home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ MIDICraft's MIDINET CD-ROM / MIDICraft's MIDINET CD-ROM.iso / DOCS / AUDIO24.TXT < prev    next >
Encoding:
Text File  |  1992-10-24  |  58.0 KB  |  1,387 lines

  1. FAQ: Audio File Formats (version 2.4)
  2. =====================================
  3.  
  4. Table of contents
  5. -----------------
  6.  
  7. Introduction
  8. Device characteristics
  9. Popular sampling rates
  10. Compression schemes
  11. Current hardware
  12. File formats
  13. File conversions
  14. Playing audio files on UNIX
  15. Playing audio files on micros
  16. The Sound Site Newsletter
  17. Posting sounds
  18.  
  19. Appendices:
  20.  
  21.   FTP access for non-internet sites
  22.   AIFF Format (Audio IFF)
  23.   The NeXT/Sun audio file format
  24.   IFF/8SVX Format
  25.   Playing sound on a PC
  26.   The EA-IFF-85 documentation
  27.   US Federal Standard 1016 availability
  28.   Creative Voice (VOC) file format
  29.   RIFF WAVE (.WAV) file format
  30.   
  31.  
  32. Introduction
  33. ------------
  34.  
  35. This is version 2 of this FAQ, which I started in November 1991 under
  36. the name "The audio formats guide".  I bumped the major version number
  37. since the Subject and Newsgroups headers have changed to make the
  38. subject more informative and give the guide a wider audience.  I also
  39. added a Table of contents section at the top.
  40.  
  41. I am posting this about once a fortnight, either unchanged (just to
  42. inform new readers), or updated (if I learn more or when new hardware
  43. or software becomes popular).  I post to alt.binaries.sounds.{misc,d}
  44. and to comp.dsp, for maximal coverage of people interested in audio,
  45. and to news.answers, for easy reference.
  46.  
  47. A companion posting with subject "Change to: ..." is occasionally
  48. posted listing the diffs between a new version and the last.  This is
  49. not reposted, and it is suppressed when the diffs are bigger than the
  50. new version.
  51.  
  52. Send updates, comments and questions to <guido@cwi.nl>; flames to
  53. /dev/null.
  54.  
  55. I'd like to thank everyone who sent me mail with updates for previous
  56. versions.  The list of names is really too long to list you all...
  57.  
  58.   --Guido van Rossum, CWI, Amsterdam <guido@cwi.nl>
  59.   "Fear, surprise, ruthless efficiency, a fanatical devotion to the
  60.   pope, and nice red uniforms."
  61.  
  62.  
  63. Device characteristics
  64. ----------------------
  65.  
  66. In this text, I will only use the term "sample" to refer to a single
  67. output value from an A/D converter, i.e., a small integer number
  68. (usually 8 or 16 bits).
  69.  
  70. Audio data is characterized by the following parameters, which
  71. correspond to settings of the A/D converter when the data was
  72. recorded.  Naturally, the same settings must be used to play the data.
  73.  
  74. - sampling rate (in samples per second), e.g. 8000 or 44100
  75.  
  76. - number of bits per sample, e.g. 8 or 16
  77.  
  78. - number of channels (1 for mono, 2 for stereo, etc.)
  79.  
  80. Approximate sampling rates are often quoted in Hz or kHz ([kilo-]
  81. Hertz), however, the politically correct term is samples per second
  82. (samples/sec).  Sampling rates are always measured per channel, so for
  83. stereo data recorded at 8000 samples/sec, there are actually 16000
  84. samples in a second.  I will sometimes write 8 k as a shorthand for
  85. 8000 samples/sec.
  86.  
  87. Multi-channel samples are generally interleaved on a frame-by-frame
  88. basis: if there are N channels, the data is a sequence of frames,
  89. where each frame contains N samples, one from each channel.  (Thus,
  90. the sampling rate is really the number of *frames* per second.)  For
  91. stereo, the left channel usually comes first.
  92.  
  93. The specification of the number of bits for U-LAW (pronounced mu-law
  94. -- the u really stands for the Greek letter mu) samples is somewhat
  95. problematic.  These samples are logarithmically encoded in 8 bits,
  96. like a tiny floating point number; however, their dynamic range is
  97. that of 14 bit linear data.  Source for converting to/from U-LAW
  98. (written by Jef Poskanzer) is distributed as part of the SOX package
  99. mentioned below; it can easily be ripped apart to serve in other
  100. applications.  The official definition is the CCITT standard G.711.
  101.  
  102. (There exists another encoding similar to U-LAW, called A-LAW, which
  103. is used as a European telephony standard.  I don't know how it differs
  104. from U-LAW.  There is less support for it in UNIX workstations.)
  105.  
  106.  
  107. Popular sampling rates
  108. ----------------------
  109.  
  110. Some sampling rates are more popular than others, for various reasons.
  111. Some recording hardware is restricted to (approximations of) some of
  112. these rates, some playback hardware has direct support for some.  The
  113. popularity of divisors of common rates can be explained by the
  114. simplicity of clock frequency dividing circuits :-).
  115.  
  116. Samples/sec     Description
  117.  
  118. 5500            One fourth of the Mac sampling rate (rarely seen).
  119.  
  120. 7333            One third of the Mac sampling rate (rarely seen).
  121.  
  122. 8000            Exactly 8000 samples/sec is a telephony standard that
  123.                 goes together with U-LAW (and also A-LAW) encoding.
  124.                 Some systems use an approximation; in particular, the
  125.                 NeXT workstation uses 8012.8210513 samples/sec.
  126.                 (Can anyone explain why?  SGI software calls this rate
  127.                 "codec-rate".)
  128.  
  129. 11 k            Either 11025, a quarter of the CD sampling rate,
  130.                 or half the Mac sampling rate (perhaps the most
  131.                 popular rate on the Mac).
  132.  
  133. 16000           Used by, e.g. the G.722 compression standard.
  134.  
  135. 22 k            Either 22050, half the CD sampling rate, or the Mac
  136.                 rate; the latter is precisely 22254.545454545454 but
  137.                 usually misquoted as 22000.
  138.  
  139. 32000           Used in digital radio, NICAM (Nearly-Instantaneous
  140.                 Companded Audio Multiplex [IBA/BREMA/BBC]) and other
  141.                 TV work, at least in the UK; also some DAT machines
  142.                 can do it.  It is also the standard long play speed
  143.                 for DAT non linear encoding.
  144.  
  145. 44056           This weird rate is used by professional audio
  146.                 equipment to fit an integral number of samples in a
  147.                 video frame.
  148.  
  149. 44100           The CD sampling rate.  (Professional DAT also supports
  150.                 this rate.)
  151.  
  152. 48000           The DAT (Digital Audio Tape) sampling rate for
  153.                 domestic use.
  154.  
  155. Files samples on SoundBlaster hardware have sampling rates that are
  156. divisors of 1000000.
  157.  
  158. While professinal musicians disagree, most people don't have a problem
  159. if recorded sound is played at a slightly different rate, say, 1-2%.
  160. On the other hand, if recorded data is being fed into a playback
  161. device in real time (say, over a network), even the smallest
  162. difference in sampling rate can frustrate the buffering scheme used...
  163.  
  164. There may be an emerging tendency to standardize on only a few
  165. sampling rates and encoding styles, even if the file formats may
  166. differ.  The suggested rates and styles are:
  167.  
  168.     rate (samp/sec) style mono/stereo
  169.  
  170.     8000 8-bit U-LAW mono
  171.     22050 8-bit linear unsigned mono and stereo
  172.     44100 16-bit linear signed mono and stereo
  173.  
  174.  
  175. Compression schemes
  176. -------------------
  177.  
  178. Strange though it seems, audio data is remarkably hard to compress
  179. effectively.  For 8-bit data, a Huffman encoding of the deltas between
  180. successive samples is relatively successful.  For 16-bit data,
  181. companies like Sony and Philips have spent millions to develop
  182. proprietary schemes.
  183.  
  184. Public standards for voice compression are slowly gaining popularity,
  185. e.g. CCITT G.721 and G.723 (ADPCM at 32 and 24 kbits/sec).  (ADPCM ==
  186. Adaptive Delta Pulse Code Modulation.)  Free source code for a *fast*
  187. 32 kbits/sec ADPCM algorithm is available by ftp from ftp.cwi.nl as
  188. /pub/adpcm.shar.
  189.  
  190. There are also two US federal standards, 1016 (Code excited linear
  191. prediction (CELP), 4800 bits/s) and 1015 (LPC-10E, 2400 bits/s).  See
  192. also the appendix for 1016.
  193.  
  194. (Note that U-LAW and silence detection can also be considered
  195. compression schemes.)
  196.  
  197. Here's a note about audio codings by Van Jacobson <van@ee.lbl.gov>:
  198. Several people used the words "LPC" and "CELP" interchangably.  They
  199. are very different.  An LPC (Linear Predictive Coding) coder fits
  200. speech to a simple, analytic model of the vocal tract, then throws
  201. away the speech & ships the parameters of the best-fit model.  An LPC
  202. decoder uses those parameters to generate synthetic speech that is
  203. usually more-or-less similar to the original.  The result is
  204. intelligible but sounds like a machine is talking.  A CELP (Code
  205. Excited Linear Predictor) coder does the same LPC modeling but then
  206. computes the errors between the original speech & the synthetic model
  207. and transmits both model parameters and a very compressed
  208. representation of the errors (the compressed representation is an
  209. index into a 'code book' shared between coders & decoders -- this is
  210. why it's called "Code Excited").  A CELP coder does much more work
  211. than an LPC coder (usually about an order of magnitude more) but the
  212. result is much higher quality speech: The FIPS-1016 CELP we're working
  213. on is essentially the same quality as the 32Kb/s ADPCM coder but uses
  214. only 4.8Kb/s (the same as the LPC coder).  We just have to figure out
  215. a way to make it run with less than a 50 MIPS DSP to do the
  216. algorithm's crunching.  (We actually think we have this figured out
  217. but it won't be running in time for this IETF -- maybe next time
  218. you'll be able to listen to high quality sound over your SLIP link to
  219. home.)
  220.  
  221. Finally, the comp.compression FAQ has some text on the 6:1 audio
  222. compression scheme used by MPEG (a video compression standard-to-be).
  223. It's interesting to note that video compression reaches much higher
  224. ratios (like 26:1).
  225.  
  226.  
  227. Current hardware
  228. ----------------
  229.  
  230. I am aware of the following computer systems that can play back and
  231. (sometimes) record audio data, with their characteristics.  Note that
  232. for most systems you can also buy "professional" sampling hardware,
  233. which supports much better quality, e.g. >= 44.1 k 16 bits stereo.
  234. The characteristics listed here are a rough estimate of the
  235. capabilities of the basic hardware only (and even here I am on thin
  236. ice, with systems becoming ever more powerful).
  237.  
  238. machine             bits            max sampling rate    #output channels
  239.  
  240. Mac                 8               22k                  1
  241. Apple IIgs          8               32k / >70k           8(st)
  242. PC/Soundblaster     8               13k  /22k            1
  243. Atari ST            8               22k                  1
  244. Atari STe,TT        8               50k                  2
  245. Amiga               8               ~29k                 4(st)
  246. Sun Sparc           U-LAW           8k                   1
  247. NeXT                U-LAW,8,16      44.1k                1(st)
  248. SGI Indigo          8,16            48k                  4(st)
  249. Acorn Archimedes    ~U-LAW          ~180k                8(st)
  250. Sony RISC-NEWS      8, 16           37.8k                ?(st)
  251. VAXstation 4000     U-LAW           8k                   1
  252. Tandy 1000/[TS]L    8-bit           22k                  3
  253.  
  254. 4(st) means "four voices, stereo"; sampling rates xx/yy are
  255. different recording/playback rates.
  256.  
  257. All these machines can play back sound without additional hardware,
  258. although the needed software is not always standard; only the Sun,
  259. NeXT and SGI come with standard sampling hardware (the NeXT only
  260. samples U-LAW at 8000 samples/sec from the built-in microphone port;
  261. you need a separate board for other rates).
  262.  
  263. The new VAXstation 4000 series lets you PLAY audio (.au) files, and
  264. the as-of-yet-unreleased package, DECsound, will let you do the
  265. recording.
  266.  
  267. The SGI Personal IRIS 4D/30 and 4D/35 have the same capabilities as
  268. the Indigo.
  269.  
  270. The new Apple Macs have more powerful audio hardware; the latest
  271. models have built-in microphones.
  272.  
  273. Software exists for the PC that can play sound on its 1-bit speaker
  274. using pulse width modulation (see appendix); the Soundblaster board
  275. records at rates up to 13 k and plays back up to 22 k (weird
  276. combination, but that's the way it is).
  277.  
  278. On the NeXT, the Motorola 56001 DSP chip is programmable and you can
  279. (in principle) do what you want.  The SGI uses the same DSP chip but
  280. it can't be programmed by users -- SGI prefers to offer it as a shared
  281. system resource to multiple applications, thus enabling developers to
  282. program audio with their Audio Library and avoid code modifications
  283. for execution on future machines with different audio hardware, i.e. a
  284. different DSP.
  285.  
  286. The Amiga also has a 6-bit volume, which can be used to produce
  287. something like a 14-bit output for each voice.  The hardware can also
  288. use one of each voice-pair to modulate the other in FM (period) or AM
  289. (volume, 6-bits).
  290.  
  291. The Acorn Archimedes uses a variation on U-LAW with the bit order
  292. reversed and the sign bit in bit 0.  Being a 'minority' architecture,
  293. Arc owners are quite adept at converting sound/image formats from
  294. other machines, and it is unlikely that you'll ever encounter sound in
  295. one of the Arc's own formats (there are several).
  296.  
  297. CD-I machines form a special category.  The following formats are used:
  298.  
  299.      - PCM 44.1 kHz standard CD format
  300.      - ADPCM - Addaptive Delta PCM
  301.        - Level A 37.8 kHz 8-bit
  302.        - Level B 37.8 kHz 4-bit
  303.        - Level C 18.9 kHz 4-bit
  304.  
  305.  
  306. File formats
  307. ------------
  308.  
  309. Historically, almost every type of machine used its own file format
  310. for audio data, but some file formats are more generally applicable,
  311. and in general it is possible to define conversions between almost any
  312. pair of file formats -- sometimes losing information, however.
  313.  
  314. File formats are a separate issue from device characteristics.  There
  315. are two types of file formats: self-describing formats, where the
  316. device parameters and encoding are made explicit in some form of
  317. header, and "raw" formats, where the device parameters and encoding
  318. are fixed.
  319.  
  320. Self-describing file formats generally define a family of data
  321. encodings, where a header fields indicates the particular encoding
  322. variant used.  Headerless formats define a single encoding and usually
  323. allows no variation in device parameters (except sometimes sampling
  324. rate, which can be a pain to figure out other than by listening to the
  325. sample).
  326.  
  327. The header of self-describing formats contains the parameters of the
  328. sampling device and sometimes other information (e.g. a
  329. human-readable description of the sound, or a copyright notice).  Most
  330. headers begin with a simple "magic word".  (Some formats do not simply
  331. define a header format, but may contain chunks of data intermingled
  332. with chunks of encoding info.)  The data encoding defines how the
  333. actual samples are stored in the file, e.g. signed or unsigned, as
  334. bytes or short integers, in little-endian or big-endian byte order,
  335. etc.  Strictly spoken, channel interleaving is also part of the
  336. encoding, although so far I have seen little variation in this area.
  337.  
  338. Some file formats apply some kind of compression to the data, e.g.
  339. Huffman encoding, or simple silence deletion.
  340.  
  341. Here's an overview of popular file formats.
  342.  
  343.         Self-describing file formats
  344.         ----------------------------
  345.  
  346. extension, name   origin          variable parameters (fixed; comments)
  347.  
  348. .au or .snd       NeXT, Sun       rate, #channels, encoding, info string
  349. .aif(f), AIFF     Apple, SGI      rate, #channels, sample width, lots of info
  350. .aif(f), AIFC     Apple, SGI      same (extension of AIFF with compression)
  351. .iff, IFF/8SVX    Amiga           rate, #channels, instrument info (8 bits)
  352. .voc              Soundblaster    rate (8 bits/1 ch; can use silence deletion)
  353. .wav, WAVE        Microsoft       rate, #channels, sample width, lots of info
  354. .sf               IRCAM           rate, #channels, encoding, info
  355. none, HCOM        Mac             rate (8 bits/1 ch; uses Huffman compression)
  356. none, MIME        Internet        (see below)
  357. .mod or .nst      Amiga           (see below)
  358.  
  359. Note that the filename extension ".snd" is ambiguous: it can be either
  360. the self-describing NeXT format or the headerless Mac/PC format, or
  361. even a headerless Amiga format.
  362.  
  363. I know nothing for sure about the origin of HCOM files, only that
  364. there are a lot of them floating around on our system and probably at
  365. FTP sites over the world.  The filenames usually don't have a ".hcom"
  366. extension, but this is what SOX (see below) uses.  The file format
  367. recognized by SOX includes a MacBinary header, where the file
  368. type field is "FSSD".  The data fork begins with the magic word "HCOM"
  369. and contains Huffman compressed data; after decompression it it is 8
  370. bits unsigned data.
  371.  
  372. IFF/8SVX allows for amplitude contours for sounds (attack/decay/etc).
  373. Compression is optional (and extensible); volume is variable; author,
  374. notes and copyright properties; etc.
  375.  
  376. AIFF, AIFC and WAVE are similar in spirit but allow more freedom in
  377. encoding style (other than 8 bit/sample), amongst others.
  378.  
  379. There are other sound formats in use on Amiga by digitizers and music
  380. programs, such as IFF/SMUS.
  381.  
  382. Appendices describes the NeXT and VOC formats; pointers to more info
  383. about AIFF, AIFC, 8SVX and WAVE (which are too complex to describe
  384. here) are also in appendices.
  385.  
  386. DEC systems (e.g. DECstation 5000) use a variant of the NeXT format
  387. that uses little-endian encoding and has a different magic number
  388. (0x0064732E in little-endian encoding).
  389.  
  390. Standard file formats used in the CD-I world are IFF but on the disc
  391. they're in realtime files.
  392.  
  393. An interesting "interchange format" for audio data is described in the
  394. proposed Internet Standard "MIME", which describes a family of
  395. transport encodings and structuring devices for electronic mail.  This
  396. is an extensible format, and initially standardizes a type of audio
  397. data dubbed "audio/basic", which is 8-bit U-LAW data sampled at 8000
  398. samples/sec.
  399.  
  400. Finally, a format that doesn't really belong here are "MOD" files,
  401. usually with extension ".mod" or ".nst" (on PCs, that is -- on Amigas
  402. they have a *prefix* of "mod.").  These files are short clips of
  403. sounds with sequencing information.  This makes for fairly compact
  404. files but is limitted to making music with samples of a piano and
  405. trumpet, etc.
  406.  
  407.         Headerless file formats
  408.         -----------------------
  409.  
  410. extension       origin          parameters
  411. or name
  412.  
  413. .snd, .fssd     Mac, PC         variable rate, 1 channel, 8 bits unsigned
  414. .ul             US telephony    8 k, 1 channel, 8 bit "U-LAW" encoding
  415. .snd?           Amiga           variable rate, 1 channel, 8 bits signed
  416.  
  417. It is usually easy to distinguish 8-bit signed formats from unsigned
  418. by looking at the beginning of the data with 'od -b <file | head';
  419. since most sounds start with a little bit of silence containing small
  420. amounts of background noise, the signed formats will have an abundance
  421. of bytes with values 0376, 0377, 0, 1, 2, while the unsigned formats
  422. will have 0176, 0177, 0200, 0201, 0202 instead.  (Using "od -c" will
  423. also show any headers that are tacked in front of the file.)
  424.  
  425. The Apple IIgs records raw data in the same format as the Mac, but
  426. uses a 0 byte as a terminator; samples with value 0 are replaced by 1.
  427.  
  428.  
  429. File conversions
  430. ----------------
  431.  
  432.     SOX
  433.     ---
  434.  
  435. The most versatile tool for converting between various audio formats
  436. is SOX ("Sound Exchange").  It can read and write various types of
  437. audio files, and optionally applies some special effects (e.g. echo,
  438. channel averaging, or rate conversion).
  439.  
  440. SOX recognizes all filename extensions listed above except ".snd",
  441. which would be ambiguous anyway, and ".wav" (but there's a patch, see
  442. below).  Use type ".au" for NeXT ".snd" files.  Mac and PC ".snd"
  443. files are completely described by these parameters:
  444.  
  445.       -t raw -b -u -r 11000
  446.  
  447. (or -r 22000 or -r 7333 or -r 5500; 11000 seems to be the most common
  448. rate).
  449.  
  450. The source for SOX, version 5, was posted to alt.sources, and should
  451. be widely archived.  To save you the trouble of hunting it down, it
  452. can be gotten by anonymous ftp from wuarchive.wustl.edu, in the
  453. directory usenet/alt.sources/articles, files 5581.Z through 5585.Z.
  454. (These files are compressed news articles containing shar files, if
  455. you hadn't guessed.)  I am sure many sites have similar archives, I'm
  456. just listing one that I know of and which carries a lot of this kind
  457. of stuff.  (Also see the appendix if you don't have Internet access.)
  458.  
  459. A compressed tar file containing the same version of SOX is available
  460. by anonymous ftp from ftp.cwi.nl [192.16.184.180], in /pub/sox*.tar.Z.
  461. You may be able to locate a nearer version using archie!
  462.  
  463. Ports of SOX:
  464.  
  465. - The source as posted should compile on any UNIX system with 4-byte
  466.   integers.
  467.  
  468. - A PC version is available by ftp from ftp.cwi.nl (see above) as
  469.   pub/sox4*.zip; also available from the garbo mail server.
  470.  
  471. - The latest Amiga SOX (corresponding to version 5) is available via
  472.   anonymous ftp to wuarchive.wustl.edu, files
  473.   systems/amiga/audio/utils/amisox*.  (See below for a non-SOX
  474.   solution.)
  475.  
  476. - Work is currently in progress to get SOX ported to VMS (watch
  477.   comp.os.vms for announcements).
  478.  
  479. SOX usage hints:
  480.  
  481. - Often, the filename extension of sound files posted on the net is
  482.   wrong.  Don't give up, try a few other possibilities using the
  483.   "-t <type>" option.  Remember that the most common file type is
  484.   unsigned bytes, which can be indicated with "-t ub".  You'll have to
  485.   guess the proper sampling rate, but often it's 11k or 22k.
  486.  
  487. - In particular, with SOX version 4 (or earlier), you have to
  488.   specify "-t 8svx" for files with an .iff extension.
  489.  
  490. - When converting linear samples to U-LAW using the .au type for the
  491.   output file, you must specify "-U" for the output file, otherwise
  492.   you will end up with a file containing a NeXT/Sun header but linear
  493.   samples -- only the NeXT will play such files correctly.  Also, you
  494.   must explicitly specify an output sampling rate with "-r 8000".
  495.   (This may seem fixed for most cases in version 5, but it is still
  496.   occasionally necessary, so I'm keeping this warning in.)
  497.  
  498.         Sun Sparc
  499.         ---------
  500.  
  501. On Sun Sparcs, starting at SunOS 4.1, a program "raw2audio" is
  502. provided by Sun (in /usr/demo/SOUND -- see below) which takes a raw
  503. U-LAW file and turns it into a ".au" file by prefixing it with an
  504. appropriate header.
  505.  
  506.         NeXT
  507.         ----
  508.  
  509. On NeXTs, you can usually rename .au files to .snd and it'll work like
  510. a charm, but some .au files lack header info that the NeXT needs.
  511. This can be fixed by using sndconvert:
  512.  
  513.         sndconvert -c 1 -f 1 -s 8012.8210513 -o nextfile.snd sunfile.au
  514.  
  515.         SGI Indigo and Personal IRIS
  516.         ----------------------------
  517.  
  518. SGI supports a program sfconvert, similar in spirit to SOX (in
  519. /usr/sbin in IRIX version 4.0).  Also note that the sfplay program
  520. (see the next section) can do on-the-fly conversion for several
  521. popular formats.
  522.  
  523.         Amiga
  524.         -----
  525.  
  526. Mike Cramer's SoundZAP can do no effects except rate change and it
  527. only does conversions to IFF, but it is generally much faster than
  528. SOX.  (Ftp'able from the same directory as amisox above.)
  529.  
  530.         Tandy
  531.         -----
  532.  
  533. The Tandy 1000 uses a (proprietary?) compressed format.  There is a
  534. PD Mac to Tandy conversion program called CONVERT.
  535.  
  536.  
  537. Playing audio files on UNIX
  538. ---------------------------
  539.  
  540. The commands needed to play an audio file depend on the file format
  541. and the available hardware and software.  Most systems can only
  542. directly play sound in their native format; use a conversion program
  543. (see above) to play other formats.
  544.  
  545.         Sun Sparc
  546.         ---------
  547.  
  548. Raw U-LAW files can be played using "cat file >/dev/audio".
  549.  
  550. A whole package for dealing with ".au" files is provided by Sun on an
  551. experimental basis, in /usr/demo/SOUND.  You may have to compile the
  552. programs first.  (If you can't find this directory, either you are not
  553. running SunOS 4.1 yet, or your system administrator hasn't installed
  554. it -- go ask him for it, not me!)  The program "play" in this
  555. directory recognizes all files in Sun/NeXT format, but can play only
  556. those using U-LAW encoding at 8 k.
  557.  
  558. You can also cat a ".au" file to /dev/audio, if it uses U-LAW; the
  559. header will sound like a short burst of noise but the rest of the data
  560. will sound OK (really, the only difference in this case between raw
  561. U-LAW and ".au" files is the header; the U-LAW data is exactly the
  562. same).
  563.  
  564. Finally, OpenWindows 3.0 has a full-fledged audio tool.  You can drop
  565. audio file icons into it, edit them, etc.
  566.  
  567.         NeXT
  568.         ----
  569.  
  570. On NeXT machines, the standard "sndplay" program can play all NeXT
  571. format files (this include Sun ".au" files).  It supports at least
  572. U-LAW at 8 k and 16 bits samples at 22 or 44.1 k.  It attempts
  573. on-the-fly conversions for other formats.
  574.  
  575. Sound files are also played if you double-click on them in the file
  576. browser.
  577.  
  578.         SGI Indigo and Personal IRIS
  579.         ----------------------------
  580.  
  581. On SGI Indigo and the 4D/30 and /35 Personal IRIS workstations, the
  582. program "sfplay" (in /usr/sbin) plays AIFF files, if the sampling rate
  583. is one of 8000, 11025, 16000, 22050, 32000, 44100, or 48000 (the
  584. library interface to the hardware doesn't support other rates -- I
  585. don't know what the hardward is actually capable of).  On the Personal
  586. IRIS, you need to have the audio board installed (check the output
  587. from hinv) and you must run IRIX 3.3.2 or 4.0 or higher.
  588.  
  589. There is no simple /dev/audio interface on these SGI machines.  (There
  590. was one on 4D/25 machines, reading and writing signed linear 8-bit
  591. samples at rates of 8, 16 and 32 k; unfortunately the board design
  592. caused a lot of noise from the CPU board to clutter the audio signals.)
  593.  
  594. A program "playulaw" was posted as part of the "radio 1.0" release
  595. that I posted to alt.sources recently; it plays raw U-LAW files on the
  596. Indigo or Personal IRIS audio hardware.
  597.  
  598.         Sony NEWS
  599.         ---------
  600.  
  601. The Sony RISC-NEWS line (NWS-3250 laptop, NWS-37xx desktop, NWS-38xx
  602. desktop w/ IOP) also has builtin sound capabilities.  You can also buy
  603. external boards for the older NEWS machines or to add extra channels
  604. to the new machines.  In the default mode (8k/8-bit), Sun .au files
  605. are directly supported (you can 'cat' .au files to /dev/sb and have
  606. them play).
  607.  
  608.         Vaxstation 4000
  609.         ---------------
  610.  
  611. ".au" files can be played by COPYING them to device "SOA0:".  This
  612. device is set up by enabling the driver SODRIVER, as described below:
  613.  
  614. DEC's sound stuff is like most other new toy.  Hardware first, THEN the
  615. software.   DEC will soon be releasing a layered product called DECsound,
  616. which will let you record, play, and (possibly) manipulate sound files.
  617. Third party product(s) have ALREADY hit the market.
  618.  
  619. Enabling SODRIVER:   (you can use the following command file)
  620.  
  621. $!---------------- cut here -------------------------------
  622. $! sound_setup.com    enable SOUND driver
  623. $ run sys$system:sysgen
  624. connect soa0 /adapter=0 /csr=%x0e00 /vector=%o304 /driver=sodriver
  625. exit
  626. $ exit
  627. $!----------------- cut here ------------------------------------
  628.  
  629. The external audio port comes with a telephone-jack-like port.   For
  630. starters, you can plug a telephone RECEIVER right into this port to
  631. hear your first sound files.   After that, you can use the adapter
  632. (that came with the VaxStation), and plug in a small set of stereo
  633. speakers (the kind you'd plug into a WALKMAN, for example), for more
  634. volume.
  635.  
  636.         Others
  637.         ------
  638.  
  639. Most other UNIX boxes don't have audio hardware and thus can't play
  640. audio data.
  641.  
  642.  
  643. Playing audio files on micros
  644. -----------------------------
  645.  
  646. Most micros have at least a speaker built in, so theoretically all you
  647. need is the right software.  Unfortunately most systems don't come
  648. bundled with sound-playing software, so there are many public domain
  649. or shareware software packages, each with their own bugs and features.
  650. Most separate sound recording hardware also comes with playing
  651. software, most of which can play sound (in the file format used by
  652. that hardware) even on machines that don't have that hardware
  653. installed.
  654.  
  655. Chris S. Craig announces the following software for PCs:
  656.  
  657. ScopeTrax       This is a complete PC sound player/editor package.  Sounds
  658.                 can be played back at ANY rate between 1kHz to 65kHz through
  659.                 the PC speaker or the Sound Blaster.  It supports several
  660.                 file formats including VOC, IFF/8SVX, raw signed and raw
  661.                 unsigned.  A separate executable is provided to convert
  662.                 .au and mu-law to raw format.  ScopeTrax requires EGA/VGA
  663.                 graphics for editing and displaying sounds on a REALTIME
  664.                 oscilloscope.  The package also includes:
  665.                       * An expanded memory player which can play sounds
  666.                         larger than 640K in size.
  667.                       * Basic (rough) sound compression/uncompression
  668.                         utilities.
  669.                       * Complete documentation.
  670.                 The package is FREEWARE!  It is available on SIMTEL in the
  671.                 PD1:[MSDOS.SOUND] directory.
  672.  
  673. One of the appendices below contains a list of more programs to play
  674. sound on the PC.
  675.  
  676. For sounds on Atari STs - programs are in the atari/sound/players
  677. directory on atari.archive.umich.edu (141.211.164.8).
  678.  
  679. Malcolm Slaney from Apple writes:
  680.  
  681.  "We do have tools to play sound back on most of our Unix hosts.  We wrote
  682.  a program called TcpPlay that lets us read a sound file on a Unix host,
  683.  open a TCP/IP connection to the Mac on my desk, and plays the file.  We
  684.  think of it as X windows for sound (at least a step in that direction.)
  685.  
  686.  This software is available for anonymous FTP from ftp.apple.com.
  687.  Look for  ~ftp/pub/TcpPlay/TcpPlay.sit.hqx.
  688.  
  689.  Finally, there are MANY tools for working with sound on the Macintosh. Three
  690.  applications that come to mind immediately are SoundEdit (formerly by
  691.  Farralon and now by MacroMind/Paracomp), Alchemy and Eric Keller's Signalyze.
  692.  There are lots of other tools available for sound editing (including some
  693.  of the QuickTime Movie tools.)"
  694.  
  695. On a Tandy 1000, sounds can be played and recorded with DeskMate Sound
  696. (SOUND.PDM), or if they not stored in compressed format, they can also
  697. be played be a program called PLAYSND.  No indication of whether
  698. PLAYSND is PD or not. It hasn't been updated since March of 89.
  699.  
  700. The Sound Site Newsletter
  701. -------------------------
  702.  
  703. An electronic publication with lots of info about digitised sound and
  704. sound formats, albeit mostly on micros, is "The Sound Site
  705. Newsletter".  So far, 8 issues have appeared, the last in January
  706. 1992.  Issues can be ftp'ed from saffron.inset.com, directory
  707. directory pub/rogue/newsletters, or from ccb.ucsf.edu,
  708. Pub/Sound_list/Sound.Newsletters.
  709.  
  710.  
  711. Posting sounds
  712. --------------
  713.  
  714. The newsgroup alt.binaries.sounds.misc is dedicated to postings
  715. containing sound.  (Discussions related to such postings belong in
  716. alt.binaries.sounds.d.)
  717.  
  718. There is no set standard for posting sounds; uuencoded files in most
  719. popular formats are welcome, if split in parts under 50 kBytes.  To
  720. accomodate automatic decoding software (such as the ":decode" command
  721. of the nn newsreader), please place a part indicator of the form
  722. (mm/nn) at the end of your subject meaning this is number mm of a
  723. total of nn part.
  724.  
  725. It is recommended to post sounds in the format that was used for the
  726. original recording; conversions to other formats often lose
  727. information and would do people with identical hardware as the poster
  728. no favor.  For instance, convering 8-bit linear sound to U-LAW loses
  729. the lower few bits of the data, and rate changing conversions almost
  730. always add noise.  Converting from U-LAW to linear requires expansion
  731. to 16 bit samples if no information loss is allowed!
  732.  
  733. U-LAW data is best posted with a NeXT/Sun header.
  734.  
  735. If you have to post a file in a headerless format (usually 8-bit
  736. linear, like ".snd"), please add a description giving at least the
  737. sampling rate and whether the bytes are signed (zero at 0) or unsigned
  738. (zero at 0200).  However, it is highly recommended to add a header
  739. that indicates the sampling rate and encoding scheme; if necessary you
  740. can use SOX to add a header of your choice to raw data.
  741.  
  742. Compression of sound files usually isn't worth it; the standard
  743. "compress" algorithm doesn't save much when applied to sound data
  744. (typically at most 10-20 percent), and compression algorithms
  745. specifically designed for sound (e.g. NeXT's) are usually
  746. proprietary.  (See also the section "Compression schemes" earlier.)
  747.  
  748.  
  749. Appendices
  750. ==========
  751.  
  752. Here are some more detailed pieces of info that I received by e-mail.
  753. They are reproduced here virtually without much editing.
  754.  
  755. ------------------------------------------------------------------------
  756. FTP access for non-internet sites
  757. ---------------------------------
  758.  
  759. From the sci.space FAQ:
  760.  
  761.     Sites not connected to the Internet cannot use FTP directly, but
  762.     there are a few automated FTP servers which operate via email.
  763.     Send mail containing only the word HELP to ftpmail@decwrl.dec.com
  764.     or bitftp@pucc.princeton.edu, and the servers will send you
  765.     instructions on how to make requests
  766.  
  767. Also:
  768.  
  769.     FAQ lists are available by anonymous FTP from pit-manager.mit.edu
  770.     (18.72.1.58) and by email from mail-server@pit-manager.mit.edu (send
  771.     a message containing "help" for instructions about the mail server).
  772.  
  773.  
  774. ------------------------------------------------------------------------
  775. AIFF Format (Audio IFF) and AIFC
  776. --------------------------------
  777.  
  778. This format was developed by Apple for storing high-quality sampled
  779. sound and musical instrument info; it is also used by SGI and several
  780. professional audio packages (sorry, I know no names).  An extension,
  781. called AIFC or AIFF-C, supports compression (see the last item below).
  782.  
  783. I've made a BinHex'ed MacWrite version of the AIFF spec (no idea if
  784. it's the same text as mentioned below) available by anonymous ftp from
  785. ftp.cwi.nl [192.16.184.180]; the file is /pub/AudioIFF1.2.hqx.  But
  786. you may be better off with the AIFF-C specs, see below.
  787.  
  788. Mike Brindley (brindley@ece.orst.edu) writes:
  789.  
  790. "The complete AIFF spec by Steve Milne, Matt Deatherage (Apple) is
  791. available in 'AMIGA ROM Kernal Reference Manual: Devices (3rd Edition)'
  792. 1991 by Commodore-Amiga, Inc.; Addison-Wesley Publishing Co.; 
  793. ISBN 0-201-56775-X, starting on page 435 (this edition has a charcoal
  794. grey cover).  It is available in most bookstores, and soon in many
  795. good librairies."
  796.  
  797. Finally, Mark Callow writes (in comp.sys.sgi):
  798.  
  799. "I have placed a PostScript version of the AIFF-C specification on
  800. sgi.sgi.com for public ftp.  It is in the file sgi/aiff-c.9.26.91.ps.
  801.  
  802. sgi.sgi.com's internet host number is (I think) 192.48.153.1."
  803.  
  804. ------------------------------------------------------------------------
  805. The NeXT/Sun audio file format
  806. ------------------------------
  807.  
  808. Here's the complete story on the file format, from the NeXT
  809. documentation.  (Note that the "magic" number is ((int)0x2e736e64),
  810. which equals ".snd".)  Also, at the end, I've added a litte document
  811. that someone posted to the net a couple of years ago, that describes
  812. the format in a bit-by-bit fashion rather than from C.
  813.  
  814. I received this from Doug Keislar, NeXT Computer.  This is also the
  815. Sun format, except that Sun doesn't recognize as many format codes.  I
  816. added the numeric codes to the table of formats and sorted it.
  817.  
  818.  
  819. SNDSoundStruct:  How a NeXT Computer Represents Sound
  820.  
  821. The NeXT sound software defines the SNDSoundStruct structure to  
  822. represent sound.  This structure defines the soundfile and Mach-O  
  823. sound segment formats and the sound pasteboard type.  It's also used  
  824. to describe sounds in Interface Builder.  In addition, each instance  
  825. of the Sound Kit's Sound class encapsulates a SNDSoundStruct and  
  826. provides methods to access and modify its attributes.
  827.  
  828. Basic sound operations, such as playing, recording, and cut-and-paste  
  829. editing, are most easily performed by a Sound object.  In many cases,  
  830. the Sound Kit obviates the need for in-depth understanding of the  
  831. SNDSoundStruct architecture.  For example, if you simply want to  
  832. incorporate sound effects into an application, or to provide a simple  
  833. graphic sound editor (such as the one in the Mail application), you  
  834. needn't be aware of the details of the SNDSoundStruct.  However, if  
  835. you want to closely examine or manipulate sound data you should be  
  836. familiar with this structure.
  837.  
  838. The SNDSoundStruct contains a header, information that describes the  
  839. attributes of a sound, followed by the data (usually samples) that  
  840. represents the sound.  The structure is defined (in  
  841. sound/soundstruct.h) as:
  842.  
  843. typedef struct {
  844.     int magic;               /* magic number SND_MAGIC */
  845.     int dataLocation;        /* offset or pointer to the data */
  846.     int dataSize;            /* number of bytes of data */
  847.     int dataFormat;          /* the data format code */
  848.     int samplingRate;        /* the sampling rate */
  849.     int channelCount;        /* the number of channels */
  850.     char info[4];            /* optional text information */
  851. } SNDSoundStruct;
  852.  
  853.  
  854.  
  855.  
  856. SNDSoundStruct Fields
  857.  
  858.  
  859.  
  860. magic
  861.  
  862. magic is a magic number that's used to identify the structure as a  
  863. SNDSoundStruct.  Keep in mind that the structure also defines the  
  864. soundfile and Mach-O sound segment formats, so the magic number is  
  865. also used to identify these entities as containing a sound.
  866.  
  867.  
  868.  
  869.  
  870.  
  871. dataLocation
  872.  
  873. It was mentioned above that the SNDSoundStruct contains a header  
  874. followed by sound data.  In reality, the structure only contains the  
  875. header; the data itself is external to, although usually contiguous  
  876. with, the structure.  (Nonetheless, it's often useful to speak of the  
  877. SNDSoundStruct as the header and the data.)  dataLocation is used to  
  878. point to the data.  Usually, this value is an offset (in bytes) from  
  879. the beginning of the SNDSoundStruct to the first byte of sound data.   
  880. The data, in this case, immediately follows the structure, so  
  881. dataLocation can also be thought of as the size of the structure's  
  882. header.  The other use of dataLocation, as an address that locates  
  883. data that isn't contiguous with the structure, is described in  
  884. "Format Codes," below.
  885.  
  886.  
  887.  
  888.  
  889.  
  890. dataSize, dataFormat, samplingRate, and channelCount
  891.  
  892. These fields describe the sound data.
  893.  
  894. dataSize is its size in bytes (not including the size of the  
  895. SNDSoundStruct).
  896.  
  897. dataFormat is a code that identifies the type of sound.  For sampled  
  898. sounds, this is the quantization format.  However, the data can also  
  899. be instructions for synthesizing a sound on the DSP.  The codes are  
  900. listed and explained in "Format Codes," below.
  901.  
  902. samplingRate is the sampling rate (if the data is samples).  Three  
  903. sampling rates, represented as integer constants, are supported by  
  904. the hardware:
  905.  
  906. Constant        Sampling Rate (samples/sec) 
  907.  
  908. SND_RATE_CODEC  8012.821        (CODEC input)
  909. SND_RATE_LOW    22050.0 (low sampling rate output)
  910. SND_RATE_HIGH   44100.0 (high sampling rate output)
  911.  
  912. channelCount is the number of channels of sampled sound.
  913.  
  914.  
  915.  
  916.  
  917.  
  918. info
  919.  
  920. info is a NULL-terminated string that you can supply to provide a  
  921. textual description of the sound.  The size of the info field is set  
  922. when the structure is created and thereafter can't be enlarged.  It's  
  923. at least four bytes long (even if it's unused).
  924.  
  925.  
  926.  
  927.  
  928.  
  929. Format Codes
  930.  
  931. A sound's format is represented as a positive 32-bit integer.  NeXT  
  932. reserves the integers 0 through 255; you can define your own format  
  933. and represent it with an integer greater than 255.  Most of the  
  934. formats defined by NeXT describe the amplitude quantization of  
  935. sampled sound data:
  936.  
  937. Value   Code    Format 
  938.  
  939. 0       SND_FORMAT_UNSPECIFIED  unspecified format 
  940. 1       SND_FORMAT_MULAW_8      8-bit mu-law samples
  941. 2       SND_FORMAT_LINEAR_8     8-bit linear samples
  942. 3       SND_FORMAT_LINEAR_16    16-bit linear samples
  943. 4       SND_FORMAT_LINEAR_24    24-bit linear samples
  944. 5       SND_FORMAT_LINEAR_32    32-bit linear samples
  945. 6       SND_FORMAT_FLOAT        floating-point samples
  946. 7       SND_FORMAT_DOUBLE       double-precision float samples
  947. 8       SND_FORMAT_INDIRECT     fragmented sampled data
  948. 9       SND_FORMAT_NESTED       ?
  949. 10      SND_FORMAT_DSP_CORE     DSP program
  950. 11      SND_FORMAT_DSP_DATA_8   8-bit fixed-point samples
  951. 12      SND_FORMAT_DSP_DATA_16  16-bit fixed-point samples
  952. 13      SND_FORMAT_DSP_DATA_24  24-bit fixed-point samples
  953. 14      SND_FORMAT_DSP_DATA_32  32-bit fixed-point samples
  954. 15      ?
  955. 16      SND_FORMAT_DISPLAY      non-audio display data
  956. 17      SND_FORMAT_MULAW_SQUELCH        ?
  957. 18      SND_FORMAT_EMPHASIZED   16-bit linear with emphasis
  958. 19      SND_FORMAT_COMPRESSED   16-bit linear with compression
  959. 20      SND_FORMAT_COMPRESSED_EMPHASIZED        A combination of the two above
  960. 21      SND_FORMAT_DSP_COMMANDS Music Kit DSP commands
  961. 22      SND_FORMAT_DSP_COMMANDS_SAMPLES         ?
  962.  
  963.  
  964. Most formats identify different sizes and types of  
  965. sampled data.  Some deserve special note:  
  966.  
  967.  
  968. --      SND_FORMAT_DSP_CORE format contains data that represents a  
  969. loadable DSP core program.  Sounds in this format are required by the  
  970. SNDBootDSP() and SNDRunDSP() functions.  You create a  
  971. SND_FORMAT_DSP_CORE sound by reading a DSP load file (extension  
  972. ".lod") with the SNDReadDSPfile() function.
  973.  
  974. --      SND_FORMAT_DSP_COMMANDS is used to distinguish sounds that  
  975. contain DSP commands created by the Music Kit.  Sounds in this format  
  976. can only be created through the Music Kit's Orchestra class, but can  
  977. be played back through the SNDStartPlaying() function.
  978.  
  979. --      SND_FORMAT_DISPLAY format is used by the Sound Kit's  
  980. SoundView class.  Such sounds can't be played.  
  981.  
  982.  
  983. --      SND_FORMAT_INDIRECT indicates data that has become  
  984. fragmented, as described in a separate section, below.  
  985.  
  986.  
  987. --      SND_FORMAT_UNSPECIFIED is used for unrecognized formats.
  988.  
  989.  
  990.  
  991.  
  992.  
  993. Fragmented Sound Data
  994.  
  995. Sound data is usually stored in a contiguous block of memory.   
  996. However, when sampled sound data is edited (such that a portion of  
  997. the sound is deleted or a portion inserted), the data may become  
  998. discontiguous, or fragmented.  Each fragment of data is given its own  
  999. SNDSoundStruct header; thus, each fragment becomes a separate  
  1000. SNDSoundStruct structure.  The addresses of these new structures are  
  1001. collected into a contiguous, NULL-terminated block; the dataLocation  
  1002. field of the original SNDSoundStruct is set to the address of this  
  1003. block, while the original format, sampling rate, and channel count  
  1004. are copied into the new SNDSoundStructs.  
  1005.  
  1006.  
  1007. Fragmentation serves one purpose:  It avoids the high cost of moving  
  1008. data when the sound is edited.  Playback of a fragmented sound is  
  1009. transparent-you never need to know whether the sound is fragmented  
  1010. before playing it.  However, playback of a heavily fragmented sound  
  1011. is less efficient than that of a contiguous sound.  The  
  1012. SNDCompactSamples() C function can be used to compact fragmented  
  1013. sound data.
  1014.  
  1015. Sampled sound data is naturally unfragmented.  A sound that's freshly  
  1016. recorded or retrieved from a soundfile, the Mach-O segment, or the  
  1017. pasteboard won't be fragmented.  Keep in mind that only sampled data  
  1018. can become fragmented.
  1019.  
  1020.  
  1021.  
  1022. _________________________
  1023. >From mentor.cc.purdue.edu!purdue!decwrl!ucbvax!ziploc!eps Wed Apr  4  
  1024. 23:56:23 EST 1990
  1025. Article 5779 of comp.sys.next:
  1026. Path: mentor.cc.purdue.edu!purdue!decwrl!ucbvax!ziploc!eps
  1027. >From: eps@toaster.SFSU.EDU (Eric P. Scott)
  1028. Newsgroups: comp.sys.next
  1029. Subject: Re: Format of NeXT sndfile headers?
  1030. Message-ID: <445@toaster.SFSU.EDU>
  1031. Date: 31 Mar 90 21:36:17 GMT
  1032. References: <14978@phoenix.Princeton.EDU>
  1033. Reply-To: eps@cs.SFSU.EDU (Eric P. Scott)
  1034. Organization: San Francisco State University
  1035. Lines: 42
  1036.  
  1037. In article <14978@phoenix.Princeton.EDU>
  1038.         bskendig@phoenix.Princeton.EDU (Brian Kendig) writes:
  1039. >I'd like to take a program I have that converts Macintosh sound  
  1040. files
  1041. >to NeXT sndfiles and polish it up a bit to go the other direction as
  1042. >well.
  1043.  
  1044. Two people have already submitted programs that do this
  1045. (Christopher Lane and Robert Hood); check the various
  1046. NeXT archive sites.
  1047.  
  1048. >       Could someone please give me the format of a NeXT sndfile
  1049. >header?
  1050.  
  1051. "big-endian"
  1052.         0       1       2       3
  1053.         +-------+-------+-------+-------+
  1054. 0       | 0x2e  | 0x73  | 0x6e  | 0x64  |       "magic" number
  1055.         +-------+-------+-------+-------+
  1056. 4       |                               |       data location
  1057.         +-------+-------+-------+-------+
  1058. 8       |                               |       data size
  1059.         +-------+-------+-------+-------+
  1060. 12      |                               |       data format (enum)
  1061.         +-------+-------+-------+-------+
  1062. 16      |                               |       sampling rate (int)
  1063.         +-------+-------+-------+-------+
  1064. 20      |                               |       channel count
  1065.         +-------+-------+-------+-------+
  1066. 24      |       |       |       |       |       (optional) info  
  1067. string
  1068.  
  1069. 28 = minimum value for data location
  1070.  
  1071. data format values can be found in /usr/include/sound/soundstruct.h
  1072.  
  1073. Most common combinations:
  1074.  
  1075.          sampling  channel    data
  1076.              rate    count  format              
  1077. voice file   8012        1       1 =  8-bit mu-law
  1078. system beep 22050        2       3 = 16-bit linear
  1079. CD-quality  44100        2       3 = 16-bit linear
  1080.  
  1081. ------------------------------------------------------------------------
  1082. IFF/8SVX Format
  1083. ---------------
  1084.  
  1085. Newsgroups: alt.binaries.sounds.d,alt.sex.sounds
  1086. Subject: Format of the IFF header (Amiga sounds)
  1087. Message-ID: <2509@tardis.Tymnet.COM>
  1088. From: jms@tardis.Tymnet.COM (Joe Smith)
  1089. Date: 23 Oct 91 23:54:38 GMT
  1090. Followup-To: alt.binaries.sounds.d
  1091. Organization: BT North America (Tymnet)
  1092.  
  1093. The first 12 bytes of an IFF file are used to distinguish between an Amiga
  1094. picture (FORM-ILBM), an Amiga sound sample (FORM-8SVX), or other file
  1095. conforming to the IFF specification.  The middle 4 bytes is the count of
  1096. bytes that follow the "FORM" and byte count longwords.  (Numbers are stored
  1097. in M68000 form, high order byte first.)
  1098.  
  1099.                 ------------------------------------------
  1100.  
  1101. FutureSound audio file, 15000 samples at 10.000KHz, file is 15048 bytes long.
  1102.  
  1103. 0000: 464F524D 00003AC0 38535658 56484452    FORM..:.8SVXVHDR
  1104.       F O R M     15040 8 S V X  V H D R
  1105. 0010: 00000014 00003A98 00000000 00000000    ......:.........
  1106.             20    15000        0        0
  1107. 0020: 27100100 00010000 424F4459 00003A98    '.......BODY..:.
  1108.      10000 1 0    1.0   B O D Y     15000
  1109.  
  1110. 0000000..03 = "FORM", identifies this as an IFF format file.
  1111. FORM+00..03 (ULONG) = number of bytes that follow.  (Unsigned long int.)
  1112. FORM+03..07 = "8SVX", identifies this as an 8-bit sampled voice.
  1113.  
  1114. ????+00..03 = "VHDR", Voice8Header, describes the parameters for the BODY.
  1115. VHDR+00..03 (ULONG) = number of bytes to follow. 
  1116. VHDR+04..07 (ULONG) = samples in the high octave 1-shot part.
  1117. VHDR+08..0B (ULONG) = samples in the high octave repeat part.
  1118. VHDR+0C..0F (ULONG) = samples per cycle in high octave (if repeating), else 0.
  1119. VHDR+10..11 (UWORD) = samples per second.  (Unsigned 16-bit quantity.)
  1120. VHDR+12     (UBYTE) = number of octaves of waveforms in sample.
  1121. VHDR+13     (UBYTE) = data compression (0=none, 1=Fibonacci-delta encoding).
  1122. VHDR+14..17 (FIXED) = volume.  (The number 65536 means 1.0 or full volume.)
  1123.  
  1124. ????+00..03 = "BODY", identifies the start of the audio data.
  1125. BODY+00..03 (ULONG) = number of bytes to follow.
  1126. BODY+04..NNNNN      = Data, signed bytes, from -128 to +127.
  1127.  
  1128. 0030: 04030201 02030303 04050605 05060605
  1129. 0040: 06080806 07060505 04020202 01FF0000
  1130. 0050: 00000000 FF00FFFF FFFEFDFD FDFEFFFF
  1131. 0060: FDFDFF00 00FFFFFF 00000000 00FFFF00
  1132. 0070: 00000000 00FF0000 00FFFEFF 00000000
  1133. 0080: 00010000 000101FF FF0000FE FEFFFFFE
  1134. 0090: FDFDFEFD FDFFFFFC FDFEFDFD FEFFFEFE
  1135. 00A0: FFFEFEFE FEFEFEFF FFFFFEFF 00FFFF01
  1136.  
  1137. This small section of the audio sample shows the number ranging from -5 (0xFD)
  1138. to +8 (0x08).  Warning: Do not assume that the BODY starts 48 bytes into the
  1139. file.  In addition to "VHDR", chunks labeled "NAME", "AUTH", "ANNO", or 
  1140. "(c) " may be present, and may be in any order.  You will have to check the
  1141. byte count in each chunk to determine how many bytes to skip.
  1142.  
  1143. ------------------------------------------------------------------------
  1144. Playing sound on a PC
  1145. ---------------------
  1146.  
  1147. From: Eric A Rasmussen
  1148.  
  1149. Any turbo PC (8088 at 8 Mhz or greater)/286/386/486/etc. can produce a quality
  1150. playback of single channel 8 bit sounds on the internal (1 bit, 1 channel)
  1151. speaker by utilizing Pulse-Width-Modulation, which toggles the speaker faster
  1152. than it can physically move to simulate positions between fully on and fully
  1153. off.  There are several PD programs of this nature that I know of:
  1154.  
  1155. REMAC  - Plays MAC format sound files.  Files on the Macintosh, at least the
  1156.          sound files that I've ripped apart, seem to contain 3 parts.  The
  1157.          first two are info like what the file icon looks like and other
  1158.          header type info.  The third part contains the raw sample data, and
  1159.          it is this portion of the file which is saved to a seperate file,
  1160.          often named with the .snd extension by PC users.  Personally, I like
  1161.          to name the files .s1, .s2, .s3, or .s4 to indicate the sampling rate
  1162.          of the file. (-s# is how to specify the playback rate in REMAC.)
  1163.          REMAC provides playback rates of 5550hz, 7333hz, 11 khz, & 22 khz.
  1164. REMAC2 - Same as REMAC, but sounds better on higher speed machines.
  1165. REPLAY - Basically same as REMAC, but for playback of Atari ST sounds. 
  1166.          Apparently, the Atari has two sound formats, one of which sounds like
  1167.          garbage if played by REMAC or REPLAY in the incorrect mode.  The
  1168.          other file format works fine with REMAC and so appears to be 'normal'
  1169.          unsigned 8-bit data.  REPLAY provides playback rates of 11.5 khz,
  1170.          12.5 khz, 14 khz, 16 khz, 18.5 khz, 22khz, & 27 khz.
  1171.  
  1172. These three programs are all by the same author, Richard E. Zobell who does
  1173. not have an internet mail address to my knowledge, but does have a GEnie email
  1174. address of R.ZOBELL. 
  1175.  
  1176. Additionally, there are various stand-alone demos which use the internal
  1177. speaker, of which there is one called mushroom which plays a 30 second
  1178. advertising jingle for magic mushroom room deoderizers which is pretty
  1179. humerous.  I've used this player to playback samples that I ripped out of the
  1180. commercial game program Mean Streets, which uses something they call RealSound
  1181. (tm) to playback digital samples on the internal speaker. (Of course, I only do
  1182. this on my own system, and since I own the game, I see no problems with it.)
  1183.  
  1184. For owners of 8 Mhz 286's and above, the option to play 4 channel 8 bit sounds
  1185. (with decent quality) on the internal speaker is also a reality.  Quite a
  1186. number of PD programs exist to do this, including, but not limited to:
  1187.  
  1188. ModEdit, ModPlay, ScreamTracker, STM, Star Trekker, Tetra, and probably a few
  1189. more.  
  1190.  
  1191. All these programs basically make use of various sound formats used by the
  1192. Amiga line of computers.  These include .stm files, .mod files
  1193. [a.k.a. mod. files], and .nst files [really the same hing].  Also,
  1194. these programs pretty much all have the option to playback the 
  1195. sound to add-on hardware such as the SoundBlaster card, the Covox series of
  1196. devices, and also to direct the data to either one or two (for stereo)
  1197. parallel ports, which you could attach your own D/A's to.  (From what I have
  1198. seen, the Covox is basically an small amplified speaker with a D/A which plugs
  1199. into the parallel port.  This sounds very similiar to the Disney Sound System
  1200. (DSS) which people have been talking about recently.)  
  1201.  
  1202. ------------------------------------------------------------------------
  1203. The EA-IFF-85 documentation
  1204. ---------------------------
  1205.  
  1206. From: dgc3@midway.uchicago.edu
  1207.  
  1208. As promised, here's an ftp location for the EA-IFF-85 documentation.  It's
  1209. the November 1988 release as revised by Commodore (the last public release),
  1210. with specifications for IFF FORMs for graphics, sound, formatted text, and
  1211. more.  IFF FORMS now exist for other media, including structured drawing, and
  1212. new documentation is now available only from Commodore.
  1213.  
  1214. The documentation is at grind.isca.uiowa.edu [128.255.19.233], in the
  1215. directory /amiga/f1/ff185.  The complete file list is as follows:
  1216.  
  1217. DOCUMENTS.zoo    
  1218. EXAMPLES.zoo     
  1219. EXECUTABLE.zoo   
  1220. INCLUDE.zoo      
  1221. LINKER_INFO.zoo  
  1222. OBJECT.zoo       
  1223. SOURCE.zoo       
  1224. TP_IFF_Specs.zoo 
  1225.  
  1226. All files except DOCUMENTS.zoo are Amiga-specific, but may be used as a basis
  1227. for conversion to other platforms.  Well, I take that tentatively back.  I
  1228. don't know what TP_IFF_Specs.zoo contains, so it might be non-Amiga-specific.
  1229.  
  1230. ------------------------------------------------------------------------
  1231. US Federal Standard 1016 availability
  1232. -------------------------------------
  1233.  
  1234. From: Joe Campbell  N3JBC  jpcampb@afterlife.ncsc.mil  74040.305@compuserve.com
  1235.  
  1236. The U.S. DoD's Federal-Standard-1016 4800 bps code excited linear prediction
  1237. voice coder version 3.2 (CELP 3.2) Fortran and C simulation source codes are
  1238. now available for worldwide distribution at no charge (on DOS diskettes,
  1239. but configured to compile on Sun SPARC stations) from:
  1240.  
  1241. Bob Fenichel
  1242. National Communications System
  1243. Washington, D.C.  20305
  1244. 1-703-692-2124
  1245. 1-703-746-4960 (fax)
  1246.  
  1247. In addition to the source codes, example input and processed speech files
  1248. are included along with a technical information bulletin to assist in
  1249. implementation of FS-1016 CELP.  (An anonymous ftp site is being considered
  1250. for future releases.)
  1251.  
  1252. Copies of the FS-1016 document are available for $2.50 each from:
  1253.  
  1254. GSA Rm 6654
  1255. 7th & D St SW
  1256. Washington, D.C.  20407
  1257. 1-202-708-9205
  1258.  
  1259. The following articles describe the Federal-Standard-1016 4.8-kbps CELP
  1260. coder (it's unnecessary to read more than one):
  1261.  
  1262. Campbell, Joseph P. Jr., Thomas E. Tremain and Vanoy C. Welch,
  1263. "The Federal Standard 1016 4800 bps CELP Voice Coder," Digital Signal
  1264. Processing, Academic Press, 1991, Vol. 1, No. 3, p. 145-155.
  1265.  
  1266. Campbell, Joseph P. Jr., Thomas E. Tremain and Vanoy C. Welch,
  1267. "The DoD 4.8 kbps Standard (Proposed Federal Standard 1016),"
  1268. in Advances in Speech Coding, ed. Atal, Cuperman and Gersho,
  1269. Kluwer Academic Publishers, 1991, Chapter 12, p. 121-133.
  1270.  
  1271. Campbell, Joseph P. Jr., Thomas E. Tremain and Vanoy C. Welch, "The
  1272. Proposed Federal Standard 1016 4800 bps Voice Coder:  CELP," Speech
  1273. Technology Magazine, April/May 1990, p. 58-64.
  1274.  
  1275. For U.S. FED-STD-1016 (4800 bps CELP) _realtime_ DSP code
  1276. and information about products using this code, contact:
  1277.  
  1278. John DellaMorte
  1279. DSP Software Engineering
  1280. 165 Middlesex Tpk, Suite 206
  1281. Bedford, MA  01730
  1282. 1-617-275-3733
  1283. 1-617-275-4323 (fax)
  1284. dspse.bedford@channel1.com
  1285.  
  1286. DSP Software Engineering's code can run on a DSP Research's Tiger 30 board
  1287. (a PC board with a TMS320C3x and analog interface suited to development work)
  1288. or on Intellibit's AE2000 TMS320C31 based 3" by 2.5" card.
  1289.  
  1290. DSP Research                Intellibit
  1291. 1095 E. Duane Ave.          P.O. Box 9785
  1292. Sunnyvale, CA  94086        McLean, VA  22102-0785
  1293. (408)773-1042               (703)442-4781
  1294. (408)736-3451 (fax)         (703)442-4784 (fax)
  1295.  
  1296. ------------------------------------------------------------------------
  1297. Creative Voice (VOC) file format
  1298. --------------------------------
  1299.  
  1300. From: galt@dsd.es.com
  1301.  
  1302. (byte numbers are hex!)
  1303.  
  1304.     HEADER (bytes 00-19)
  1305.     Series of DATA BLOCKS (bytes 1A+) [Must end w/ Terminator Block]
  1306.  
  1307. - ---------------------------------------------------------------
  1308.  
  1309. HEADER:
  1310. =======
  1311.      byte #     Description
  1312.      ------     ------------------------------------------
  1313.      00-12      "Creative Voice File"
  1314.      13         1A (eof to abort printing of file)
  1315.      14-15      Offset of first datablock in .voc file (std 1A 00
  1316.                 in Intel Notation)
  1317.      16-17      Version number (minor,major) (VOC-HDR puts 0A 01)
  1318.      18-19      2's Comp of Ver. # + 1234h (VOC-HDR puts 29 11)
  1319.  
  1320. - ---------------------------------------------------------------
  1321.  
  1322. DATA BLOCK:
  1323. ===========
  1324.  
  1325.    Data Block:  TYPE(1-byte), SIZE(3-bytes), INFO(0+ bytes)
  1326.    NOTE: Terminator Block is an exception -- it has only the TYPE byte.
  1327.  
  1328.       TYPE   Description     Size (3-byte int)   Info
  1329.       ----   -----------     -----------------   -----------------------
  1330.       00     Terminator      (NONE)              (NONE)
  1331.       01     Sound data      2+length of data    *
  1332.       02     Sound continue  length of data      Voice Data
  1333.       03     Silence         3                   **
  1334.       04     Marker          2                   Marker# (2 bytes)
  1335.       05     ASCII           length of string    null terminated string
  1336.       06     Repeat          2                   Count# (2 bytes)
  1337.       07     End repeat      0                   (NONE)
  1338.  
  1339.       *Sound Info Format:       **Silence Info Format:
  1340.        ---------------------      ----------------------------
  1341.        00   Sample Rate           00-01  Length of silence - 1
  1342.        01   Compression Type      02     Sample Rate
  1343.        02+  Voice Data
  1344.  
  1345.  
  1346.   Marker#           -- Driver keeps the most recent marker in a status byte
  1347.   Count#            -- Number of repetitions + 1
  1348.                          Count# may be 1 to FFFE for 0 - FFFD repetitions
  1349.                          or FFFF for endless repetitions
  1350.   Sample Rate       -- SR byte = 256-(1000000/sample_rate)
  1351.   Length of silence -- in units of sampling cycle
  1352.   Compression Type  -- of voice data
  1353.                          8-bits    = 0
  1354.                          4-bits    = 1
  1355.                          2.6-bits  = 2
  1356.                          2-bits    = 3
  1357.                          Multi DAC = 3+(# of channels) [interesting--
  1358.                                        this isn't in the developer's manual]
  1359.  
  1360. ------------------------------------------------------------------------
  1361. RIFF WAVE (.WAV) file format
  1362. ----------------------------
  1363.  
  1364. RIFF is a format by Microsoft and IBM which is similar in spirit and
  1365. functionality as EA-IFF-85, but not compatible (and it's in
  1366. little-endian byte order, of course :-).  WAVE is RIFF's equivalent of
  1367. AIFF, and its inclusion in Microsoft Windows 3.1 has suddenly made it
  1368. important to know about.
  1369.  
  1370. Rob Ryan was kind enough to send me a description of the RIFF format.
  1371. Unfortunately, it is too big to include here (27 k), but I've made it
  1372. available for anonymous ftp as ftp.cwi.nl:/pub/RIFF-format.
  1373.  
  1374. And here's a pointer to the official description from Matt Saettler,
  1375. Microsoft Multimedia:
  1376.  
  1377. "The complete definition of the WAVE file format as defined by
  1378. IBM/Microsoft is available for anon. FTP from ftp.uu.net in the
  1379. vendor/microsoft/multimedia directory."
  1380.  
  1381. (Rob Ryan's version may actually be an extract from one of the files
  1382. stored there.)
  1383.  
  1384. ------------------------------------------------------------------------
  1385.  
  1386.  
  1387.