موت MP3: تاريخ موجز لتنسيق الصوت المفضل في العالم

موت MP3: تاريخ موجز لتنسيق الصوت المفضل في العالم

أعلنت المؤسسة الألمانية التي تمتلك براءة اختراع تنسيق الموسيقى 'القديم' MP3 ، مؤخرًا ، أنها ستترك براءة اختراعها تنقضي. فجرت MP3 مشاركة الملفات الصوتية على مصراعيها خلال التسعينيات وأوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين. ضمّن الجمع بين ضغط البيانات وحجم الملف وجودة الصوت المحتفظ بها تنسيق الصوت الذي تم تصويره على جانبي حجة القرصنة.





تقول العناوين الرئيسية 'MP3 Is Dead' ، لكن أي عشاق صوت حقيقي يعلم أن الموت الحقيقي أمر مستبعد للغاية. ومع ذلك ، فقد حان الوقت لإلقاء نظرة على تاريخ تنسيق صوتي مشهور عالميًا ، وما قد يأتي في المستقبل القريب.



كيف يعمل MP3 بالضبط؟

اعتمادًا على العمر وإساءة استخدام أذنيك ، يتراوح نطاق التردد السمعي بين 20 هرتز و 20000 هرتز. علاوة على ذلك ، فإن آذاننا هي الأكثر حساسية للترددات الصوتية بين 2 كيلوهرتز و 5 كيلوهرتز. كما أن سمعنا مقيَّد بقدرتنا على تصفية الإشارات الصوتية ومعالجتها فور وصولها.





حقوق الصورة: flatvector عبر Shutterstock

يعتمد إخفاء التردد - مفتاح ضغط MP3 - على عدم قدرة الدماغ على التمييز بين إشارات معينة.



تخيل أن لدينا صوتين. لديهم ترددات متشابهة جدًا (على سبيل المثال 200 هرتز و 210 هرتز) ولكن يتم تشغيلها بأحجام مختلفة. يمكن سماع الصوت الأضعف من تلقاء نفسه ، ولكن لا يمكن تمييز الصوت القوي إلا إذا تم تشغيلهما في وقت واحد. تسمى عملية تغطية تردد واحد بتردد قريب آخر بـ 'الإخفاء'. يعمل إخفاء التردد بكفاءة في الجزء العلوي والسفلي من الطيف الصوتي.

نسخ قرص مضغوط

لنفترض أننا نقوم بنسخ قرص مضغوط إلى جهاز الكمبيوتر الخاص بك. يتم أخذ عينات من الموسيقى الموجودة على القرص المضغوط 44100 مرة في الثانية (44.1 كيلو هرتز). يبلغ طول العينات 2 بايت (1 بايت 16 بت). يدعم MP3 معدلات متعددة ، ولكنه يستخدم عادةً معيار القرص المضغوط 44.1 كيلو هرتز.



ما هي خدمة التوصيل التي تدفع أكثر

يتكون ملف MP3 الفردي من إطارات MP3 ، ويضم رأسًا وكتلة بيانات. يحتوي كل إطار على 1152 عينة. من الناحية الفنية ، فهي عبارة عن 'حبيبتين' من 576 عينة. يتم تشغيل العينات من خلال مرشح يقسم الصوت إلى مجموعة محددة من 32 نطاق تردد. تقوم خوارزمية MP3 بعد ذلك بتقسيم نطاقات التردد الـ 32 هذه بمعامل 18 ، مما يؤدي إلى إنشاء 576 نطاقًا أصغر. يحتوي كل نطاق على 1/576 من نطاق التردد الخاص بالعينة الأصلية (عندما بدأنا في نسخ القرص المضغوط إلى جهاز الكمبيوتر الخاص بك).

حقوق الصورة: كيم ميريك عبر ويكيميديا



في هذه المرحلة ، تقوم خوارزميتان رياضيتان معقدتان بعملهما: تحويل جيب التمام المنفصل المعدل (MDCT) وتحولات فورييه السريعة (FFT). يقوم كل منها بإجراء عملية مختلفة على مادة المصدر المعطلة.

تقوم FFTs بتحليل كل نطاق تردد للأصوات التي يمكن إخفاءها بسهولة ، مع التأكد من أن إخفاء التردد يحافظ على الأصوات الحيوية في المسار.

ثم يتم فرز العينات ونقلها إلى MDCT. يحول MDCT كل نطاق إلى مجموعة من القيم الطيفية. تمثل القيم الطيفية بشكل أكثر دقة الطريقة التي يفسر بها سمعنا الصوت. لذلك ، تستخدم العديد من مشفرات الصوت المضغوطة قيمًا طيفية لإزالة البيانات الصوتية. بمجرد اكتمال المعلومات الطيفية وتحليل الحبيبة ، تبدأ عملية الضغط الفعلية.

تاريخ موجز لـ MP3

هل تتذكر أول مشغل MP3 لديك؟ كنت محظوظًا بما يكفي لامتلاك جهاز iPod أصلي - حتى قام رجل يحمل سكينًا بتحريره من حوزتي. أقراص صغيرة كانت الطريقة أكثر برودة ، على أي حال.

بغض النظر ، في الوقت الذي زاد فيه iPod الأصلي بسرعة الرغبة في الحصول على ملفات MP3 (في عام 2001) ، كان التنسيق قد مضى عليه ثماني سنوات بالفعل. علاوة على ذلك ، كانت MP3 قد أحدثت بالفعل موجات على الإنترنت وأجهزة الموسيقى الرقمية المحمولة الأخرى.

من أين أتت MP3؟

MP3 كان ملف م متحمس ص الصورة و xperts جي roup (MPEG) ، كجزء من معيار ضغط الصوت والفيديو MPEG-1 الأصلي. MP3 هو اختصار لـ MPEG-1 Audio Layer III ، تمت الموافقة عليه للاستخدام في عام 1991 وتم نشره أخيرًا في عام 1993.

الفكرة وراء MP3 رائعة جدًا.

تستفيد خوارزمية MP3 من القيود الإدراكية للسمع البشري ، والتي يشار إليها باسم الإخفاء السمعي. يحدث الإخفاء السمعي عندما يتأثر إدراك أحد الأصوات بوجود صوت آخر. علاوة على ذلك ، تحتوي كل أغنية على عناصر صوتية غير محسوسة لتجربة الاستماع الشاملة. اقترح مانفريد ر. شرودر لأول مرة ترميز إخفاء صوتي نفسي في عام 1979. ومع ذلك ، لم تبدأ مبادرة منسقة لمعيار عالمي حتى تشكيل MPEG (كلجنة فرعية لـ ISO / IEC) في عام 1988.

هناك اسم مهم آخر في تاريخ MP3: Karlheinz Brandenburg. بدأ براندنبورغ العمل على ضغط الموسيقى الرقمية في الثمانينيات ، وأكمل أطروحة الدكتوراه في عام 1989. The أنماط مختلفة من الضغط كان قد عمل عليها وجدت قيودًا في كل من التقنيات المتاحة في ذلك الوقت ، بالإضافة إلى تصميم عمليات التشفير المبكرة. لقد أدرك ، جنبًا إلى جنب مع أعضاء MPEG المؤسسين الآخرين ، أن النظام الجديد فقط هو الذي يكفي.

معهد فراونهوفر

في عام 1990 ، أصبح براندنبورغ أستاذًا مساعدًا في جامعة إرلانجن نورمبرغ. واصل عمله على الضغط مع Fraunhofer Society (انضم في النهاية إلى Fraunhofer 1993).

أوضح براندنبورغ في كتابه: 'كان لدينا مجموعة فرعية صوتية ضمن مجموعة الصور المتحركة [MPEG]' مقابلة NPR . في النهاية ، توصلنا جميعًا إلى حل وسط كان له أوضاع مختلفة ، ما يسمى Layer I ، Layer II ، Layer III. . . وذهبت معظم أفكارنا إلى أوضاع الضغط في صوت MPEG. . . التي كانت الأكثر تعقيدًا والأكثر تعقيدًا والتي تقدم أفضل جودة بمعدلات بت منخفضة - والتي كانت تسمى الطبقة الثالثة.

استخدم براندنبورغ أغنية 'Tom's Diner' من تأليف Suzanne Vega لتحسين خوارزمية الضغط ، والاستماع إليها مرارًا وتكرارًا ، للتأكد من أن ترقيعه لا يؤثر سلبًا على تسجيل صوت Vega.

تنفجر MP3

بقيت MP3 في حالة ركود لمدة عامين بعد إصدارها الرسمي ، واعتبر برنامج الترميز 'معقدًا للغاية' للاستخدام على نطاق واسع.

ومع ذلك ، في عام 1997 ، تغيرت الأمور - بسرعة.

أولاً ، اشترى 'طالب أسترالي' برنامج تشفير احترافي l3enc من شركة ألمانية. قام بعكس هندسة البرنامج ، وإعادة تجميعه ، وتحميله إلى جامعة أمريكية FTP باستخدام ملف اقرأني ملف يقول ، 'هذه مجانية بفضل Fraunhofer.' غيّر هذا العمل الصغير على الفور الوصول إلى ترميز وفك تشفير MP3. فجأة ، أدى لصق قرص مضغوط في جهاز الكمبيوتر الخاص بك إلى تقديم صوت عالي الجودة بأحجام ملفات صغيرة.

ثانيًا ، أصدرت Nullsoft مشغل الصوت Winamp الموقر. يمكن تشغيل ملفات MP3 التي تم نسخها من قرص مضغوط بسهولة على الكمبيوتر.

في الوقت نفسه ، انتشر الإنترنت في ملايين المنازل حول العالم. كانت الملايين من محركات الأقراص الصلبة ممتلئة بملفات MP3 ، وأصبح التنسيق هو تنسيق مشاركة الملفات الصوتية المفضل لخدمات مشاركة الملفات من نظير إلى نظير ، مثل Napster و Gnutella و eDonkey (كان Gnutella مشروعًا آخر لـ Nullsoft). كانت القرصنة الموسيقية حية ومتفشية ولم يساعدها ظهور MP3 في جزء كبير منها.

مشغلات MP3

في نعمة أخرى لصناعة الصوت الراسخة ، ظهرت مشغلات MP3 المحمولة. في أوائل التسعينيات ، حاول معهد فراونهوفر إنشاء مشغل MP3 قابل للتسويق وفشل في ذلك. لقد كان ببساطة مبكرًا جدًا للتبني على نطاق واسع. لقد احتاج إلى الجمع المذكور أعلاه من مشاركة الملفات ، وانتشار الإنترنت ، وبرامج التمزيق لمنح مشغلات MP3 المحمولة زخمًا.

قدمت شركة Elger Labs الكورية الجنوبية الطراز MPMAN F10 بقيمة 250 دولارًا ، مع ذاكرة ضخمة تبلغ 32 ميجا بايت. لم يكن هذا هو الشرارة المذهلة للصناعة كما نعرفها. هذه الجائزة تعود إلى Diamond Rio PMP300 ، الذي يضم أيضًا 32 ميجا بايت.

اجتذب نجاح Diamond Rio انتباهًا غير مرغوب فيه. رفعت جمعية صناعة التسجيلات الأمريكية (RIAA) دعوى قضائية ضد شركة Diamond Multimedia Systems (الشركة المصنعة) - وخسرت. ومع ذلك ، افترضت RIAA بشكل صحيح أن هذه كانت بداية قرصنة موسيقية مستوطنة ، استمرت حتى يومنا هذا.

ماذا حدث بعد ذلك ، تسأل؟

حسنًا ، هناك جهاز غير معروف يسمى آي بود ضرب الأسواق ، وإضفاء الشرعية تمامًا على MP3 باعتباره تنسيق الصوت الفعلي في ذلك الوقت ، وبدأت RIAA حملتها الصليبية (المستمرة) ضد القراصنة في جميع أنحاء العالم.

الباقي ، كما نقول ، هو التاريخ.

لماذا تموت MP3 بعد ذلك؟

يمتلك معهد فراونهوفر براءة اختراع MP3. في 23 أبريل 2017 ، انتهت صلاحية براءات الاختراع المتبقية. لذلك ، لم يعد بإمكان Fraunhofer إصدار تراخيص MP3 جديدة. لقد أوضحنا بالضبط ما يجري مع هذه العناوين 'المروعة' ، وكذلك كيف ستؤثر عليك.

تريد TL ؛ DR؟ MP3 ليس ميتًا ولن يذهب إلى أي مكان.

أحد الأسباب الرئيسية التي قدمها فراونهوفر للتخلي عن MP3 هو العمر. لم يعد بإمكانه التنافس مع أبناء عمومة الترميز الأحدث والأكثر لمعانًا. اقتراحهم؟ استخدم ترميز الصوت المتقدم (AAC) بدلاً من ذلك. من قبيل الصدفة ، تمتلك Fraunhofer أيضًا براءة الاختراع (المستمرة) لـ AAC ، لذلك لدينا بعض بدائل MP3 التي يمكنك الاختيار من بينها أدناه.

بدائل MP3

لن تنفجر مجموعة MP3 الخاصة بك فجأة ، تمامًا كما ستستمر أجهزة التشفير وأجهزة فك التشفير الموجودة في إنتاج ملفات MP3. ومع ذلك ، فإن MP3 مؤرخ قليلاً الآن. هناك العديد تنسيقات صوتية بديلة مجانية يمكنك استخدامها لتخزين الموسيقى الرقمية الخاصة بك الآن.

  • AAC - ترميز الصوت المتقدم ، كما ذكر أعلاه ، هو خليفة MP3. المشكلة الوحيدة هي أن التنسيق في حد ذاته يبدو الآن قديمًا بعض الشيء. ومع ذلك ، فإن AAC تحقق عمومًا دقة صوت أفضل من MP3 ، بمعدلات بت وأحجام ملفات متشابهة. AAC هو أيضًا تنسيق مع فقدان البيانات.
  • أوغ فوربيس - شكل Vorbis ، شائع الاستخدام بالاقتران مع تنسيق حاوية Ogg. إنه ابن عم مفتوح المصدر أفضل وأصغر بقليل لـ MP3. على الرغم من أن Ogg يتميز بضغط أفضل ، ومعدلات بت أعلى ، وجودة صوت أفضل بشكل عام ، فإن Ogg لم ينطلق بنفس طريقة MP3 بسبب نقص الأجهزة المدعومة. Ogg هو أيضًا تنسيق مع فقدان البيانات.
  • FLAC - يعد برنامج Free Lossless Audio Codec أكثر تنسيقات ترميز الصوت ضياعًا شيوعًا. لماذا ا؟ يقدم FLAC نسخة صوتية دقيقة من المادة المصدر ، بنصف حجم القرص المضغوط التقليدي. تظل الأصوات الأكثر تأثرًا بـ MP3 (مثل القيثارات والصنج والتردد وما إلى ذلك) نقية على الرغم من ضغطها بشكل كبير. FLAC هو تنسيق غير ضياع.

MP3 ليس ميتا

لديك ما يدعو للقلق. يمكنك الاستمرار في النسخ من القرص المضغوط إلى MP3 ، وستستمر أجهزتك في تشغيل الموسيقى الخاصة بك. على المدى الطويل ، سيكون من المفيد على الأقل البحث عن تنسيق صوتي جديد لمجموعتك. سوف تتقدم تقنيات الضغط وستنخفض أحجام ملفات النسخ الدقيقة.

بالإضافة إلى ذلك ، يجدر النظر في سعة التخزين. عندما وصلت مشغلات MP3 المحمولة الأولى بسعة تخزين 32 ميجابايت ، كان الأمر كذلك بارد ، لكن من الواضح أنها ليست كافية. أكبر مساحة تخزين لجهاز iPod Classic كانت 160 جيجا بايت. الذي - التي يمكن أن تصطدم بترقية تخزين مخصصة إلى 240 جيجا بايت - أكثر من 1000000 مقطع MP3 فردي. النقطة المهمة هي أنه مع زيادة حجم التخزين وانخفاض الحجم المادي ، يمكننا فعل المزيد بموارد أقل.

أخيرًا ، يواصل الإنترنت تغيير طريقة استماعنا للموسيقى. اعتدت قرصنة الموسيقى لأنني لم أستطع دفع 12-20 دولارًا مقابل كل ألبوم جديد يصدر. لدي الآن حساب خطة عائلية على Spotify مع إمكانية الوصول إلى ملايين المسارات وحساب Amazon Prime بملايين آخرين. الشيء الوحيد الذي يقيدني هو اتصالي بالإنترنت ، ومع ذلك ، فإن كلاهما لديه خيارات للتنزيل دون اتصال بتنسيقات عالية الجودة.

لم تكن مهمة كما كانت من قبل ، لكن MP3 لم يمت.

ما هو تنسيق الصوت المفضل لديك؟ هل تحتاج إلى واقع هش بلا ضياع؟ أو ضغط شديد من تنسيق ضياع؟ هل تغير استخدامك للموسيقى منذ انتشار خدمات البث؟ اترك لي سطرًا في التعليقات ، وسأعود إليك.

ائتمان الصورة: Ti Santi عبر Shutterstock.com

يشارك يشارك سقسقة بريد الالكتروني دليل المبتدئين لتحريك الكلام

يمكن أن يمثل تنشيط الكلام تحديًا. إذا كنت مستعدًا لبدء إضافة حوار إلى مشروعك ، فسنقوم بتفصيل العملية نيابةً عنك.

اقرأ التالي مواضيع ذات صلة
  • شرح التكنولوجيا
  • تسلية
  • MP3
  • ضغط الملفات
  • محول الصوتيات
نبذة عن الكاتب جافين فيليبس(تم نشر 945 مقالة)

Gavin هو محرر جونيور لـ Windows و Technology Explained ، وهو مساهم منتظم في Really Useful Podcast ومراجع منتظم للمنتج. حصل على بكالوريوس (مع مرتبة الشرف) في الكتابة المعاصرة مع ممارسات فنية رقمية نُهبت من تلال ديفون ، بالإضافة إلى أكثر من عقد من الخبرة المهنية في الكتابة. يستمتع بكميات وفيرة من الشاي وألعاب الطاولة وكرة القدم.

المزيد من Gavin Phillips

اشترك في نشرتنا الإخبارية

انضم إلى النشرة الإخبارية لدينا للحصول على نصائح تقنية ومراجعات وكتب إلكترونية مجانية وصفقات حصرية!

انقر هنا للاشتراك