MP3 surm: maailma lemmikhelivormingu lühike ajalugu

Saksa sihtasutus, kellele kuulub austusväärse 'vana' muusikavormingu MP3 patent, teatas hiljuti, et laseb oma patendil aeguda. MP3 lõi helifailide jagamise laialt avatuks kogu 1990ndate ja 2000ndate alguses. Andmete tihendamise, failisuuruse ja säilinud helikvaliteedi kombinatsioon tagas piraatluse argumendi kummalgi poolel tuntud kuulsuse.

Pealkirjades on kirjas „MP3 on surnud”, kuid iga tõeline audiofiil teab tõelist surma, on väga ebatõenäoline. Sellegipoolest on aeg vaadata maailmakuulsa helivormingu ajalugu ja seda, mis võib lähiajal tulla.

Kuidas täpselt MP3 töötab?

Sõltuvalt teie kõrvade vanusest ja kuritarvitamisest on teie kuuldav sagedusvahemik vahemikus 20 Hz kuni 20 000 Hz. Lisaks on meie kõrvad kõige tundlikumad helisagedustele vahemikus 2 kHz kuni 5 kHz. Meie kuulmist piirab ka võime filtreerida ja töödelda helisignaale nende saabumisel.

Pildikrediit: flatvector Shutterstocki kaudu

Sageduse maskeerimine - MP3 -tihendamise võti - sõltub aju võimetusest teatud signaale eristada.

Kujutage ette, et meil on kaks heli. Neil on väga sarnased sagedused (nt 200 Hz ja 210 Hz), kuid neid mängitakse erineva helitugevusega. Nõrgem heli on iseenesest kuuldav, kuid tugevam on eristatav ainult siis, kui neid esitatakse samaaegselt. Ühe sageduse katmist teise lähedase sagedusega nimetatakse maskeerimiseks. Sageduse maskeerimine toimib tõhusalt helispektri üla- ja alaosas.

CD rippimine

Oletame, et kopeerime teie arvutisse CD. CD -l olevat muusikat proovitakse 44 100 korda sekundis (44,1 kHz). Proovid on 2 baiti pikad (1 bait on 16 bitti). MP3 toetab mitut kiirust, kuid kasutab tavaliselt CD-standardit 44,1 kHz.

nutitelefon, millel on parim aku kasutusaeg 2016

Üksik MP3 -fail koosneb MP3 -kaadritest, millel on päis ja andmeplokk. Iga raam sisaldab 1152 näidist. Tehniliselt on see 576 proovist kaks graanulit. Proovid juhitakse läbi filtri, mis jagab heli veelgi kindlasse 32 sagedusvahemikku. Seejärel jagab MP3 -algoritm need 32 sagedusala veel 18 korda, luues 576 veelgi väiksemat riba. Iga riba sisaldab 1/576 osa algproovi sagedusvahemikust (kui hakkasime CD -d arvutisse rippima).

Pildikrediit: Kim Meyrick Wikimedia kaudu

Selles etapis teevad oma tööd kaks keerukat matemaatilist algoritmi: Muudetud diskreetne koosinus (MDCT) ja kiire Fourier -teisendused (FFT). Igaüks teostab lagunenud lähtematerjaliga erinevat protsessi.

FFT -d analüüsivad iga sagedusriba helide jaoks, mida saab hõlpsasti varjata, veendudes, et sagedusmaskeering säilitab raja olulised helid.

Seejärel sorteeritakse proovid ja edastatakse MDCT -le. MDCT muudab iga riba spektraalväärtuste kogumiks. Spektraalsed väärtused näitavad täpsemalt seda, kuidas meie kuulmine heli tõlgendab. Seetõttu kasutavad paljud tihendatud helikodeerijad heliandmete eemaldamiseks spektraalväärtusi. Kui spektraalne teave ja graanuli analüüs on lõpule jõudnud, algab tegelik kokkusurumisprotsess.

MP3 lühike ajalugu

Kas mäletate oma esimest MP3 -mängijat? Mul oli õnn omada originaalset iPodi - kuni noaga mees selle minu valdusest vabastas. Mini kettad olid igatahes lahedamad.

Sõltumata sellest, kui algne iPod eskaleeris MP3 -de soovi kiiresti (2001. aastal), oli formaat juba kaheksa aastat vana. Lisaks lõi MP3 juba internetis ja teistes kaasaskantavates digitaalsetes muusikaseadmetes laineid.

Kust MP3 tuli?

MP3 oli a M oving P jäätis JA xperts G Rupi (MPEG) disain, mis on osa algsest MPEG-1 heli- ja videotihendusstandardist. MP3 on lühend MPEG-1 Audio Layer III-st, mis on heaks kiidetud kasutamiseks 1991. aastal ja lõpuks avaldati 1993. aastal.

MP3 idee on päris lahe.

MP3 algoritm kasutab ära inimese kuulmise tajumispiiranguid, mida nimetatakse kuulmismaskeerimiseks. Kuulmismaskeerimine toimub siis, kui ühe heli tajumist mõjutab teise olemasolu. Lisaks sisaldab iga lugu helielemente, mis on üldisele kuulamiskogemusele märkamatud. Manfred R. Schroeder pakkus esmakordselt välja psühhoakustilise maskeerimiskoodeki 1979. aastal. Kuid alles MPEG (ISO/IEC alamkomitee) moodustamisel 1988. aastal alustati ülemaailmse standardi kooskõlastatud algatust.

MP3 ajaloos on veel üks oluline nimi: Karlheinz Brandenburg. Brandenburg alustas digitaalse muusika tihendamisega 1980ndatel, lõpetades oma doktoritöö 1989. aastal mitmesuguseid tihendusviise, millega ta oli töötanud leidis piiranguid nii tol ajal saadaolevatel tehnoloogiatel kui ka varajaste kodeerimisprotsesside kujundamisel. Ta mõistis koos teiste MPEG asutajaliikmetega, et piisab vaid uuest süsteemist.

Fraunhoferi instituut

1990. aastal sai Brandenburgist Erlangen-Nürnbergi ülikooli dotsent. Ta jätkas kokkusurumistööd Fraunhoferi Seltsiga (lõpuks liitus ta Fraunhoferiga 1993).

'Meil oli filmide rühmas [MPEG] heli alarühm,' selgitas Brandenburg ajakirjas NPR intervjuu . 'Lõpuks leiti meil kõigil koos kompromiss, millel olid erinevad režiimid, nn I, II ja III kiht. . . Ja enamik meie ideid läks MPEG -heli tihendusrežiimidesse. . . mis oli kõige keerulisem ja madala bitikiirusega parima kvaliteediga - seda nimetati Layer III. '

Brandenburg kasutas tihendusalgoritmi täiustamiseks Suzanne Vega laulu 'Tom's Diner', kuulates seda ikka ja jälle, tagamaks, et tema nokitsemine ei mõjuta Vega hääle salvestamist negatiivselt.

MP3 plahvatab

MP3 istus pärast ametlikku avaldamist paar aastat pahupidi, koodekit peeti laialdaseks kasutamiseks liiga keeruliseks.

1997. aastal aga muutusid asjad - kiiresti.

Esiteks ostis Austraalia tudeng professionaalse kodeerimistarkvara l3enc Saksa firmalt. Ta muutis tarkvara ümber, kompileeris selle uuesti ja laadis selle USA ülikooli FTP -sse a LUGEGE fail, mis ütleb: 'See on tasuta tarkvara tänu Fraunhoferile.' See väike tegu muutis koheselt juurdepääsu MP3 kodeerimisele ja dekodeerimisele. CD-plaadi arvutisse kleepimine muutis ootamatult kvaliteetse heli väikeste failisuurustega.

Teiseks andis Nullsoft välja auväärse Winamp -audiopleieri. CD -lt rippitud MP3 -sid saab hõlpsasti arvutis esitada.

Samal ajal oli Internet levinud miljonitesse kodudesse üle maailma. Miljonid kõvakettad täitusid MP3 -dega , ja vormingust sai eelistatud helifailide jagamise formaat varasemate võrdõiguslike failide jagamise teenuste jaoks, nagu Napster, Gnutella ja eDonkey (Gnutella oli teine Nullsofti projekt). Muusikaline piraatlus oli elus ja ohjeldamatu ning seda ei aidanud MP3 -de tõus.

MP3 -mängijad

Väljakujunenud helitööstuse edasiseks õnnistuseks ilmusid kaasaskantavad MP3 -mängijad. 1990ndate alguses oli Fraunhoferi Instituut proovinud ja ei suutnud luua turustatavat MP3 -mängijat. Laialdaseks vastuvõtmiseks oli lihtsalt liiga vara. Kaasaskantavatele MP3 -mängijatele hoogu andmiseks oli vaja eelmainitud kombinatsiooni failide jagamisest, Interneti levikust ja rippimistarkvarast.

Lõuna -Korea ettevõte Elger Labs tutvustas 250 -dollarist MPMAN F10 koos ilmatu 32 MB mäluga. See polnud tööstusele meeleheitlik säde, nagu me seda teame. Seda tunnustust kannab Diamond Rio PMP300, millel on ka 32 MB.

Teemant Rio edu äratas soovimatut tähelepanu. Ameerika Salvestustööstuse Liit (RIAA) kaebas Diamond Multimedia Systems (tootja) kohtusse - ja kaotas. Kuid RIAA eeldas õigesti, et see oli endeemilise muusikalise piraatluse algus, mis kestab tänaseni.

Mis juhtus edasi, küsite?

Noh, vähetuntud seade nimega iPod jõudis turgudele, seadustades täielikult MP3 kui toonase de facto helivormingu, ja RIAA alustas oma (käimasolevat) ristisõda piraatide vastu kogu maailmas.

Ülejäänud, nagu me ütleme, on ajalugu.

Miks siis MP3 sureb?

Fraunhoferi instituudile kuulus MP3 patent. 23. aprillil 2017 lõppesid nende allesjäänud patendid. Seetõttu ei saa Fraunhofer enam uusi MP3 -litsentse välja anda. Oleme täpselt selgitanud, mis nende „apokalüptiliste” pealkirjadega toimub, ja ka seda, kuidas see teile mõjub.

Kas soovite TL; DR? MP3 pole surnud ega kao kuhugi.

Üks peamisi põhjusi, miks Fraunhofer MP3 -st lahti laskmise tõi, oli vanus. See ei suuda enam konkureerida oma uuemate ja säravamate koodeki nõbudega. Nende ettepanek? Kasutage selle asemel täiustatud helikodeerimist (AAC). Juhuslikult omab Fraunhofer ka AAC -i (käimasolevat) patenti, nii et meil on allpool mõned MP3 -alternatiivid, mille hulgast saate valida.

MP3 alternatiivid

Teie MP3 -kollektsioon ei põle äkki, nagu ka olemasolevad kodeerijad ja dekodeerijad jätkavad MP3 -failide tootmist. See tähendab, et MP3 on nüüd pisut dateeritud. Neid on mitu tasuta alternatiivsed helivormingud saate nüüd oma digitaalset muusikat salvestada.

AAC - Täiustatud helikodeerimine, nagu eespool mainitud, on MP3 järglane. Ainus probleem on see, et formaat iseenesest näeb nüüd pisut aegunud välja. Sellegipoolest saavutab AAC üldiselt parema heli täpsuse kui MP3, sarnaste bitikiiruste ja failisuurustega. AAC on ka kadudega formaat.
Ogg Vorbis - Vorbis-vorming, mida tavaliselt kasutatakse koos Ogg-konteineri vorminguga. See on parem, pisut noorem, avatud lähtekoodiga nõbu MP3 -le. Vaatamata paremale tihendamisele, kõrgemale bitikiirusele ja üldiselt paremale helikvaliteedile, ei tõusnud Ogg toetatud seadmete puudumise tõttu kunagi samamoodi nagu MP3. Ogg on ka kadudega formaat.
FLAC - Tasuta kadudeta helikoodek on kõige populaarsem kadudeta helikodekivorming. Miks? FLAC pakub lähtematerjalist täpset helikoopiat, mis on poole väiksem kui traditsiooniline CD. MP3 -st enim mõjutatud helid (nt kitarrid, taldrikud, kaja jne) jäävad kargeks vaatamata sellele, et need on märkimisväärselt kokku surutud. FLAC on kadudeta vorming.

MP3 pole surnud

Teil pole millegi pärast muretseda. Saate jätkata MP3 -kopeerimist ja teie seadmed jätkavad teie muusika esitamist. Pikemas perspektiivis tasub vähemalt uurida oma kollektsiooni uuemat helivormingut. Kompressioonitehnika edeneb ja täpsete koopiate failisuurused vähenevad.

Lisaks tasub arvestada mälumahuga. Kui saabusid esimesed kaasaskantavad MP3 -mängijad 32 MB salvestusruumiga, oli see nii lahe , kuid ilmselt ei piisa. IPod Classicu suurim salvestusruum oli 160 GB. See kohandatud salvestusruumi täiendamisega ilmatu 240 GB - üle 1 000 000 üksiku MP3 -loo. Asi on selles, et kui salvestusruumi suurus suureneb ja füüsiline suurus väheneb, saame vähemaga rohkem ära teha.

Lõpuks muudab Internet jätkuvalt seda, kuidas me muusikat kuulame. Varem piraatmuusikaga, sest ma ei saanud endale lubada 12–20 dollarit iga uue albumi eest, mis ilmus. Nüüd on mul Spotify perepaketi konto, millel on juurdepääs miljonitele lugudele, ja Amazon Prime'i konto, millel on veel miljoneid lugusid. Ainus, mis mind piirab, on minu Interneti-ühendus ja isegi siis on neil mõlemal võimalus võrguühenduseta allalaadimiseks kvaliteetseid vorminguid.

See pole nii tähtis kui kunagi varem, kuid MP3 pole surnud.

Mis on teie eelistatud helivorming? Kas vajate kadudeta karget reaalsust? Või kadunud vormingu äärmuslik tihendamine? Kas teie muusikakasutus on pärast voogedastusteenuste laialdast levikut muutunud? Jätke mulle kommentaaridesse rida ja ma võtan teiega ühendust.

Pildikrediit: Ti Santi Shutterstock.com kaudu

Jaga Jaga Piiksuma E -post Algaja juhend kõne animeerimiseks

Kõne animeerimine võib olla väljakutse. Kui olete valmis oma projektile dialoogi lisama, jagame teie jaoks protsessi.

Loe edasi Seotud teemad

Tehnoloogia selgitatud
Meelelahutus
MP3
Faili tihendamine
Audio muundur

Autori kohta Gavin Phillips(Avaldatud 945 artiklit)

Gavin on Windowsi ja tehnoloogia selgitatud noorem toimetaja, tõeliselt kasuliku taskuhäälingusaate regulaarne kaastööline ja tavaline tooteülevaataja. Tal on BA (Hons) kaasaegne kirjutamine digitaalse kunsti praktikaga, mis on rüüstatud Devoni mägedest, samuti üle kümne aasta pikkune professionaalne kirjutamiskogemus. Ta naudib suures koguses teed, lauamänge ja jalgpalli.

Veel Gavin Phillipsilt

Telli meie uudiskiri

Liituge meie uudiskirjaga, et saada tehnilisi näpunäiteid, ülevaateid, tasuta e -raamatuid ja eksklusiivseid pakkumisi!

Tellimiseks klõpsake siin