Reklama

Cyfrowa muzyka - dzieje formatu MP3

Jeszcze kilkanaście lat temu cała dyskografia a co bardziej utytułowanego zespołu zajmowała sporo miejsca na półce. Dziś mieści się w kieszeni - razem z dziesiątkami innych. Jak to możliwe?

Wszyscy kłamią. Fraza ta ostatnimi czasy robi oszałamiającą karierę. Odnosi się również do przemysłu multimedialnego. Film, muzyka - to tylko złudzenie. Tak naprawdę we współczesnych mediach nie ma czegoś takiego jak ruch i  dźwięk. Obraz kinowy to mnóstwo malutkich punktów, składających się w statyczne klatki. Dopiero one - wyświetlane na ekranie z częstotliwością 24 na sekundę - zlewają się w płynną animację. Czujecie się okłamani? Z  cyfrowym dźwiękiem jest podobnie.

Po co MP3?

W przeciwieństwie do ciągłego sygnału analogowego jest on podzielony tak, jak wspomniany wyżej obraz w  kinie - na próbki. Puszczamy wystarczająco dużą liczbę takich próbek po sobie w ciągu sekundy, a mózg interpretuje je jako jeden ciągły dźwięk. Ile musi ich być? Wszystko zależy od jakości, jaką chcemy uzyskać, choć jeśli mówimy o  muzyce, ich liczba idzie nawet w dziesiątki tysięcy. Do tego muszą być w odpowiedniej jakości, a  ta wyrażana jest w  bitach. Zdezorientowani? Popatrzmy na przykład.

Dźwięk na płycie CD zapisany jest z użyciem 16 bitów i częstotliwością próbkowania 44,1 kHz (czyli 44 100 próbek na sekundę!). Daje to strumień danych o wielkości nieco ponad 11 MB na minutę utworu. Jak łatwo policzyć, na jednej standardowej płycie CD można zapisać 74 minuty muzyki. Skąd ta liczba? Dokładnie tyle trwa IX Symfonia Beethovena, a że szef opracowującego standard CD koncernu Sony był melomanem, wymógł podobno na podwładnych takie, a nie inne parametry krążka. Chciał mieć nośnik, na którym klasyczne dzieło zmieściłoby się w całości.

Reklama

A  gdyby tak upchnąć na tej samej przestrzeni z dziesięć razy tyle muzyki? Pomysł wydaje się świetny, tyle tylko, że praw fizyki nie przeskoczymy - by nagranie brzmiało dobrze, po prostu musi swoje zajmować, i kropka. Taka jest teoria. A praktyka mówi, że można jednak spróbować trochę oszukać i tym samym zaoszczędzić na objętości. Tak właśnie narodził się pomysł stworzenia formatu MP3.

By jednak skutecznie oszukiwać, trzeba wykorzystywać słabości przeciwnika. A  tych człowiek w  dziedzinie słuchu ma sporo. Największą jest chyba zakres słyszenia ludzkiego ucha. W  teorii odbieramy dźwięki o  częstotliwości do ok. 20 kHz - w praktyce wszystko zależy od indywidualnych predyspozycji. Dzieci i młodzież radzą sobie z bardzo wysokimi tonami bez większych problemów, dorośli już niekoniecznie. Śmiało można więc założyć, że ogółowi ludzi w muzyce do szczęścia nie są potrzebne dźwięki powyżej 16 kHz.

Artykuł pochodzi z magazynu CD Action - numer 09/2011 - Już w kioskach!

Najlepiej słyszymy te w paśmie 2-4 kHz - im bardziej wartość odbiega od tego zakresu, tym mniej wyraźny i cichszy jest dla nas dźwięk. Wynajdywaniem takich kruczków i wad ludzkiego słuchu zajmuje się dziedzina zwana psychoakustyką - to właśnie ona dała teoretyczne podstawy do powstania MP3, praktyką zaś zajęli się Niemcy.

Niemiecka myśl muzyczna

Tak na dobrą sprawę za początki prac nad kompresją dźwięku, które później przerodziły się w  tworzenie formatu MP3, należy uznać pierwsze próby transmisji muzyki w  kablach telefonicznych, które zostały podjęte już w latach siedemdziesiątych ubiegłego wieku. Nieco później przyglądano się możliwościom ludzkiego ucha, jednak tak naprawdę coś zaczęło się dziać dopiero w 1987 roku - wówczas niemiecki Instytut Fraunhofera do spółki z  Uniwersytetem Erlangen-Nuremberg zaczęły zmagać się z powołanym do życia dwa lata wcześniej programem Eureka - projektem naziemnego cyfrowego radia.

Prace szły bez większych problemów, ostatecznie jednak radio nie zyskało dużej popularności. Ale zajęcie się nim spowodowało, że w  1989 roku Karlheinz Brandenburg ukończył swój doktorat o  algorytmie OCF - protoplaście MP3, który dostarczał sporo rozwiązań technicznych, jakie później trafiły do opisywanego formatu. Swoją drogą ma facet luz - komuna pada na pysk, demoludy sypią się jak domki z kart, a ten sobie spokojnie dłubie w  czymś tak nieżyciowym i nikomu niepotrzebnym, jak kompresja dźwięku... Pozazdrościć spokoju ducha. I zdolności - podczas pracy nad doktoratem przyszły profesor nie tylko sam zbudował i zaprogramował sobie kartę dźwiękową, ale też wlutował ją wraz z napędem CD do superkomputera, który dostał do dyspozycji. A  musicie wiedzieć, że był to tak mocny sprzęt, że pięć sekund muzyki pakował w ciągu... godziny. Cóż, nikt nie mówił, że będzie łatwo.

Prace nad formatem

Pomimo gwałtownych przemian, jakie przechodziły w tym czasie Niemcy, praca doktorska Brandenburga nie poszła w odstawkę. Wprost przeciwnie - już w 1991 roku powołano międzyuczelniany zespół (również z  ludźmi z  Instytutu Fraunhofera), który na poważnie wziął się za udoskonalanie algorytmu OCF. Cel był jasny: prezentacja formatu w Hanowerze jesienią tego samego roku na forum międzynarodowej organizacji zajmującej się standaryzacją ISO. Po drodze wynikły jednak problemy: coś, co miało działać, nie działało. Dopieszczony w każdym calu kod, wychuchane dziecko już doktora Brandenburga, kodował muzykę tak, że uszy więdły. Nagrania testowe zamiast brzmieć czysto, atakowały słuchaczy kakofonią trzasków i  pisków. Coś ewidentnie nie grało - dosłownie i w przenośni.

Normalny człowiek siadłby i  zaczął sprawdzać, czy aby nie popełnił błędu w  oprogramowaniu - Niemcy byli jednak przekonani, że wszystko jest w  porządku. Jeden z  naukowców w  desperacji zaczął przeglądać plik wynikowy (czyli z grubsza: nic niemówiący ciąg zer i jedynek) i w ten sposób odkrył usterkę. Okazało się, że winny jest nie soft, a sprzęt użyty do kodowania. Nowiutki procesor Motorola 56000 nie radził sobie z konwersją liczb zmiennoprzecinkowych, co jakiś czas wyrzucając wynik w  zasadzie losowy, co powodowało zakłócenia. A że był to produkt nowy, nikt o  tym problemie wcześniej nie wiedział. Na zmiany w oprogramowaniu nie było czasu, więc Niemcy poprawili niedociągnięcia w kodzie "z palca" i  gotowy plik muzyczny wysłali na prezentację.

Wszyscy byli pod wrażeniem. To była rewolucja: wydajna kompresja, strat w  sygnale w  zasadzie nie było słychać. Tyle tylko, że... nikt nie miał pomysłu, co z  tą zaawansowaną technologią dalej zrobić. Po prostu nikomu wówczas nie była potrzebna. Przypomnijmy - to był rok 1991. Wtedy - dwadzieścia lat temu - nie istniały nawet wystarczająco silne komputery osobiste, które mogłyby odtwarzać taką muzykę, a  co dopiero upakowywać dźwięk w tym formacie. O przenośnych odtwarzaczach, telefonach i  innych urządzeniach, które wykorzystują dzisiaj standard MP3, nikt nawet się marzył. Wydawało się więc, że wykonano kawał dobrej, nikomu niepotrzebnej roboty...

Rewolucja bez praktycznego zastosowania?

Twórcy standardu przez kilka lat bezskutecznie próbowali zwrócić uwagę wielkich i możnych tego świata na swój wynalazek. Początkowo odmawiali im wszyscy: stacje radiowe, producenci sprzętu do profesjonalnej obróbki audio, wytwórcy elektroniki użytkowej. A nawet jak się zainteresowali, to kończyło się to źle: wypuszczone w 1993 roku karty do sprzętowego kodowania MP3 nie obeszły niemal nikogo. Po części winna była ich cena - 8 tys. marek, co dziś można wyrazić kwotą spokojnie przekraczającą 4 tys. euro. Pomimo tego, że niemieckie rozwiązanie zyskało aprobatę organizacji ISO i zostało zarejestrowane jako obowiązujący standard kodowania, projekt leżał i  kwiczał, czekając na lepsze czasy.

Coś zaczęło się zmieniać w 1995 roku. Format MP3 został wówczas przyjęty jako standard w satelitarnej transmisji audio. Wtedy też, w cztery lata po jego wynalezieniu, zyskał swoją oficjalną nazwę. Twórcy określali go różnie: Layer 3, BIT, używano też oficjalnej i  niewygodnej MPEG Layer-3, którą skracano do prostego MP3.

Problematyczną sytuację rozwiązała konieczność przypisania do pliku jakiegoś rozszerzenia tych trzech liter po kropce w  nazwie. Zadecydowało szefostwo Instytutu: w krótkim i zwięzłym mailu stwierdzono, że rozszerzeniem będzie MP3 i  taka też nazwa ostatecznie przyjęła się jak świat długi i szeroki.

Artykuł pochodzi z magazynu CD Action - numer 09/2011 - Już w kioskach!

Wkrótce ruszyła lawina. Rok 1997 to czas prawdziwej eksplozji popularności "empetrójek". Detonatorem był zastraszający rozwój komputerów osobistych - w tym czasie już niemal każdy radził sobie z tym formatem. MP3 stało się poniekąd wyznacznikiem nowoczesności - modną nowinką, którą każdy szanujący się pecetowiec po prostu musiał mieć na swoim dysku wraz z  popularnym odtwarzaczem Winamp. Format był wygodny: zajmował nawet dziesięciokrotnie mniej

miejsca niż pliki WAV z tą samą muzyką, pozwalał na łatwe katalogowanie i  przeglądanie utworów zgromadzonych na dysku i  był... orędownikiem piractwa.

MP3, piraci i odtwarzacze

Nie ma co ukrywać, MP3 i piractwo od początku szły w  parze. Wytwórnie fonograficzne nie doceniły potęgi tego wynalazku i  początkowo oficjalnych plików MP3 po prostu nie było. Po sieci krążyły więc tworzone w  domowym zaciszu, nielegalne ripy całych dyskografii. Na fali tego zjawiska w  1997 roku powstał portal mp3.com, a dwa lata później Napster -  popularny serwis peer-to-peer, który, podobnie jak pierwszy, umożliwiał nielegalną wymianę muzyki. Nie działał długo - Metallica i Dr. Dre szybko ruszyli do sądu, by zapewnić ochronę swojej twórczości. Napstera zamknięto, nie zmieniło to jednak faktu, że pliki MP3 rozlały się po świecie.

Naturalnym następstwem ich szalejącej popularności był spadek sprzedaży płyt. Przestawałysię również sprzedawać chodliwe niegdyś walkmany i  discmany - stopniowo zaczęły je zastępować coraz bardziej pojemne odtwarzacze MP3. Pierwszym, który trafił do seryjnej produkcji, był wypuszczony na rynek już w  1998 roku MPMan - twórcy chcieli nawiązać tu nazwą do wspomnianych wyżej urządzeń, ale wyszło to dość pokracznie.

W swej podstawowej wersji miał on 32 MB pamięci, jednak za dodatkową opłatą możliwe było jej rozszerzenie do 64 MB. By to zrobić, trzeba było zapakować go wraz z dowodem wpłaty i  znaczkami zwrotnymi, a  następnie... wysłać do producentów. Ci montowali większą pamięć i  odsyłali do właściciela. Koszmar po prostu. Tak czy inaczej, nawet 64 MB to było zdecydo- wanie zbyt mało, by komfortowo używać playera. Ale sytuacja zaczęła się bardzo szybko zmieniać i odtwarzacze MP3 traŠ ły pod strzechy.

Nie jest niespodzianką, że na urządzenia tego typu wyjątkowo krzywo patrzyły firmy fonograficzne i  robiły wszystko, by nie dopuścić do ich rozpowszechniania. Dość powiedzieć, że dyrektor RIAA -amerykańskiego odpowiednika naszego ZAiKS-u - stwierdził publicznie, iż MPMan nie ma innej funkcji niż odtwarzanie materiału skradzionego autorom, a  niedługo później organizacja ta podała do sądu Diamond Multimedia - twórców popularnych modeli Rio. Pozew, dość szybko odrzucony przez sąd, oskarżał ich o to, że ich produkty zachęcają do łamania prawa. Pozostawmy to bez komentarza.

To, że na MP3 można zarabiać konkretne pieniądze, kolosom fonograficznym pokazał dopiero... Apple. Tak na dobrą sprawę rynek odtwarzaczy MP3 ruszył z kopyta dopiero w 2001 roku, kiedy ta właśnie firma wprowadziła swojego iPoda, a dwa lata później otworzyła sklep z muzyką w postaci plików - iTunes Store. Cena była całkiem zachęcająca: 99 centów za pojedynczą piosenkę, dzięki czemu cała płyta kosztowała mniej więcej tyle, co płyta CD. Tyle że nie trzeba było kupować wszystkich utworów - można było po prostu wybrać te najlepsze, a  zapychacze zwyczajnie zignorować. To była nowa jakość i kolejna gorzka pigułka dla koncernów muzycznych.

MP3 to codzienność

Cała ta rewolucja zajęła - licząc od stworzenia formatu w 1991 roku do wprowadzenia modelu elektronicznej sprzedaży muzyki w 2003 - dwanaście lat. Tyle trzeba było, by bezpowrotnie zmienić rynek muzyczny. Dość powiedzieć, że do 24 stycznia 2010 roku iTunes sprze- dało łącznie 10 miliardów plików z piosenkami!

Z formatu MP3 korzysta dziś praktycznie każdy: wsparcie dla niego oferują tak urządzenia muzyczne, jak i  konsole, obsługują go telefony, nawigacje satelitarne, zegarki, ramki fotograficzne. Wymieniać można jeszcze długo - a wszystkiemu winni są Niemcy.

Gregu

CD Action
Dowiedz się więcej na temat: muzyka | MP3

Reklama

Reklama

Reklama

Reklama

Reklama

Strona główna INTERIA.PL

Polecamy

Dziś w Interii

Raporty specjalne

Rekomendacje