.

Aplikacje mobilne, które odtwarzają pliki WAV są trudniejsze do znalezienia. Ani iOS, ani Android nie będą odtwarzać plików WAV natywnie, ale oprogramowanie firm trzecich jest dostępne. Powodem braku wsparcia jest to, że nie ma zbyt wielu powodów, aby to robić. Pliki WAV są ogromne, a kilka plików szybko zapełni pamięć telefonu. Plik może mieć wielkość nawet 27 megabajtów na każdą minutę dźwięku. Lepszym podejściem jest przekonwertowanie go do skompresowanego formatu, takiego jak MP3 lub Ogg Vorbis, i używanie mniejszych plików na urządzeniu mobilnym.

Ogólnie rzecz biorąc, pliki WAV istnieją głównie po to, aby można je było konwertować na inne formaty. Są one dobrym sposobem na przechowywanie oryginalnego, surowego dźwięku bez jego degradacji, ale są niewygodnie duże.

Przechodząc do konkretów, czym dokładnie jest plik WAV? Jak wiele formatów mediów, WAV jest przykładem paradygmatu kontener-kodek. Kontener ustanawia strukturę pliku. Przechowuje metadane o nagraniu, a także informacje techniczne o tym, jak dźwięk jest zakodowany. Pozwala na różne kodowania. Oprogramowanie, które obsługuje bity danych audio to kodek (koder-dekoder).

Powodem, dla którego pliki WAV są tak duże, jest to, że zwykle używają one kodeka LPCM. Nie powoduje on kompresji danych audio. Zapis jest bezstratny, co oznacza, że jest to najlepsza możliwa reprezentacja oryginalnego dźwięku. Możliwe jest użycie innych kodeków; oprogramowanie Microsoftu obsługuje stratny kodek ADPCM, który daje mniejsze pliki. Często nazywa się je plikami ADPCM, a nie WAVE. Format dopuszcza inne kodeki, ale nie wszystkie programy je obsługują.

Nawet kompresja pliku za pomocą ZIP lub GZIP nie pomoże zbytnio. Próbki audio zbytnio przypominają losowe wartości, by można je było efektywnie skompresować technikami ogólnego przeznaczenia.

WAV jest jednak elastyczny pod wieloma względami. Format ten pozwala na posiadanie tysięcy kanałów i efektywnie nieograniczonej liczby bitów na próbkę. Większość oprogramowania nakłada ograniczenia na te wartości, ale nie powinno być problemu z np. ośmioma 32-bitowymi kanałami. Częstotliwość próbkowania jest liczbą 32-bitową, więc format może obsługiwać częstotliwości daleko poza granicami ludzkiego słuchu. Maksymalny rozmiar pliku to 4 gigabajty.

Pliki mogą obsługiwać dowolny rodzaj metadanych. Archiwistom ta cecha się podoba.

Ponieważ specyfikacja jest niejasna w punktach, niektóre programy mogą nie odczytać pliku, który inna aplikacja obsługuje bez problemu. Twórcy oprogramowania starają się być surowi przy pisaniu plików i wyrozumiali przy ich czytaniu, więc nie zdarza się to zbyt często.

Europejska Unia Nadawców zdefiniowała udoskonalenie formatu o nazwie Broadcast Wave Format, czyli BWF. Jego celem jest wymiana plików audio pomiędzy różnymi środowiskami nadawczymi. Biblioteka Kongresu zaleca go dla projektów konserwatorskich.

Główna różnica polega na tym, że definiuje on nowy typ chunk, Broadcast Audio Extension ("bext"). Identyfikuje on twórcę pliku, datę i czas utworzenia oraz różne dane techniczne i administracyjne. Każdy plik Broadcast WAV musi posiadać chunk "bext". Zwykłe oprogramowanie WAV pomija typy chunk, których nie rozpoznaje, więc będzie odtwarzać pliki Broadcast WAV nawet jeśli nie może wykorzystać dodatkowych informacji.

BWF wspiera nowe typy chunk dla metadanych. Należą do nich XMP, który jest szeroko stosowany dla plików multimedialnych, oraz iXML, który jest używany głównie w BWF. Zwykłe czytniki WAV mogą obsługiwać te typy chunk, a jeśli nie, to je pominą.

Wariantem BWF jest RF64. Modyfikuje on nieco specyfikację RIFF, aby ominąć 4-gigabajtowy limit wielkości pliku.

Nieczęsto będziesz pobierać pliki WAV z serwisów muzycznych. Pliki są znacznie większe niż ich odpowiedniki w innych formatach i nie dają słuchaczowi zbyt wielu korzyści. Jeśli chcesz uzyskać bezstratny plik, FLAC kompresuje dane i daje mniejszy plik do pobrania o tej samej jakości.

Studia nagraniowe często używają WAV dla swoich oryginalnych ścieżek. Pliki bezstratne ulegają niewielkiej degradacji przy każdym zapisie; edycja bezstratnego pliku audio zapobiega utracie jakości.

Archiwa często używają WAV, jeśli mogą sobie pozwolić na przestrzeń dyskową. Format ten jest elastyczny pod względem opcji metadanych i w razie potrzeby może być konwertowany do formatów skompresowanych. Jest on mniej podatny na rotację bitów niż formaty skompresowane; jeśli problem sprzętowy zmieni jeden bajt danych audio, najgorsze co się stanie to słyszalny pop.