I corridori di tutto il mondo hanno un debito di gratitudine verso le menti dietro lo sviluppo degli MP3. © John Howard/Thinkstock MP3 è un formato molto popolare per la codifica e la compressione di file audio, uno che ha contribuito pesantemente a un rapido aumento della disponibilità di musica digitale online e ha contribuito a inaugurare grandi cambiamenti nel modo in cui consumiamo la musica. Il suo nome proprio è MPEG-1 Audio Layer III . MPEG sta per Gruppo di esperti cinematografici ( MPEG ), un gruppo fondato nel 1988 per stabilire standard specifici per la codifica audio e video digitale e le tecnologie correlate. MPEG è un ramo del Organizzazione internazionale per gli standard ( ISO ), un gruppo con sede a Ginevra che stabilisce standard volontari per un'ampia varietà di industrie in tutto il mondo. MP3 può comprimere l'audio digitale mono o stereo fino a circa un decimo della sua dimensione originale, digitalmente parlando, per un facile trasferimento su Internet, o per l'archiviazione di un gran numero di brani sui dischi rigidi del computer, CD, DVD o lettori MP3 (come l'iPod) senza compromettere la qualità audio in larga misura (anche se perde un po' di qualità, dal punto di vista del suono).
Un codificatore MP3 quantizza dati audio in numeri, che possono essere ridimensionati dividendoli tutti per un altro numero e arrotondando. Le singole bande possono essere ridimensionate in modo diverso per regolare la precisione. L'encoder utilizza quindi qualcosa chiamato Codifica di Huffman per convertire questi numeri in stringhe binarie di informazioni ancora più brevi utilizzando alberi di ricerca (in realtà, tabelle dei possibili numeri e dei loro codici binari). Queste tabelle hanno il più corto, numeri meno precisi in alto in modo che possano essere individuati per primi. Se un elemento sonoro è facilmente percepibile, sarà codificato con maggiore precisione rispetto a uno che è più difficile da ascoltare per mantenere la qualità del suono il più alta possibile riducendo le dimensioni del file di dati.
Insieme a quanto sopra, Anche l'MP3 trae vantaggio da alcuni psicoacustica (come le persone percepiscono il suono) fenomeni per comprimere file audio fino a dimensioni più piccole. Per uno, scarta i dati per tutti i suoni che sono al di sotto o al di sopra di ciò che l'orecchio umano può effettivamente sentire. Possiamo sentire frequenze in circa 20 Hz a 20, Gamma di 000 Hz (sebbene l'adulto medio non possa sentire molto al di sopra del livello di 16 KHz a causa dei danni all'udito dovuti all'esposizione a rumori forti che si verificano naturalmente per tutta la vita). Anche la codifica MP3 utilizza il effetto Haas, dove due suoni identici che arrivano quasi nello stesso momento ma da direzioni diverse sono percepiti come un unico suono da una direzione, e mascheramento di frequenza , dove un suono più forte a una frequenza simile a un suono più basso sarà l'unico udito se entrambi stanno suonando contemporaneamente, per sbarazzarsi dei dati. Questa propensione a scartare i dati audio è il motivo per cui MP3 è chiamato a perdente metodo di compressione, sebbene utilizzi alcuni metodi senza perdite, pure, come la codifica di Huffman. La codifica MP3 utilizza altri metodi di compressione più tradizionali per suoni più semplici o più udibili che non cadono preda di questi effetti psicoacustici, anche.
La creazione di file MP3 è tornata utile, permettendoci di inviare musica su Internet con facilità e di portare in giro centinaia o migliaia di brani sui nostri telefoni o lettori di musica digitale. MP3 è diventato uno standard di codifica musicale pervasivo. Continua a leggere per scoprire da dove proviene.
Il formato MP3 ha preso il nome nel 1995, ma il suo sviluppo iniziò anni prima. Le radici di MP3 erano in molte precedenti ricerche sulla codifica digitale, forse in particolare il lavoro di dottorato di Karlheinz Brandenburg, che è spesso citato come l'inventore del formato. Lui, però, sarebbe il primo a dirti che non l'ha fatto da solo.
All'inizio degli anni '80, Brandenburg ha studiato ingegneria elettrica e matematica all'Università di Erlangen, e ha conseguito il dottorato presso l'Università Friedrich-Alexander. Erlangen-Norimberga. Il professor Dieter Seitzer ha incoraggiato Brandenburg e altri studenti a lavorare sui metodi per la trasmissione di file musicali su rete digitale di servizi integrati ( ISDN ) linee di telecomunicazione. Brandenburg ha studiato psicoacustica ed è stato in grado di elaborare un algoritmo di compressione audio altamente efficiente che ha chiamato codifica ottimale nel dominio della frequenza ( OCF ).
Brandenburg è diventato un assistente professore e ha continuato la sua ricerca. Ha lavorato con scienziati del Fraunhofer Institute for Integrated Circuits (membro di una collezione di 56 istituti di ricerca tedeschi chiamata Fraunhofer Society), che aveva un rapporto di lavoro con l'Università di Erlangen-Norimberga. Al Fraunhofer, L'OCF è stato migliorato dal team con alcuni contributi dei ricercatori dell'Università di Hannover, AT&T Bell Labs e Thomson, e il codifica dell'entropia percettiva spettrale adattativa ( ASPEC ) è nato il codec.
Tra la fine degli anni '80 e l'inizio degli anni '90, MPEG ha ricevuto proposte da vari gruppi che speravano nell'adozione dei loro metodi di codifica. MPEG ha scelto più proposte che sono state fuse in tre formati:MPEG-1 Audio Layer I, Strato II e Strato III. MPEG-1 Audio Layer III era in gran parte basato su ASPEC.
Altri ingegneri chiave che hanno lavorato al progetto al Fraunhofer sono stati Ernst Eberlein, Professor Heinz Gerhäuser, Bernardo Grill, Jürgen Herre e Harald Popp, insieme a personale ausiliario aggiuntivo. Insieme, hanno sviluppato il software e l'hardware necessari per la codifica e la decodifica di MP3. Nel 1993, Brandenburg è entrato ufficialmente a far parte dello staff del Fraunhofer Institute for Integrated Circuits come capo del dipartimento Audio/Multimedia.
Nel 2000, Brandeburgo, Popp e Grill hanno ritirato il premio Deutscher Zukunftspreis (o "Premio tedesco per il futuro") a nome dell'intero team per l'invenzione dell'MP3. E nel 2007, la Consumer Electronics Association (CEA) ha introdotto il Brandeburgo, Seitzer e Gerhäuser nella CE Hall of fame per i loro contributi al formato. Nel momento in cui scriviamo, i principali ricercatori lavorano ancora tutti al Fraunhofer a vario titolo, compreso il Brandeburgo, che è direttore dell'Istituto Fraunhofer per la tecnologia dei media digitali a Ilmenau, Germania. Brandenburg e altri hanno persino ricevuto una quota dei profitti dalla licenza MP3, come dettato dalla legge tedesca.
Ogni innovazione si basa su scoperte precedenti, quindi il lavoro correlato che si è verificato prima dell'MP3 era anche un pensiero non dovrebbe essere ignorato. Ad esempio, l'effetto Haas prende il nome da Helmut Haas, che presentò l'idea nella sua tesi di dottorato nel 1949. Quello stesso anno, Claude Shannon e Robert Fanning hanno inventato il predecessore della codifica di Huffman. David Huffman era uno studente di Fano, e ha migliorato la loro tecnica nel 1952. I ricercatori MP3 hanno costruito sul lavoro fondamentale di molti altri, anche.
Suzanne Vega ha anche recitato in un piccolo ruolo, mentre Brandenburg e il team hanno lavorato per comprimere la versione a cappella della sua canzone "Tom's Diner" senza generare distorsioni e rumore di fondo. Una parte della canzone è stata utilizzata come audio di prova per determinare quando la qualità aveva raggiunto un livello accettabile.
La grande vincita di Microsoft, Quasidiritto dei brevetti e fusioni societarie, animali complicati da soli, entrambi hanno avuto un ruolo in una causa intentata da Alcatel-Lucent contro Microsoft per quanto riguarda le capacità di riproduzione di MP3 del suo Windows Media Player. L'istituto di ricerca tedesco Fraunhofer e i Bell Laboratories di AT&T hanno lavorato insieme sulla tecnologia di compressione audio in una certa misura dopo aver stipulato un accordo di sviluppo congiunto iniziato nel 1989. Ciascuno ha concluso con brevetti per varie tecnologie correlate. Ma Fraunhofer è l'azienda considerata detentrice del brevetto industriale per MP3, e un certo numero di aziende hanno concesso in licenza i diritti da loro, inclusa Microsoft (con un accordo da 16 milioni di dollari), Mela, Sony, Yahoo, Intel e Texas Instruments, tra centinaia di altri. Ma questa ricerca congiunta genererebbe problemi su tutta la linea. AT&T ha trasformato Bell Labs in una società chiamata Lucent Technologies. Lucent ha citato in giudizio Microsoft (con la quale è stato anche coinvolto in altre battaglie sui brevetti), sostenendo che stava violando i brevetti relativi agli MP3 di Lucent. Alcatel, un concorrente francese, comprato Lucent, e la causa è stata continuata da Alcatel-Lucent. Nel 2007, una giuria di San Diego ha ordinato a Microsoft di pagare 1,52 miliardi di dollari per violazione di brevetto ad Alcatel-Lucent, un importo calcolato in base alle vendite di PC Windows dal maggio 2003, e uno dei più grandi verdetti sui brevetti della storia. Più tardi quell'anno, però, un giudice ha ribaltato il verdetto, ritenendo che i danni siano stati indebitamente determinati, e che uno dei due brevetti in questione era in comproprietà tra Fraunhofer e AT&T (non di proprietà assoluta di AT&T), e poiché Fraunhofer non era incluso nella causa, e Microsoft aveva una licenza con Fraunhofer, Alcatel-Lucent non aveva il diritto di citare in giudizio per quel brevetto. Certo, questo lascia la porta aperta per un'altra causa o un appello, quindi all'inizio del 2013, potremmo non aver sentito la fine della questione.
Come si evolverà la musica in futuro? Mentre il futuro è difficile da prevedere, Gli MP3 probabilmente rimarranno in giro per un bel po'. © Hemera/Thinkstock L'MP3 ha avuto effetti di vasta portata che pochi avrebbero potuto prevedere. Nel 1997, il software Winamp per la riproduzione di MP3 è diventato disponibile. Consentire agli utenti di organizzare facilmente i propri file musicali e creare playlist, Winamp era un presagio di giocatori a venire. Quello stesso anno, Windows Media Player di Microsoft ha iniziato a supportare la riproduzione di MP3. Lettori MP3 portatili costosi, come Rio 100 di Diamond Multimedia e MPMAN di Saehan Information System, apparso anche alla fine degli anni '90. Potevano contenere un numero limitato di canzoni tramite memoria flash, ma quelli hanno lasciato il posto ai lettori di memoria del disco rigido con una maggiore capacità di archiviazione, come l'iPod originale, introdotto nel 2001, che riproduceva MP3, formati AIFF e WAV. Gli iPod più recenti vengono riprodotti codifica audio avanzata ( AAC ) nativamente, che è incluso negli standard MPEG-2 e MPEG-4, e si presume che abbia una migliore qualità audio, ma altri formati sono ancora supportati. Gli MP3 sono così onnipresenti che i lettori musicali portatili sono spesso chiamati lettori MP3, anche se la maggior parte riproduce una varietà di formati. La maggior parte dei lettori CD e DVD può anche riprodurre MP3.
Il servizio di condivisione di musica peer-to-peer Napster è stato introdotto nel 1999, e ha fatto esplodere la popolarità del formato MP3, rendendo disponibile più musica digitale che mai. Ha anche causato una grande quantità di controversie relative alla violazione del copyright, download illegali di musica e pirateria. La Recording Industry Association of America, tra gli altri, ha cercato ricorso legale contro Napster e singoli downloader di musica. Napster è stato chiuso nel 2001, ma al suo posto sono spuntati altri servizi simili, anche se forse nessuno così sfacciato.
Questa nuova disponibilità di musica ha stimolato l'appetito del pubblico per la musica digitale, che ha causato grandi cambiamenti nell'industria musicale. Gli studios continuano a combattere la pirateria, ma alla fine ha abbracciato le vendite di musica digitale online. Gli Studios hanno iniziato a concedere in licenza gran parte della loro musica ad aziende come Apple, il cui negozio iTunes ha aperto la strada a un nuovo modello di consumo musicale. Amazon è anche un grande venditore di musica digitale. E le vendite di musica digitale hanno superato la vendita di CD fisici. La musica digitale ha persino permesso ad alcuni artisti di staccarsi dagli studi dando loro un mezzo per distribuire facilmente il proprio lavoro, democratizzare un po' il sistema. Questi cambiamenti hanno anche aperto la strada a servizi di streaming musicale legittimi che guadagnano da pubblicità e abbonamenti.
L'MP3 ha anche aiutato a cambiare il modo e il luogo in cui ascoltiamo la nostra musica. Possiamo registrare un numero maggiore di canzoni su CD scrivibili rispetto a quanto potrebbe essere tradizionalmente contenuto su CD preregistrati. E i lettori moderni ci permettono di portare con noi migliaia di canzoni (acquistate digitalmente o strappate dalle nostre collezioni di CD). L'MP3 ei suoi successori hanno reso portatili intere librerie musicali.
Si discute se gli MP3 suonino particolarmente bene rispetto ad altri, codec meno lossy, ma nonostante i grandi aumenti della velocità di Internet e dello spazio di archiviazione, MP3 è ancora il formato di musica digitale più comune, e mostra pochi segni di andare via. Ci sono state successive innovazioni MP3, come MP3Pro e MP3 Surround, entrambi retrocompatibili con l'MP3 originale. Le persone stanno persino lavorando su cose come incorporare messaggi segreti o altre informazioni nascoste negli MP3 (MP3Stego, ad esempio). MP3 è diventato la norma per la musica digitale, e finché non arriva qualcosa di radicalmente diverso, potrebbe rimanere così per un po'.
Come è nato l'MP3 e cosa comporta la codifica dei file ha reso la ricerca piuttosto affascinante. Sono sempre stato un consumatore abbastanza pesante di musica, prima in vinile, poi nastro, poi CD, e penso che sia un caso fortuito per gli amanti della musica che siano arrivati MP3 e altri formati di musica digitale e abbiano stimolato la diffusione capillare della musica online (a parte i dibattiti sulla qualità del suono). Mi piace ancora possedere copie fisiche, ma ai tempi in cui l'acquisto in negozio era la nostra unica scelta, c'era sempre una buona possibilità di delusione. Ho sborsato spesso un bel po' di CD per scoprire che mi piacevano davvero solo una o due delle canzoni. Molti di quei dischi stanno prendendo polvere sui miei scaffali.
Ad un certo punto mi sono detta la regola che avrei comprato un album solo se avessi saputo che mi piacevano almeno tre delle canzoni (a meno che non fosse di uno dei miei artisti preferiti), e questo ha seriamente frenato il mio acquisto di musica. Non è che interi album vengano regolarmente riprodotti dalla radio o dai video musicali. Ma poi sono arrivate cose come Napster che ci hanno permesso di campionare una varietà di musica più ampia di quella che avevamo potuto incontrare per caso in onda prima. E poi è seguita la radio su Internet. Non posso dirti quanti nuovi artisti ho scoperto tramite le mie stazioni Pandora, e quante delle loro canzoni ho scaricato da iTunes.
Probabilmente manca un po' di fascino perché non ci sorprendono più le canzoni del lato b (in poco tempo, nessuno saprà nemmeno cosa significa). Ma è bello poter spargere soldi su brani che so che ascolterò più di una volta. E ora posso anche digitalizzare quelle canzoni solitarie dei poveri CD per lo più rifiutati e ascoltarle un po' ovunque senza dover portare con me un mucchio di dischi, grazie a MP3 e ai suoi cugini.
