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FLAC简介
FLAC项目
FLAC特性
FLAC缺点
APE与FLAC的比较
FLAC是快速连续拉格朗日有限差分程序


　　
[编辑本段]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，它不会破坏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，基于Unix内核而开发的系统 (Linux， *BSD，Solaris，OS X，IRIX)，BeOS，OS/2，Amiga。并且FLAC提供了在开发工具autotools，MSVC，Watcom C，Project Builder上的build系统。
[编辑本段]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。
[编辑本段]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。
[编辑本段]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。
[编辑本段]APE与FLAC的比较
　　在音频压缩领域，有两种压缩方式，分别是有损压缩和无损压缩！我们常见到的MP3、WMA、OGG被称为有损压缩，有损压缩顾名思义就是降低音频采样频率与比特率，输出的音频文件会比原文件小。另一种音频压缩被称为无损压缩，也就是我们今天所要说的主题内容。无损压缩能够在100%保存原文件的所有数据的前提下，将音频文件的体积压缩的更小，而将压缩后的音频文件还原后，能够实现与源文件相同的大小、相同的码率。目前无损压缩格式有APE、FLAC、WavPack、LPAC、WMALossless、AppleLossless、La、OptimFROG、Shorten，而常见的、主流的无损压缩格式目前只有APE、FLAC。下面就针对这两种无损压缩格式进行一下对比！
　　APE是M's Audio，一种无损压缩格式。这种格式的压缩比远低于其他音频格式，但能够做到真正无损，同时其开放源码的特性，也获得了不少音乐发烧友的青睐。在现有不少无损压缩方案中，APE是一种有着突出性能的格式，令人满意的压缩比以及飞快的压缩速度，在国内应用比较广泛，成为了不少朋友私下交流发烧音乐的选择之一。
　　目前，基于国产炬力ATJ 2097解码芯片的MP3大厂中，已有厂商如：魅族的M6MiniPlayer(三星主控+欧胜DAC)支持APE、FLAC、WAV三种无损音乐格式，昂达的VX939、台电科技的C133+、oppo支持APE和flac格式！
　　FLAC是Free Lossless Audio Codec的简称，是一种非常成熟的无损压缩格式，名气不在APE之下！该格式的源码完全开放，而且兼容几乎所有的操作系统平台。它的编码算法相当成熟，已经通过了严格的测试，当在编码损坏时依然能正常播放。另外，该格式是最先得到广泛硬件支持的无损格式，世界知名数码产品如：Rio公司的硬盘随身听Karma，建伍的车载音响MusicKeg以及PhatBox公司的数码播放机都能支持FLAC格式。
　　目前采用闪存芯片的随身听还少有支持FLAC无损压缩格式，但就在近日，国内知名厂商台电科技的TL-T19第二代双核心电影MP3，已经宣布对FLAC无损压缩格式的支持，这是国内目前为止第一款支持FLAC无损压缩格式的电影MP3，也是目前世界上少有的几款支持FLAC音乐的闪存MP3。
　　前面已经说明，无损压缩是在保证不损失源文件所有码率的前提下，将音频文件压缩的更小，也就是说这两种音频格式都能保证源文件码率的无损。但两种压缩格式毕竟为两种压缩算法，下面列举一下两种压缩格式的异同点：
　　相同点：
　　一、压缩比决定无损压缩文件所占存储空间
　　FLAC与AEP的压缩比基本相同，FLAC的压缩比为58.70%，而APE的压缩比则要更高一些，为55.50%，都能压缩到接近源文件一半大小。
　　二、编码速度考验用户的耐心，速度快者优
　　非常值得赞扬的是，FLAC与APE的编码速度都相差无几，这是因为两者的压缩技术是开源的，开发者可以借鉴两者在编码上的不同优势进行开发，不过目前编码速度最快的是WavPack和Shorten两种无损压缩格式，但这两种格式的非开源性限制了其普及。
　　三、平台的支持决定普及度
　　音频压缩不但需要硬件的支持，也需要的软件的支持，因此能够被更广泛的平台支持，也就意味着被更多用户使用。FLAC与APE在这方面做的都非常出色，能够兼容所有系统平台，现在无论您是Windows用户还是众多版本的Linux用户，哪怕您是Mac OS的忠实FANS，都无需担心无法使用FLAC或APE。
　　四、两者的开源特性，完全免费的技术
　　两者的开源特性，意味着任何组织或个人都可以免费使用这两种压缩技术，任何组织或个人都可以修改和发布基于这两种技术的新产品，这给众多MP3厂商降低成本提供了有力保障，且消费者也能够以相对低廉的价格购买到只有世界级MP3才支持的无损压缩音频、CD级的音质表现！
　　不同点：
　　一、自我纠错能力，谁更人性化？
　　很多消费者都经历过MP3的爆音问题，然后归咎于MP3质量有问题，其实，很大一部分爆音是因为音频压缩过程中，编码的微小损坏，造成在解码时，处理出来的数据与音频不一致，导致爆音现象。无损格式压缩的不好也会导致编码损坏，而在处理这种问题时，FLAC的会以静音方式代替有损部分，而APE的处理则与常见的有损压缩格式处理的方式相同，以爆音方式代替有损部分。这一点FLAC设计的更人性化！
　　二、优化的编码结构，决定了解码的速度！
　　由于编码方式的不同，将影响两种无损压缩格式的解码速度，通常FLAC的解码速度比APE快30%，这是因为，FLAC只需执行整数运算，而无需执行占用系统更高频率和更大数据处理量的浮点运算。基于这一点，一般硬件均可完美实现实时解码。
　　三、方便的资源获取，意味着能够得到更广泛的应用与支持
　　无论FLAC还是APE，在资源获取上，两者都能通过网络搜索轻松获得！
　　通过以上的对比，相信很多用户对FLAC和APE的认识更加深了一些，单从技术角度讲，FLAC要明显比APE优秀，原因在于，FLAC是第一个开源的且被世界公认的无损压缩格式，有来自世界各地的顶尖级开发高手对FLAC进行免费的开发与技术完善，同时，FLAC有广泛的硬件平台的支持，几乎所有采用便携式设计的高端解码芯片都能够支持FLAC格式的音乐，FLAC第三个优势在于：优秀的编码使得硬件在解码时只需采用简单的整数运算即可，这将大大降低所占用的硬件资源！不过两种公开的技术具有极强的互补性，任何一方都不可能全面超越另一方！
[编辑本段]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。