MP3: n kuolema: Lyhyt historia maailman suosituimmista äänimuodoista

Saksalainen säätiö, joka omistaa patentin kunnioitettavalle 'vanhalle' musiikkimuodolle MP3, ilmoitti äskettäin antavansa patentin raukeaa. MP3 puhalsi äänitiedostojen jakamisen auki 1990- ja 2000-luvun alussa. Tietojen pakkaamisen, tiedoston koon ja säilytetyn äänenlaadun yhdistelmä varmisti, että äänimuoto on tunnettu yleisesti piratismiargumentin kummallakin puolella.

Otsikoissa lukee 'MP3 on kuollut', mutta todellinen audiofiili tietää todellisen kuoleman olevan erittäin epätodennäköistä. Siitä huolimatta on aika tarkastella maailmankuulun ääniformaatin historiaa ja mitä lähitulevaisuudessa saattaa tulla.

Kuinka MP3 toimii?

Kuulon taajuusalue on 20–20 000 Hz riippuen korvasi iästä ja väärinkäytöstä. Lisäksi korvamme ovat herkimpiä äänitaajuuksille välillä 2 kHz - 5 kHz. Kuuloamme rajoittaa myös kykymme suodattaa ja käsitellä audiosignaaleja niiden saapuessa.

Kuvahyvitys: flatvector Shutterstockin kautta

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

Kuvittele, että meillä on kaksi ääntä. Niillä on hyvin samanlaiset taajuudet (esim. 200 Hz ja 210 Hz), mutta niitä toistetaan eri äänenvoimakkuuksilla. Heikompi ääni kuuluu itsestään, mutta voimakkaampi on erotettavissa vain, jos ne toistetaan samanaikaisesti. Prosessia, joka kattaa yhden taajuuden toisella läheisellä taajuudella, kutsutaan peittämiseksi. Taajuuden peittäminen toimii tehokkaasti audiospektrin ylä- ja alaosassa.

CD -levyn kopioiminen

Oletetaan, että kopioimme CD -levyn tietokoneellesi. CD -levyn musiikkia näytetään 44 100 kertaa sekunnissa (44,1 kHz). Näytteet ovat 2 tavua pitkiä (1 tavu on 16 bittiä). MP3 tukee useita taajuuksia, mutta käyttää tyypillisesti CD-standardia 44,1 kHz.

miten selvittää, mikä yksityinen video oli youtubessa

Yksittäinen MP3 -tiedosto koostuu MP3 -kehyksistä, joissa on otsikko ja datalohko. Jokainen kehys sisältää 1152 näytettä. Teknisesti se on kaksi 576 näytteen raetta. Näytteet ajetaan suodattimen läpi, joka jakaa äänen edelleen tiettyyn 32 taajuusalueeseen. MP3 -algoritmi jakaa sitten edelleen nämä 32 taajuuskaistaa kertoimella 18, jolloin syntyy 576 vielä pienempää kaistaa. Jokainen kaista sisältää 1/576: n alkuperäisen näytteen taajuusalueesta (kun aloitimme CD: n kopioinnin tietokoneellesi).

Kuvaluotto: Kim Meyrick Wikimedian kautta

Tässä vaiheessa kaksi monimutkaista matemaattista algoritmia tekevät tehtävänsä: Muokattu erillinen kosinimuunnos (MDCT) ja nopeat Fourier -muunnokset (FFT). Jokainen suorittaa eri prosessin hajotetulle lähdemateriaalille.

FFT: t analysoivat jokaista taajuuskaistaa helposti peitettävien äänien suhteen varmistaen, että taajuuden peittäminen säilyttää raidan tärkeät äänet.

Näytteet lajitellaan ja siirretään MDCT: lle. MDCT muuttaa jokaisen kaistan spektriarvoiksi. Spektriarvot edustavat tarkemmin tapaa, jolla kuulomme tulkitsee ääntä. Siksi monet pakatut äänikooderit käyttävät spektriarvoja äänidatan poistamiseen. Kun spektritiedot ja rakeen analyysi on valmis, varsinainen puristusprosessi alkaa.

Lyhyt MP3 -historia

Muistatko ensimmäisen MP3 -soittimesi? Minulla oli onni saada alkuperäinen iPod - kunnes mies veitsellä vapautti sen hallustani. MiniDiscs olivat muuten viileämpiä.

Siitä huolimatta, että kun alkuperäinen iPod eskaloi nopeasti MP3 -haluja (vuonna 2001), muoto oli jo kahdeksan vuotta vanha. Lisäksi MP3 oli jo aaltoja Internetissä ja muissa kannettavissa digitaalisissa musiikkilaitteissa.

Mistä MP3 tuli?

MP3 oli a M oving P jäätelö JA xperts G (MPEG) -suunnittelu osana alkuperäistä MPEG-1-äänen ja -videon pakkausstandardia. MP3 on lyhenne sanoista MPEG-1 Audio Layer III, hyväksytty käytettäväksi vuonna 1991 ja lopulta julkaistu vuonna 1993.

Idea MP3: n takana on varsin siisti.

MP3 -algoritmi hyödyntää ihmisen kuulon havaintorajoituksia, joita kutsutaan kuulon peittämiseksi. Kuulonsuojaus tapahtuu, kun toisen äänen havaitsemiseen vaikuttaa toisen läsnäolo. Lisäksi jokainen kappale sisältää äänielementtejä, jotka eivät ole havaittavissa koko kuuntelukokemuksen kannalta. Manfred R. Schroeder ehdotti ensimmäisen kerran psykoakustista peitekoodekkia vuonna 1979. Kuitenkin vasta MPEG: n (ISO/IEC: n alakomitea) perustamisen jälkeen vuonna 1988 aloitettiin maailmanlaajuisen standardin yhteinen aloite.

MP3: n historiassa on toinen tärkeä nimi: Karlheinz Brandenburg. Brandenburg aloitti digitaalisen musiikin pakkaamisen 1980 -luvulla ja sai väitöskirjansa valmiiksi vuonna 1989. erilaisia puristusmuotoja, joita hän oli työskennellyt löysi rajoituksia sekä tuolloin käytettävissä olevissa tekniikoissa että varhaisten koodausprosessien suunnittelussa. Hän ja muut MPEG: n perustajajäsenet ymmärsivät, että vain uusi järjestelmä riittää.

Fraunhoferin instituutti

Vuonna 1990 Brandenburgista tuli apulaisprofessori Erlangen-Nürnbergin yliopistossa. Hän jatkoi puristustyötä Fraunhofer -yhdistyksen kanssa (hän liittyi lopulta Fraunhoferiin 1993).

'Meillä oli ääni -alaryhmä elokuvatyöryhmässä [MPEG]', Brandenburg selitti NPR -haastattelu . ”Lopulta me kaikki saimme aikaan kompromissin, jolla oli erilaisia toimintatapoja, niin sanottu kerros I, kerros II, kerros III. . . Ja suurin osa ideoistamme meni MPEG -äänen pakkausmuotoihin. . . joka oli monimutkaisin ja joka antoi parhaan laadun alhaisilla bittinopeuksilla - jota kutsuttiin Layer III: ksi. ''

Brandenburg käytti Suzanne Vegan kappaletta 'Tom's Diner' tarkentaakseen pakkausalgoritmia kuuntelemalla sitä uudestaan ja uudestaan varmistaakseen, että hänen tinkiminen ei vaikuttanut haitallisesti Vegan äänen tallentamiseen.

MP3 räjähtää

MP3 istui pahoissa oloissa pari vuotta virallisen julkaisunsa jälkeen, koodekin katsottiin olevan 'liian monimutkainen' laajalle levinneelle käytölle.

Vuonna 1997 asiat kuitenkin muuttuivat - nopeasti.

Ensinnäkin 'australialainen opiskelija' osti ammattimaisen koodausohjelmiston l3enc saksalaiselta yritykseltä. Hän käänsi ohjelmiston, käänsi sen uudelleen ja ladasi sen yhdysvaltalaisen yliopiston FTP: lle LUE tiedosto, jossa sanotaan: 'Tämä on ilmainen ohjelma Fraunhoferin ansiosta.' Tämä pieni teko muutti heti pääsyn MP3 -koodaukseen ja dekoodaukseen. Yhtäkkiä CD-levyn kiinnittäminen tietokoneeseen toi korkealaatuista ääntä pienikokoisina tiedostoina.

Toiseksi Nullsoft julkaisi arvostetun Winamp -äänisoittimen. CD -levyltä kopioidut MP3 -tiedostot voidaan helposti toistaa tietokoneella.

Samaan aikaan Internet oli levinnyt miljooniin koteihin ympäri maailmaa. Miljoonat kiintolevyt täyttyivät MP3 -levyillä , ja muodosta tuli ensisijainen äänitiedostojen jakamismuoto varhaisten vertaisverkkojen tiedostojen jakamispalveluissa, kuten Napster, Gnutella ja eDonkey (Gnutella oli toinen Nullsoft-projekti). Musiikillinen merirosvous oli elossa ja rehottaa, eikä sitä vähäisessä määrin auttanut MP3: n nousu.

MP3 -soittimet

Vakiintuneen ääniteollisuuden lisälahjaksi ilmestyi kannettavia MP3 -soittimia. 1990 -luvun alussa Fraunhofer -instituutti oli yrittänyt ja ei onnistunut luomaan myyntikelpoista MP3 -soitinta. Se oli yksinkertaisesti liian aikaista laajalle levitettäväksi. Se tarvitsi edellä mainittua yhdistelmää tiedostojen jakamisesta, Internetin leviämisestä ja kopiointiohjelmistosta kannettavien MP3 -soittimien vauhdittamiseksi.

Etelä -korealainen yritys Elger Labs esitteli 250 dollarin MPMAN F10 -puhelimen, jossa on mahtava 32 Mt: n muisti. Se ei ollut mieleenpainuva kipinä teollisuudelle sellaisena kuin me sen tunnemme. Tämä kunnia kuuluu Diamond Rio PMP300: lle, jossa on myös 32 Mt.

Diamond Rion menestys herätti ei -toivottua huomiota. Recording Industry Association of America (RIAA) haastoi Diamond Multimedia Systemsin (valmistaja) oikeuteen - ja hävisi. RIAA kuitenkin oletti oikein, että tämä oli alku endeemiselle musiikkipiraatille, joka jatkuu tähän päivään asti.

Mitä tapahtui seuraavaksi, kysyt?

No, vähän tunnettu laite nimeltä iPod osui markkinoille ja laillisti MP3: n täysin tosiasialliseksi ääniformaatiksi, ja RIAA aloitti (käynnissä olevan) ristiretkensä merirosvoja vastaan ympäri maailmaa.

Loppu, kuten sanomme, on historiaa.

Miksi MP3 kuolee sitten?

Fraunhofer -instituutti omisti MP3 -patentin. Niiden jäljellä olevat patentit vanhenivat 23. huhtikuuta 2017. Siksi Fraunhofer ei voi enää myöntää uusia MP3 -lisenssejä. Olemme selittäneet täsmälleen, mitä näillä 'apokalyptisilla' otsikoilla tapahtuu, ja kuinka se vaikuttaa sinuun.

Haluatko TL; DR? MP3 ei ole kuollut eikä se mene mihinkään.

Yksi tärkeimmistä syistä, miksi Fraunhofer esitti luopumisen MP3: sta, oli ikä. Se ei voi enää kilpailla uudempien ja kiiltävämpien koodekkisukulaistensa kanssa. Heidän ehdotuksensa? Käytä sen sijaan edistynyttä äänikoodausta (AAC). Sattumalta Fraunhoferilla on myös (käynnissä oleva) AAC -patentti, joten meillä on muutamia MP3 -vaihtoehtoja, joista voit valita alla.

MP3 -vaihtoehdot

MP3 -kokoelmasi ei pala yhtäkkiä, aivan kuten olemassa olevat kooderit ja dekooderit tuottavat edelleen MP3 -tiedostoja. Se sanoi, että MP3 on nyt hieman päivätty. On useita ilmaisia vaihtoehtoisia ääniformaatteja voit tallentaa digitaalisen musiikkisi nyt.

AAC - Edistynyt äänikoodaus, kuten edellä mainittiin, on MP3: n seuraaja. Ainoa ongelma on, että muoto itsessään näyttää nyt hieman vanhentuneelta. Siitä huolimatta AAC saavuttaa yleensä paremman äänitarkkuuden kuin MP3, samanlaisilla bittinopeuksilla ja tiedostokokoilla. AAC on myös häviöllinen muoto.
Ogg Vorbis - Vorbis-muoto, jota käytetään yleisesti yhdessä Ogg-konttiformaatin kanssa. Se on parempi, hieman nuorempi, avoimen lähdekoodin serkku MP3: lle. Huolimatta paremmasta pakkauksesta, korkeammista bittinopeuksista ja yleensä paremmasta äänenlaadusta, Ogg ei koskaan lähtenyt samalla tavalla kuin MP3, koska tuettuja laitteita ei ole. Ogg on myös häviöllinen muoto.
FLAC - Ilmainen häviötön äänikoodekki on suosituin häviötön äänikoodekki. Miksi? FLAC tarjoaa tarkan äänikopion lähdemateriaalista, puolet perinteisen CD: n koosta. Äänet, joihin MP3 vaikuttaa eniten (esim. Kitarat, symbaalit, kaiku jne.), Pysyvät terävinä, vaikka ne ovat huomattavasti pakattuja. FLAC on häviötön muoto.

MP3 ei ole kuollut

Sinulla ei ole mitään syytä huoleen. Voit jatkaa MP3 -kopiointia, ja laitteesi jatkavat musiikin toistoa. Pitkällä aikavälillä kannattaa ainakin tutkia kokoelmasi uudempi äänimuoto. Pakkaustekniikat etenevät ja tarkkojen kopioiden tiedostokoko pienenee.

Lisäksi kannattaa harkita tallennuskapasiteettia. Kun ensimmäiset kannettavat MP3 -soittimet saapuivat 32 Mt: n tallennustilalla, se oli viileä mutta ilmeisesti ei riitä. IPod Classicin suurin tallennustila oli 160 Gt. Että voi törmätä mukautetun tallennustilapäivityksen kanssa mahtavaan 240 Gt: iin - reilusti yli 1 000 000 yksittäistä MP3 -raitaa. Asia on, että tallennustilan koon kasvaessa ja fyysisen koon pienentyessä voimme tehdä enemmän vähemmällä.

Lopuksi Internet muuttaa jatkuvasti tapaa, jolla kuuntelemme musiikkia. Käytin piratismusiikkia, koska minulla ei ollut varaa maksaa 12--20 dollaria jokaisesta uudesta albumista, joka ilmestyi. Nyt minulla on Spotify -perhepakettitili, jolla on pääsy miljooniin kappaleisiin, ja Amazon Prime -tili miljoonilla muilla. Ainoa asia, joka rajoittaa minua, on internetyhteyteni, ja silloinkin molemmilla on vaihtoehtoja offline-latauksille korkealaatuisissa muodoissa.

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

Mikä on ensisijainen äänimuoto? Tarvitsetko häviöttömän rapean todellisuuden? Tai häviöllisen muodon äärimmäinen pakkaus? Onko musiikkisi käyttö muuttunut sen jälkeen, kun suoratoistopalvelut ovat yleistyneet? Jätä rivi kommentteihin, niin palaan asiaan.

Kuva Luotto: Ti Santi Shutterstock.comin kautta

Jaa Jaa Tweet Sähköposti Aloittelijan opas puheen animointiin

Puheen animointi voi olla haaste. Jos olet valmis aloittamaan vuoropuhelun lisäämisen projektiin, jaamme prosessin puolestasi.

Lue seuraava Liittyvät aiheet

Tekniikka selitetty
Viihde
MP3
Tiedoston pakkaus
Äänimuunnin

Kirjailijasta Gavin Phillips(945 artikkelia julkaistu)

Gavin on Windows- ja Technology Explainedin Junior Editor, säännöllisesti Really Useful Podcastin toimittaja ja säännöllinen tuotearvioija. Hänellä on BA (Hons) Contemporary Writing ja digitaaliset taidekäytännöt, jotka on ryöstetty Devonin kukkuloilta, sekä yli vuosikymmenen ammattikirjallinen kokemus. Hän nauttii runsaasti teetä, lautapelejä ja jalkapalloa.

Lisää Gavin Phillipsiltä

tilaa uutiskirjeemme

Liity uutiskirjeeseemme saadaksesi teknisiä vinkkejä, arvosteluja, ilmaisia e -kirjoja ja ainutlaatuisia tarjouksia!

Klikkaa tästä tilataksesi