Home-theater-designers
Nemška fundacija, ki je lastnica patenta častitljivega 'starega' glasbenega formata MP3, je pred kratkim napovedala, da jim bo patent prenehal veljati. MP3 je v devetdesetih in zgodnjih 2000-ih odprl skupno rabo zvočnih datotek. Kombinacija stiskanja podatkov, velikosti datotek in ohranjene kakovosti zvoka je zagotovila, da je bil zvočni format posnet na obeh straneh argumenta o piratstvu.
Naslovi se glasijo 'MP3 je mrtev', vendar vsak pravi avdiofil ve, da je resnična smrt zelo malo verjetna. Kljub temu je čas, da pogledamo zgodovino svetovno znanega zvočnega formata in kaj se lahko zgodi v bližnji prihodnosti.
Kako točno deluje MP3?
Odvisno od starosti in zlorabe vaših ušes je vaš slušni frekvenčni razpon med 20 Hz in 20.000 Hz. Poleg tega so naša ušesa najbolj občutljiva na zvočne frekvence med 2 kHz in 5 kHz. Naš sluh je omejen tudi zaradi naše sposobnosti filtriranja in obdelave zvočnih signalov, ko prispejo.
Avtor slike: flatvector prek Shutterstock
Zakrivanje frekvence - ključ do stiskanja MP3 - temelji na nezmožnosti možganov, da razlikujejo določene signale.
Predstavljajte si, da imamo dva zvoka. Imajo zelo podobne frekvence (npr. 200 Hz in 210 Hz), vendar se predvajajo pri različnih glasnostih. Šibkejši zvok je slišen sam, močnejši pa je razpoznaven le, če se predvaja hkrati. Proces prekrivanja ene frekvence z drugo blizu frekvenco se imenuje 'prikrivanje'. Maskiranje frekvence učinkovito deluje na vrhu in na dnu zvočnega spektra.
Kopiranje CD -ja
Predpostavimo, da v računalnik kopiramo CD. Glasba na CD -ju se vzorči 44.100 krat na sekundo (44.1 kHz). Vzorci so dolgi 2 bajta (1 bajt je 16 bitov). MP3 podpira več stopenj, vendar običajno uporablja CD-standard 44,1 kHz.
iphone 6 je obtičal na logotipu apple
Posamezna datoteka MP3 je sestavljena iz okvirjev MP3 z glavo in podatkovnim blokom. Vsak okvir vsebuje 1.152 vzorcev. Tehnično gre za dve „granuli“ po 576 vzorcev. Vzorci tečejo skozi filter, ki zvok še razdeli na določen niz 32 frekvenčnih območij. Algoritem MP3 nato teh 32 frekvenčnih pasov dodatno deli s faktorjem 18 in ustvari 576 še manjših pasov. Vsak pas vsebuje 1/576 frekvenčnega območja prvotnega vzorca (ko smo začeli kopirati CD v računalnik).
Zasluge za sliko: Kim Meyrick prek Wikimedia
Na tej stopnji svoje delo opravljata dva kompleksna matematična algoritma: Spremenjena diskretna transformacija kosinusa (MDCT) in hitre Fourierjeve transformacije (FFT). Vsak izvede drugačen postopek na razčlenjenem izvornem materialu.
FFT -ji analizirajo vsak frekvenčni pas za zvoke, ki jih je mogoče enostavno prikriti, pri tem pa poskrbijo, da frekvenčno prikrivanje ohranja vitalne zvoke v skladbi.
Nato se vzorci razvrstijo in posredujejo MDCT. MDCT spremeni vsak pas v niz spektralnih vrednosti. Spektralne vrednosti natančneje predstavljajo način, kako naš sluh interpretira zvok. Zato mnogi stisnjeni zvočni kodirniki uporabljajo spektralne vrednosti za odstranjevanje zvočnih podatkov. Ko so spektralne informacije in analiza zrnca končani, se začne dejanski postopek stiskanja.
Kratka zgodovina MP3
Se spomnite svojega prvega MP3 predvajalnika? Imel sem srečo, da sem imel originalni iPod - dokler ga moški z nožem ni osvobodil iz moje posesti. Mini diski vseeno je bilo precej hladneje.
Ne glede na to, ko je prvotni iPod hitro povečal željo po MP3 -jih (leta 2001), je bil format star že osem let. Poleg tega je MP3 že vznemirjal internet in druge prenosne digitalne glasbene naprave.
Od kod prihaja MP3?
MP3 je bil a M oving P iktura IN xperts G roup (MPEG), kot del svojega prvotnega standarda za stiskanje zvoka in videa MPEG-1. MP3 je kratica MPEG-1 Audio Layer III, odobrena za uporabo leta 1991 in končno objavljena leta 1993.
Ideja za MP3 je precej kul.
Algoritem MP3 izkorišča zaznavne omejitve človeškega sluha, imenovane slušno maskiranje. Slušno prikrivanje se pojavi, ko na zaznavanje enega zvoka vpliva prisotnost drugega. Poleg tega vsaka pesem vsebuje zvočne elemente, neopazne za celotno poslušanje. Manfred R. Schroeder je prvič predlagal kodek za psihoakustično maskiranje leta 1979. Vendar se je šele leta 1988, ko je bil ustanovljen MPEG (kot pododbor ISO/IEC), začela usklajena pobuda za globalni standard.
V zgodovini MP3 je še eno pomembno ime: Karlheinz Brandenburg. Brandenburg se je začel ukvarjati s kompresijo digitalne glasbe v osemdesetih letih, doktoriral pa je leta 1989. The različne načine stiskanja, na katerih je delal odkril omejitve pri takratnih razpoložljivih tehnologijah, pa tudi pri oblikovanju zgodnjih procesov kodiranja. On je skupaj z drugimi ustanovnimi člani MPEG spoznal, da bo dovolj le nov sistem.
Inštitut Fraunhofer
Leta 1990 je Brandenburg postal docent na Univerzi v Erlangenu-Nürnberg. S kompresijo je nadaljeval z družbo Fraunhofer (nazadnje se bo pridružil Fraunhoferju 1993).
'Zvočno podskupino smo imeli v skupini filmov [MPEG],' je pojasnil Brandenburg v an NPR intervju . „Na koncu smo vsi skupaj dosegli kompromis, ki je imel različne načine, tako imenovani sloj I, plast II, plast III. . . Večina naših idej je šla v načine stiskanja v zvoku MPEG. . . ki je bil najbolj zapleten in tisti, ki daje najboljšo kakovost pri nizkih bitnih hitrostih - to se je imenovalo Layer III. '
Brandenburg je s pesmijo 'Tom's Diner' Suzanne Vega izboljšal algoritem stiskanja in ga vedno znova poslušal, da bi zagotovil, da njegovo poigravanje ne vpliva negativno na snemanje Veginega glasu.
MP3 eksplodira
MP3 je nekaj let po uradni izdaji ostal v zastoju, kodek je bil ocenjen kot 'preveč zapleten' za široko uporabo.
Vendar so se leta 1997 stvari hitro spremenile.
Najprej je 'avstralski študent' kupil profesionalno programsko opremo za kodiranje l3enc iz nemškega podjetja. Obrnil je inženiring programske opreme, jo ponovno sestavil in naložil na univerzo FTP v ZDA z PREBERITE datoteko, ki pravi: 'To je brezplačno zaradi Fraunhoferja.' To majhno dejanje je takoj spremenilo dostop do kodiranja in dekodiranja MP3. Nenadoma je vstavljanje CD-ja v računalnik ustvarilo kakovosten zvok v majhnih velikostih datotek.
Drugič, Nullsoft je izdal častitljiv avdio predvajalnik Winamp. MP3 -je, posnete s CD -ja, lahko preprosto predvajate v računalniku.
Hkrati se je internet razširil v milijone domov po vsem svetu. Milijoni trdih diskov so bili polni MP3 -jev , oblika pa je postala prednostna oblika izmenjave zvočnih datotek za zgodnje storitve izmenjave datotek med vrstniki, kot so Napster, Gnutella in eDonkey (Gnutella je bil še en projekt Nullsoft). Glasbeno piratstvo je bilo živo in razmahnjeno, k temu pa je v veliki meri pripomogel tudi porast MP3.
MP3 predvajalniki
V nadaljnjo korist uveljavljene avdio industrije so se pojavili prenosni MP3 predvajalniki. V začetku devetdesetih let je Inštitut Fraunhofer poskušal ustvariti tržen MP3 predvajalnik. Bilo je preprosto prezgodaj za široko posvojitev. Za prenos zagona prenosnih MP3 predvajalnikov je bila potrebna zgoraj omenjena kombinacija izmenjave datotek, širjenja interneta in kopiranja.
Južnokorejsko podjetje Elger Labs je predstavilo MPMAN F10 v vrednosti 250 USD, skupaj z neverjetnimi 32 MB pomnilnika. To ni bila osupljiva iskra v industriji, kot jo poznamo. To priznanje pripada Diamond Rio PMP300, ki ima tudi 32 MB.
Uspeh Diamond Rio je pritegnil neželeno pozornost. Ameriško združenje snemalne industrije (RIAA) je tožilo družbo Diamond Multimedia Systems (proizvajalca) - in izgubilo. Vendar je RIAA pravilno domnevala, da je to začetek endemičnega glasbenega piratstva, ki traja še danes.
Kaj se je zgodilo potem, vprašate?
No, malo znana naprava, imenovana iPod prišel na trge in popolnoma legaliziral MP3 kot de facto zvočni format tistega časa, RIAA pa je začela svoj (tekoči) križarski pohod proti piratom po vsem svetu.
Ostalo je, kot pravimo, zgodovina.
Zakaj potem MP3 umira?
Inštitut Fraunhofer je bil lastnik patenta MP3. 23. aprila 2017 so njihovi preostali patenti potekli. Zato Fraunhofer ne more več izdajati novih licenc za MP3. Pojasnili smo, kaj se dogaja s temi 'apokaliptičnimi' naslovi, in kako bo to vplivalo na vas.
Želite TL; DR? MP3 ni mrtev in ne gre nikamor.
Eden glavnih razlogov, zaradi katerih je Fraunhofer opustil MP3, je bila starost. Ne more več tekmovati s svojimi novejšimi in svetlejšimi sorodniki kodekov. Njihov predlog? Namesto tega uporabite napredno zvočno kodiranje (AAC). Naključje je, da Fraunhofer ima (še vedno) patent za AAC, zato imamo spodaj na izbiro nekaj alternativ MP3.
Alternative MP3
Vaša zbirka MP3 ne bo nenadoma izgorela, tako kot bodo obstoječi kodirniki in dekoderji še naprej proizvajali datoteke MP3. Kljub temu je MP3 zdaj malo zastarel. Obstaja več brezplačne alternativne zvočne formate zdaj lahko shranite svojo digitalno glasbo.
- AAC - Napredno zvočno kodiranje, kot je navedeno zgoraj, je naslednik MP3. Edina težava je, da je sama oblika zdaj videti nekoliko zastarela. Kljub temu AAC na splošno doseže boljšo zvočnost kot MP3, s podobnimi bitnimi hitrostmi in velikostmi datotek. AAC je tudi format z izgubo.
- Ogg Vorbis - Format Vorbis, ki se običajno uporablja skupaj z obliko posode Ogg. To je boljši, nekoliko mlajši, odprtokodni bratranec za MP3. Kljub temu, da ima Ogg boljše stiskanje, višje bitne hitrosti in na splošno boljšo kakovost zvoka, Ogg zaradi pomanjkanja podprtih naprav nikoli ni vzletel na enak način kot MP3. Ogg je tudi format z izgubo.
- FLAC - Brezplačni zvočni kodek brez izgube je najbolj priljubljen format zvočnega kodeka brez izgube. Zakaj? FLAC ponuja natančno zvočno kopijo izvornega materiala, ki je polovica velikosti tradicionalnega CD -ja. Zvoki, na katere najbolj vpliva MP3 (npr. Kitare, činele, reverb itd.), Kljub občutnemu stiskanju ostanejo ostri. FLAC je oblika brez izgube.
MP3 ni mrtev
Nič vas ne skrbi. Lahko nadaljujete s kopiranjem v MP3 in vaše naprave bodo še naprej predvajale vašo glasbo. Dolgoročno bo vredno vsaj raziskati novejšo zvočno obliko vaše zbirke. Tehnike stiskanja bodo napredovale in velikosti datotek natančnih kopij se bodo zmanjšale.
Poleg tega je vredno razmisliti o zmogljivostih shranjevanja. Ko so prišli prvi prenosni MP3 predvajalniki s 32 MB prostora za shranjevanje, je bilo kul , a očitno premalo. Največji pomnilnik za iPod Classic je bil 160 GB. To lahko nadgradite s nadgradnjo pomnilnika po meri do neverjetnih 240 GB - več kot 1.000.000 posameznih skladb MP3. Bistvo je, da z večanjem prostora za shranjevanje in zmanjšanjem fizične velikosti z manj lahko naredimo več.
Končno se internet še naprej spreminja v načinu poslušanja glasbe. Nekoč sem piratiziral glasbo, ker si nisem mogel privoščiti od 12 do 20 dolarjev za vsak novi album, ki je izšel. Zdaj imam račun družinskega načrta Spotify z dostopom do milijonov skladb in račun Amazon Prime z milijoni drugih. Edina stvar, ki me omejuje, je internetna povezava, kljub temu pa imata oba možnosti za prenos brez povezave v visokokakovostnih oblikah.
Ni tako pomembno kot nekoč, vendar MP3 ni mrtev.
Kakšen je vaš najljubši zvočni format? Ali potrebujete ostro resničnost brez izgub? Ali ekstremno stiskanje formata z izgubo? Ali se je vaša uporaba glasbe spremenila, odkar so storitve pretakanja postale razširjene? Pustite mi vrstico v komentarjih in se vam bom oglasil.
Zasluge za sliko: Ti Santi prek Shutterstock.com
Deliti Deliti Cvrkutati E-naslov Vodnik za začetnike po animaciji govoraAnimacija govora je lahko izziv. Če ste pripravljeni na začetek dodajanja dialoga v svoj projekt, bomo za vas razčlenili postopek.
Preberite Naprej Sorodne teme- Pojasnjena tehnologija
- Zabava
- MP3
- Stiskanje datotek
- Zvočni pretvornik
Gavin je mlajši urednik za Windows in Technology Explained, redni sodelavec v Zares uporabnem podcastu in redni recenzent izdelkov. Ima diplomo iz sodobnega pisanja z odliko z odliko z digitalnimi umetniškimi praksami, izropano iz hribov Devona, pa tudi več kot desetletje profesionalnih pisnih izkušenj. Uživa v velikih količinah čaja, družabnih iger in nogometa.
Več od Gavina PhillipsaNaročite se na naše novice
Pridružite se našemu glasilu za tehnične nasvete, ocene, brezplačne e -knjige in ekskluzivne ponudbe!
Kliknite tukaj, če se želite naročiti