Home-theater-designers
Fundația germană care deține brevetul pentru venerabilul format muzical „vechi” MP3 a anunțat recent că își va lăsa brevetul să cadă. Partajarea fișierelor audio MP3 a fost deschisă pe tot parcursul anilor 1990 și începutul anilor 2000. Combinația de compresie a datelor, dimensiunea fișierului și calitatea audio păstrată a asigurat formatul audio înregistrat spre notorietate pe ambele părți ale argumentului pirateriei.
Titlurile citesc „MP3 Is Dead”, dar orice audiofil adevărat știe că o moarte adevărată este foarte puțin probabilă. Cu toate acestea, este timpul să ne uităm la istoria unui format audio de renume mondial și la ceea ce ar putea veni în viitorul apropiat.
Cum funcționează exact MP3?
În funcție de vârstă și abuzul pe care l-au susținut urechile dvs., gama de frecvențe auditive se situează între 20 Hz și 20.000 Hz. Mai mult, urechile noastre sunt cele mai sensibile la frecvențele sonore cuprinse între 2 kHz și 5 kHz. Auzul nostru este, de asemenea, limitat de capacitatea noastră de a filtra și procesa semnalele audio pe măsură ce acestea ajung.
Credit de imagine: flatvector prin Shutterstock
Mascarea în frecvență - cheia compresiei MP3 - se bazează pe incapacitatea creierului de a distinge între anumite semnale.
Imaginați-vă că avem două sunete. Au frecvențe foarte similare (de exemplu, 200 Hz și 210 Hz), dar sunt redate la volume diferite. Sunetul mai slab este audibil singur, dar cel mai puternic se distinge numai dacă sunt redate simultan. Procesul de acoperire a unei frecvențe cu o altă frecvență apropiată se numește „mascare”. Mascarea în frecvență funcționează eficient în partea de sus și de jos a spectrului audio.
Extragerea unui CD
Să presupunem că smulgem un CD pe computer. Muzica de pe CD este eșantionată de 44.100 de ori pe secundă (44,1 kHz). Probele au o lungime de 2 octeți (1 octet este de 16 biți). MP3 acceptă mai multe rate, dar folosește de obicei CD-ul standard de 44,1 kHz.
cum să necorupți un fișier video
Un fișier MP3 individual este format din cadre MP3, cu antet și bloc de date. Fiecare cadru conține 1.152 probe. Din punct de vedere tehnic, este vorba despre două „granule” de 576 de probe. Eșantioanele sunt rulate printr-un filtru care împarte în continuare sunetul într-un set specific de 32 de intervale de frecvență. Algoritmul MP3 împarte apoi cele 32 de benzi de frecvență la un factor de 18, creând 576 benzi chiar mai mici. Fiecare bandă conține 1 / 576th din intervalul de frecvență al eșantionului original (când am început să extragem CD-ul pe computer).
Credit de imagine: Kim Meyrick prin Wikimedia
În acest stadiu, își fac treaba doi algoritmi matematici complexi: Transformată discretă a cosinusului modificat (MDCT) și Transformate Fourier rapide (FFT). Fiecare efectuează un proces diferit pe materialul sursă defalcat.
FFT-urile analizează fiecare bandă de frecvență pentru a găsi sunete care pot fi mascate cu ușurință, asigurându-se că mascarea de frecvență păstrează sunetele vitale din pistă.
Probele sunt apoi sortate și transmise către MDCT. MDCT transformă fiecare bandă într-un set de valori spectrale. Valorile spectrale reprezintă mai exact modul în care auzul nostru interpretează sunetul. Prin urmare, multe codificatoare audio comprimate folosesc valori spectrale pentru a elimina datele audio. Odată ce informațiile spectrale și analiza granulei sunt complete, începe procesul de compresie propriu-zis.
O scurtă istorie a MP3
Îți amintești primul tău MP3 player? Am avut norocul să am un iPod original - până când un bărbat cu un cuțit l-a eliberat din posesia mea. MiniDiscuri oricum erau mult mai cool.
Indiferent, până când iPod-ul original a crescut rapid dorința pentru MP3-uri (în 2001), formatul avea deja opt ani. Mai mult, MP3 făcea deja furori pe internet și pe alte dispozitive portabile de muzică digitală.
De unde a venit MP3-ul?
MP3 a fost un M oving P icture ȘI xperts G roup (MPEG), ca parte a standardului său original de compresie audio și video MPEG-1. MP3 este o abreviere a MPEG-1 Audio Layer III, aprobată pentru utilizare în 1991 și publicată în cele din urmă în 1993.
Ideea din spatele MP3-ului este destul de cool.
Algoritmul MP3 profită de limitările perceptive ale auzului uman, denumite mascare auditivă. Mascare auditivă are loc atunci când percepția unui sunet este afectată de prezența unui alt sunet. În plus, fiecare melodie conține elemente audio imperceptibile pentru experiența de ascultare generală. Manfred R. Schroeder a propus pentru prima dată un codec de mascare psihoacustică în 1979. Cu toate acestea, abia la formarea MPEG (ca subcomitet al ISO / IEC) în 1988 a început o inițiativă concertată pentru un standard global.
Există un alt nume important în istoria MP3: Karlheinz Brandenburg. Brandenburg a început să lucreze la compresia muzicii digitale în anii 1980, finalizând teza de doctorat în 1989. The diferite moduri de compresie la care lucrase au găsit limitări atât în tehnologiile disponibile în acel moment, cât și în proiectarea proceselor de codificare timpurii. El, împreună cu alți membri fondatori ai MPEG, și-au dat seama că ar fi suficient doar un nou sistem.
Institutul Fraunhofer
În 1990, Brandenburg a devenit profesor asistent la Universitatea din Erlangen-Nürnberg. Și-a continuat activitatea de compresie cu Societatea Fraunhofer (în cele din urmă s-ar alătura lui Fraunhofer 1993).
„Am avut subgrupul audio în cadrul grupului de filme [MPEG]”, explica Brandenburg într-un Interviu NPR . „În cele din urmă, am avut împreună un compromis care avea moduri diferite, așa-numitul strat I, strat II, strat III. . . Și majoritatea ideilor noastre au intrat în modurile de compresie în audio MPEG. . . care a fost cea mai complexă și cea care oferă cea mai bună calitate la rate de biți reduse - care a fost numit Stratul III. '
Brandenburg a folosit piesa „Tom's Diner” de Suzanne Vega pentru a rafina algoritmul de compresie, ascultându-l din nou și din nou, pentru a se asigura că zgomotul său nu afectează negativ înregistrarea vocii lui Vega.
MP3 explodează
MP3 a rămas în pericol timp de câțiva ani după lansarea sa oficială, codecul fiind considerat „prea complicat” pentru o utilizare pe scară largă.
Cu toate acestea, în 1997, lucrurile s-au schimbat - repede.
În primul rând, un „student australian” a cumpărat software de codificare profesional l3enc de la o companie germană. El a proiectat software-ul inversat, l-a recompilat și l-a încărcat la o universitate americană FTP cu un CITEȘTE-MĂ fișier spunând: „Acesta este un software gratuit datorită Fraunhofer”. Acest mic act a schimbat instantaneu accesul la codificarea și decodarea MP3. Dintr-o dată, lipirea unui CD în computer a redat un sunet de înaltă calitate în dimensiuni mici de fișiere.
În al doilea rând, Nullsoft a lansat venerabilul player audio Winamp. MP3-urile extrase de pe un CD ar putea fi redate cu ușurință pe computer.
În același timp, internetul se răspândise în milioane de case din întreaga lume. Milioane de HDD-uri se umpleau cu MP3-uri , iar formatul a devenit formatul preferat de partajare a fișierelor audio pentru serviciile de partajare de peer-to-peer timpurii, cum ar fi Napster, Gnutella și eDonkey (Gnutella a fost un alt proiect Nullsoft). Pirateria muzicală era vie și rampantă și nu a fost în niciun caz ajutată de apariția MP3-ului.
Mp3 playere
Într-un alt avantaj pentru industria audio stabilită, au apărut playere MP3 portabile. La începutul anilor 1990, Institutul Fraunhofer a încercat și nu a reușit să creeze un player MP3 comercializabil. Pur și simplu a fost prea devreme pentru adoptarea pe scară largă. Avea nevoie de combinația menționată mai sus de partajare de fișiere, proliferare de internet și software de extragere pentru a oferi avânt playerelor MP3 portabile.
Compania sud-coreeană, Elger Labs, a introdus MPMAN F10 de 250 de dolari, complet cu o memorie enormă de 32 MB. Nu a fost scânteia impresionantă pentru industrie așa cum o știm. Acest premiu revine Diamond Rio PMP300, care are și 32 MB.
Succesul Diamond Rio a atras atenția nedorită. Recording Industry Association of America (RIAA) a dat în judecată Diamond Multimedia Systems (producătorul) - și a pierdut. Cu toate acestea, RIAA a presupus corect că acesta a fost începutul pirateriei muzicale endemice, care continuă până în prezent.
Ce s-a întâmplat în continuare, întrebi?
Ei bine, un dispozitiv puțin cunoscut numit iPod a ajuns pe piețe, legitimând complet MP3-ul ca format audio de facto al vremii, iar RIAA și-a început cruciada (în curs) împotriva piraților din întreaga lume.
Restul, așa cum spunem, este istorie.
De ce MP3 moare atunci?
Institutul Fraunhofer deținea brevetul MP3. La 23 aprilie 2017, brevetele lor rămase au expirat. Prin urmare, Fraunhofer nu mai poate emite noi licențe MP3. Am explicat exact ce se întâmplă cu aceste titluri „apocaliptice”, precum și cum vă va afecta.
Vrei TL; DR? MP3-ul nu este mort și nu merge nicăieri.
Unul dintre principalele motive pe care le-a dat Fraunhofer pentru renunțarea la MP3 a fost vârsta. Nu mai poate concura cu verii săi codec mai noi și mai strălucitori. Sugestia lor? Folosiți în schimb Advanced Audio Coding (AAC). În mod întâmplător, Fraunhofer deține și brevetul (în curs) pentru AAC, așa că avem câteva alternative MP3 din care puteți alege, mai jos.
Alternative MP3
Colecția dvs. MP3 nu va arde brusc, la fel cum codificatoarele și decodoarele existente vor continua să producă fișiere MP3. Acestea fiind spuse, MP3 este puțin datat acum. Sunt câteva formate audio alternative gratuite puteți utiliza acum pentru a vă stoca muzica digitală.
- AAC - Codificarea audio avansată, după cum sa menționat mai sus, este succesorul MP3. Singura problemă este că formatul în sine pare acum puțin datat. Cu toate acestea, AAC obține, în general, o fidelitate audio mai bună decât MP3, cu rate de biți și dimensiuni de fișiere similare. AAC este, de asemenea, un format cu pierderi.
- Ogg Vorbis - Formatul Vorbis, utilizat în mod obișnuit împreună cu formatul containerului Ogg. Este vărul mai bun, puțin mai tânăr, open source pentru MP3. În ciuda faptului că Ogg are o compresie mai bună, rate de biți mai mari și, în general, o calitate audio mai bună, Ogg nu a decolat niciodată în același mod ca MP3 din cauza lipsei dispozitivelor acceptate. Ogg este, de asemenea, un format cu pierderi.
- FLAC - Free Lossless Audio Codec este cel mai popular format de codec audio fără pierderi. De ce? FLAC oferă o copie audio exactă a materialului sursă, la jumătate din dimensiunea unui CD tradițional. Sunetele cele mai afectate de MP3 (de exemplu, chitare, cinale, reverb etc.) rămân clare în ciuda faptului că sunt comprimate semnificativ. FLAC este un format fără pierderi.
MP3 Nu este mort
Nu aveți de ce să vă faceți griji. Puteți continua copierea pe MP3, iar dispozitivele dvs. vor continua să vă redea muzica. Pe termen lung, merită cel puțin să investigați un format audio mai nou pentru colecția dvs. Tehnicile de compresie vor avansa iar dimensiunile fișierelor copiilor exacte vor scădea.
În plus, merită luată în considerare capacitatea de stocare. Când au sosit primele playere MP3 portabile cu 32 MB stocare, a fost misto , dar evident nu este suficient. Cel mai mare spațiu de stocare pentru un iPod Classic a fost de 160 GB. Acea ar putea fi blocat cu un upgrade de stocare personalizat la 240 GB - peste 1.000.000 de piese MP3 individuale. Ideea este că, pe măsură ce dimensiunea stocării crește și dimensiunea fizică scade, putem face mai mult cu mai puțin.
În cele din urmă, internetul continuă să schimbe modul în care ascultăm muzică. Obișnuiam să piratez muzică pentru că nu-mi permiteam să plătesc 12-20 USD pentru fiecare nou album care ieșea. Acum am un cont de plan familial Spotify cu acces la milioane de melodii și un cont Amazon Prime cu milioane mai multe. Singurul lucru care mă limitează este conexiunea mea la internet și chiar și atunci, ambele au opțiuni pentru descărcări offline în formate de înaltă calitate.
Nu este la fel de important ca odinioară, dar MP3-ul nu este mort.
Care este formatul audio preferat? Ai nevoie de realitatea clară a pierderilor? Sau compresia extremă a unui format cu pierderi? V-a schimbat utilizarea muzicii de când s-au răspândit serviciile de streaming? Lasă-mă un rând în comentarii și mă voi întoarce la tine.
Credit de imagine: Ti Santi prin Shutterstock.com
Acțiune Acțiune Tweet E-mail Un ghid pentru începători pentru vorbirea animatăAnimarea vorbirii poate fi o provocare. Dacă sunteți gata să începeți să adăugați dialog la proiectul dvs., vom descompune procesul pentru dvs.
Citiți în continuare Subiecte asemănătoare- Tehnologie explicată
- Divertisment
- MP3
- Comprimarea fișierelor
- Convertor audio
Gavin este Junior Editor pentru Windows și Technology Explained, un colaborator obișnuit la Podcast-ul cu adevărat util și un recenzent obișnuit de produse. Are un BA (Hons) Scriere contemporană cu practici de artă digitală jefuit de pe dealurile din Devon, precum și peste un deceniu de experiență scrisă profesională. Îi place cantități abundente de ceai, jocuri de societate și fotbal.
Mai multe de la Gavin PhillipsAboneaza-te la newsletter-ul nostru
Alăturați-vă newsletter-ului pentru sfaturi tehnice, recenzii, cărți electronice gratuite și oferte exclusive!
Faceți clic aici pentru a vă abona