MP3: n kuolema: Lyhyt historia maailman suosituimmasta ääniformaatista

Mainos

Saksan säätiö, joka omistaa patentin kunnioitettavalle ”vanhalle” musiikkimuodolle MP3, ilmoitti äskettäin antavansa patentin raukeaa. MP3 puhalsi äänitiedostojen jakamista avoinna koko 1990-luvun ja 2000-luvun alkupuolella. Tietojen pakkaamisen, tiedostokokojen ja säilytetyn äänenlaadun yhdistelmä takasi äänimuodon, joka oli tiedossa piratismiargumentin molemmin puolin.

Otsikot lukevat ”MP3 Is Dead”, mutta mikä tahansa todellinen audiofiili tietää, että todellinen kuolema on erittäin epätodennäköistä. Siitä huolimatta on aika tarkastella maailmankuulujen audioformaattien historiaa ja sitä, mikä saattaa tulla lähitulevaisuudessa.

Kuinka MP3 toimii?

Korvasi ikästä ja väärinkäytöstä riippuen kuulon taajuusalueesi on välillä 20 Hz - 20 000 Hz. Lisäksi korvamme ovat herkein 2–5 kHz: n äänitaajuuksille. Kuulomme on myös rajoitettu kyvyllämme suodattaa ja prosessoida äänisignaaleja sellaisenaan saapua.

Taajuuden peittäminen - avain MP3-pakkaamiseen - perustuu aivojen kyvyttömyyteen erottaa tietyt signaalit.

Kuvittele, että meillä on kaksi ääntä. Heillä on hyvin samanlaiset taajuudet (esim. 200 Hz ja 210 Hz), mutta niitä soitetaan eri äänenvoimakkuuksilla. Heikompi ääni kuuluu yksinään, mutta vahvempi on erotettavissa vain, jos niitä soitetaan samanaikaisesti. Prosessia, jolla yhden taajuuden peitetään toisella läheisellä taajuudella, kutsutaan ”peittämiseksi”. Taajuuden peittäminen toimii tehokkaasti äänispektrin ylä- ja alaosassa.

Kopiointi CD

Oletetaan, että kopioimme CD-levyä tietokoneellesi. CD-levyn musiikista on näyte 5 vinkkiä äänitiedostojen koon optimoimiseksiJos olet joskus halunnut pienentää äänitiedoston kokoa, mutta et ollut varma, kuinka tehdä tämä vaikuttamatta äänityksen laatuun, tässä on kaikki mitä sinun tarvitsee tietää. Lue lisää 44 100 kertaa sekunnissa (44,1 kHz). Näytteet ovat 2 tavua pitkiä (1 tavu on 16 bittiä). MP3 tukee useita nopeuksia, mutta käyttää tyypillisesti CD-standardia 44,1 kHz.

Yksittäinen MP3-tiedosto koostuu MP3-kehyksistä, joissa on otsikko ja datalohko. Jokainen kehys sisältää 1 152 näytettä. Teknisesti se on kaksi 576 näytteen "rakeista". Näytteet johdetaan suodattimen läpi, joka jakaa äänen edelleen tiettyyn 32 taajuusalueen joukkoon. MP3-algoritmi jakaa sitten nämä 32 taajuuskaistaa kertoimella 18, jolloin saadaan 576 vielä pienempiä kaistoja. Jokainen kaista sisältää 1/576: ta alkuperäisen näytteen taajuusalueesta (kun aloimme CD-levyn kopiointi tietokoneellesi).

Tässä vaiheessa työskentelevät kaksi monimutkaista matemaattista algoritmia: Muokattu diskreetti kosinusmuunnos (MDCT) ja nopea Fourier-muunnos (FFT). Jokainen suorittaa erilaisen prosessin eriteltyyn lähdemateriaaliin.

FFT: t analysoivat jokaisen taajuuskaistan helposti peitettävien äänien suhteen varmistamalla, että taajuuden peittäminen säilyttää raidan tärkeät äänet.

Sitten näytteet lajitellaan ja siirretään MDCT: lle. MDCT muuttaa jokaisen kaistan spektriarvojen joukkoksi. Spektriarvot kuvaavat tarkemmin tapaa, jolla kuulomme tulkitsee ääntä. Siksi monet pakatut äänenkooderit käyttävät spektriarvoja äänidatan poistamiseen. Kun spektritiedot ja rakeen analyysi ovat valmis, todellinen pakkausprosessi alkaa Kuinka äänenpakkaus toimii ja voisitko kertoa eron?Tässä artikkelissa tarkastellaan kuinka musiikin pakkaaminen toimii ja onko sillä mitään todellista vaikutusta musiikin toistoon. Lue lisää .

Lyhyt MP3-historia

Muistatko ensimmäisen MP3-soittimesi? Minulla oli onni saada alkuperäinen iPod - kunnes mies veitsellä vapautti sen omistani. MiniDisc olivat joka tapauksessa paljon viileämpiä.

Siitä huolimatta, että alkuperäisen iPodin lisääntyessä nopeasti MP3-toiveiden kasvua (vuonna 2001), muoto oli jo kahdeksan vuotta vanha. Lisäksi MP3 aaltoi jo Internetissä ja muissa kannettavissa digitaalisissa musiikkilaitteissa.

Mistä MP3 tuli?

MP3 oli Moving Picture EXperts Gryhmäsuunnittelu (MPEG) osana alkuperäistä MPEG-1-äänen ja videon pakkausstandardia. MP3 on lyhenne MPEG-1 Audio Layer III: sta, hyväksytty käytettäväksi vuonna 1991 ja julkaistu lopulta vuonna 1993.

Idea MP3: sta on aika hieno.

MP3-algoritmissa hyödynnetään ihmisen kuulon havaintorajoituksia, joihin viitataan kuulonaamana. Auditiivinen peittäminen tapahtuu, kun toisen esiintyminen vaikuttaa yhden äänen havaintoon. Lisäksi jokainen kappale sisältää äänielementtejä, jotka eivät ole havaittavissa kokonaiselle kuuntelukokemukselle. Manfred R. Schroeder ehdotti psykoakustista naamiointikoodekkia ensimmäisen kerran vuonna 1979. Vasta vuonna MPEG: n (ISO / IEC: n alakomiteana) perustamisen jälkeen vuonna 1988 aloitettiin yhteinen aloite globaalin standardin laatimiseksi.

MP3: n historiassa on toinen tärkeä nimi: Karlheinz Brandenburg. Brandenburg aloitti digitaalisen musiikin pakkaamisen 1980-luvulla ja suoritti väitöskirjansa vuonna 1989. erilaisia ​​pakkaustapoja, joita hän oli työskennellyt Kuinka tiedostojen pakkaus toimii?Kuinka tiedostojen pakkaus toimii? Opi tiedostojen pakkaamisen perusteet ja ero häviöllisen ja häviöttömän pakkauksen välillä. Lue lisää löysi rajoituksia sekä tuolloin käytettävissä olevissa tekniikoissa että varhaisten koodausprosessien suunnittelussa. Hän yhdessä muiden MPEG: n perustajien kanssa ymmärsi, että vain uusi järjestelmä riittää.

Fraunhofer-instituutti

Vuonna 1990 Brandenburgista tuli apulaisprofessori Erlangen-Nürnbergin yliopistossa. Hän jatkoi töitä puristamiseksi Fraunhofer-seuran kanssa (hän ​​liittyi lopulta Fraunhofer 1993).

"Meillä oli audio-alaryhmä elokuvaryhmässä [MPEG]", Brandenburg selitti NPR-haastattelu. "Lopulta meillä kaikilla yhdessä oli laadittu kompromissi, jolla oli erilaisia ​​muotoja, ns. Kerros I, kerros II, kerros III... Ja suurin osa ideoistamme meni MPEG-äänen pakkaustiloihin... joka oli monimutkaisin ja joka antoi parhaan mahdollisen laadun alhaisilla bittinopeuksilla - sitä kutsuttiin kerrokseksi III. ”

Brandenburg käytti Suzanne Vegan kappaleessa ”Tom’s Diner” tarkentaa pakkausalgoritmia, kuunnellen sitä uudestaan ​​ja uudestaan ​​varmistaaksemme, että hänen sietominen ei vaikuttanut haitallisesti levyn nauhoittamiseen Vegan ääni.

MP3 räjähtää

MP3 istui parissa vuodessa virallisen julkaisunsa jälkeen, koodekkia pidettiin ”liian monimutkaisena” laajalle leviämistä varten.

Vuonna 1997 asiat kuitenkin muuttuivat - nopeasti.

Ensinnäkin ”australialainen opiskelija” osti ammattimaisen koodausohjelmiston l3enc saksalaiselta yritykseltä. Hän käänsi suunnitellun ohjelmiston, käänsi sen uudelleen ja lähetti sen Yhdysvaltain yliopiston FTP: lle LUEMINUT tiedosto sanoo: "Tämä on ilmainen ohjelma Fraunhoferin ansiosta." Tämä pieni teko muutti heti pääsyn MP3-koodaukseen ja -dekoodaukseen. Yhtäkkiä CD-levyn kiinnittäminen tietokoneeseen tuotti korkealaatuisen äänen pienikokoisina.

Toiseksi Nullsoft julkaisi kunniallisen Winamp-soittimen. CD-levyltä kopioidut MP3-tiedostot voidaan toistaa helposti tietokoneella.

Samaan aikaan Internet oli levinnyt miljooniin koteihin ympäri maailmaa. Miljoonat kiintolevyt täyttivät MP3-tiedostoja 4 fantastista työkalua massiivisen MP3-kokoelmasi hallintaanMusiikkikirjaston hallinta voi olla täysin turhauttava kokemus, varsinkin jos sinulla on vuosia järjestämätöntä musiikkia, joka odottaa lajittelua ja merkitsemistä oikein. Huono musiikkikirjaston hallinta palaa takaisin ja puree sinua myöhemmin ... Lue lisää , ja muodosta tuli suositeltava äänitiedostojen jakamismuoto varhaisissa vertaisverkkotiedostojen jakamispalveluissa, kuten Napster, Gnutella ja eDonkey (Gnutella oli toinen Nullsoft-projekti). Musiikillinen merirosvous oli elossa ja rehottavaa, eikä MP3: n lisääntyminen sitä tukenut.

MP3-soittimet

Kannettavien MP3-soittimien ilmestyminen vakiintuneelle ääniteollisuudelle jatkoi siunausta. 1990-luvun alkupuolella Fraunhofer-instituutti oli yrittänyt luoda markkinoitavan MP3-soittimen ja epäonnistunut siitä. Se oli yksinkertaisesti liian aikaista laajalle hyväksymiselle. Se tarvitsi edellä mainittua tiedostojen jakamisen, Internetin leviämisen ja kopiointiohjelmistojen yhdistelmää kannettavien MP3-soittimien vauhdittamiseksi.

Etelä-korealainen yritys Elger Labs esitteli 250 dollarin MPMAN F10 -tuotteen, joka sisältää mahtava 32 Mt: n muistin. Se ei ollut ajatteleva kipinä teollisuudelle, koska sen tiedämme. Tämä kiitos kuuluu Diamond Rio PMP300 -laitteelle, jolla on myös 32 Mt.

Diamond Rion menestys herätti ei-toivottua huomiota. Amerikan äänitysteollisuusyhdistys ry (RIAA) haastoi Diamond Multimedia Systems (valmistaja) - kadonneen. RIAA oletti kuitenkin oikein, että tämä oli endeemisen musiikillisen merirosvouksen alku, joka jatkuu tähän päivään saakka.

Mitä seuraavaksi tapahtui, kysyt? Musiikin kulutuksen evoluutio: Kuinka pääsimme tänneIPodin, musiikkia soittavan matkapuhelimen ja useiden streaming media -alustojen nousu osoittaa kohti yhtä yksinkertaista ajatusta: musiikki on tärkeä. Mutta kuinka pääsimme tänne? Lue lisää

No, vähän tunnettu laite nimeltään iPod osui markkinoihin laillistamalla MP3: n täysin ajanjakson tosiasialliseksi äänimuodoksi, ja RIAA aloitti (jatkuvan) ristiretkensä merirosvoja vastaan ​​ympäri maailmaa.

Loppuosa, kuten sanomme, on historiaa.

Miksi MP3 kuolee sitten?

Fraunhofer-instituutti omisti MP3-patentin. Heidän jäljellä olevat patenttinsa päättyivät 23. huhtikuuta 2017. Siksi Fraunhofer ei voi enää antaa uusia MP3-lisenssejä. Olemme selitti tarkalleen mitä tapahtuu Kuinka "MP3: n kuolema" vaikuttaa sinuun?Olet ehkä nähnyt otsikot, jotka viittaavat siihen, että MP3 on kuollut. Onneksi tämä on hölynpölyä. Joten mikä on totuus otsikoiden takana ja miten oikea tarina vaikuttaa sinuun? Lue lisää näillä "apokalyptisillä" otsikoilla ja kuinka se vaikuttaa sinuun.

Haluatko TL; DR? MP3 ei ole kuollut eikä ole menossa minnekään.

Yksi tärkeimmistä syistä, jonka Fraunhofer antoi MP3-levyn päästämiseen, oli ikä. Se ei voi enää kilpailla uudempien ja loistavampien koodekkis serkkujensa kanssa. Heidän ehdotuksensa? Käytä sen sijaan Advanced Audio Coding (AAC). Sattumalta Fraunhoferillä on myös (meneillään oleva) AAC-patentti, joten meillä on alla muutamia MP3-vaihtoehtoja, joista voit valita.

MP3-vaihtoehdot

MP3-kokoelmasi ei yhtäkkiä polta, aivan kuten olemassa olevat kooderit ja dekooderit tuottavat edelleen MP3-tiedostoja. MP3 sanoi, että se on vähän päivätty. On useita ilmaiset vaihtoehtoiset ääniformaatit 10 yleisintä äänimuotoa: kumpaa kannattaa käyttää?Tiedätkö MP3: sta, mutta entä AAC, FLAC, OGG tai WMA? Miksi niin monia äänitiedostomuotoja on olemassa ja onko paras äänimuoto? Lue lisää voit tallentaa digitaalimusiikkisi nyt.

• AAC - Advanced audio Coding, kuten edellä mainittiin, on seuraaja MP3: lle. Ainoa ongelma on, että muoto itsessään näyttää nyt hieman vanhentuneelta. Siitä huolimatta AAC saavuttaa yleensä paremman äänentoiston kuin MP3, samanlaisilla bittinopeuksilla ja tiedostokokoilla. AAC on myös häviöllinen muoto.
• Ogg Vorbis - Vorbis-muoto, jota käytetään yleisesti yhdessä Ogg-säilömuodon kanssa. Se on parempi, hieman nuorempi, avoimen lähdekoodon serkku MP3: lle. Huolimatta siitä, että Ogg tarjoaa paremman pakkauksen, suuremman bittinopeuden ja yleensä paremman äänenlaadun, Ogg ei koskaan käynnistynyt samalla tavalla kuin MP3, koska tuettuja laitteita ei ole. Ogg on myös häviöllinen muoto.
• FLAC - Free Lossless Audio Codec on suosituin häviötön audiokoodekkimuoto. Miksi? FLAC tarjoaa tarkan äänikopion lähdemateriaalista, puolet perinteisen CD-levyn koosta. Äänet, joihin MP3 vaikuttaa eniten (esim. Kitarat, symbaalit, kaiku jne.), Pysyvät terävinä huolimatta siitä, että ne ovat merkittävästi pakattuja. FLAC on häviötön muoto.

MP3 Ain’t Dead

Sinulla ei ole mitään hätää. Voit jatkaa MP3-tiedostojen kopiointia, ja laitteesi toistavat musiikkia edelleen. Pitkällä aikavälillä on ainakin syytä tutkia kokoelmasi uudempi äänimuoto. Pakkaustekniikat etenevät Kuinka pakata suuria äänitiedostoja: 5 helppoa ja tehokasta tapaaPitäisikö pienentää äänitiedostojesi kokoa? Tässä on useita tapoja pakata suuret äänitiedostot. Lue lisää ja tarkkojen kopioiden tiedostokoko pienenee.

Lisäksi kannattaa harkita säilytyskapasiteettia. Kun ensimmäiset kannettavat MP3-soittimet saapuivat 32 Mt tallennustilalla 7 tekniikkaa, joka tuli ja meni viimeisen 15 vuoden aikanaMuistatko Walkmanin? Sonyn kannettava kasettisoitin mullisti musiikkiteollisuuden. Lue lisää , se oli viileä, mutta ilmeisesti ei riitä. IPod classicin suurin tallennustila oli 160 Gt. Että voidaan räjäyttää mukautetun tallennuspäivityksen avulla Hengitä uutta elämää klassiseen vanhaan iPodiin näiden parhaiden vinkkien avullaOlemme kaikki tehneet sen. Ostat uuden kiiltävän kappalepaketin kohtuuttomalla hinnalla, ja kaksi vuotta myöhemmin se on pölyä keräävän laatikon takana - vanhan iPodin rinnalla. Lue lisää mahtavaan 240 Gt: ään - reilusti yli 1 000 000 yksittäistä MP3-kappaletta. Asia on, että kun varastointikoko kasvaa ja fyysinen koko pienenee, voimme tehdä enemmän vähemmällä.

Viimeinkin Internet muuttaa jatkuvasti musiikin kuuntelua. Käytin laittomasti musiikkia, koska minulla ei ollut varaa maksaa 12–20 dollaria jokaisesta julkaistusta uudesta albumista. Nyt minulla on Spotify-perhesuunnitelma Säästä premium-tilauksissa näillä 9 jaettavalla tililläEnsiluokkaiset tilauspalvelut ovat suuria, mutta kustannukset kasvavat nopeasti. Tässä on 9 palvelua, jotka voit jakaa saadaksesi kaiken irti rahastasi. Lue lisää pääsy miljooniin raitoihin ja Amazon Prime -tili miljoonilla muilla. Ainoa minua rajoittava asia on Internet-yhteys ja jopa silloin molemmilla on vaihtoehdot lataamiseen offline-tilassa korkealaatuisessa muodossa.

Se ei ole niin tärkeä kuin koskaan, mutta MP3 ei ole kuollut.

Mikä on mieluisin äänimuoto? Tarvitsetko häviämättömän terävän todellisuuden? Tai häviöllisen muodon äärimmäinen pakkaaminen? Onko musiikkisi käyttö muuttunut siitä lähtien, kun suoratoistopalvelut ovat yleistyneet? Jätä minulle rivi kommentteihin, ja palaan sinuun.

Kuvahyvitys: Ti Santi Shutterstock.com-sivuston kautta