La morte dell'MP3: una breve storia del formato audio preferito al mondo

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La fondazione tedesca proprietaria del brevetto per il "vecchio" formato musicale MP3 ha recentemente annunciato che avrebbe lasciato scadere il brevetto. MP3 ha spalancato la condivisione di file audio negli anni '90 e nei primi anni 2000. La combinazione di compressione dei dati, dimensione del file e qualità audio mantenuta ha assicurato che il formato audio sia stato reso famoso su entrambi i lati dell'argomento della pirateria.

I titoli dicono "MP3 Is Dead", ma ogni vero audiofilo sa che una vera morte è altamente improbabile. Tuttavia, è tempo di guardare la storia di un formato audio di fama mondiale e cosa potrebbe accadere nel prossimo futuro.

Esattamente come funziona MP3?

A seconda dell'età e dell'abuso subiti dalle orecchie, la gamma di frequenza uditiva è compresa tra 20 Hz e 20.000 Hz. Inoltre, le nostre orecchie lo sono più sensibile alle frequenze sonore tra 2 kHz e 5 kHz. Il nostro udito è anche limitato dalla nostra capacità di filtrare ed elaborare i segnali audio così come sono arrivo.

Il mascheramento di frequenza - la chiave della compressione MP3 - si basa sull'incapacità del cervello di distinguere tra determinati segnali.

Immagina di avere due suoni. Hanno frequenze molto simili (ad es. 200 Hz e 210 Hz) ma vengono riprodotte a volumi diversi. Il suono più debole è udibile da solo, ma il più forte è distinguibile solo se vengono riprodotti contemporaneamente. Il processo di copertura di una frequenza con un'altra frequenza vicina è chiamato "mascheramento". Il mascheramento di frequenza funziona in modo efficiente nella parte superiore e inferiore dello spettro audio.

Copia di un CD

Supponiamo che stiamo copiando un CD sul tuo computer. La musica sul CD viene campionata 5 suggerimenti per l'ottimizzazione delle dimensioni dei file audioSe hai mai desiderato ridurre le dimensioni di un file audio ma non sapevi come farlo senza influire sulla qualità della registrazione, ecco tutto ciò che devi sapere. Leggi di più 44.100 volte al secondo (44,1 kHz). I campioni sono lunghi 2 byte (1 byte è 16 bit). MP3 supporta diverse velocità, ma in genere utilizza lo standard CD 44,1 kHz.

Un singolo file MP3 è costituito da frame MP3, con intestazione e blocco dati. Ogni frame contiene 1.152 campioni. Tecnicamente, si tratta di due "granuli" di 576 campioni. I campioni vengono sottoposti a un filtro che divide ulteriormente il suono in un set specifico di 32 intervalli di frequenza. L'algoritmo MP3 quindi divide ulteriormente quelle 32 bande di frequenza per un fattore 18, creando 576 bande ancora più piccole. Ogni banda contiene 1/57 della gamma di frequenza del campione originale (quando abbiamo iniziato a copiare il CD sul tuo computer).

In questa fase, due complessi algoritmi matematici svolgono il loro lavoro: il Trasformazione del coseno discreto modificata (MDCT) e Fast Fourier Transforms (FFT). Ciascuno esegue un processo diverso sul materiale di origine scomposto.

Gli FFT analizzano ogni banda di frequenza per suoni che possono essere facilmente mascherati, assicurandosi che il mascheramento di frequenza preservi suoni vitali nella traccia.

I campioni vengono quindi ordinati e passati all'MDCT. MDCT trasforma ogni banda in un insieme di valori spettrali. I valori spettrali rappresentano in modo più accurato il modo in cui il nostro udito interpreta l'audio. Pertanto, molti codificatori audio compressi utilizzano valori spettrali per rimuovere i dati audio. Una volta completate le informazioni spettrali e l'analisi del granulo, inizia l'effettivo processo di compressione Come funziona la compressione audio e puoi davvero dire la differenza?In questo articolo, daremo un'occhiata a come funziona la compressione musicale e se ha un effetto reale sul modo in cui la tua musica suona davvero. Leggi di più .

Una breve storia di MP3

Ti ricordi il tuo primo lettore MP3? Ho avuto la fortuna di avere un iPod originale - fino a quando un uomo con un coltello lo ha liberato dal mio possesso. MiniDisc erano comunque più fighi.

Indipendentemente da ciò, quando l'iPod originale ha rapidamente aumentato il desiderio di MP3 (nel 2001), il formato aveva già otto anni. Inoltre, MP3 stava già facendo onde su Internet e altri dispositivi portatili di musica digitale.

Da dove proviene l'MP3?

MP3 era un MOving Picture EXperts soldesign roup (MPEG), come parte del suo standard di compressione audio e video MPEG-1 originale. MP3 è un'abbreviazione di MPEG-1 Audio Layer III, approvato per l'uso nel 1991 e finalmente pubblicato nel 1993.

L'idea alla base di MP3 è piuttosto interessante.

L'algoritmo MP3 sfrutta i limiti percettivi dell'udito umano, indicato come mascheramento uditivo. Il mascheramento uditivo si verifica quando la percezione di un suono è influenzata dalla presenza di un altro. Inoltre, ogni brano contiene elementi audio impercettibili all'esperienza d'ascolto complessiva. Manfred R. Schroeder ha proposto per la prima volta un codec di mascheramento psicoacustico nel 1979. Tuttavia, non è stato fino alla formazione dell'MPEG (come sottocomitato dell'ISO / IEC) nel 1988 che è iniziata un'iniziativa concertata per uno standard globale.

C'è un altro nome importante nella storia dell'MP3: Karlheinz Brandenburg. Il Brandeburgo ha iniziato a lavorare sulla compressione della musica digitale negli anni '80, completando la sua tesi di dottorato nel 1989. Il varie modalità di compressione su cui aveva lavorato Come funziona la compressione dei file?Come funziona la compressione dei file? Impara le basi della compressione dei file e la differenza tra compressione lossy e lossless. Leggi di più trovato limiti in entrambe le tecnologie disponibili al momento, così come la progettazione dei primi processi di codifica. Insieme ad altri membri fondatori di MPEG, si rese conto che sarebbe bastato solo un nuovo sistema.

L'Istituto Fraunhofer

Nel 1990, Brandeburgo divenne assistente professore all'Università di Erlangen-Norimberga. Continuò il suo lavoro sulla compressione con la Fraunhofer Society (alla fine si sarebbe unito a Fraunhofer 1993).

"Avevamo il sottogruppo audio all'interno del gruppo cinematografico [MPEG]", ha spiegato Brandenburg in un Intervista NPR. “Alla fine tutti insieme abbiamo trovato un compromesso che aveva diverse modalità, il cosiddetto strato I, livello II, livello III... E la maggior parte delle nostre idee è andata nelle modalità di compressione nell'audio MPEG... che era il più complesso e quello che offriva la migliore qualità a bassi bitrate - si chiamava Layer III. "

Brandenburg ha usato la canzone "Tom’s Diner" di Suzanne Vega per perfezionare l'algoritmo di compressione, ascoltarlo ancora e ancora, per assicurarsi che il suo armeggiare non abbia influito negativamente sulla registrazione di La voce di Vega.

MP3 esplode

L'MP3 è rimasto in crisi per un paio d'anni dopo la sua uscita ufficiale, il codec ritenuto "troppo complicato" per un uso diffuso.

Tuttavia, nel 1997, le cose sono cambiate - in fretta.

Innanzitutto, uno "studente australiano" ha acquistato un software di codifica professionale l3enc da una società tedesca. Ha invertito il software, lo ha ricompilato e lo ha caricato su un FTP dell'università degli Stati Uniti con un LEGGIMI file che dice: "Questo è freeware grazie a Fraunhofer." Questo piccolo atto ha immediatamente cambiato l'accesso alla codifica e decodifica MP3. Improvvisamente, l'inserimento di un CD nel computer ha reso l'audio di alta qualità in file di dimensioni ridotte.

In secondo luogo, Nullsoft ha rilasciato il venerabile lettore audio Winamp. Gli MP3 strappati da un CD possono essere facilmente riprodotti su un computer.

Allo stesso tempo, Internet si era diffuso in milioni di case in tutto il mondo. Milioni di HDD si stavano riempiendo di MP3 4 fantastici strumenti per gestire la tua vasta collezione di MP3La gestione della biblioteca musicale può essere un'esperienza del tutto frustrante, soprattutto se hai anni di musica non organizzata in attesa di essere smistati ed etichettati correttamente. La cattiva gestione della biblioteca musicale tornerà e ti morderà più tardi ... Leggi di più e il formato è diventato il formato di condivisione di file audio preferito per i primi servizi di condivisione di file peer-to-peer, come Napster, Gnutella ed eDonkey (Gnutella era un altro progetto Nullsoft). La pirateria musicale era viva e dilagante e non fu in gran parte aiutata dall'ascesa di MP3.

Lettori MP3

In un ulteriore vantaggio per l'industria audio consolidata, apparvero lettori MP3 portatili. All'inizio degli anni '90, il Fraunhofer Institute aveva tentato e fallito nel creare un lettore MP3 commerciabile. Era semplicemente troppo presto per un'adozione diffusa. Era necessaria la summenzionata combinazione di condivisione di file, proliferazione di Internet e software di ripping per dare slancio ai lettori MP3 portatili.

La società sudcoreana, Elger Labs, ha introdotto il $ 250 MPMAN F10, completo di una straordinaria memoria da 32 MB. Non è stata la scintilla sconvolgente per l'industria come la conosciamo. Questo riconoscimento spetta al Diamond Rio PMP300, anch'esso con 32 MB.

Il successo del Diamond Rio ha attirato attenzioni indesiderate. La Recording Industry Association of America (RIAA) ha citato in giudizio Diamond Multimedia Systems (il produttore) - e ha perso. Tuttavia, la RIAA ha giustamente ipotizzato che questo fosse l'inizio della pirateria musicale endemica, che continua ancora oggi.

Cosa è successo dopo, chiedi? L'evoluzione del consumo di musica: come siamo arrivati ​​quiL'ascesa dell'iPod, del cellulare che suona musica e di numerose piattaforme di streaming multimediali puntano tutte verso un'unica, semplice idea: la musica è importante. Ma come siamo arrivati ​​qui? Leggi di più

Bene, un dispositivo poco noto chiamato il iPod colpì i mercati, legittimando completamente l'MP3 come il formato audio di fatto dell'epoca, e la RIAA iniziò la sua (continua) crociata contro i pirati di tutto il mondo.

Il resto, come diciamo, è storia.

Perché sta morendo MP3 allora?

L'Istituto Fraunhofer possedeva il brevetto MP3. Il 23 aprile 2017, i loro rimanenti brevetti sono scaduti. Pertanto, Fraunhofer non può più rilasciare nuove licenze MP3. Noi abbiamo spiegato esattamente cosa sta succedendo Come ti interesserà la "morte di MP3"?Potresti aver visto i titoli che suggeriscono che l'MP3 è morto. Per fortuna, questa è una sciocchezza. Allora, qual è la verità dietro i titoli e in che modo la vera storia ti influenzerà? Leggi di più con questi titoli "apocalittici", oltre a come ti influenzerà.

Vuoi il TL; DR? MP3 non è morto e non va da nessuna parte.

Uno dei motivi principali per cui Fraunhofer ha lasciato andare l'MP3 era l'età. Non può più competere con i suoi cugini di codec più recenti e più brillanti. Il loro suggerimento? Utilizzare invece Advanced Audio Coding (AAC). Per coincidenza, Fraunhofer detiene anche il brevetto (in corso) per AAC, quindi abbiamo alcune alternative MP3 tra cui puoi scegliere, di seguito.

Alternative MP3

La tua collezione di MP3 non diventerà improvvisamente esplosiva, proprio come i codificatori e i decodificatori esistenti continueranno a produrre file MP3. Detto questo, MP3 è un po 'datato ora. Ce ne sono diversi formati audio alternativi gratuiti I 10 formati audio più comuni: quale dovresti usare?Sai di MP3, ma per quanto riguarda AAC, FLAC, OGG o WMA? Perché esistono così tanti formati di file audio ed esiste un formato audio migliore? Leggi di più puoi usare per archiviare la tua musica digitale ora.

• AAC - Advanced Audio Coding, come menzionato sopra, è il successore di MP3. L'unico problema è che il formato in sé sembra ora un po 'datato. Tuttavia, AAC generalmente ottiene una migliore fedeltà audio rispetto a MP3, con bitrate e dimensioni dei file simili. AAC è anche un formato con perdita di dati.
• Ogg Vorbis - Formato Vorbis, comunemente usato insieme al formato contenitore Ogg. È il migliore, leggermente più giovane, cugino open source di MP3. Nonostante Ogg abbia una migliore compressione, bit rate più alti e una qualità audio generalmente migliore, Ogg non è mai decollato allo stesso modo dell'MP3 a causa della mancanza di dispositivi supportati. Ogg è anche un formato con perdita di dati.
• FLAC - Il Free Lossless Audio Codec è il formato di codec audio lossless più popolare. Perché? FLAC offre una copia audio esatta del materiale sorgente, a metà delle dimensioni di un CD tradizionale. I suoni maggiormente influenzati dagli MP3 (ad es. Chitarre, piatti, riverbero, ecc.) Rimangono nitidi nonostante siano significativamente compressi. FLAC è un formato senza perdita di dati.

MP3 Ain’t Dead

Non hai nulla di cui preoccuparti. Puoi continuare a copiare in MP3 e i tuoi dispositivi continueranno a riprodurre la tua musica. A lungo termine, varrà la pena investigare almeno un nuovo formato audio per la tua collezione. Le tecniche di compressione avanzeranno Come comprimere file audio di grandi dimensioni: 5 modi semplici ed efficaciDevi ridurre le dimensioni dei tuoi file audio? Ecco alcuni modi per comprimere file audio di grandi dimensioni. Leggi di più e le dimensioni dei file di copie esatte diminuiranno.

Inoltre, vale la pena considerare la capacità di archiviazione. quando i primi lettori MP3 portatili sono arrivati ​​con 32 MB di spazio di archiviazione 7 tecnologie che sono venute e sono andate negli ultimi 15 anniRicorda il Walkman? Il lettore di nastri portatile di Sony ha rivoluzionato l'industria musicale. Leggi di più , era freddo, ma evidentemente non abbastanza. Lo spazio di archiviazione più grande per un iPod Classic era di 160 GB. Quello potrebbe essere bloccato con un aggiornamento di archiviazione personalizzato Dai nuova vita al tuo vecchio iPod classico con questi suggerimentiL'abbiamo fatto tutti. Acquista un nuovo brillante kit di kit a un prezzo esorbitante, e due anni dopo è nel retro di un cassetto a raccogliere polvere - insieme al tuo vecchio iPod. Leggi di più a ben 240 GB - ben oltre 1.000.000 di singole tracce MP3. Il punto è che all'aumentare delle dimensioni di archiviazione e delle dimensioni fisiche, possiamo fare di più con meno.

Infine, Internet continua a cambiare il modo in cui ascoltiamo la musica. Usavo la musica pirata perché non potevo permettermi di pagare $ 12-20 per ogni nuovo album uscito. Ora ho un Account del piano famiglia Spotify Risparmia sugli abbonamenti Premium con questi 9 account condivisibiliI servizi di abbonamento premium sono fantastici, ma i costi si sommano rapidamente. Ecco 9 servizi che puoi condividere per ottenere il massimo dal tuo denaro. Leggi di più con accesso a milioni di tracce e un account Amazon Prime con milioni di altre. L'unica cosa che mi limita è la mia connessione a Internet, e anche allora, entrambi hanno opzioni per i download offline in formati di alta qualità.

Non è così importante come una volta, ma MP3 non è morto.

Qual è il tuo formato audio preferito? Hai bisogno della nitida realtà di lossless? O estrema compressione di un formato con perdita? Il tuo utilizzo della musica è cambiato da quando i servizi di streaming sono diventati diffusi? Lasciami una riga nei commenti e ti risponderò.

Credito di immagine: Ti Santi tramite Shutterstock.com