Home-theater-designers
Vācijas fonds, kuram pieder patents cienījamam “vecam” mūzikas formātam MP3, nesen paziņoja, ka ļaus patenta spēku zaudēt. MP3 pūta audio failu koplietošanu plaši atvērtu visu deviņdesmito gadu un 2000. gadu sākumu. Datu saspiešanas, faila lieluma un saglabātās audio kvalitātes kombinācija nodrošināja audio formāta atpazīstamību abās pirātisma argumenta pusēs.
Virsrakstos ir rakstīts “MP3 ir miris”, taču ikviens īsts audiofils zina, ka patiesa nāve ir maz ticama. Neskatoties uz to, ir pienācis laiks apskatīt pasaulē pazīstama audio formāta vēsturi un to, kas var nākt tuvākajā nākotnē.
Kā tieši darbojas MP3?
Atkarībā no jūsu ausu vecuma un ļaunprātīgas izmantošanas jūsu dzirdes frekvenču diapazons ir no 20 Hz līdz 20 000 Hz. Turklāt mūsu ausis ir visjutīgākās pret skaņas frekvencēm no 2 kHz līdz 5 kHz. Mūsu dzirdi ierobežo arī mūsu spēja filtrēt un apstrādāt audio signālus to ierašanās brīdī.
Attēlu kredīts: flatvector, izmantojot Shutterstock
Frekvenču maskēšana - MP3 saspiešanas atslēga - ir atkarīga no smadzeņu nespējas atšķirt noteiktus signālus.
Iedomājieties, ka mums ir divas skaņas. Viņiem ir ļoti līdzīgas frekvences (piemēram, 200 Hz un 210 Hz), taču tie tiek atskaņoti dažādos skaļumos. Vājāka skaņa ir dzirdama pati par sevi, bet spēcīgākā ir atšķirama tikai tad, ja tā tiek atskaņota vienlaikus. Procesu, kas aptver vienu frekvenci ar citu tuvu frekvenci, sauc par “maskēšanu”. Frekvenču maskēšana efektīvi darbojas audio spektra augšpusē un apakšā.
CD izvilkšana
Pieņemsim, ka mēs izvilkam kompaktdisku jūsu datorā. Mūzika kompaktdiskā tiek izlasīta 44 100 reizes sekundē (44,1 kHz). Paraugi ir 2 baitus gari (1 baits ir 16 biti). MP3 atbalsta vairākus ātrumus, bet parasti izmanto CD standarta 44,1 kHz.
kā izdzēst Word otro lapu
Atsevišķs MP3 fails sastāv no MP3 rāmjiem ar galveni un datu bloku. Katrā rāmī ir 1152 paraugi. Tehniski tas ir divas 576 paraugu granulas. Paraugi tiek izvadīti caur filtru, kas tālāk sadala skaņu noteiktā 32 frekvenču diapazonu komplektā. MP3 algoritms tālāk sadala šīs 32 frekvenču joslas ar koeficientu 18, izveidojot 576 vēl mazākas joslas. Katrā joslā ir 1/576 daļa no sākotnējā parauga frekvenču diapazona (kad sākām izvilkt kompaktdisku uz jūsu datoru).
Attēla kredīts: Kima Meirika izmantojot Wikimedia
Šajā posmā savu darbu veic divi sarežģīti matemātiski algoritmi: Modificēta diskrēta kosinusa transformācija (MDCT) un ātras Furjē transformācijas (FFT). Katrs nošķirtā izejmateriāla veic atšķirīgu procesu.
FFT analizē katru frekvenču joslu, lai atrastu skaņas, kuras var viegli maskēt, pārliecinoties, ka frekvenču maskēšana saglabā svarīgās skaņas ierakstā.
Pēc tam paraugi tiek sakārtoti un nodoti MDCT. MDCT pārvērš katru joslu spektrālo vērtību kopā. Spektrālās vērtības precīzāk atspoguļo veidu, kā mūsu dzirde interpretē audio. Tāpēc daudzi saspiesti audio kodētāji audio datu noņemšanai izmanto spektrālās vērtības. Kad spektrālā informācija un granulas analīze ir pabeigta, sākas faktiskais saspiešanas process.
Īsa MP3 vēsture
Vai atceries savu pirmo MP3 atskaņotāju? Man paveicās, ka man bija oriģināls iPod - līdz kāds vīrietis ar nazi to atbrīvoja no manis. Mini diski katrā ziņā bija foršāk.
Neatkarīgi no tā, kad sākotnējais iPod strauji palielināja vēlmi pēc MP3 (2001. gadā), formāts jau bija astoņus gadus vecs. Turklāt MP3 jau radīja viļņus internetā un citās pārnēsājamās digitālās mūzikas ierīcēs.
No kurienes nāca MP3?
MP3 bija a M oving Lpp ledus UN xperts G grupas (MPEG) dizains, kas ir daļa no sākotnējā MPEG-1 audio un video saspiešanas standarta. MP3 ir saīsinājums no MPEG-1 Audio Layer III, kas apstiprināts lietošanai 1991. gadā un beidzot publicēts 1993. gadā.
MP3 ideja ir diezgan forša.
MP3 algoritms izmanto cilvēka dzirdes uztveres ierobežojumus, ko sauc par dzirdes maskēšanu. Dzirdes maskēšana notiek, ja vienas skaņas uztveri ietekmē citas klātbūtne. Turklāt katrā dziesmā ir audio elementi, kas nav pamanāmi kopējā klausīšanās pieredzē. Manfrēds R. Šrēders pirmo reizi ierosināja psihoakustisko maskēšanas kodeku 1979. gadā. Tomēr tikai MPEG (kā ISO/IEC apakškomitejas) izveide 1988. gadā sākās saskaņota iniciatīva par globālu standartu.
MP3 vēsturē ir vēl viens svarīgs nosaukums: Karlheinz Brandenburg. 1980. gados Brandenburga sāka strādāt pie digitālās mūzikas saspiešanas, 1989. gadā pabeidzot promocijas darbu dažādus saspiešanas veidus, pie kuriem viņš bija strādājis konstatēja ierobežojumus gan tajā laikā pieejamajās tehnoloģijās, gan agrīnās kodēšanas procesu izstrādē. Viņš kopā ar citiem MPEG dibinātājiem saprata, ka pietiks tikai ar jaunu sistēmu.
Fraunhofera institūts
1990. gadā Brandenburga kļuva par Erlangenas-Nirnbergas universitātes docenti. Viņš turpināja darbu pie kompresijas kopā ar Fraunhofera biedrību (galu galā viņš pievienosies Fraunhofer 1993).
'Mums bija audio apakšgrupa kinofilmu grupā [MPEG],' skaidroja Brandenburga NPR intervija . “Beigās mēs visi kopā atradām kompromisu, kuram bija dažādi režīmi, tā sauktais I, II un III slānis. . . Un lielākā daļa mūsu ideju nonāca MPEG audio saspiešanas režīmos. . . kas bija vissarežģītākais un nodrošināja vislabāko kvalitāti ar zemu bitu pārraides ātrumu - to sauca par slāni III ”.
Brandenburga izmantoja Suzanne Vega dziesmu “Tom's Diner”, lai pilnveidotu saspiešanas algoritmu, klausoties to atkal un atkal, lai pārliecinātos, ka viņa mīkla nelabvēlīgi neietekmē Vegas balss ierakstīšanu.
MP3 eksplodē
MP3 pēc tam, kad tā oficiāli tika izlaista, dusmu stāvoklī atradās pāris gadus, kodeku uzskatīja par “pārāk sarežģītu” plašai lietošanai.
Tomēr 1997. gadā lietas mainījās - ātri.
Pirmkārt, “Austrālijas students” iegādājās profesionālu kodēšanas programmatūru l3enc no vācu firmas. Viņš pārveidoja programmatūru, pārveidoja to un augšupielādēja to ASV universitātes FTP ar LASĪT failu, sakot: 'Šī ir bezmaksas programma, pateicoties Fraunhofer.' Šis mazais akts uzreiz mainīja piekļuvi MP3 kodēšanai un atšifrēšanai. Pēkšņi, ievietojot kompaktdisku datorā, tika iegūts augstas kvalitātes audio nelielos failu izmēros.
Otrkārt, Nullsoft izlaida cienījamo Winamp audio atskaņotāju. No kompaktdiska izvilktus MP3 failus var viegli atskaņot datorā.
Tajā pašā laikā internets bija izplatījies miljonos māju visā pasaulē. Miljoniem HDD tika piepildīti ar MP3 , un formāts kļuva par vēlamo audio failu koplietošanas formātu agrīnajiem vienādranga failu apmaiņas pakalpojumiem, piemēram, Napster, Gnutella un eDonkey (Gnutella bija vēl viens Nullsoft projekts). Mūzikas pirātisms bija dzīvs un nikns, un to nelielā mērā veicināja MP3 pieaugums.
MP3 atskaņotāji
Nākamajā ieguvumā izveidotajai audio industrijai parādījās pārnēsājami MP3 atskaņotāji. Deviņdesmito gadu sākumā Fraunhofera institūts mēģināja un nespēja izveidot tirgojamu MP3 atskaņotāju. Vienkārši bija par agru to plaši pieņemt. Lai pārnēsājamiem MP3 atskaņotājiem dotu impulsu, tam bija nepieciešama iepriekšminētā failu koplietošanas, interneta izplatīšanas un izvilkšanas programmatūras kombinācija.
Dienvidkorejas uzņēmums Elger Labs iepazīstināja ar $ 250 MPMAN F10, kas aprīkots ar milzīgu 32 MB atmiņu. Tā nebija aizraujoša dzirkstele nozarei, kā mēs to zinām. Šī atzinība ir saistīta ar Diamond Rio PMP300, kurā ir arī 32 MB.
Dimanta Rio panākumi piesaistīja nevēlamu uzmanību. Amerikas ierakstu industrijas asociācija (RIAA) iesūdzēja tiesā Diamond Multimedia Systems (ražotājs) un zaudēja. Tomēr RIAA pareizi pieņēma, ka tas bija endēmiskā muzikālā pirātisma sākums, kas turpinās līdz pat šai dienai.
Kas notika tālāk, jūs jautājat?
Nu, mazpazīstama ierīce ar nosaukumu iPod nokļuva tirgos, pilnībā leģitimizējot MP3 kā tā laika de facto audio formātu, un RIAA uzsāka savu (notiekošo) krusta karu pret pirātiem visā pasaulē.
Pārējais, kā mēs sakām, ir vēsture.
Kāpēc tad MP3 mirst?
Fraunhofera institūtam piederēja MP3 patents. 2017. gada 23. aprīlī to atlikušajiem patentiem beidzās derīguma termiņš. Tāpēc Fraunhofers vairs nevar izsniegt jaunas MP3 licences. Mēs esam precīzi izskaidrojuši, kas notiek ar šiem “apokaliptiskajiem” virsrakstiem, kā arī to, kā tas ietekmēs jūs.
Vai vēlaties TL; DR? MP3 nav miris un nekur nepazudīs.
Viens no galvenajiem iemesliem, ko Fraunhofers minēja, lai atbrīvotos no MP3, bija vecums. Tā vairs nevar konkurēt ar saviem jaunākajiem un spīdīgākajiem kodekiem. Viņu ieteikums? Tā vietā izmantojiet uzlaboto audio kodēšanu (AAC). Nejauši Fraunhoferam ir arī (pašreizējais) AAC patents, tāpēc mums ir dažas MP3 alternatīvas, no kurām varat izvēlēties zemāk.
MP3 alternatīvas
Jūsu MP3 kolekcija pēkšņi nesadegs, tāpat kā esošie kodētāji un dekodētāji turpinās ražot MP3 failus. Tas nozīmē, ka MP3 tagad ir nedaudz novecojis. Ir vairāki bezmaksas alternatīvi audio formāti tagad varat izmantot digitālās mūzikas glabāšanai.
- AAC - Uzlabotā audio kodēšana, kā minēts iepriekš, ir MP3 pēctecis. Vienīgā problēma ir tā, ka formāts pats par sevi tagad izskatās nedaudz novecojis. Neskatoties uz to, AAC parasti sasniedz labāku audio precizitāti nekā MP3 ar līdzīgiem bitu pārraides ātrumiem un failu izmēriem. AAC ir arī zaudējumu formāts.
- Ogg Vorbis - Vorbis formāts, ko parasti izmanto kopā ar Ogg konteinera formātu. Tas ir labāks, nedaudz jaunāks, atvērtā koda radinieks MP3. Neskatoties uz to, ka Ogg piedāvā labāku saspiešanu, augstāku bitu pārraides ātrumu un kopumā labāku audio kvalitāti, Ogg nekad nav pacēlies tādā pašā veidā kā MP3, jo trūkst atbalstītu ierīču. Ogg ir arī zaudējumu formāts.
- FLAC - Bezmaksas bezzudumu audio kodeks ir vispopulārākais audio bez kodeku formāts bez zudumiem. Kāpēc? FLAC piedāvā precīzu avota materiāla audio kopiju, kas ir uz pusi mazāka nekā tradicionālais kompaktdisks. Skaņas, kuras visvairāk ietekmē MP3 (piem., Ģitāras, cimboles, reverbi u.c.), paliek neskaidras, lai gan ir ievērojami saspiestas. FLAC ir bezzudumu formāts.
MP3 nav miris
Jums nav par ko uztraukties. Jūs varat turpināt kopēšanu uz MP3, un jūsu ierīces turpinās atskaņot jūsu mūziku. Ilgtermiņā būs vērts vismaz izpētīt jaunāku kolekcijas audio formātu. Kompresijas paņēmieni uzlabosies un precīzu kopiju failu izmēri samazināsies.
Turklāt ir vērts apsvērt uzglabāšanas jaudu. Kad ieradās pirmie pārnēsājamie MP3 atskaņotāji ar 32 MB krātuvi, tas bija forši , bet acīmredzot nepietiek. Lielākā iPod Classic krātuve bija 160 GB. Tas var tikt saspiests ar pielāgotu krātuves jaunināšanu līdz 240 GB - krietni vairāk nekā 1 000 000 atsevišķu MP3 celiņu. Lieta ir tāda, ka, palielinoties krātuves izmēram un samazinoties fiziskajam izmēram, mēs varam paveikt vairāk ar mazāk.
Visbeidzot, internets turpina mainīt veidu, kā mēs klausāmies mūziku. Es mēdzu pirātiski atskaņot mūziku, jo nevarēju atļauties maksāt USD 12–20 par katru nākamo albumu. Tagad man ir Spotify ģimenes plāna konts ar piekļuvi miljoniem ierakstu un Amazon Prime konts ar miljoniem citu. Vienīgais, kas mani ierobežo, ir mans interneta savienojums, un pat tad viņiem abiem ir iespējas lejupielādēt bezsaistē augstas kvalitātes formātos.
Tas nav tik svarīgi kā kādreiz, bet MP3 nav miris.
Kāds ir jūsu vēlamais audio formāts? Vai jums nepieciešama kraukšķīga realitāte bez zaudējumiem? Vai ārkārtēja zuduma formāta saspiešana? Vai straumēšanas pakalpojumu izplatīšanās laikā jūsu mūzikas lietojums ir mainījies? Atstājiet man rindiņu komentāros, un es atgriezīšos pie jums.
Attēlu kredīts: Ti Santi, izmantojot Shutterstock.com
Kopīgot Kopīgot Čivināt E -pasts Rokas animācijas rokasgrāmata iesācējiemRunas animēšana var būt izaicinājums. Ja esat gatavs sākt pievienot dialogu savam projektam, mēs to sadalīsim jūsu vietā.
Lasīt Tālāk Saistītās tēmas- Izskaidrota tehnoloģija
- Izklaide
- MP3
- Failu saspiešana
- Audio pārveidotājs
Gevins ir jaunākais redaktors operētājsistēmai Windows un Technology Explained, regulārs Really Useful Podcast līdzstrādnieks un regulārs produktu recenzents. Viņam ir bakalaura grāds (Hons) Mūsdienu rakstīšana ar digitālās mākslas praksi, kas izlaupīta no Devonas kalniem, kā arī vairāk nekā desmit gadu profesionālā rakstīšanas pieredze. Viņam patīk daudz tējas, galda spēles un futbols.
Vairāk no Gevina FilipsaAbonējiet mūsu biļetenu
Pievienojieties mūsu informatīvajam izdevumam, lai iegūtu tehniskus padomus, pārskatus, bezmaksas e -grāmatas un ekskluzīvus piedāvājumus!
Noklikšķiniet šeit, lai abonētu