Как цифра сгубила копирайт? Часть 2. Сжатый звук

Мало того, что коварные компьютерщики позаимствовали у аудиокомпаний CD, так они еще и сделали им весьма сомнительный ответный «подарок» в виде формата mp3.

Мp3 (MPEG audio layer 3) изобрели в 1994 году ученые из немецкого института Fraunhofer. Но настоящая популярность этого формата началась после того, как 19-летний программист Джастин Франкель изобрел для mp3 специальную проигрывающую программу Winamp. Благодаря тому, что и Winamp, и кодировщики для mp3 были бесплатными, они с мгновенной скоростью распространились среди пользователей компьютеров безо всякой рекламной кампании по старому житейскому принципу «Понравилось — поделись с другом». Неподконтрольная популярность нового формата заставила сдаться даже монополистов из Microsoft, и сегодня mp3 проигрывает любой стандартный проигрыватель Windows.

Главная прелесть mp3-файлов, безусловно, связана с их малыми размерами. Так, на один компакт-диск вместо 74 мин. несжатого звучания можно записать более 11 часов mp3-фонограммы. Каким же образом происходит сжатие? Дело обстоит так. При кодировке исходного аудиофайла (который представлен на CD-Audio в виде высококачественного и «тяжелого» формата wav) в mp3 отсекаются ненужные звуковые элементы — в основном те, которые не воспринимаются человеческим ухом. Сюда относятся и лишние сигналы близкой частоты, и те звуки, которые следуют за громким сигналом (когда чувствительность уха на мгновение ослабляется). Учитывается и то, что для нашего слуха особую ценность представляет достаточно узкий диапазон — 1−4 кГц (диапазон человеческой речи). Чем больше звуковых элементов «вырезано», тем легче получаемый файл.

Конечно, за чрезмерную «легкость» приходится платить. Поэтому надо обращать внимание на качество mp3-файла. Оно определяется двумя показателями — битрейтом и частотой дискретизации.

Битрейт — это так называемая пропускная способность звукового потока. Он показывает, сколько объема памяти нужно для хранения 1 секунды звуковой информации. Однако битрейт характеризует только общую информационную величину потока. Частотный же диапазон звука характеризует другой показатель — частота дискретизации. Как мы уже писали выше, преобразуя аналоговый сигнал в цифровой, компьютер делает как бы замеры («выборки») частотных характеристик звука через определенные временные промежутки. Чем чаще делаются «выборки», тем более точной получится «цифровая» копия. Вот частота дискретизации и показывает, сколько делается замеров аналогового сигнала в секунду. В бытовой медиааппаратуре частота дискретизации обычно составляет 44,1 кГц (то есть 44 100 замеров в секунду), в студийной — 48 кГц.

Конечно для качества звука важны обе характеристики. Но во время создания музыкального mp3-файла над частотой дискретизации обычно мало экспериментируют (частота меньше 44, 1 кГц заметно сказывается даже на качестве речевых фонограмм). Остается варьировать битрейтом.

Для речевых фонограмм вполне приемлемым может быть и качество 56−64 кбит/с. А вот минимально приемлемым битрейтом для музыкальных файлов принято считать 128 кбит в секунду. Конечно, такой битрейт обеспечивает всего лишь сносное качество, но зато сам файл весит при этом очень мало. Например, 3 минуты звука в формате mp3 с битрейтом 128 кбит/с занимают около 2,8 Мб, в то время как на обычном аудиодиске — около 30 Мб. Максимально же возможный битрейт mp3-файла — 320 кбит/с — как доказывают тесты, для среднего слуха практически неотличим от аудиофайла на CD, при том, что и здесь он меньше оригинала в 5−6 раз. Не стоит забывать, что качество mp3 зависит не только от битрейта, но и от качества исходного файла, а также от кодировщика.

Требования к качеству звука зависят и от типа музыки — если нехитрая электронная поп-музыка неплохо слушается и в mp3, то звучание симфонического оркестра заставляет немало меломанов с тоской вспоминать виниловую пластинку. Решающее значение имеет и качество звуковоспроизводящей аппаратуры. Недостатки mp3, не заметные на обычных компьютерных колонках, становятся вполне ощутимыми на аппаратуре класса Hi-Fi.

Есть еще один интересный и эффективный метод сжатия звука — так называемый VBR (variable bit rate) — сжатие с переменным «плавающим» битрейтом. Это, когда каждый отдельный фрагмент кодируется с наиболее подходящим битрейтом. Например, один фрагмент файла с меньшими показателями — 112 кбит/с, другой — 128 кбит/с, третий — 192 кбит/с. В результате достигается удачное сочетание экономии и качества.

Mp3 — не единственный формат сжатия звука, хотя, безусловно, самый известный и распространенный. Тут можно вспомнить и ATRAC (метод сжатия, придуманный Sony для минидисков), и wma (созданный Microsoft как альтернатива mp3), и AAC, и ogg (дающие лучшее качество, чем mp3 при более низких битрейтах), и многие другие.

Емкость звуконосителей и пропускная способность Интернета растут, и если буквально пять лет назад стандартным битрейтом считался 128 кбит/с, то сейчас в Интернете господствует показатель от 192 кбит/с до 320 кбит/с.

Впрочем, уже сейчас форматы сжатия с потерями (описанные выше) вытесняются так называемыми Lossless-форматы (FLAC, APE, WV и др. ), которые сегодня очень популярны у требовательных меломанов. Эти форматы, конечно, не столь «экономны», как mp3. Они ужимают исходный CD-файл лишь наполовину, но зато делают это без всяческих вырезок и потерь для звука. По сути дела, Lossless-форматы — это те же архиваторы (как и хорошо известные многим zip и rar), только для аудио. Поэтому после декомпрессии такого формата вы получите файл ПОЛНОСТЬЮ АНАЛОГИЧНЫЙ тому, что был на CD-Audio — то есть, в качественном и «тяжелом» формате wav. К тому же есть программы, играющие Lossless-форматы без предварительной декомпрессии.

Теперь вернемся к носителям. Основным носителем сжатых аудиоформатов стала flash-память. Флэш-память — это память полупроводниковая, где данные хранятся на интегральных микросхемах. Хранение данных энергонезависимо, очень скромное питание требуется только во время записи и воспроизведения. Перенос информации производится через USB-порт. Данные на таком носителе могут неизменно храниться от 20 до 100 лет. Но главное достоинство флэш-памяти в том, что этот носитель не имеет движущихся механических частей, а следовательно менее подвержен износу, совершенно не боится толчков, пыли и электромагнитных полей. Если добавить к этому совсем уж миниатюрные размеры, то становится ясным, почему широкое применение «флэшки» получили, в первую очередь, в диктофонах, мобильных телефонах, цифровых фотоаппаратах и, конечно же, в плеерах.

Маленькая, но при этом емкая, флэш-память оказалась успешным и безжалостным конкурентом других «цифровых» носителей. В первую очередь, она начала выводить из обихода все менее удачливые ВРЕМЕННЫЕ накопители — будь то дискета или CD-RW. А с 2003 года «флэшки» в союзе с форматом mp3 начали активно вытеснять и CD-плееры, одержав на сегодняшний день убедительную победу.

Пишут, что первый mp3-плеер, поступивший в продажу, был изготовлен в 1998 г. корейской компанией SaeHan. Он имел память всего 32 Мб (т. е. мог вместить около восьми треков с битрейтом 128 кбит/с) и стоил 250 долларов. Сейчас самым популярным mp3-плеером является iPod. Одни модели используют флэш-память и способны вместить до 16 Гб музыки. Другие имеют встроенный жесткий диск (подобный компьютерному) и их вместимость доходит до 160 Гб! Однако при этом они более чувствительны к ударам и могут легко повредится при падении.

Только относительная дороговизна и приверженность аудиорынка к оптическим дискам помешала флэш-памяти стать не только временными, но и постоянными хранителями информации.

Однако «флэшки» стремительно дешевеют, их емкость постоянно растет, и кто знает, не станут ли именно они основными «цифровыми» носителями будущего.


16:47 24.03.2017



Отзывы и комментарии
Ваше имя (псевдоним):
Проверка на спам:

Введите символы с картинки:



Примулы, выращивание и уход

Примулы, выращивание и уход

Вестниками долгожданной весны можно назвать примулы. Сейчас они встречаются повсюду – на дачном участке, в парке, на клумбах у разных зданий. Особенно красиво они смотрятся в групповых посадках – изда...
Вкусные рецепты: Малиновый тирамису с домашним маскарпоне., салат с криветками и икрой, Куриные крылья Ростикс дома

Вкусные рецепты: Малиновый тирам...

Малиновый тирамису с домашним маскарпоне.Для приготовления домашнего маскарпоне вылить сливки в кастрюльку и поставить на водяную баню. Добавить лимонный сок и проварить, помешивая до легкого загустен...
Повтор реальности

Повтор реальности

     Любимой посвящается.      Я начинаю гладить твою грудь, постепенно соски твердеют, уже можно жёстко крутить их между пальцами. С лёгким стоном ты...
Что посадить в тенистом уголке сада? Гортензия

Что посадить в тенистом уголке с...

Эти удивительные растения с огромными шапками роскошных соцветий не могут оставить равнодушным даже человека, далекого от цветоводства. Наряду с астильбами, они помогут декорировать затененные местечк...
Индукционный нагреватель ТВЧ

Индукционный нагреватель ТВЧ

Существует два вида индукционных нагревателей – ламповые и тиристорные. Тиристорные установки имеют следующие преимущества перед ламповыми: имеют более высокий КПД; ...
Продукты из проката: балка, арматура, листы, полоса, трубы, проволока

Продукты из проката: балка, арма...

Металлические продукты сопутствовали человечеству в его эволюции. Разработка металла стала важным этапом в эволюционном пути всего человечества. В настоящий момент на данном шаге эволюционного развити...
Медицина и здоровьеДом и квартираПриродаITКультура и искусствоТехника и оборудованиеСемья, дом, детиПродукты питания, рецептыОбучениеДеньги и работаИнтимная жизнь
Популярное:

Развивая портал:

Наш портал является ресурсом, который включает в себя широкий каталог информативных и интересных статей. Каждый гость отыщет для себя что-нибудь полезное. Современный дизайн позволяет вам моментально находить нужную информацию. Самые разнообразные тематические статьи дают возможность вам совершенствоваться в той или иной сфере. Быть более начитанным и грамотным. Современный дизайн сайта позволяет просматривать статьи на всех существующих планшетах. Теперь найти требуемую информацию стало совершенно легко.

Мы подобрали для вас полезные и интересные статьи. У нас сайте вы найдете ответы на необходимые для вас вопросы. Упрощенная система поиска позволяет вам мгновенно отыскать нужную информацию. Адаптированный дизайн позволяет вам просматривать информацию на любых гаджетах. Теперь, поиск нужной информации будет занимать у вас считанные секунды.