MP3

Няма човек, който да не е чувал за този формат на намаляване на обема на аудио файла. Но как точно работи MP3 и какво точно прави със звука, когато компресираме в такъв формат ще се опитаме да обясним в по-долните редова на тази статия.

MPEG и връзката му с MP3

MPEG идва от Moving Pictures Expert Group. Това е организация, създадена от ISO или организацията за международни стандарти и международната електротехническа комисия (IEC). Целта е да се намери начин за компресиране на аудио и видео стриймове, така че те да могат да бъдат записвани върху устройства със скорост 1.5 Mbit/S.

МР3 е съкращение за MPEG 1 Audio Layer 3. През 1993 ISO/IEC издава документ с номер 11172. Това е началото на стандарта за кодиране на движеща се картина и съответното аудио, с цел записване върху даден цифров носител. Познат е по-добре като стандарт MPEG 1, който компресира както видео, така и аудио. В него са дефинирани три отделни слоя (3 Layers) на MPEG 1 аудио кодиране, като всеки е по-сложен от предишния и дава по-добри резултати. Слоевете са обратно съвместими. Това означава, че всеки плейър, който може да декодира Layer 3, може да декодира Layer 1 и Layer 2.

Това, което ние познаваме като МР3 е, всъщност, аудио частта на стандарта MPEG 1. И по-точно това е “Layer 3” от MPEG 1 Audio.

От къде е възникнал проблема?

Защо MP3 се е наложило и защо е било необходимо да се създаде такъв стандарт? Проблемът е ясен: ако семплиращата честота на даден аудио файл е 44.1 KHz, а битовете са 16, то при запис, този файл ще заеме голям обем от съответния медиум що се отнася до PCM аудио. PCM (Pulse Code Modulation) се използва във всички съвременни цифрови рекордери и компютърни аудио интерфейси. За да се постигне вярно възпроизвеждане на аудио сигнала, целта на РСМ е да направи точен запис на вълновата му форма. Ето една проста сметка: 44.1 KHz са 44 100 броя, а ако файла е 16 битов, 16-бита за една секунда са 88200 байта информация за секунда, да не говорим, че ако сигнала е стерео 88200 се умножава по две и информацията става два пъти повече. Така че, за да запишем една минута стерео звук, са ни необходими около 10MB. Тук проблемът не е никакъв, ако информацията трябва да се запише на обикновен аудио диск, но може да бъде проблем в случаите, когато звукът трябва да бъде записан като аудио файл в компютъра.

Намаляне на аудио файла

За да могат файловете да бъдат лесно сваляни от мрежата и въобще да бъдат лесно трансферирани между различните уеб сървъри , е необходимо да бъдат намалени като обем. Тук възможностите са две: чрез битовата резолюция или чрез семплиращата честота. Ако семплиращата честота се намали наполовина, тогава обемът на информацията е два пъти по-малък. Това обаче има някои сериозни странични ефекти, що се отнася до звуковото качество. Друг начин за намаляване размера на файловете е намаляване на битовата резолюция - т.е. ако се използват 8-бита, вместо 16. Тогава както при семплиращата честота размерът на файла се намалява наполовина и също така намаляването на битовата резолюция има някои нежелани странични ефекти по отношение качеството на звука. Това води до значително по-непрецизно семплиране на входящия сигнал и понякога до погрешно представя на семплите. Въпреки това тези методи могат да бъдат използвани там, където качеството на звука не е от особено значение.

Има ли значение?

Има ли значение за MP3 като формат и какво го прави толкова масов – отговорът е лесен: MP3 се слуша на MP3 – плейъри, тонколони от компютър или непретенциозни стерео слушалки, т.е. и при трите по-горе изброени източници на звук слушателят не е в състояние да оцени качеството на звука реално – първо защото самия файл е компресиран, и второ, защото самите мултимедийни колони или слушалки не са в състояние да възпроизведат качествено файла, дори той да не е компресиран. Потребителите мислят, че е по-добре количеството (повече файлове), отколкото качеството. Именно това прави MP3 толкова масово, не, че няма други формати и последователи на MP3, просто то се е наложило от край време и въпреки, че има доста по-добри от MP3, те се поддържат от сравнително по-малко плейъри.

Естествено има и вариант качеството да се намали малко по-малко като обема разбира се се увеличава. Въпреки, че MP3 никога няма да звучи като PCM, може да се експериментира с битрейтове от рода на 192, 256 или 320kbps. При тях се постига значително по-добър звук, като се доближават и до CD качеството.