Śmierć MP3 Krótka historia ulubionego formatu audio na świecie

Niemiecka fundacja, która jest właścicielem patentu na czcigodnego “stary” format muzyczny MP3 ogłosił niedawno, że wygaśnie ich patent. MP3 spowodowało, że udostępnianie plików audio stało się szeroko otwarte w latach 90. i na początku 2000. Połączenie kompresji danych, rozmiaru pliku i zachowanej jakości dźwięku zapewniło rozgłos formatu audio po obu stronach argumentu piractwa.

Nagłówki czytane “MP3 Is Dead,” ale każdy prawdziwy audiofil wie, że prawdziwa śmierć jest wysoce nieprawdopodobna. Czas jednak przyjrzeć się historii znanego na całym świecie formatu audio i tego, co może nadejść w najbliższej przyszłości.

Dokładnie jak działa MP3?

W zależności od wieku i znęcania się nad uszami zakres częstotliwości słuchowych wynosi od 20 Hz do 20 000 Hz. Ponadto nasze uszy są najbardziej wrażliwe na częstotliwości dźwięku od 2 kHz do 5 kHz. Nasz słuch jest również ograniczony przez naszą zdolność do filtrowania i przetwarzania sygnałów audio po ich przybyciu.

Źródło zdjęcia: flatvector za pośrednictwem Shutterstock

Maskowanie częstotliwości - klucz do kompresji MP3 - polega na niezdolności mózgu do rozróżnienia niektórych sygnałów.

Wyobraź sobie, że mamy dwa dźwięki. Mają bardzo podobne częstotliwości (np. 200 Hz i 210 Hz), ale są odtwarzane przy różnych poziomach głośności. Słabszy dźwięk jest słyszalny sam w sobie, ale silniejszy jest rozpoznawalny tylko wtedy, gdy jest odtwarzany jednocześnie. Nazywa się proces pokrycia jednej częstotliwości inną częstotliwością bliską “maskowanie.” Maskowanie częstotliwości działa skutecznie w górnej i dolnej części spektrum audio.

Zgrywanie płyty CD

Załóżmy, że zgrywamy dysk CD na komputer. Próbkowanie muzyki z płyty CD 5 Porady dotyczące optymalizacji rozmiarów plików audio 5 Porady dotyczące optymalizacji rozmiarów plików audio Jeśli kiedykolwiek chciałeś zmniejszyć rozmiar pliku audio, ale nie byłeś pewien, jak to zrobić bez wpływu na jakość pliku nagrywanie, oto wszystko, co musisz wiedzieć. 44100 razy na sekundę (44,1 kHz). Próbki mają długość 2 bajtów (1 bajt to 16 bitów). MP3 obsługuje kilka prędkości, ale zwykle używa standardu CD 44,1 kHz.

Pojedynczy plik MP3 składa się z ramek MP3 z nagłówkiem i blokiem danych. Każda ramka zawiera 1152 próbki. Technicznie jest to dwa “granulki” z 576 próbek. Próbki są przepuszczane przez filtr, który dodatkowo dzieli dźwięk na określony zestaw 32 zakresów częstotliwości. Algorytm MP3 dzieli następnie te 32 pasma częstotliwości przez współczynnik 18, tworząc 576 jeszcze mniejszych pasm. Każde pasmo zawiera 1/576 zakresu częstotliwości oryginalnej próbki (kiedy zaczęliśmy zgrywać płytę CD na komputer).

Źródło zdjęcia: Kim Meyrick za pośrednictwem Wikimedia

Na tym etapie działają dwa złożone algorytmy matematyczne: zmodyfikowana dyskretna transformata kosinusowa (MDCT) i szybka transformata Fouriera (FFT). Każdy wykonuje inny proces na uszkodzonym materiale źródłowym.

FFT analizują każde pasmo częstotliwości pod kątem dźwięków, które można łatwo zamaskować, upewniając się, że maskowanie częstotliwości zachowuje istotne dźwięki na ścieżce.

Próbki są następnie sortowane i przekazywane do MDCT. MDCT zamienia każde pasmo w zestaw wartości widmowych. Wartości spektralne dokładniej odzwierciedlają sposób, w jaki nasz słuch interpretuje dźwięk. Dlatego wiele skompresowanych koderów audio wykorzystuje wartości widmowe do usuwania danych audio. Gdy informacje spektralne i analiza granulki są kompletne, rozpoczyna się faktyczny proces kompresji Jak działa kompresja audio i czy naprawdę potrafisz odróżnić różnicę? Jak działa kompresja audio i czy naprawdę potrafisz dostrzec różnicę? W tym artykule przyjrzymy się, jak działa kompresja muzyki i czy ma to jakikolwiek rzeczywisty wpływ na to, jak naprawdę brzmi twoja muzyka. .

Krótka historia MP3

Czy pamiętasz swój pierwszy odtwarzacz MP3? Miałem szczęście mieć oryginalnego iPoda - dopóki mężczyzna z nożem nie uwolnił go ode mnie. W każdym razie MiniDisc były o wiele fajniejsze.

Niezależnie od tego, kiedy oryginalny iPod gwałtownie zwiększył zapotrzebowanie na pliki MP3 (w 2001 r.), Format ten miał już osiem lat. Co więcej, MP3 już tworzył fale w Internecie i innych przenośnych cyfrowych urządzeniach muzycznych.

Skąd pochodzi MP3?

MP3 był a M.owing P.zdjęcie mixperts solKonstrukcja roup (MPEG), jako część oryginalnego standardu kompresji audio i wideo MPEG-1. MP3 to skrót od MPEG-1 Audio Layer III, zatwierdzony do użytku w 1991 roku i ostatecznie opublikowany w 1993 roku.

Pomysł na MP3 jest całkiem fajny.

Algorytm MP3 wykorzystuje ograniczenia percepcyjne ludzkiego słuchu, zwane maskowaniem słuchowym. Maskowanie słuchowe występuje, gdy na odbiór jednego dźwięku ma wpływ obecność innego. Ponadto każda piosenka zawiera elementy dźwiękowe niezauważalne dla ogólnego wrażenia słuchowego. Manfred R. Schroeder po raz pierwszy zaproponował kodek maskowania psychoakustycznego w 1979 r. Jednak dopiero w 1988 r. Powstało MPEG (jako podkomitet ISO / IEC), kiedy rozpoczęła się wspólna inicjatywa na rzecz światowego standardu.

W historii MP3 istnieje inna ważna nazwa: Karlheinz Brandenburg. Brandenburg rozpoczął pracę nad kompresją muzyki cyfrowej w latach osiemdziesiątych, a doktorat ukończył w 1989 r. Różne tryby kompresji, nad którymi pracował, jak działa kompresja plików? Jak działa kompresja plików? Jak działa kompresja plików? Poznaj podstawy kompresji plików i różnicę między kompresją stratną a bezstratną. odkrył ograniczenia w obu dostępnych technologiach w tym czasie, a także w projektowaniu wczesnych procesów kodowania. Wraz z innymi założycielami członków MPEG zdał sobie sprawę, że wystarczy tylko nowy system.

Instytut Fraunhofera

W 1990 r. Brandenburgia została adiunktem na uniwersytecie w Erlangen-Norymberdze. Kontynuował pracę nad kompresją w Fraunhofer Society (ostatecznie dołączył do Fraunhofer 1993).

“Mieliśmy podgrupę audio w grupie filmów [MPEG],” Brandenburgia wyjaśniła w wywiadzie dla NPR. “W końcu wszyscy razem wypracowaliśmy kompromis, który miał różne tryby, tak zwane Warstwy I, Warstwy II, Warstwy III… A większość naszych pomysłów dotyczyła trybów kompresji dźwięku MPEG… który był najbardziej złożony i ten, który zapewnia najlepszą jakość przy niskich przepływnościach - to się nazywało Warstwa III.”

Brandenburgia użyła tej piosenki “Tom's Diner” Suzanne Vega w celu dopracowania algorytmu kompresji, słuchając go raz po raz, aby upewnić się, że jego majsterkowanie nie wpłynęło negatywnie na nagranie głosu Vegi.

MP3 wybucha

Jak twierdził kodek, MP3 siedziało na doldrumach przez kilka lat po jego oficjalnym wydaniu “zbyt skomplikowane” do powszechnego użytku.

Jednak w 1997 roku wszystko się zmieniło - szybko.

Po pierwsze “Student z Australii” kupiłem profesjonalne oprogramowanie do kodowania l3enc z niemieckiej firmy. Przeprojektował oprogramowanie, skompilował je ponownie i przesłał na serwer FTP na uniwersytecie w USA z plikiem README, “Jest to darmowy program dzięki Fraunhofer.” Ten niewielki czyn natychmiast zmienił dostęp do kodowania i dekodowania plików MP3. Nagle włożenie płyty CD do komputera zapewniło wysokiej jakości dźwięk w niewielkich rozmiarach.

Po drugie, Nullsoft wydał czcigodny odtwarzacz audio Winamp. Pliki MP3 zgrane z płyty CD można łatwo odtwarzać na komputerze.

W tym samym czasie Internet rozprzestrzenił się na miliony domów na całym świecie. Miliony dysków twardych zapełniły się plikami MP3 4 Fantastyczne narzędzia do zarządzania ogromną kolekcją MP3 4 Fantastyczne narzędzia do zarządzania ogromną kolekcją MP3 Zarządzanie biblioteką muzyczną może być całkowicie frustrujące, szczególnie jeśli masz lata niezorganizowanej muzyki czekającej na prawidłowe posortowanie i oznakowanie . Słabe zarządzanie biblioteką muzyczną powróci i ugryzie cię później…, a format ten stał się preferowanym formatem udostępniania plików audio dla wczesnych usług udostępniania plików peer-to-peer, takich jak Napster, Gnutella i eDonkey (Gnutella był kolejnym projektem Nullsoft). Muzyczne piractwo było żywe i szerzyło się, a niemałą rolę przyniósł rozwój MP3.

Odtwarzacze mp3

Jako kolejny dar dla uznanej branży audio, pojawiły się przenośne odtwarzacze MP3. Na początku lat 90. Instytut Fraunhofera próbował stworzyć nieudanego odtwarzacza MP3. Było po prostu za wcześnie na powszechne przyjęcie. Potrzebował wspomnianej kombinacji udostępniania plików, rozprzestrzeniania Internetu i oprogramowania do zgrywania, aby nadać impet przenośnym odtwarzaczom MP3.

Południowokoreańska firma Elger Labs wprowadziła model MPMAN F10 o wartości 250 USD wraz z ogromną pamięcią 32 MB. Nie była to oszałamiająca iskra dla branży, jaką znamy. To wyróżnienie należy do Diamond Rio PMP300, również o pojemności 32 MB.

Sukces Diamond Rio przyciągnął niechcianą uwagę. Amerykańskie Stowarzyszenie Przemysłu Nagraniowego (RIAA) pozwało Diamond Multimedia Systems (producenta) - i przegrało. Jednak RIAA słusznie przyjęło, że był to początek endemicznego piractwa muzycznego, który trwa do dziś.

Co stało się potem, pytasz? Ewolucja konsumpcji muzyki: Jak się tu dostaliśmy Ewolucja konsumpcji muzyki: Jak się tu dostaliśmy Powstanie iPoda, odtwarzającego muzykę telefonu komórkowego i wielu platform multimediów strumieniowych wskazuje na jeden prosty pomysł: muzyka jest ważne. Ale jak się tu dostaliśmy?

Cóż, mało znane urządzenie o nazwie iPod trafił na rynki, całkowicie legitymizując format MP3 jako ówczesny format audio, a RIAA rozpoczęła (trwającą) krucjatę przeciwko piratom na całym świecie.

Reszta, jak mówimy, to historia.

Dlaczego więc MP3 umiera??

Instytut Fraunhofer był właścicielem patentu MP3. 23 kwietnia 2017 r. Wygasły ich pozostałe patenty. Dlatego Fraunhofer nie może już wydawać nowych licencji MP3. Wyjaśniliśmy dokładnie, co się dzieje W jaki sposób „Death of MP3” wpłynie na ciebie? Jak wpłynie na ciebie „Death of MP3”? Być może widziałeś nagłówki sugerujące, że MP3 nie działa. Na szczęście to nonsens. Więc jaka jest prawda za nagłówkami i jak wpłynie na ciebie prawdziwa historia? z nimi “apokaliptyczny” nagłówki, a także jak to wpłynie na ciebie.

Chcesz TL; DR? MP3 nie jest martwy i nigdzie nie idzie.

Jednym z głównych powodów, dla których Fraunhofer podała się do wydania MP3, był wiek. Nie może już konkurować ze swoimi nowszymi i bardziej błyszczącymi kuzynami. Ich sugestia? Zamiast tego użyj Advanced Audio Coding (AAC). Przypadkowo Fraunhofer posiada również (trwający) patent na AAC, więc mamy kilka alternatyw MP3 do wyboru poniżej.

Alternatywy MP3

Twoja kolekcja MP3 nagle się nie zapali, podobnie jak istniejące kodery i dekodery będą nadal produkować pliki MP3. To powiedziawszy, MP3 jest teraz trochę przestarzałe. Istnieje kilka bezpłatnych alternatywnych formatów audio. 10 najpopularniejszych formatów audio: Którego należy użyć? 10 najpopularniejszych formatów audio: z których należy korzystać? Wiesz o MP3, ale co z AAC, FLAC, OGG lub WMA? Dlaczego istnieje tak wiele formatów plików audio i czy istnieje najlepszy format audio? możesz teraz użyć do przechowywania cyfrowej muzyki.

• AAC - Zaawansowane kodowanie audio, jak wspomniano powyżej, jest następcą formatu MP3. Jedynym problemem jest to, że sam format wygląda teraz trochę przestarzale. Niemniej jednak AAC generalnie osiąga lepszą wierność dźwięku niż MP3, przy podobnych przepływnościach i rozmiarach plików. AAC jest także formatem stratnym.
• Ogg Vorbis - Format Vorbis, powszechnie używany w połączeniu z formatem kontenera Ogg. To lepszy, nieco młodszy kuzyn open source do MP3. Mimo, że Ogg ma lepszą kompresję, wyższą przepływność i ogólnie lepszą jakość dźwięku, Ogg nigdy nie wystartował w taki sam sposób jak MP3 z powodu braku obsługiwanych urządzeń. Ogg to także format stratny.
• FLAC - Free Lossless Audio Codec to najpopularniejszy bezstratny format kodeków audio. Czemu? FLAC oferuje dokładną kopię audio materiału źródłowego, o połowę mniejszą niż tradycyjna płyta CD. Dźwięki najbardziej dotknięte przez MP3 (np. Gitary, talerze, pogłos itp.) Pozostają wyraźne, mimo że są znacznie skompresowane. FLAC jest formatem bezstratnym.

MP3 nie jest martwe

Nie masz się czym martwić. Możesz kontynuować zgrywanie do formatu MP3, a urządzenia będą nadal odtwarzać muzykę. W dłuższej perspektywie warto przynajmniej zbadać nowszy format audio dla swojej kolekcji. Techniki kompresji posuną się naprzód. 4 proste i skuteczne sposoby kompresji dużych plików audio. 4 proste i skuteczne sposoby kompresji dużych plików audio. Kompresowanie plików audio w celu zmniejszenia ich wielkości to podstawowa umiejętność. Oto cztery narzędzia, które pomogą Ci zredukować duże pliki do łatwiejszego do zarządzania rozmiaru. a rozmiary dokładnych kopii zmniejszą się.

Ponadto warto rozważyć pojemność pamięci. Kiedy pojawiły się pierwsze przenośne odtwarzacze MP3 z pamięcią 32 MB 7 technologii, które pojawiły się i przeszły w ciągu ostatnich 15 lat 7 technologii, które pojawiły się i przeszły w ciągu ostatnich 15 lat Pamiętasz Walkmana? Przenośny odtwarzacz taśm Sony zrewolucjonizował przemysł muzyczny. , to było fajne, ale najwyraźniej za mało. Największa pamięć dla iPoda Classic wynosiła 160 GB. To może być zderzone z niestandardowym rozszerzeniem pamięci masowej Oddychaj nowym życiem w swoim klasycznym starym iPodzie dzięki tym najważniejszym wskazówkom Oddychaj nowym życiem w swoim klasycznym starym iPodzie dzięki tym najważniejszym wskazówkom Wszyscy to zrobiliśmy. Kupujesz nowy błyszczący zestaw w zawrotnej cenie, a dwa lata później jest on z tyłu szuflady i zbiera kurz - obok twojego starego iPoda. aż do 240 GB - ponad 1 000 000 pojedynczych utworów MP3. Chodzi o to, że wraz ze wzrostem wielkości pamięci i zmniejszaniem wielkości fizycznej możemy więcej robić za mniej.

Wreszcie Internet wciąż zmienia sposób, w jaki słuchamy muzyki. Kiedyś pirowałem muzykę, ponieważ nie było mnie stać na zapłacenie 12-20 USD za każdy nowy album, który się ukazał. Teraz mam konto w planie rodzinnym Spotify Zaoszczędź na subskrypcjach premium dzięki 9 kontom z możliwością oszczędzania Zaoszczędź na subskrypcjach premium z tymi 9 kontom za usługi subskrypcji premium Usługi są świetne, ale koszty szybko się sumują. Oto 9 usług, które możesz udostępnić, aby uzyskać jak najwięcej za swoje pieniądze. z dostępem do milionów utworów i konta Amazon Prime z milionami kolejnych. Jedyne, co mnie ogranicza, to moje połączenie internetowe, i nawet wtedy oba mają opcje pobierania offline w wysokiej jakości formatach.

To nie jest tak ważne jak kiedyś, ale MP3 nie jest martwy.

Jaki jest twój preferowany format audio? Czy potrzebujesz ostrej rzeczywistości bezstratnej? Czy ekstremalna kompresja stratnego formatu? Czy zmieniło się użycie muzyki od czasu rozpowszechnienia usług przesyłania strumieniowego? Zostaw mi komentarz w komentarzach, a ja wrócę do ciebie.

Zdjęcie: Ti Santi przez Shutterstock.com