מותו של MP3: היסטוריה קצרה של פורמט האודיו האהוב בעולם

מותו של MP3: היסטוריה קצרה של פורמט האודיו האהוב בעולם

הקרן הגרמנית המחזיקה בפטנט על פורמט מוסיקה 'ישן' מכובד MP3 הודיעה לאחרונה כי יתנו לפטנט שלהם להיפסל. MP3 הפיץ שיתוף קבצי אודיו פתוח לרווחה לאורך כל שנות התשעים ותחילת שנות האלפיים. השילוב של דחיסת נתונים, גודל הקובץ ואיכות השמירה שנשמרה הבטיחו את פורמט האודיו שצולם לשמצה משני צדי הטיעון הפיראטי.





בכותרות נכתב 'MP3 מת', אבל כל אודיופיל אמיתי יודע שמות אמיתי הוא מאוד לא סביר. עם זאת, הגיע הזמן להסתכל על ההיסטוריה של פורמט שמע בעל שם עולמי, ומה שעשוי להגיע בעתיד הקרוב.



איך בדיוק MP3 עובד?

בהתאם לגיל ולהתעללות שאוזניך סבלו, טווח התדרים השמיעתי שלך נע בין 20 הרץ ל -20 אלף הרץ. יתר על כן, האוזניים שלנו רגישות ביותר לתדרי הקול שבין 2 קילוהרץ ל -5 קילוהרץ. השמיעה שלנו מוגבלת גם ביכולת שלנו לסנן ולעבד אותות שמע כשהם מגיעים.





קרדיט תמונה: flatvector באמצעות Shutterstock

מיסוך תדרים - המפתח לדחיסת MP3 - מסתמך על חוסר יכולתו של המוח להבחין בין אותות מסוימים.



תארו לעצמכם שיש לנו שני צלילים. יש להם תדרים דומים מאוד (למשל 200 הרץ ו -210 הרץ) אך הם מושמעים בעוצמות שונות. הצליל החלש יותר נשמע בפני עצמו, אך ניתן להבחין בחזק יותר רק אם הם מושמעים בו זמנית. התהליך של כיסוי תדר אחד בתדר קרוב אחר נקרא 'מיסוך'. מיסוך תדרים פועל ביעילות בחלק העליון והתחתון של ספקטרום האודיו.

קורע תקליטור

נניח שאנו מעבירים תקליטור למחשב שלך. המוסיקה בתקליטור נדגמת 44,100 פעמים בשנייה (44.1 קילוהרץ). אורכם של הדגימות 2 בתים (1 בת הוא 16 סיביות). MP3 תומך במספר קצבים, אך בדרך כלל משתמש בתקן CD בתקן 44.1 קילוהרץ.



הכונן הקשיח החיצוני שלי לא מופיע

קובץ MP3 בודד מורכב ממסגרות MP3, הכוללות כותרת וחסימת נתונים. כל מסגרת מכילה 1,152 דוגמאות. מבחינה טכנית מדובר בשני 'גרגירים' של 576 דגימות. הדגימות מופעלות באמצעות פילטר המחלק עוד יותר את הצליל לקבוצה ספציפית של 32 טווחי תדרים. אלגוריתם ה- MP3 מחלק אז את 32 רצועות התדרים בגורם 18 ויוצר 576 להקות קטנות עוד יותר. כל להקה מכילה 1/56 מתוך טווח התדרים של המדגם המקורי (כשהתחלנו לקרוע את התקליטור למחשב שלך).

קרדיט תמונה: קים מייריק באמצעות ויקימדיה



בשלב זה שני אלגוריתמים מתמטיים מורכבים עושים את עבודתם: ה שינוי קוסינוס נפרד שונה (MDCT) ו- Transforms Fast Fourier (FFT). כל אחד מבצע תהליך אחר על חומר המקור המפורק.

FFTs מנתחים כל רצועת תדרים עבור צלילים שניתן להסוות בקלות, ומוודאים שמיסוד התדרים שומר על צלילים חיוניים ברצועה.

הדגימות ממוינות ואז מועברות ל- MDCT. MDCT הופך כל להקה לקבוצה של ערכים ספקטרליים. ערכים ספקטרליים מייצגים בצורה מדויקת יותר את האופן שבו השמיעה שלנו מפרשת אודיו. לכן, מקודדי אודיו דחוסים רבים משתמשים בערכי ספקטרלים להסרת נתוני שמע. לאחר השלמת המידע הספקטרלי וניתוח הגרגיר, מתחיל תהליך הדחיסה בפועל.

היסטוריה קצרה של MP3

אתה זוכר את נגן ה- MP3 הראשון שלך? התמזל מזלי ברשותי אייפוד מקורי - עד שאדם עם סכין שחרר אותו מרשותי. מיני דיסקים היו מגניבים יותר, בכל מקרה.

בלי קשר, עד שהאייפוד המקורי הסלים במהירות את התשוקה לקבצי MP3 (בשנת 2001), הפורמט כבר היה בן שמונה שנים. יתר על כן, MP3 כבר עשה גלים באינטרנט ובמכשירי מוסיקה דיגיטליים אחרים.

מאיפה הגיע MP3?

MP3 היה א M עובד פ איור וגם xperts ז עיצוב קבוצה (MPEG), כחלק מהתקן המקורי של MPEG-1 לדחיסת אודיו ווידאו. MP3 הוא קיצור של MPEG-1 Audio Layer III, שאושר לשימוש בשנת 1991 ולבסוף פורסם בשנת 1993.

הרעיון מאחורי MP3 די מגניב.

אלגוריתם ה- MP3 מנצל את המגבלות התפיסתיות של שמיעה אנושית, המכונה מיסוך שמיעה. מיסוך שמיעתי מתרחש כאשר התפיסה של צליל אחד מושפעת מנוכחותו של אחר. יתר על כן, כל שיר מכיל אלמנטים שמע בלתי מורגשים לחוויית ההאזנה הכוללת. מנפרד ר. שרדר הציע לראשונה רכיב רכיב רכיב פסיכו -אקוסטי בשנת 1979. עם זאת, רק עם הקמת ה- MPEG (כוועדת משנה של ISO/IEC) החלה יוזמה מתואמת לתקן עולמי.

יש עוד שם חשוב בהיסטוריה של MP3: Karlheinz Brandenburg. ברנדנבורג החל לעבוד על דחיסת מוזיקה דיגיטלית בשנות השמונים, והשלים את עבודת הדוקטורט שלו בשנת 1989. The דרכי דחיסה שונות שעבד עליהן מצאו מגבלות בשתי הטכנולוגיות הזמינות באותה עת, כמו גם בעיצוב תהליכי קידוד מוקדמים. הוא, יחד עם חברי MPEG מייסדים אחרים, הבין שרק מערכת חדשה תספיק.

מכון פראונהופר

בשנת 1990 הפך ברנדנבורג לעוזר פרופסור באוניברסיטת ארלנגן-נירנברג. הוא המשיך את עבודתו בדחיסה עם חברת פראונהופר (בסופו של דבר הוא יצטרף לפרונהופר 1993).

'הייתה לנו תת -קבוצה של אודיו בתוך קבוצת הסרטים [MPEG]', הסביר ברנדנבורג ב ראיון NPR . 'בסופו של דבר לכולנו ביצעה פשרה שהיתה לה אופנים שונים, מה שנקרא שכבה I, שכבה II, שכבה III. . . ורוב הרעיונות שלנו נכנסו לאופני הדחיסה באודיו MPEG. . . שהיה המורכב ביותר ונתן את האיכות הטובה ביותר בקצב ביט נמוך - זה נקרא שכבה III. '

ברנדנבורג השתמש בשיר 'האוכל של טום' של סוזן וגה כדי לחדד את אלגוריתם הדחיסה, כשהוא מקשיב לו שוב ושוב, כדי להבטיח שההתעסקות שלו לא תשפיע לרעה על הקלטת הקול של וגה.

MP3 מתפוצץ

MP3 ישב בעריסה במשך כמה שנים לאחר השקתו הרשמית, ה- codec נחשב 'מסובך מדי' לשימוש נרחב.

עם זאת, בשנת 1997, הדברים השתנו - מהר.

ראשית, 'סטודנט אוסטרלי' קנה תוכנת קידוד מקצועית l3enc מחברה גרמנית. הוא הפך את תוכנתו לאחור, ריכז אותה מחדש והעלה אותה ל- FTP של אוניברסיטת ארה'ב עם תקרא אותי קובץ שאומר 'זה תוכנה חופשית הודות לפראונהופר'. מעשה קטן זה שינה מיידית את הגישה לקידוד ופענוח MP3. לפתע, הכנסת תקליטור למחשב שלך מעבירה אודיו באיכות גבוהה בגדלי קבצים זעירים.

שנית, Nullsoft פרסמה את נגן השמע הנודע של Winamp. ניתן להפעיל בקלות מחשבי MP3 שנשלפו מתקליטור במחשב.

במקביל, האינטרנט התפשט למיליוני בתים ברחבי העולם. מיליוני כונני HDD התמלאו בקבצי MP3 , והפורמט הפך לפורמט השיתוף של קבצי האודיו המועדפים עבור שירותי שיתוף קבצים מוקדמים של peer-to-peer, כגון Napster, Gnutella ו- eDonkey (Gnutella היה עוד פרויקט Nullsoft). הפיראטיות המוזיקלית הייתה חיה ומשתוללת ונעזרה לא מעט בעליית MP3.

נגני MP3

ברכה נוספת לתעשיית האודיו המבוססת הופיעו נגני MP3 ניידים. בתחילת שנות התשעים, מכון פראונהופר ניסה ולא הצליח ליצור נגן MP3 הניתן לשיווק. זה פשוט היה מוקדם מדי לאימוץ נרחב. הוא היה זקוק לשילוב הנ'ל של שיתוף קבצים, ריבוי אינטרנט ותוכנות קריעה כדי לתת לנגני MP3 ניידים מומנטום.

החברה הדרום קוריאנית, Elger Labs, הציגה את ה- MPMAN F10 של 250 דולר, עם זיכרון עצום של 32 מגה -בתים. זה לא היה הניצוץ המדהים לתעשייה כפי שאנו מכירים אותה. ההוקרה נשענת על ה- Diamond Rio PMP300, הכולל גם 32 מגה -בתים.

הצלחתו של היהלום ריו משכה תשומת לב לא רצויה. איגוד תעשיית ההקלטות של אמריקה (RIAA) תבע את מערכות היהלומים מולטימדיה (היצרנית) - והפסיד. עם זאת, RIAA הניח נכון שזוהי תחילתה של פיראטיות מוזיקלית אנדמית, הנמשכת עד היום.

מה קרה אחר כך, אתם שואלים?

ובכן, מכשיר לא ידוע בשם אייפוד הגיע לשווקים, והכשיר את ה- MP3 כפורמט האודיו בפועל של אותה תקופה, וה- RIAA החל במסע הצלב (המתמשך) שלו נגד פיראטים ברחבי העולם.

השאר, כפי שאנו אומרים, הוא היסטוריה.

מדוע MP3 מת אז?

מכון פראונהופר היה הבעלים של פטנט ה- MP3. ב- 23 באפריל 2017 פג תוקף הפטנטים הנותרים שלהם. לכן, Fraunhofer כבר לא יכול להנפיק רישיונות MP3 חדשים. הסברנו בדיוק מה קורה בכותרות ה'אפוקליפטיות 'האלה, כמו גם כיצד זה ישפיע עליך.

רוצה את TL; DR? MP3 לא מת והוא לא הולך לשום מקום.

אחת הסיבות העיקריות שנתנה Fraunhofer לשחרור MP3 הייתה הגיל. הוא כבר לא יכול להתחרות עם בני הדודים החדשים והמבריקים שלו. ההצעה שלהם? השתמש במקום זאת בקידוד שמע מתקדם (AAC). במקרה, Fraunhofer מחזיקה גם בפטנט (מתמשך) ל- AAC, כך שיש לנו כמה חלופות MP3 שתוכל לבחור מהן, להלן.

חלופות MP3

אוסף ה- MP3 שלך לא יישרף פתאום, בדיוק כפי שמקודדים ומפענחים קיימים ימשיכו לייצר קבצי MP3. עם זאת, MP3 קצת מתוארך עכשיו. יש כמה פורמטי שמע חלופיים בחינם אתה יכול להשתמש בו כדי לאחסן את המוסיקה הדיגיטלית שלך כעת.

  • AAC - קידוד שמע מתקדם, כאמור לעיל, הוא ממשיכו של MP3. הבעיה היחידה היא שהפורמט כשלעצמו נראה קצת מתוארך. עם זאת, AAC בדרך כלל משיגה נאמנות שמע טובה יותר מאשר MP3, עם קצבי סיביות וגדלי קבצים דומים. AAC הוא גם פורמט אבוד.
  • אוג וורביס - פורמט Vorbis, נפוץ בשילוב עם פורמט מיכל Ogg. זהו בן דוד הקוד הפתוח הטוב יותר, מעט צעיר יותר, ל- MP3. למרות Ogg שמציעה דחיסה טובה יותר, קצבי סיביות גבוהים יותר ואיכות שמע בדרך כלל טובה יותר, Ogg מעולם לא המריאה באותו אופן כמו MP3 בגלל מחסור במכשירים נתמכים. Ogg הוא גם פורמט אבוד.
  • FLAC - Codec Audio Lossless Free הוא פורמט ה- Codec של האודיו ללא הפסדים. למה? FLAC מציעה עותק שמע מדויק של חומר המקור, בחצי מגודל תקליטור מסורתי. הצלילים המושפעים ביותר מ- MP3 (למשל גיטרות, מצלתיים, ריוורב וכו ') נשארים פריכים למרות שהם דחוסים באופן משמעותי. FLAC הוא פורמט ללא הפסדים.

MP3 לא מת

אין לך מה לדאוג. אתה יכול להמשיך להקפיץ ל- MP3, והמכשירים שלך ימשיכו לנגן את המוסיקה שלך. בטווח הארוך, יהיה שווה לחקור לפחות פורמט שמע חדש יותר לאוסף שלך. טכניקות הדחיסה יתקדמו וגודל הקבצים של העותקים המדויקים יקטן.

בנוסף, כדאי לשקול את נפח האחסון. כשהגיעו נגני ה- MP3 הניידים הראשונים עם אחסון של 32 מגה -בייט, זה היה מגניב , אבל כנראה שלא מספיק. האחסון הגדול ביותר עבור iPod Classic היה 160 GB. זֶה יכול להיתקל בשדרוג אחסון מותאם אישית עד 240 GB עצום - הרבה יותר מ -1,000,000 רצועות MP3 בודדות. הנקודה היא שככל שגודל האחסון גדל והגודל הפיזי יורד, אנחנו יכולים לעשות יותר בפחות.

לבסוף, האינטרנט ממשיך לשנות את האופן בו אנו מאזינים למוסיקה. נהגתי לפירט מוזיקה מכיוון שלא יכולתי להרשות לעצמי לשלם 12-20 דולר על כל אלבום חדש שיצא. עכשיו יש לי חשבון תוכנית משפחתית של Spotify עם גישה למיליוני רצועות וחשבון אמזון פריים עם מיליונים נוספים. הדבר היחיד שמגביל אותי הוא חיבור האינטרנט שלי, וגם אז יש לשניהם אפשרויות הורדות לא מקוונות בפורמטים באיכות גבוהה.

זה לא חשוב כמו פעם, אבל MP3 לא מת.

מהו פורמט השמע המועדף עליך? האם אתה צריך את המציאות החדה של חסר אובדן? או דחיסה קיצונית של פורמט אבוד? האם השימוש במוזיקה שלך השתנה מאז שהתפשטו שירותי הסטרימינג? השאר לי שורה בתגובות, ואחזור אליך.

קרדיט תמונה: Ti Santi באמצעות Shutterstock.com

לַחֲלוֹק לַחֲלוֹק צִיוּץ אימייל מדריך למתחילים בדיבור אנימציה

הנפשת דיבור יכולה להיות אתגר. אם אתה מוכן להתחיל להוסיף דיאלוג לפרויקט שלך, נשבור עבורך את התהליך.

קרא הבא נושאים קשורים
  • הסבר על הטכנולוגיה
  • בידור
  • MP3
  • דחיסת קבצים
  • ממיר אודיו
על הסופר גאווין פיליפס(פורסמו 945 מאמרים)

גאווין הוא העורך הזוטר של Windows וטכנולוגיה מוסברת, תורם קבוע לפודקאסט שימושי ובודק מוצרים קבוע. הוא בעל תואר ראשון (בהצטיינות) בכתיבה עכשווית עם תרגולי אמנות דיגיטלית שנשאבים מגבעות דבון, כמו גם מעל לעשור של ניסיון בכתיבה מקצועית. הוא נהנה מכמויות תה רבות, משחקי לוח וכדורגל.

עוד מאת גאווין פיליפס

הירשם לניוזלטר שלנו

הצטרף לניוזלטר שלנו לקבלת טיפים, סקירות, ספרים אלקטרוניים בחינם ומבצעים בלעדיים!

לחצו כאן להרשמה