[经典] 我爱 FLAC


FLAC简介
FLAC即是Free Lossless Audio Codec的缩写,中文可解为无损音频压缩编码。FLAC是一套著名的自由音频压缩编码,其特点是无损压缩。不同于其他有损压缩编码如MP3 及 AAC,它不会破任何原有的音频资讯,所以可以还原音乐光盘音质。现在它已被很多软件及硬件音频产品所支持。
简而言之,FLAC与MP3相仿,但是是无损压缩的,也就是说音频以FLAC方式压缩不会丢失任何信息。这种压缩与Zip的方式类似,但是FLAC将给你更大的压缩比率,因为FLAC是专门针对音频的特点设计的压缩方式,并且你可以使用播放器播放FLAC压缩的文件,就象通常播放你的MP3文件一样(现在已经有许多汽车播放器和家用音响设备支持FLAC,在FLAC的网站上你可以找到这些设备厂家的连接)。
FLAC是免费的并且支持大多数的操作系统,包括Windows,“unix” (Linux, *BSD,Solaris,OS X,IRIX),BeOS,OS/2,和Amiga。并且FLAC提供了在开发工具autotools,MSVC,Watcom C,和Project Builder上的build系统。
FLAC项目
FLAC 数据流的格式
以库的形式提供的参考编码器和解码器 ;
flac ,一个以命令行方式工作的可以编解码FLAC文件的程序 ;
metaflac ,以命令行方式工作的FLAC文件的metadata编辑器 。
FLAC 不同音频播放器的输入插件
我们所说的“FLAC是免费的”不仅仅意味着你可以不花钱而得到它。更重要的是FLAC的文件格式是对公众完全开放的,你可以以任何目的使用它(FLAC 项目只保留维护 FLAC 格式规格和确认兼容特性的权利),FLAC的文件格式和编码/解码的实现方式都不受任何已知专利的限制。还有,所有的源代码都在开放源代码的授权方式下可以得到。
FLAC特性
无损失压缩:被编码的音频(PCM)数据没有任何信息损失,解码输出的音频与编码器的输入的每一个字节都是一样的。每个数据帧都有一个当前帧的 16-bit CRC 校验码,用于监测数据传输错误。对整段音频数据,在文件头中还保存有一个针对原始未压缩音频数据的MD5标记,用于在解码和测试时对数据进行校验。
快速:FLAC更看重解码的速度。解码只需要整数运算,并且相对于大多数编码方式而言,对计算速度要求很低。在很普通的硬件上就可以轻松实现实时解码。
硬件支持:由于FLAC提供了免费的解码范例,而且解码的复杂程度低,所以FLAC是目前唯一获得硬件支持的无损压缩编码。
可以流化:FLAC的每个数据帧都包含了解码所需的全部信息。解码当前帧无需参照它前面或后面的数据帧。FLAC使用了同步代码和CRC(类似于MPEG等编码格式),这样解码器在数据流中跳跃定位时可以有最小的时间延迟。
可以定位:FLAC支持快速采样精确定位。这不仅对于播放有益,更使得FLAC文件便于编辑。
富于弹性的metadata:可以定义和实现新类型的metadata数据块,而不会影响旧的数据流和解码器的使用。目前已有的metadata类型包括tag,cue表,和定位表。 已经注册的应用程序可以定义自己专用的metadata类型(译注:这一点与MIDI标准相似)。
非常适合于存档应用:FLAC是一个开放的编码格式,并且没有任何数据的损失,你可以将它转换为你需要的任何其他格式。除了每个数据帧的CRC和MD5标记对数据完整性的保障,flac(译注:FLAC项目提供的命令行方式编码工具)还提供了一个verify(校验)选项,当使用该选项进行编码的时候,编码的同时就会立即对已编码数据进行解码并与原始输入数据进行比较,一旦发现不同就会退出并且报警提示。
便于对CD进行备份:FLAC有一个“cue表”metadata数据块用于保存CD的内容列表和所有音轨的索引点。你可以将一张CD保存到一个单一文件,并导入CD的cue表格,这样一个FLAC文件就可以完整地记录整张CD的全部信息。当你的原来的CD损坏的时候,你就可以用这个文件恢复出与原来一模一样的CD副本。
抗损伤:由于FLAC的帧结构,使得一旦发生数据流的损坏,损失会被限制在受损伤的数据帧之内。一般只是会丢失很短的一个片段。而很多其他无损音频压缩格式在遇到损伤的时候,一个损伤就会造成后面所有数据的丢失。
FLAC缺点
数据缩水。FLAC是专门并且仅仅为无损压缩而设计的,您可以选用许多其他优秀的有损压缩方式如Vorbis,MPC,和MP3(LAME提供了一个优秀的开放源代码的实现)。
SDMI(例如cetera)兼容。FLAC不准备支持任何复制保护方法,实际上这些手段最终都是在浪费数据。(从另一个角度看,由于所有这些手段最终都被证明是无效的,所以也可以说FLAC把这些无用数据压缩到了零!)当然我们不能阻止某些人利用专用的metablock进行复制保护,但是他们的保护只会在他们自己解码产品上有效,其他解码器会跳过这些专门的metablock的。
FLAC是快速连续拉格朗日有限差分程序
FLAC-2D(Fast Lagrangian Aanlysis of Continua in 2 Dinmensions)是二维显式有限差分程序,国际著名学者、英国皇家工程院院士、离散元发明人Peter Cundall博士在上世纪70年代开始研究开发面向土木建筑、交通、采矿、水利、地质、核废料处理、石油及环境工程的通用软件系统,由美国的Itasacl国际咨询集团的核心产品。它可以模拟由土、岩石和其他在到达屈服极限时会发生塑性流动的材料所建造的建筑物和构筑物。FLAC将计算区域划分为若干四节点平面应变等参单元,每个单元在给定的边界条件下遵循制定的线性或非线性本构关系,如果单元应力使得材料屈服或产生塑性流动,则单元网格及结构可以随着材料的变形而变形,这就是所谓的拉格朗日算法。拉格朗日算法非常适合于模拟大变形问题,FLAC采用了显示有限差分格式来求解场的控制微分方程,并应用了混合单元离散模型,可以准确地模拟材料的屈服、塑性流动、软化直至大变形,尤其在材料的弹塑性分析、大变形分析以及模拟施工过程等领域有其独到的优点。在求解过程中,FLAC又采用了离散元的动态松弛法,不需求解大型联立方程组,没有形成矩阵,因此不需要占用太大内存,便于计算。显示公式的缺点(即小时步的局限性和需要阻尼的问题)在一定程度上可以通过自动惯性缩放和自动阻尼来克服,而这并不影响破坏的模式。