Home-theater-designers
Den tyske stiftelsen som eier patentet på ærverdige 'gamle' musikkformater MP3 kunngjorde nylig at de ville la patentet bortfalle. MP3 blåste lydfildeling på vid utbredelse gjennom 1990-tallet og begynnelsen av 2000-tallet. Kombinasjonen av datakomprimering, filstørrelse og beholdt lydkvalitet sørget for at lydformatet ble tatt til beryktet på hver side av piratkopieringsargumentet.
Overskriftene leste 'MP3 er død', men enhver ekte lydfil vet at en sann død er svært usannsynlig. Likevel er det på tide å se på historien til et verdenskjent lydformat, og hva som kan komme i nær fremtid.
Nøyaktig hvordan fungerer MP3?
Avhengig av alder og misbruk ørene dine har pågått, ligger ditt hørselsfrekvensområde mellom 20 Hz og 20 000 Hz. Videre er ørene våre mest følsomme for lydfrekvenser mellom 2 kHz og 5 kHz. Vår hørsel er også begrenset av vår evne til å filtrere og behandle lydsignaler når de kommer.
Bildekreditt: flatvector via Shutterstock
Frekvensmaskering - nøkkelen til MP3 -komprimering - er avhengig av hjernens manglende evne til å skille mellom visse signaler.
Tenk at vi har to lyder. De har veldig like frekvenser (f.eks. 200 Hz og 210 Hz), men de spilles på forskjellige volumer. Den svakere lyden er hørbar alene, men den sterkere kan bare skilles hvis de spilles samtidig. Prosessen med å dekke en frekvens med en annen nær frekvens kalles 'maskering'. Frekvensmaskering fungerer effektivt på toppen og bunnen av lydspekteret.
Ripper en CD
La oss anta at vi ripper en CD til datamaskinen din. Musikken på CD -en samples 44,100 ganger i sekundet (44,1 kHz). Prøvene er 2 byte lange (1 byte er 16 bits). MP3 støtter flere frekvenser, men bruker vanligvis CD-standarden 44,1 kHz.
pc gamer -nettstedet lastes ikke riktig
En individuell MP3 -fil består av MP3 -rammer, med en topptekst og datablokk. Hver ramme inneholder 1 152 prøver. Teknisk sett er det to 'granulater' på 576 prøver. Prøvene kjøres gjennom et filter som videre deler lyden i et bestemt sett med 32 frekvensområder. MP3 -algoritmen deler deretter de 32 frekvensbåndene ytterligere med en faktor 18, og skaper 576 enda mindre bånd. Hvert bånd inneholder 1/576 av frekvensområdet til den originale prøven (da vi begynte å rippe CD -en til datamaskinen din).
Bildekreditt: Kim Meyrick via Wikimedia
På dette stadiet gjør to komplekse matematiske algoritmer arbeidet sitt: Modifisert diskret kosinustransform (MDCT) og Fast Fourier Transforms (FFT). Hver utfører en annen prosess på det nedbrutte kildematerialet.
FFTs analyserer hvert frekvensbånd for lyder som enkelt kan maskeres, og sørger for at frekvensmaskeringen bevarer viktige lyder i sporet.
Prøvene blir deretter sortert og sendt videre til MDCT. MDCT gjør hvert bånd til et sett med spektrale verdier. Spektrale verdier representerer mer nøyaktig måten vår hørsel tolker lyd. Derfor bruker mange komprimerte lydkodere spektrale verdier for å fjerne lyddata. Når spektralinformasjonen og analysen av granulatet er fullført, begynner den faktiske komprimeringsprosessen.
En kort historie om MP3
Husker du din første MP3 -spiller? Jeg var så heldig å ha en original iPod - til en mann med en kniv frigjorde den fra min besittelse. MiniDiscs var i alle fall kulere.
Uansett, da den originale iPod raskt eskalerte ønsket om MP3 (i 2001), var formatet allerede åtte år gammelt. Videre lagde MP3 allerede bølger på internett og andre bærbare digitale musikkenheter.
Hvor kom MP3 fra?
MP3 var en M oving P bilde OG xperts G roup-design (MPEG), som en del av den originale MPEG-1-standarden for lyd og video. MP3 er en forkortelse av MPEG-1 Audio Layer III, godkjent for bruk i 1991 og til slutt utgitt i 1993.
Ideen bak MP3 er ganske kul.
MP3 -algoritmen utnytter de perceptuelle begrensningene for menneskelig hørsel, referert til som auditiv maskering. Hørselsmaskering skjer når oppfatningen av en lyd påvirkes av tilstedeværelsen av en annen. Videre inneholder hver sang lydelementer som er umerkelige for den generelle lytteopplevelsen. Manfred R. Schroeder foreslo først en psykoakustisk maskeringskodek i 1979. Det var imidlertid ikke før dannelsen av MPEG (som underutvalg for ISO/IEC) i 1988 at et samordnet initiativ for en global standard begynte.
Det er et annet viktig navn i MP3 -historien: Karlheinz Brandenburg. Brandenburg begynte å jobbe med digital musikkkomprimering på 1980 -tallet, og fullførte doktorgradsavhandlingen i 1989. The forskjellige komprimeringsformer han hadde jobbet med fant begrensninger i både tilgjengelig teknologi den gangen, så vel som utformingen av tidlige kodingsprosesser. Han, sammen med andre grunnleggende MPEG -medlemmer, innså at bare et nytt system ville være tilstrekkelig.
Fraunhofer -instituttet
I 1990 ble Brandenburg adjunkt ved Universitetet i Erlangen-Nürnberg. Han fortsatte arbeidet med komprimering med Fraunhofer Society (han ville til slutt bli med i Fraunhofer 1993).
'Vi hadde lydundergruppen i filmfilmgruppen [MPEG],' forklarte Brandenburg i en NPR -intervju . 'Til slutt hadde vi alle sammen et kompromiss som hadde forskjellige moduser, såkalt Layer I, Layer II, Layer III. . . Og de fleste av våre ideer gikk inn i komprimeringsmåtene i MPEG -lyd. . . som var den mest komplekse og den som ga best kvalitet ved lave bithastigheter - det ble kalt Layer III. '
Brandenburg brukte sangen 'Tom's Diner' av Suzanne Vega til å finjustere komprimeringsalgoritmen, lytte til den igjen og igjen, for å sikre at hans tinkering ikke påvirket innspillingen av Vegas stemme negativt.
MP3 eksploderer
MP3 satt i doldrums i et par år etter den offisielle utgivelsen, codec ansett som 'for komplisert' for utbredt bruk.
Men i 1997 endret ting seg - raskt.
Først kjøpte en 'australsk student' profesjonell kodingsprogramvare l3enc fra et tysk selskap. Han omvendt konstruerte programvaren, kompilerte den på nytt og lastet den opp til et amerikansk FTP med en README filen sier: 'Dette er freeware takket være Fraunhofer.' Denne lille handlingen endret øyeblikkelig tilgang til MP3 -koding og dekoding. Plutselig stakk en CD inn i datamaskinen din gjengitt lyd av høy kvalitet i små filstørrelser.
For det andre ga Nullsoft ut den ærverdige Winamp -lydspilleren. MP3 -filer som er dratt fra en CD kan enkelt spilles av på en datamaskin.
Samtidig hadde internett spredt seg til millioner av hjem rundt om i verden. Millioner av harddisker fylte MP3 -filer , og formatet ble det foretrukne lydfildelingsformatet for tidlige peer-to-peer-fildelingstjenester, for eksempel Napster, Gnutella og eDonkey (Gnutella var et annet Nullsoft-prosjekt). Musikalsk piratkopiering var levende og utbredt og ble i liten grad hjulpet av fremveksten av MP3.
MP3 -spillere
I en ytterligere velsignelse for den etablerte lydindustrien dukket bærbare MP3 -spillere opp. På begynnelsen av 1990 -tallet hadde Fraunhofer Institute forsøkt og ikke klart å lage en salgbar MP3 -spiller. Det var rett og slett for tidlig for utbredt adopsjon. Den trengte den ovennevnte kombinasjonen av fildeling, internettspredning og rippeprogramvare for å gi bærbare MP3 -spillere fart.
Det sørkoreanske selskapet Elger Labs introduserte $ 250 MPMAN F10, komplett med 32 MB minne. Det var ikke den forbløffende gnisten til industrien slik vi kjenner den. Den utmerkelsen hviler på Diamond Rio PMP300, også med 32 MB.
Suksessen med Diamond Rio vakte uønsket oppmerksomhet. Recording Industry Association of America (RIAA) saksøkte Diamond Multimedia Systems (produsenten) - og tapte. RIAA antok imidlertid riktig at dette var begynnelsen på endemisk musikalsk piratkopiering, som fortsetter den dag i dag.
Hva skjedde videre, spør du?
Vel, en lite kjent enhet kalt iPod traff markedet og fullstendig legitimerte MP3 som datidens de facto lydformat, og RIAA begynte sitt (pågående) korstog mot pirater rundt om i verden.
Resten, som vi sier, er historie.
Hvorfor dør MP3 da?
Fraunhofer Institute eide MP3 -patentet. 23. april 2017 utløp de gjenværende patentene. Derfor kan Fraunhofer ikke lenger utstede nye MP3 -lisenser. Vi har forklart nøyaktig hva som skjer med disse 'apokalyptiske' overskriftene, samt hvordan det vil påvirke deg.
Vil du ha TL; DR? MP3 er ikke død, og det går ingen steder.
En av hovedgrunnene til at Fraunhofer ga for å gi slipp på MP3 var alder. Den kan ikke lenger konkurrere med sine nyere og blankere codec-fettere. Deres forslag? Bruk Advanced Audio Coding (AAC) i stedet. Tilfeldigvis har Fraunhofer også (pågående) patent for AAC, så vi har noen MP3 -alternativer du kan velge mellom nedenfor.
MP3 -alternativer
MP3 -samlingen din brenner ikke plutselig, akkurat som eksisterende kodere og dekodere vil fortsette å produsere MP3 -filer. Når det er sagt, er MP3 litt datert nå. Det er flere gratis alternative lydformater du kan bruke til å lagre digital musikk nå.
- AAC - Avansert lydkoding, som nevnt ovenfor, er etterfølgeren til MP3. Det eneste problemet er at formatet i seg selv nå ser litt datert ut. Ikke desto mindre oppnår AAC generelt bedre lydkvalitet enn MP3, med lignende bitrater og filstørrelser. AAC er også et tapformat.
- Ogg Vorbis - Vorbis-format, ofte brukt i forbindelse med Ogg-beholderformatet. Det er den bedre, litt yngre, open source -fetteren til MP3. Til tross for at Ogg har bedre komprimering, høyere bithastigheter og generelt bedre lydkvalitet, tok Ogg aldri av på samme måte som MP3 på grunn av mangel på støttede enheter. Ogg er også et tapformat.
- FLAC - Free Lossless Audio Codec er det mest populære tapsfrie lydkodekformatet. Hvorfor? FLAC tilbyr en eksakt lydkopi av kildematerialet, halvparten av størrelsen på en tradisjonell CD. Lydene som er mest påvirket av MP3 (f.eks. Gitarer, cymbaler, reverb, etc.) forblir skarpe til tross for at de er betydelig komprimert. FLAC er et tapsfritt format.
MP3 er ikke død
Du har ingenting å bekymre deg for. Du kan fortsette å rippe til MP3, og enhetene dine fortsetter å spille musikken din. På lang sikt vil det i det minste være verdt å undersøke et nyere lydformat for samlingen din. Komprimeringsteknikker vil gå videre og filstørrelser på eksakte kopier vil reduseres.
I tillegg er det verdt å vurdere lagringskapasitet. Da de første bærbare MP3 -spillerne kom med 32 MB lagringsplass, var det det kul , men tydeligvis ikke nok. Den største lagringsplassen for en iPod Classic var 160 GB. At kan støtes med en tilpasset lagringsoppgradering til hele 240 GB - godt over 1.000.000 individuelle MP3 -spor. Poenget er at ettersom lagringsstørrelsen øker og den fysiske størrelsen reduseres, kan vi gjøre mer med mindre.
Til slutt fortsetter internett å endre måten vi lytter til musikk. Jeg pleide å piratkopiere musikk fordi jeg ikke hadde råd til å betale $ 12-20 for hvert nytt album som kom ut. Nå har jeg en Spotify -familieabonnementskonto med tilgang til millioner av spor og en Amazon Prime -konto med flere millioner. Det eneste som begrenser meg er internettforbindelsen min, og selv da har de begge alternativer for nedlasting uten nett i formater av høy kvalitet.
Det er ikke så viktig som det en gang var, men MP3 er ikke dødt.
Hva er ditt foretrukne lydformat? Trenger du den skarpe virkeligheten uten tap? Eller ekstrem komprimering av et tapformat? Har musikkbruken din endret seg siden strømmetjenester ble utbredt? Legg igjen en linje i kommentarene, så kommer jeg tilbake til deg.
Bildekreditt: Ti Santi via Shutterstock.com
Dele Dele kvitring E -post En nybegynnerguide for animering av taleÅ animere tale kan være en utfordring. Hvis du er klar til å begynne å legge til dialog i prosjektet ditt, bryter vi ned prosessen for deg.
Les neste Relaterte temaer- Teknologi forklart
- Underholdning
- MP3
- Filkomprimering
- Lydomformer
Gavin er Junior Editor for Windows and Technology Explained, en fast bidragsyter til den virkelig nyttige podcasten, og en vanlig produktanmelder. Han har en BA (Hons) Contemporary Writing with Digital Art Practices plyndret fra åsene i Devon, i tillegg til over et tiår med profesjonell skriveopplevelse. Han liker store mengder te, brettspill og fotball.
Mer fra Gavin PhillipsAbonner på vårt nyhetsbrev
Bli med i vårt nyhetsbrev for tekniske tips, anmeldelser, gratis ebøker og eksklusive tilbud!
Klikk her for å abonnere