A morte do MP3: uma breve história do formato de áudio favorito do mundo

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A fundação alemã que detém a patente do venerável formato “antigo” de música MP3 anunciou recentemente que deixaria sua patente expirar. O MP3 ampliou bastante o compartilhamento de arquivos de áudio nos anos 90 e início dos anos 2000. A combinação de compactação de dados, tamanho do arquivo e qualidade de áudio retida garantiu a notoriedade do formato de áudio em ambos os lados do argumento da pirataria.

As manchetes diziam "MP3 Is Dead", mas qualquer audiófilo real sabe que uma morte verdadeira é altamente improvável. No entanto, é hora de analisar a história de um formato de áudio de renome mundial e o que pode vir em um futuro próximo.

Exatamente como o MP3 funciona?

Dependendo da idade e do abuso que seus ouvidos sofreram, sua faixa de frequência auditiva fica entre 20 Hz e 20.000 Hz. Além disso, nossos ouvidos são mais sensível às frequências sonoras entre 2 kHz e 5 kHz. Nossa audição também é limitada por nossa capacidade de filtrar e processar sinais de áudio conforme eles chegar.

O mascaramento de frequência - a chave para a compactação do MP3 - depende da incapacidade do cérebro de distinguir entre certos sinais.

Imagine que temos dois sons. Eles têm frequências muito semelhantes (por exemplo, 200 Hz e 210 Hz), mas são tocados em volumes diferentes. O som mais fraco é audível por si só, mas o mais forte é distinguível apenas se forem tocados simultaneamente. O processo de cobrir uma frequência com outra frequência próxima é chamado de "mascaramento". O mascaramento de frequência funciona com eficiência na parte superior e inferior do espectro de áudio.

Rasgando um CD

Vamos supor que estamos copiando um CD para o seu computador. A música no CD é amostrada 5 dicas para otimizar tamanhos de arquivos de áudioSe você sempre quis reduzir o tamanho de um arquivo de áudio, mas não tinha certeza de como fazer isso sem afetar a qualidade da gravação, aqui está tudo o que você precisa saber. consulte Mais informação 44.100 vezes por segundo (44,1 kHz). As amostras têm 2 bytes de comprimento (1 byte é 16 bits). O MP3 suporta várias taxas, mas normalmente usa o CD-padrão 44,1 kHz.

Um arquivo MP3 individual consiste em quadros MP3, apresentando um cabeçalho e um bloco de dados. Cada quadro contém 1.152 amostras. Tecnicamente, são dois "grânulos" de 576 amostras. As amostras são executadas através de um filtro que divide ainda mais o som em um conjunto específico de 32 faixas de frequência. O algoritmo MP3 divide ainda essas 32 bandas de frequência por um fator de 18, criando 576 bandas ainda menores. Cada banda contém 1/576 da faixa de frequência da amostra original (quando começamos a copiar o CD no seu computador).

Nesta fase, dois algoritmos matemáticos complexos fazem seu trabalho: o Transformação discreta de cosseno modificada (MDCT) e transformações rápidas de Fourier (FFT). Cada um executa um processo diferente no material de origem quebrado.

As FFTs analisam cada faixa de frequência em busca de sons que podem ser facilmente mascarados, garantindo que o mascaramento de frequência preserve sons vitais na faixa.

As amostras são então classificadas e transmitidas ao MDCT. O MDCT transforma cada banda em um conjunto de valores espectrais. Os valores espectrais representam com mais precisão a maneira como nossa audição interpreta o áudio. Portanto, muitos codificadores de áudio compactados usam valores espectrais para remover dados de áudio. Depois que as informações espectrais e a análise do grânulo estiverem completas, o processo de compactação real começa Como a compactação de áudio funciona e você pode realmente dizer a diferença?Neste artigo, veremos como funciona a compactação de música e se isso tem algum efeito real sobre como sua música realmente soa. consulte Mais informação .

Uma Breve História do MP3

Você se lembra do seu primeiro MP3 player? Tive a sorte de ter um iPod original - até que um homem com uma faca o libertou de minha posse. MiniDiscs eram bem mais legais, de qualquer maneira.

Independentemente disso, quando o iPod original aumentou rapidamente o desejo por MP3s (em 2001), o formato já tinha oito anos. Além disso, o MP3 já estava causando ondas na internet e em outros dispositivos portáteis de música digital.

De onde veio o MP3?

MP3 era um Moving Pimagem Experts Gdesign (MPEG), como parte de seu padrão original de compressão de áudio e vídeo MPEG-1. MP3 é uma abreviação de MPEG-1 Audio Layer III, aprovada para uso em 1991 e finalmente publicada em 1993.

A idéia por trás do MP3 é bem legal.

O algoritmo MP3 tira proveito das limitações perceptivas da audição humana, conhecidas como mascaramento auditivo. O mascaramento auditivo ocorre quando a percepção de um som é afetada pela presença de outro. Além disso, cada música contém elementos de áudio imperceptíveis à experiência auditiva geral. Manfred R. Schroeder propôs pela primeira vez um codec de máscara psicoacústica em 1979. No entanto, não foi até a formação do MPEG (como subcomitê da ISO / IEC) em 1988 que uma iniciativa concertada para um padrão global começou.

Há outro nome importante na história do MP3: Karlheinz Brandenburg. Brandenburg começou a trabalhar na compressão de música digital na década de 1980, completando sua tese de doutorado em 1989. o vários modos de compressão nos quais ele havia trabalhado Como funciona a compactação de arquivos?Como funciona a compactação de arquivos? Aprenda o básico da compactação de arquivos e a diferença entre compactação com perdas e sem perdas. consulte Mais informação encontrou limitações nas duas tecnologias disponíveis na época, bem como no design dos processos de codificação iniciais. Ele, junto com outros membros fundadores do MPEG, percebeu que apenas um novo sistema seria suficiente.

O Instituto Fraunhofer

Em 1990, Brandenburg tornou-se professor assistente na Universidade de Erlangen-Nuremberg. Ele continuou seu trabalho de compressão com a Sociedade Fraunhofer (ele acabaria se juntando à Fraunhofer 1993).

"Tivemos o subgrupo de áudio dentro do grupo de filmes [MPEG]", explicou Brandenburg em um Entrevista NPR. “No final, todos juntos tínhamos um compromisso que tinha modos diferentes, chamados Camada I, Camada II, Camada III... E a maioria das nossas idéias foi para os modos de compactação no áudio MPEG... que era a mais complexa e que dava a melhor qualidade com taxas de bits baixas - que era chamada Camada III. "

Brandenburg usou a música "Tom's Diner" de Suzanne Vega para refinar o algoritmo de compactação, ouvindo repetidas vezes, para garantir que seus ajustes não afetaram adversamente a gravação de A voz de Vega.

MP3 Explodes

O MP3 ficou parado durante alguns anos após seu lançamento oficial, o codec considerado “muito complicado” para uso generalizado.

No entanto, em 1997, as coisas mudaram - rapidamente.

Primeiro, um “estudante australiano” comprou um software de codificação profissional l3enc de uma empresa alemã. Ele reverteu a engenharia do software, recompilou-o e enviou-o para um FTP da universidade dos EUA com um Leia-me arquivo dizendo: "Este é um software gratuito graças a Fraunhofer". Esse pequeno ato mudou instantaneamente o acesso à codificação e decodificação de MP3. De repente, colar um CD no computador renderizou áudio de alta qualidade em pequenos tamanhos de arquivo.

Segundo, a Nullsoft lançou o venerável reprodutor de áudio Winamp. Os MP3s copiados de um CD podem ser facilmente reproduzidos em um computador.

Ao mesmo tempo, a internet se espalhou por milhões de casas em todo o mundo. Milhões de HDDs estavam preenchendo com MP3s 4 ferramentas fantásticas para gerenciar sua enorme coleção de MP3O gerenciamento da biblioteca de músicas pode ser uma experiência totalmente frustrante, especialmente se você tiver anos de música desorganizada esperando para ser classificada e rotulada corretamente. A má gestão da biblioteca de músicas voltará e te morderá mais tarde ... consulte Mais informação , e o formato se tornou o formato preferido de compartilhamento de arquivos de áudio para os serviços de compartilhamento de arquivos ponto a ponto, como Napster, Gnutella e eDonkey (Gnutella foi outro projeto da Nullsoft). A pirataria musical estava viva e desenfreada, e não foi em grande parte auxiliada pelo aumento do MP3.

Leitores MP3

Em um benefício adicional para a indústria de áudio estabelecida, tocadores de MP3 portáteis apareceram. No início dos anos 90, o Instituto Fraunhofer tentou e falhou ao criar um MP3 player comercializável. Era simplesmente muito cedo para adoção generalizada. Ele precisava da combinação mencionada acima de compartilhamento de arquivos, proliferação da Internet e software de cópia para dar impulso aos tocadores de MP3 portáteis.

A empresa sul-coreana Elger Labs lançou o MPMAN F10 de US $ 250, com uma enorme memória de 32 MB. Não foi a faísca alucinante para a indústria como a conhecemos. Esse elogio é do Diamond Rio PMP300, também com 32 MB.

O sucesso do Diamond Rio atraiu atenção indesejada. A Associação da Indústria de Gravação da América (RIAA) processou a Diamond Multimedia Systems (o fabricante) - e perdeu. No entanto, a RIAA assumiu corretamente que este era o começo da pirataria musical endêmica, que continua até hoje.

O que aconteceu depois, você pergunta? A evolução do consumo musical: como chegamos aquiA ascensão do iPod, o celular tocador de música e várias plataformas de mídia de streaming apontam para uma idéia simples e simples: a música é importante. Mas como chegamos aqui? consulte Mais informação

Bem, um dispositivo pouco conhecido chamado iPod chegou ao mercado, legitimando completamente o MP3 como o formato de áudio de fato da época, e a RIAA começou sua cruzada (em andamento) contra piratas em todo o mundo.

O resto, como dizemos, é história.

Por que o MP3 está morrendo então?

O Instituto Fraunhofer possuía a patente MP3. Em 23 de abril de 2017, as demais patentes expiraram. Portanto, o Fraunhofer não pode mais emitir novas licenças de MP3. Nós temos explicou exatamente o que está acontecendo Como a "morte do MP3" afetará você?Você pode ter visto as manchetes sugerindo que o MP3 está morto. Felizmente, isso é um absurdo. Então, qual é a verdade por trás das manchetes e como a história real o afetará? consulte Mais informação com essas manchetes "apocalípticas" e como isso afetará você.

Quer o TL; DR? O MP3 não está morto e não vai a lugar algum.

Uma das principais razões que Fraunhofer deu para abandonar o MP3 foi a idade. Ele não pode mais competir com seus primos de codec mais novos e mais brilhantes. A sugestão deles? Use a codificação de áudio avançada (AAC). Coincidentemente, a Fraunhofer também possui a patente (em andamento) da AAC, então temos algumas alternativas de MP3 que você pode escolher abaixo.

Alternativas para MP3

Sua coleção de MP3 não queima repentinamente, assim como os codificadores e decodificadores existentes continuarão produzindo arquivos MP3. Dito isto, o MP3 está um pouco datado agora. Existem vários formatos alternativos de áudio gratuitos Os 10 formatos de áudio mais comuns: Qual deles você deve usar?Você conhece o MP3, mas e o AAC, FLAC, OGG ou WMA? Por que existem tantos formatos de arquivo de áudio e existe um melhor formato de áudio? consulte Mais informação você pode usar para armazenar sua música digital agora.

• AAC - Advanced Audio Coding, como mencionado acima, é o sucessor do MP3. O único problema é que o formato em si agora parece um pouco datado. No entanto, o AAC geralmente alcança melhor fidelidade de áudio que o MP3, com taxas de bits e tamanhos de arquivo semelhantes. AAC também é um formato com perdas.
• Ogg Vorbis - Formato Vorbis, comumente usado em conjunto com o formato de contêiner Ogg. É o melhor, um pouco mais novo, primo de código aberto do MP3. Apesar do Ogg apresentar melhor compactação, taxas de bits mais altas e qualidade de áudio geralmente melhor, o Ogg nunca decolou da mesma maneira que o MP3 devido à falta de dispositivos suportados. Ogg também é um formato com perdas.
• FLAC - O codec de áudio sem perdas gratuito é o formato de codec de áudio sem perdas mais popular. Por quê? O FLAC oferece uma cópia exata em áudio do material de origem, com metade do tamanho de um CD tradicional. Os sons mais afetados pelo MP3 (por exemplo, guitarras, pratos, reverb etc.) permanecem nítidos, apesar de serem significativamente compactados. FLAC é um formato sem perdas.

O MP3 não está morto

Você não tem nada com o que se preocupar. Você pode continuar copiando para MP3 e seus dispositivos continuarão tocando sua música. A longo prazo, pelo menos valerá a pena investigar um formato de áudio mais recente para sua coleção. Técnicas de compressão avançam Como compactar arquivos de áudio grandes: 5 maneiras fáceis e eficazesPrecisa reduzir o tamanho dos seus arquivos de áudio? Aqui estão várias maneiras de compactar arquivos de áudio grandes. consulte Mais informação e o tamanho dos arquivos das cópias exatas diminuirá.

Além disso, vale a pena considerar a capacidade de armazenamento. Quando os primeiros MP3 players portáteis chegaram com 32 MB de armazenamento 7 tecnologias que surgiram e surgiram nos últimos 15 anosLembra do Walkman? O toca-fitas portátil da Sony revolucionou a indústria da música. consulte Mais informação , isso foi legal, mas evidentemente não é suficiente. O maior armazenamento para um iPod Classic foi de 160 GB. que pode receber um upgrade de armazenamento personalizado Dê uma nova vida ao seu iPod antigo e clássico com estas dicasTodos nós já fizemos isso. Você compra um kit novo e brilhante por um preço exorbitante e, dois anos depois, ele está na parte de trás de uma gaveta, coletando poeira - ao lado do seu iPod antigo. consulte Mais informação a 240 GB - bem mais de 1.000.000 de faixas MP3 individuais. O ponto é que, à medida que o tamanho do armazenamento aumenta e o tamanho físico diminui, podemos fazer mais com menos.

Finalmente, a internet continua a mudar a maneira como ouvimos música. Eu costumava piratear músicas porque não podia pagar entre US $ 12 e 20 por cada novo álbum lançado. Agora eu tenho um Conta do plano familiar Spotify Economize em assinaturas premium com essas 9 contas compartilháveisOs serviços de assinatura premium são ótimos, mas os custos aumentam rapidamente. Aqui estão 9 serviços que você pode compartilhar para aproveitar ao máximo seu dinheiro. consulte Mais informação com acesso a milhões de faixas e uma conta Amazon Prime com mais milhões. A única coisa que me limita é a minha conexão à Internet e, mesmo assim, os dois têm opções para downloads offline em formatos de alta qualidade.

Não é tão importante como era antes, mas o MP3 não está morto.

Qual é o seu formato de áudio preferido? Você precisa da realidade nítida do lossless? Ou compressão extrema de um formato com perdas? Seu uso da música mudou desde que os serviços de streaming se tornaram difundidos? Deixe-me uma linha nos comentários e eu voltarei para você.

Crédito de imagem: Ti Santi via Shutterstock.com