Inferno #01 31 декабря 2000

Программирование

For Coderz - Муза from PC (описание форматов звуковых файлов).

  Описание форматов звуковых
        файлов выборок
          (сэмплов)


Search and edit by Penetrator (VFHB)
Add by Shaitan/Stars of Keladan


 В этом документе описаны форматы файлов
звуковых  выборок  для  IBM  PC, которые
можно   использовать  на  нашее  любимом
Спектруме. Сведения для составления это-
го  документа  получены из различных ис-
точников,  поэтому  автор не отвечаем за
ошибки  или  не  точности  допущеные при
составлении данного документа.

 Давайте  сначала разберемся, шо си такэ
есть звековая выборка.
 "Выборка" - это значение, которое пода-
ется  на вход DAC или получается из ADC,
обычно  целое  число  ( 8 или 16 битов).
Выборка характеризует амплитуду звуково-
го сигнала. Частота выдачи выборки опре-
деляется  килогерцах  (KHz),  или  выбо-
рок/секунду.  Кроме этого, выборка может
идти  по  одному каналу (моно), или двум
(стерео),  или ..., большему числу кана-
лов. Тем самым для проигрывания выборки,
кроме нее самой, необходимо знать:

-  число бит на выборку ( 8/16 бит, воз-
можно до 32 бит );
- частоту выборки ( 5KHz/44KHz, возможно
до 48KHz );
-  число каналов ( 1/2-моно/стерео, воз-
можно до 4 каналов ).


 Есть три типа формата файлов выборок, с
расширениями:
 .SAM,  .RAW - просто выборка, вы должны
знать с какой частой ее проиграть.
 .WAV - это формат от Microsoft.
 .VOC - это от Creative.


        R A W - формат


 А теперь, руководствуясь вышеописанными
пераметрами, мы имеем возможность проиг-
ровать данные сэмплы.
 Если  выборка  стерео,  это значит, что
сначала  идет байт первого канала, затем
второго, а если каналов больше, то соот-
ветсвенно  байты распологаются по нарас-
тающему номеру канала. Частота здесь ха-
рактеризует выдачу обоих байт в секунду.
Для стерео левый канал - первый.
 Зная  указаные  параметры для какого-то
.RAW файла, вы, в состоянии его правиль-
но воспроизвести.


        W A V - формат


  Это  RIFF файл, который был разработан
фирмой Microsoft. Он используется в Win-
dows. Поэтому весьма "популярен". Он по-
хож  на AIFF - формат Apple, который ис-
пользуется для хранения высококачествен-
ного  звука  инструментов, он так же ис-
пользуется  на SGI. Он похож, но не сов-
местим.

Вначале идет заголовок RIFF файла:

typedef struct {
        char id[4];
// идентификатор файла= "RIFF" =
//0 x 46464952
        long len;
// длина файла без этого заголовка
} IDRiff;

   Сам  WAV-файл  может состоять из нес-
кольких  кусков,  а эти куски, могут со-
держать  по  несколько  выборок, или ка-
кую-то  другую  информацию.  Но это лишь
теория,  на  данный  момент нами файлы с
таким  извратом не встречались, следова-
тельно - часть одна и выборка одна.

 Заголовок куска WAV:

typedef struct {
        char id[4]; 
// идентификатор= "WAVE" = 0x45564157
        char fmt[4];
// идентификатор= "fmt " = 0x20746D66
        long len;
// длина этого куска WAV - файла,
} IDChuckWave;

За ним не посредственно кусок WAV:

typedef struct {
   int type;
// - тип звуковых данных, бывает - !!!
//   1 - просто выборка;
//   0x101 - IBM mu-law;
//   0x102 - IBM a-law;
//   0x103 - ADPCM.
int channels;
// число каналов 1/2 - !!!
long SamplesPerSec; 
// частота выборки
long AvgBytesPerSec; 
// частота выдачи байтов
int align;
// выравнивание
int bits;
//число бит на выборку  - !!!
} IDWave;

Помеченные - особо необходимы.
Далее идентификатор выборки:

typedef struct {
        char id[4];
//идентификатор = "data"=0x61746164
        long len;
//длина выборки (кратно 2)
} IDSampleWave;

Выборок в куске может быть несколько.

Пример программы для просмотра WAV:

#include <stdio.h>
#include <string.h>

typedef struct {
        char id_riff[4];
        long len_riff;

        char id_chuck[4];
        char fmt[4];
        long len_chuck;

        int  type;
        int  channels;
        long freq;
        long bytes;
        int  align;
        int  bits;

        char id_data[4];
        long len_data;
} TitleWave;


void    main
        ( int argc, char * argv[] )
{
FILE * f;
TitleWave tw;

if ( argc<2 ) { printf("Укажи имя .wav
   файла\n"); return ; }
f=fopen(argv[1],"rb");
if ( f==0 ) { printf("Не открыть файл
   - %s\n",argv[1]); return; }
fread('&tw,sizeof(TitleWave),1,f);
fclose(f);
printf("LEN RIFF\t-%ld\n",
   tw.len_riff);
if ( strncmp(tw.id_riff,"RIFF",4)!=0 )
printf("Не совпал идентификатор
   RIFF\n");
printf("LEN Chuck\t - %ld\n",
   tw.len_chuck );
if ( strncmp(tw.id_chuck,"WAVE",4)!=0 )
        printf("Не совпал идентификатор
   CHUCK\n");
if ( strncmp(tw.fmt,"fmt ",4)!=0 )
        printf("Не совпал идентификатор
   FMT\n");
printf("Type\t\t - %d\n", tw.type );
printf("Channels\t -%d\n",tw.channels);
printf("Sample Per Sec\t-%d\n",
   tw.freq);
printf("Bytes Per Sec\t - %d\n",
   tw.bytes );
printf("Bits\t\t - %d\n", tw.bits );
printf("Aligned\t\t - %d\n",tw.align );
printf("LEN Data\t - %ld\n",
   tw.len_data );
if ( strncmp(tw.id_data,"data",4)!=0 )
        printf("Не совпал идентификатор
   DATA\n");
}


        V O C - формат


Заголовок .voc :

typedef struct {
        char txt_id[20];
// "Creative Voice File\x1A"
        unsigned int offset_data;
// смещение начала первого блока данных
        unsigned int ver;
//номер версии
        unsigned int id; 
// идентификатор, число комплементарное
//номеру версии плюс 1234h, т.е. 
//(((~ver)+0x1234)'&0xFFFF)==id
} VocHeader;

 Затем идут блоки данных. Они разбиты на
подблоки разных типов. Структура подбло-
ка данных:

Подблок звуковых данных:

typedef struct {
        unsigned char type; 
// тип подблока
        unsigned long len; 
//  длина подблока ( читать нужно только
//первые 3 байта )
} VocBlock;

 Далее  идут  данные подблока. В зависи-
мости  от  типа подблока они разные. Вот
несколько типов подблоков:

type=0. Завершает блок данных.
──────┘

type=1. Подблок звуковых данных:
──────┘

 При  этом  из  длины подблока нужно вы-
честь два, чтобы получить длину звуковых
данных.

Заголовок этого подблока.

typedef struct {
        unsigned char rate; 
// частота дискретизации, как в команде
//40H
        unsigned char type_zip;
//способ упаковки 0 - не упакованы
} VocBlock1;

Далее идут звуковые данные.

type=2. Подблок продолжения звуковых
──────┘ данных:

Просто звуковые данные.

type=3. Подблок тишины
──────┘

typedef struct {
        unsigned int time; 
// время тишины
        unsigned char rate; 
// частота дискретизации, как в команде
// 40H
} VocBlock3;

type=4. Подблок-маркер
──────┘

unsigned int marker; // маркер

type=5. Подблок текстовых сообщений
──────┘

 Текстовые данные, заканчивающиеся нулем

type=6. Поблок звукового цикла
──────┘

unsigned int count_repeat; 
// число повторов минус единица

type=7. Подблок конца звукового цикла
──────┘

 Нет данных

type=8. Подблок расширенной настройки
──────┘

typedef struct {
        unsigned int rate; 
// частота дискретизации, как в команде
// 40H
// Моно: 65536 - (256000000/rate)
// Стерео: 65536 - (25600000/(2*rate))
unsigned char pack; 
// способ упаковки 0=без упаковки
unsigned char mode; 
// Режим : 0 - моно, 1 - стерео
} VocBlock8;


Пример программы для просмотра VOC:

#include <stdio.h>
#include <string.h>

typedef struct {
        char txt_id[20]; 
// "Creative Voice File\x1A"
        unsigned int offset_data; 
//смещение начала первого блока данных
        unsigned int ver;
// номер версии
        unsigned int id; 
//  идентификатор, число комплементарное
//номеру версии плюс 1234h, т.е. 
//(((~ver)+0x1234)'&0xFFFF)=id
} VocHeader;

typedef struct {
unsigned char type; 
// тип подблока
unsigned  long  len; 
// длина подблока
//(читать нужно только первые 3 байта )
} VocBlock;

typedef struct {
unsigned char rate;   
//частота дискретизации, как в команде 
//40H
unsigned char type_zip;
//  способ упаковки 0 - не упакованы
} VocBlock1;

typedef struct {
unsigned int time; 
// время тишины
unsigned char rate;   
// частота дискретизации, как в команде 
//40H
} VocBlock3;

unsigned int marker; 
// маркер 
unsigned int count_repeat;  
// число  повторов минус единица

typedef struct {
unsigned int rate; //   частота
//дискретизации, как в команде 40H
// Моно: 65536 - (256000000/rate)
// Стерео: 65536 - (25600000/(2*rate))
unsigned  char  pack; // способ упаковки
//0=без упаковки
unsigned char mode; // Режим : 0 - моно,
//1 - стерео
} VocBlock8;

void    main
        ( int argc, char * argv[] )
{
FILE * f;
VocHeader vh;
VocBlock vb;
VocBlock1 vb1;
VocBlock3 vb3;
VocBlock8 vb8;
unsigned int rate;

if  (  argc<2 ) { printf("Укажи имя .voc
файла\n");        return       ;       }
f=fopen(argv[1],"rb");  if  (  f==0  ) {
printf("Не      открыть      файл      -
%s\n",argv[1]);         return;        }
fread('&vh,sizeof(VocHeader),1,f);  if  (
strncmp(vh.txt_id,"Creative        Voice
File\x1a",19)!=0 )
{ printf("Нето название\n"); goto Fin; }
printf("Creative    Voice    File\t    -
v%u.%02u\n",(vh.ver>>8)'&0xFF,
vh.cer'&0FF);
printf("Начало\t\t\t                   -
%Xh\n",vh.offset_data); printf("
Идентификатор\t\t
-                         %Xh\n",vh.id);
if((((~vh.ver)+0x1234)'&0xFFFF)!=vh.id)
{ printf("Не совпал\n"); goto Fin; }

fseek( f, vh.offset_data, SEEK_SET );
while ( 1 )
{
fread('&vb,sizeof(VocBlock)-1,1,f);
vb.len'&=0xffffffL; // первые три байта
if ( ferror(f)!=0 )
{printf("Ошибка чтения\n"); goto Fin; }
switch ( vb.type )
{
case 0: printf("Конец.\n"); goto Fin;
case 1: printf("Звук :");
fread('&vb1,sizeof(VocBlock1),1,f);
rate             =             (unsigned
int)(1000000/(256-vb1.rate));
printf("  частота  -  %u, упаковка - %u,
len - %lu\n",
rate, vb1.type_zip, vb.len-2 );
fseek( f, vb.len-2, SEEK_CUR );
break;

case   2:  printf("Продолжение  звука  :
%lu\n", vb.len );
fseek( f, vb.len, SEEK_CUR );
break;


case 3:
fread('&vb3,sizeof(VocBlock3),1,f);
printf("Тишина  :  время - %u, частота -
%u\n",
vb3.time, vb3.rate );
break;

case 4:
fread('&marker,2,1,f);
printf("Маркер - %u\n", marker );
break;


case 5:
printf("Текст длиной - %lu\n",vb.len);
break;

case 6:
fread( '&count_repeat,2,1,f );
printf("Повторения        -       %u\n",
count_repeat-1);
break;

case 7:
printf("Конец повторений\n");
break;

case 8:
fread('&vb8,sizeof(VocBlock8),1,f);
rate             =             (unsigned
int)(256000000L/(65536L-vb8.rate));
printf("Настройка   :   частота   -  %u,
упаковка - %u, режим - %s\n",
rate,                          vb8.pack,
vb8.mode==0?"моно":"стерео" );
break;
default:
printf("T - %d ??????\n", vb.type );
fseek( f, vb.len, SEEK_CUR );
break;
} }

Fin:
fclose(f);
}