Death of MP3: En kort historia om världens favoritljudformat

Annons

Den tyska stiftelsen som äger patentet till det värdefulla ”gamla” musikformatet MP3 meddelade nyligen att de skulle låta deras patent förfaller. MP3 blåste ljudfildelning vid öppet under hela 1990-talet och början av 2000-talet. Kombinationen av datakomprimering, filstorlek och bibehållen ljudkvalitet garanterade att ljudformatet sköts till notoritet på någon sida av piratkopieringsargumentet.

Rubrikerna läser "MP3 Is Dead", men alla riktiga audiofiler som känner till en sann död är mycket osannolika. Men det är dags att titta på historien om ett världsberömt ljudformat och vad som kan komma inom en snar framtid.

Exakt hur fungerar MP3?

Beroende på ålder och missbruk som dina öron har upprätthållit ligger ditt hörselfrekvensområde mellan 20 Hz och 20 000 Hz. Dessutom är våra öron mest känslig för ljudfrekvenser mellan 2 kHz och 5 kHz. Vår hörsel begränsas också av vår förmåga att filtrera och bearbeta ljudsignaler som de anlända.

Frekvensmaskning - nyckeln till MP3-komprimering - förlitar sig på hjärnans oförmåga att skilja mellan vissa signaler.

Föreställ dig att vi har två ljud. De har mycket liknande frekvenser (t.ex. 200 Hz och 210 Hz) men de spelas med olika volymer. Det svagare ljudet kan höras på egen hand, men det starkare kan endast urskiljas om de spelas samtidigt. Processen att täcka en frekvens med en annan nära frekvens kallas "maskering." Frekvensmaskning fungerar effektivt längst upp och botten av ljudspektrumet.

Rippar en CD

Låt oss anta att vi rippar en CD till din dator. Musiken på CD: n samplas 5 tips för att optimera storleken på ljudfilerOm du någonsin velat minska storleken på en ljudfil men inte var säker på hur du gör det utan att påverka inspelningens kvalitet, här är allt du behöver veta. Läs mer 44 100 gånger per sekund (44,1 kHz). Proverna är 2 byte långa (1 byte är 16 bitar). MP3 stöder flera hastigheter, men använder vanligtvis CD-standarden 44,1 kHz.

En enskild MP3-fil består av MP3-ramar, med en rubrik och datablock. Varje ram innehåller 1 152 prover. Tekniskt sett är det två "granuler" av 576 prover. Proverna körs genom ett filter som ytterligare delar ljudet i en specifik uppsättning av 32 frekvensområden. MP3-algoritmen delar sedan ytterligare de 32 frekvensbanden med en faktor 18, vilket skapar 576 ännu mindre band. Varje band innehåller 1/576: e av frekvensområdet för det ursprungliga provet (när vi började rippa CD-skivan till din dator).

I detta skede gör två komplexa matematiska algoritmer sitt arbete: Modifierad diskret kosintransform (MDCT) och Fast Fourier Transforms (FFT). Var och en utför en annan process på det neddelade källmaterialet.

FFT analyserar varje frekvensband för ljud som enkelt kan maskeras, och se till att frekvensmaskeringen bevarar vitala ljud i spåret.

Proverna sorteras sedan och skickas vidare till MDCT. MDCT förvandlar varje band till en uppsättning spektralvärden. Spektrala värden representerar mer exakt hur vårt hörsel tolkar ljudet. Därför använder många komprimerade ljudkodare spektralvärden för att ta bort ljuddata. När den spektrala informationen och analysen av granulatet är klar, den faktiska komprimeringsprocessen börjar Hur ljudkomprimering fungerar, och kan du verkligen säga skillnaden?I den här artikeln ska vi titta på hur musikkomprimering fungerar och om det har någon verklig effekt på hur din musik faktiskt låter. Läs mer .

En kort historia om MP3

Kommer du ihåg din första MP3-spelare? Jag hade turen att ha en original iPod - tills en man med kniv befriade den från min besittning. Minidisc-skivor var hur som helst svalare.

Oavsett när den ursprungliga iPod snabbt eskalerade önskan om MP3-skivor (2001) var formatet redan åtta år gammalt. Dessutom gjorde MP3 redan vågor på internet och andra bärbara digitala musikenheter.

Var kom MP3 ifrån?

MP3 var en MOving Pbild- EXperts Group-design (MPEG), som en del av den ursprungliga MPEG-1-ljud- och videokomprimeringsstandarden. MP3 är en förkortning av MPEG-1 Audio Layer III, godkänd för användning 1991 och publicerades slutligen 1993.

Idén bakom MP3 är ganska cool.

MP3-algoritmen utnyttjar de perceptuella begränsningarna av mänsklig hörsel, kallas hörselmaskning. Auditiv maskering inträffar när uppfattningen av ett ljud påverkas av närvaron av ett annat. Dessutom innehåller varje låt ljudelement som är omöjliga för den totala lyssningsupplevelsen. Manfred R. Schroeder föreslog först en psykoakustisk maskeringskodek 1979. Det var dock inte förrän bildandet av MPEG (som en underkommitté för ISO / IEC) 1988 som ett samordnat initiativ för en global standard började.

Det finns ett annat viktigt namn i MP3: s historia: Karlheinz Brandenburg. Brandenburg började arbeta med komprimering av digital musik på 1980-talet och slutförde sin doktorsavhandling 1989. De olika komprimeringssätt han hade arbetat med Hur fungerar filkomprimering?Hur fungerar filkomprimering? Lär dig grunderna i filkomprimering och skillnaden mellan förlorad kontra förlustfri komprimering. Läs mer hittade begränsningar i både tillgängliga tekniker vid den tiden, liksom utformningen av tidiga kodningsprocesser. Han, tillsammans med andra grundande MPEG-medlemmar, insåg att bara ett nytt system skulle räcka.

Fraunhofer Institute

1990 blev Brandenburg lektor vid universitetet i Erlangen-Nuremberg. Han fortsatte sitt arbete med komprimering med Fraunhofer Society (han skulle så småningom gå med i Fraunhofer 1993).

”Vi hade ljudundergruppen inom filmgruppen [MPEG],” förklarade Brandenburg i ett NPR-intervju. ”Till slut hade vi alla tillsammans en kompromiss som hade olika lägen, så kallade lager I, lager II, lager III... Och de flesta av våra idéer gick till komprimeringssätten i MPEG-ljud... som var den mest komplexa och den som gav bästa kvalitet vid låga bitrates - det kallades Layer III. ”

Brandenburg använde låten "Tom's Diner" av Suzanne Vega för att förfina kompressionsalgoritmen, att lyssna på den om och om igen för att säkerställa att hans prickning inte påverkade inspelningen av Vegas röst.

MP3 exploderar

MP3 satt i doldrums i ett par år efter den officiella släppningen, anses codec "för komplicerad" för utbredd användning.

1997 förändrades dock saker - snabbt.

Först köpte en ”australisk student” professionell kodningsprogramvara l3enc från ett tyskt företag. Han omvända konstruerade programvaran, kompilerade den igen och laddade upp den till en amerikansk universitets FTP med en README filen säger, "Detta är freeware tack vare Fraunhofer." Denna lilla handling ändrade direkt tillgång till MP3-kodning och avkodning. Plötsligt höll du en CD-skiva i din dator ljud av hög kvalitet i små filstorlekar.

För det andra släppte Nullsoft den värdefulla Winamp-ljudspelaren. MP3-filer som rippats från en CD-skiva kan enkelt spelas på en dator.

Samtidigt hade Internet spridit sig till miljontals hus runt om i världen. Miljontals hårddiskar fylldes med MP3-filer 4 fantastiska verktyg för att hantera din massiva MP3-samlingMusikbibliotekshantering kan vara en helt frustrerande upplevelse, särskilt om du har många års oorganiserad musik som väntar på att sorteras och märkas ordentligt. Dålig hantering av musikbibliotek kommer tillbaka och biter dig senare ... Läs mer och formatet blev det föredragna ljudfilsdelningsformatet för tidiga peer-to-peer-fildelningstjänster, såsom Napster, Gnutella och eDonkey (Gnutella var ett annat Nullsoft-projekt). Musikalsk piratkopiering var levande och frodig och hjälpte inte på något sätt av uppkomsten av MP3.

Mp3 spelare

I en ytterligare välsignelse med den etablerade ljudindustrin dök bärbara MP3-spelare upp. I början av 1990-talet hade The Fraunhofer Institute försökt och misslyckats med att skapa en försäljningsbar MP3-spelare. Det var helt enkelt för tidigt för utbredd adoption. Den behövde nämnda kombination av fildelning, spridning av internet och rippningsprogramvara för att ge bärbara MP3-spelare fart.

Det sydkoreanska företaget Elger Labs introducerade $ 250 MPMAN F10, komplett med ett enormt 32 MB minne. Det var inte den mindblowing gnisten för branschen som vi känner den. Denna utmärkelse vilar på Diamond Rio PMP300, också med 32 MB.

Framgången för Diamond Rio vaknade oönskad uppmärksamhet. Recording Industry Association of America (RIAA) stämde Diamond Multimedia Systems (tillverkaren) - och förlorade. RIAA antog emellertid korrekt att detta var början på endemisk musikalisk piratkopiering, som fortsätter till denna dag.

Vad hände sedan, frågar du? Evolution of Music Consumption: How We Got HereUppgången till iPod, den musikspelande mobiltelefonen och ett antal streaming media-plattformar pekar alla mot en enda enkel idé: musik är viktigt. Men hur kom vi hit? Läs mer

Tja, en lite känd enhet som heter iPod träffade marknaderna, helt legitimerade MP3 som tidens faktiska ljudformat, och RIAA började sin (pågående) korståg mot pirater runt om i världen.

Resten, som vi säger, är historia.

Varför dör MP3 då?

Fraunhofer Institute ägde MP3-patentet. Den 23 april 2017 upphörde deras återstående patent. Därför kan Fraunhofer inte längre utfärda nya MP3-licenser. vi har förklarade exakt vad som händer Hur påverkar "MP3's Death" dig?Du kanske har sett rubrikerna som tyder på att MP3 är död. Tack och lov är detta nonsens. Så vad är sanningen bakom rubrikerna och hur kommer den verkliga historien att påverka dig? Läs mer med dessa "apokalyptiska" rubriker, liksom hur det kommer att påverka dig.

Vill ha TL; DR? MP3 är inte död och går inte någonstans.

En av de främsta anledningarna som Fraunhofer gav för att släppa MP3 var ålder. Den kan inte längre tävla med sina nyare och blankare codec-kusiner. Deras förslag? Använd Advanced Audio Coding (AAC) istället. Sammanfattningsvis har Fraunhofer också det (pågående) patentet för AAC, så vi har några MP3-alternativ du kan välja mellan nedan.

MP3-alternativ

Din MP3-samling kommer inte plötsligt att förbränna, precis som befintliga kodare och avkodare fortsätter att producera MP3-filer. Som sagt, MP3 är lite daterat nu. Det finns flera gratis alternativa ljudformat De 10 vanligaste ljudformaten: Vilken bör du använda?Du vet om MP3, men hur är det med AAC, FLAC, OGG eller WMA? Varför finns det så många ljudfilformat och finns det det bästa ljudformatet? Läs mer du kan använda för att lagra din digital musik nu.

• AAC - Avancerad ljudkodning, som nämnts ovan, är efterträdaren till MP3. Det enda problemet är att formatet i sig nu ser lite daterat ut. Ändå uppnår AAC i allmänhet bättre ljudtillträde än MP3, med liknande bitrater och filstorlekar. AAC är också ett förlustformat.
• Ogg Vorbis - Vorbis-format, vanligtvis i samband med Ogg-behållarformatet. Det är den bättre, lite yngre kusinen med öppen källkod till MP3. Trots att Ogg har bättre komprimering, högre bithastigheter och generellt bättre ljudkvalitet, tog Ogg aldrig fart på samma sätt som MP3 på grund av brist på stödda enheter. Ogg är också ett förlustformat.
• FLAC - Free Lossless Audio Codec är det mest populära ljudfria codec-formatet. Varför? FLAC erbjuder en exakt ljudkopia av källmaterialet, till halva storleken på en traditionell CD. De ljud som påverkas mest av MP3 (t.ex. gitarrer, cymbaler, reverb etc.) förblir skarpa trots att de är betydligt komprimerade. FLAC är ett förlustfritt format.

MP3 Ain't Dead

Du har ingenting att oroa dig för. Du kan fortsätta rippa till MP3 och dina enheter fortsätter att spela musik. På lång sikt är det värt att åtminstone undersöka ett nyare ljudformat för din samling. Komprimeringstekniker kommer att gå vidare Hur man komprimerar stora ljudfiler: 5 enkla och effektiva sättBehöver du minska storleken på dina ljudfiler? Här är flera sätt att komprimera stora ljudfiler. Läs mer och filstorlekar på exakta kopior minskar.

Dessutom är det värt att överväga lagringskapacitet. När de första bärbara MP3-spelarna kom med 32 MB lagring 7 teknologier som kom och gick de senaste 15 årenKommer du ihåg Walkman? Sonys bärbara bandspelare revolutionerade musikbranschen. Läs mer , det var Häftigt, men uppenbarligen inte tillräckligt. Den största lagringsplatsen för en iPod Classic var 160 GB. Den där kan stöta på med en anpassad lagringsuppgradering Andas nytt liv i din klassiska gamla iPod med dessa bästa tipsVi har alla gjort det. Du köper en glänsande ny bit kit till ett orimligt pris, och två år senare är det på baksidan av en låda som samlar damm - tillsammans med din gamla iPod. Läs mer till totalt 240 GB - över 1 000 000 enskilda MP3-spår. Poängen är att när lagringsstorleken ökar och den fysiska storleken minskar, kan vi göra mer med mindre.

Slutligen fortsätter internet att förändra hur vi lyssnar på musik. Jag brukade piratmusik eftersom jag inte hade råd att betala 12–20 $ för varje nytt album som kom ut. Nu har jag fått en Spotify-familjeplan Spara på premiumabonnemang med dessa 9 delbara kontonPremium-prenumerationstjänster är bra, men kostnaderna läggs snabbt upp. Här är 9 tjänster du kan dela för att få ut mesta pengar. Läs mer med tillgång till miljoner spår och ett Amazon Prime-konto med miljoner fler. Det enda som begränsar mig är min internetanslutning, och även då har de båda alternativ för offline-nedladdningar i högkvalitativa format.

Det är inte lika viktigt som det en gång var, men MP3 är inte dött.

Vad är ditt ljudformat som du föredrar? Behöver du den skarpa verkligheten av förlustfri? Eller extrem kompression av ett förlustformat? Har din musikanvändning förändrats sedan strömningstjänster blev utbredda? Lämna mig en rad i kommentarerna, så kommer jag tillbaka till dig.

Bildkredit: Ti Santi via Shutterstock.com