El formato de archivo de audio Waveform ( WAVE , o WAV debido a su extensión de nombre de archivo ; [3] [6] [7] pronunciado / w æ v / o / w eɪ v / [8] ) es un estándar de formato de archivo de audio , desarrollado por IBM y Microsoft , para almacenar un flujo de bits de audio en computadoras personales . Es el formato principal utilizado en los sistemas Microsoft Windows para audio sin comprimir . La codificación de flujo de bits habitual es el formato de modulación de código de pulso lineal (LPCM).
WAV es una aplicación del método de formato de flujo de bits Resource Interchange File Format (RIFF) para almacenar datos en fragmentos y, por lo tanto, es similar al formato 8SVX y Audio Interchange File Format (AIFF) utilizados en computadoras Amiga y Macintosh , respectivamente.
El archivo WAV es una instancia de un formato de archivo de intercambio de recursos (RIFF) definido por IBM y Microsoft . [3] El formato RIFF actúa como contenedor para varios formatos de codificación de audio .
Aunque un archivo WAV puede contener audio comprimido , el formato de audio WAV más común es el audio sin comprimir en el formato de modulación de código de pulso lineal (LPCM). LPCM es también el formato de codificación de audio estándar para CD de audio , que almacena audio LPCM de dos canales muestreado a 44,1 kHz con 16 bits por muestra . Dado que LPCM no está comprimido y conserva todas las muestras de una pista de audio, los usuarios profesionales o expertos en audio pueden utilizar el formato WAV con audio LPCM para obtener la máxima calidad de audio. [9] Los archivos WAV también se pueden editar y manipular con relativa facilidad utilizando software.
En Microsoft Windows, el formato WAV admite audio comprimido mediante el Administrador de compresión de audio (ACM). Se puede utilizar cualquier códec ACM para comprimir un archivo WAV. Se puede acceder a la interfaz de usuario (UI) de Audio Compression Manager a través de varios programas que lo utilizan, incluido Sound Recorder en algunas versiones de Windows.
A partir de Windows 2000WAVE_FORMAT_EXTENSIBLE , se definió un encabezado que especifica múltiples datos de canales de audio junto con las posiciones de los altavoces, elimina la ambigüedad con respecto a los tipos de muestras y tamaños de contenedores en el formato WAV estándar y admite la definición de extensiones personalizadas para el formato. [4] [5] [10]
Un archivo RIFF es un formato de archivo etiquetado. Tiene un formato de contenedor específico (un fragmento ) con un encabezado que incluye una etiqueta de cuatro caracteres ( FourCC ) y el tamaño (número de bytes) del fragmento. La etiqueta especifica cómo se deben interpretar los datos dentro del fragmento y existen varias etiquetas FourCC estándar. Las etiquetas que constan exclusivamente de letras mayúsculas son etiquetas reservadas. El fragmento más externo de un archivo RIFF tiene una RIFFetiqueta; Los primeros cuatro bytes de datos de fragmentos son una etiqueta FourCC adicional que especifica el tipo de formulario y van seguidos de una secuencia de subfragmentos. En el caso de un archivo WAV, la etiqueta adicional es WAVE. El resto de los datos RIFF es una secuencia de fragmentos que describen la información de audio.
La ventaja de un formato de archivo etiquetado es que el formato se puede ampliar más adelante manteniendo la compatibilidad con versiones anteriores . [11] La regla para un lector RIFF (o WAV) es que debe ignorar cualquier fragmento etiquetado que no reconozca. [12] El lector no podrá utilizar la nueva información, pero no debe confundirse.
La especificación de archivos RIFF incluye la definición de un INFOfragmento. El fragmento puede incluir información como el título de la obra, el autor, la fecha de creación e información de derechos de autor. Aunque el INFOfragmento se definió para RIFF en la versión 1.0, no se hacía referencia al fragmento en la especificación formal de un archivo WAV. Muchos lectores tuvieron problemas para procesar esto. En consecuencia, lo más seguro desde el punto de vista del intercambio era omitir el INFOfragmento y otras extensiones y enviar un archivo con el mínimo común denominador. Hay otros problemas de colocación de fragmentos de INFORMACIÓN .
Se esperaba que los archivos RIFF se usaran en entornos internacionales, por lo que hay CSETuna parte para especificar el código de país, el idioma, el dialecto y la página de códigos para las cadenas en un archivo RIFF. [13] Por ejemplo, especificar un CSETfragmento apropiado debería permitir que las cadenas de un INFOfragmento (y otros fragmentos del archivo RIFF) se interpreten como caracteres cirílicos o japoneses.
RIFF también define un JUNKfragmento cuyo contenido no es interesante. [14] El fragmento permite eliminar un fragmento simplemente cambiando su FourCC. El fragmento también podría usarse para reservar algo de espacio para ediciones futuras, de modo que el archivo pueda modificarse sin cambiar su tamaño. Una definición posterior de RIFF introdujo una PADparte similar. [15]
La definición de nivel superior de un archivo WAV es: [16]
<Forma de ONDA> → RIFF('ONDA' <fmt-ck> // Formato del archivo [<fact-ck>] // Fragmento de hechos [<cue-ck>] // Puntos de referencia [<lista de reproducción-ck>] // Lista de reproducción [<assoc-data-list>] // Lista de datos asociados <datos-onda> ) // Datos de ondaEl formulario RIFF de nivel superior utiliza una WAVEetiqueta. Le sigue un <fmt-ck>fragmento obligatorio que describe el formato de los datos de muestra que siguen. Este fragmento incluye información como la codificación de la muestra, la cantidad de bits por canal, la cantidad de canales y la frecuencia de muestreo.
La especificación WAV incluye algunas características opcionales. El fragmento opcional <fact-ck>informa la cantidad de muestras para algunos esquemas de codificación comprimidos. El <cue-ck>fragmento identifica algunos números de muestra significativos en el archivo wave. El <playlist-ck>fragmento permite que las muestras se reproduzcan desordenadas o repetidas en lugar de simplemente de principio a fin. La lista de datos asociada ( <assoc-data-list>) permite adjuntar etiquetas y notas a los puntos de referencia; Se pueden dar anotaciones de texto para un grupo de muestras (por ejemplo, información de título).
Finalmente, el fragmento obligatorio <wave-data>contiene las muestras reales en el formato especificado previamente.
Tenga en cuenta que la definición del archivo WAV no muestra dónde INFOse debe colocar un fragmento. Tampoco dice nada sobre la ubicación de un CSETfragmento (que especifica el conjunto de caracteres utilizado).
La especificación RIFF intenta ser una especificación formal, pero su formalismo carece de la precisión que se ve en otros formatos etiquetados. Por ejemplo, la especificación RIFF no distingue claramente entre un conjunto de subfragmentos y una secuencia ordenada de subfragmentos. El fragmento de formulario RIFF sugiere que debería ser un contenedor de secuencia. La información de secuenciación se especifica en el formato RIFF de un archivo WAV de acuerdo con el formalismo: "Sin embargo, <fmt-ck>siempre debe aparecer antes <wave-data>, y ambos fragmentos son obligatorios en un archivo WAVE". [17] La especificación sugiere que un LISTfragmento también es una secuencia: "Un fragmento LIST contiene una lista, o secuencia ordenada, de subfragmentos". [18] Sin embargo, la especificación no proporciona una especificación formal del INFOfragmento; un INFO LISTfragmento de ejemplo ignora la secuencia del fragmento implícita en la INFOdescripción. [19] La LISTdefinición de fragmento <wave-data>utiliza el LISTfragmento como un contenedor de secuencia con buena semántica formal.
La especificación WAV admite, y la mayoría de los archivos WAV utilizan, una única matriz contigua de muestras de audio. La especificación también admite bloques discretos de muestras y silencios que se reproducen en orden. La especificación de los datos de muestra contiene errores aparentes: [20]
Los <wave-data> contienen los datos de la forma de onda. Se define de la siguiente manera: <datos-onda> → { <datos-ck> | <lista de datos> } <datos-ck> → datos( <datos-onda> ) <lista de ondas> → LIST( 'wavl' { <data-ck> | // Muestras de ondas <silencio-ck> }.... ) // Silencio <silence-ck> → slnt( <dwSamples:DWORD> ) // Recuento de muestras silenciosasAparentemente <data-list>(indefinido) y <wave-list>(definido pero no referenciado) deberían ser idénticos. Incluso con esto resuelto, las producciones permiten que a <data-ck>contenga un recursivo <wave-data> (lo que implica problemas de interpretación de datos). Para evitar la recursividad, la especificación se puede interpretar como:
<datos-onda> → { <datos-ck> | <lista de ondas> } <datos-ck> → datos( <bSampleData:BYTE> ... ) <lista de ondas> → LIST( 'wavl' { <data-ck> | // Muestras de ondas <silencio-ck> }.... ) // Silencio <silence-ck> → slnt( <dwSamples:DWORD> ) // Recuento de muestras silenciosasLos archivos WAV pueden contener listas IFF incrustadas , que pueden contener varios subfragmentos . [21] [22] [23]
Como derivado de RIFF, los archivos WAV se pueden etiquetar con metadatos en el fragmento INFO. Además, los archivos WAV pueden incrustar cualquier tipo de metadatos, incluidos, entre otros, datos de la Plataforma de metadatos extensible (XMP) [24] o etiquetas ID3 [25] en fragmentos adicionales. La especificación RIFF requiere que las aplicaciones ignoren los fragmentos que no reconocen y es posible que las aplicaciones no necesariamente utilicen esta información adicional.
Los archivos WAV sin comprimir son grandes, por lo que compartir archivos WAV a través de Internet es poco común, excepto entre los profesionales del video, la música y el audio, donde la forma sin comprimir se ha convertido en el más popular de todos los formatos de audio y, para la mayoría, las conexiones web de alta velocidad y gran ancho de banda son vulgar. Muchos fabricantes de software de audio y música ahora lo prefieren como formato de archivo predeterminado, aunque a menudo se admiten otros. La alta resolución del formato lo hace adecuado para conservar archivos archivados de primera generación de alta calidad, para su uso en un sistema donde el espacio en disco no es una limitación, o en aplicaciones como la edición de audio donde el tiempo necesario para comprimir y descomprimir datos, y las pérdidas de calidad de tales conversiones son motivo de preocupación.
A pesar de su gran tamaño, la mayoría de las emisoras de radio utilizan archivos WAV sin comprimir, especialmente aquellas que han adoptado un sistema sin cinta.
El formato WAV está limitado a archivos de menos de 4 GiB , debido a que utiliza un entero sin signo de 32 bits para registrar el tamaño del encabezado del archivo. Aunque esto equivale a unas 6,8 horas de audio con calidad de CD (44,1 kHz, estéreo de 16 bits), a veces es necesario superar este límite, especialmente cuando se requieren mayores frecuencias de muestreo , resoluciones de bits o recuento de canales . Por lo tanto, se creó el formato W64 para su uso en Sound Forge . Su encabezado de 64 bits permite tiempos de grabación mucho más largos. Para solucionar este problema también se ha creado el formato RF64 especificado por la Unión Europea de Radiodifusión .
Dado que la frecuencia de muestreo de un archivo WAV puede variar de 1 Hz a 4,3 GHz y el número de canales puede llegar a 65535, los archivos .wav también se han utilizado para datos que no son de audio. LTspice , por ejemplo, puede almacenar múltiples formas de onda de seguimiento de circuitos en canales separados, a cualquier frecuencia de muestreo adecuada, y el rango de escala completa representa ±1 V o A en lugar de una presión sonora. [26]
Los discos compactos de audio (CD) no utilizan el formato de archivo WAV, sino que utilizan audio Red Book . Lo común es que los CD de audio están codificados como modulación de código de pulso (PCM) sin comprimir, que es uno de los formatos admitidos por WAV. WAV es un formato de archivo para uso en computadora que la mayoría de los reproductores de CD no pueden entender directamente. Para grabar archivos WAV en un CD de audio, se deben eliminar los encabezados de los archivos, transcodificar el contenido si aún no está almacenado como PCM y escribir los datos PCM directamente en el disco como pistas individuales con relleno de ceros agregado para que coincida con el tamaño del sector del CD. .
Para que el audio PCM pueda grabarse en un CD, debe estar en formato estéreo de 16 bits y 44,1 kHz.
El audio en archivos WAV se puede codificar en una variedad de formatos de codificación de audio, como GSM o MP3 , para reducir el tamaño del archivo.
Esta es una referencia para comparar la calidad de audio monofónico (no estereofónico ) y las tasas de bits de compresión de los formatos de codificación de audio disponibles para archivos WAV, incluidos PCM , ADPCM , Microsoft GSM 06.10 , CELP , SBC , Truespeech y MPEG Layer-3. Estos son los códecs ACM predeterminados que vienen con Windows.
Los anteriores son archivos WAV; incluso aquellos que usan compresión MP3.wav tienen la extensión.
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