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La fundación alemana propietaria de la patente del venerable formato de música MP3 'antiguo' anunció recientemente que dejaría que su patente caducara. MP3 abrió de par en par el intercambio de archivos de audio a lo largo de la década de 1990 y principios de la de 2000. La combinación de compresión de datos, tamaño de archivo y calidad de audio retenida aseguró que el formato de audio alcanzara notoriedad en ambos lados del argumento de la piratería.
Los titulares decían 'MP3 Is Dead', pero cualquier audiófilo real sabe que una muerte verdadera es muy poco probable. No obstante, es hora de mirar la historia de un formato de audio de renombre mundial y lo que puede suceder en un futuro próximo.
¿Cómo funciona exactamente el MP3?
Dependiendo de la edad y el abuso que hayan sufrido sus oídos, su rango de frecuencia auditiva se encuentra entre 20 Hz y 20,000 Hz. Además, nuestros oídos son más sensibles a las frecuencias de sonido entre 2 kHz y 5 kHz. Nuestra audición también está limitada por nuestra capacidad para filtrar y procesar las señales de audio a medida que llegan.
Crédito de la imagen: flatvector a través de Shutterstock
El enmascaramiento de frecuencia, la clave para la compresión MP3, se basa en la incapacidad del cerebro para distinguir entre ciertas señales.
Imagina que tenemos dos sonidos. Tienen frecuencias muy similares (por ejemplo, 200 Hz y 210 Hz) pero se reproducen a diferentes volúmenes. El sonido más débil es audible por sí solo, pero el más fuerte se distingue solo si se reproducen simultáneamente. El proceso de cubrir una frecuencia con otra frecuencia cercana se llama 'enmascaramiento'. El enmascaramiento de frecuencia funciona de manera eficiente en la parte superior e inferior del espectro de audio.
Copiar un CD
Supongamos que estamos copiando un CD en su computadora. La música del CD se muestrea 44.100 veces por segundo (44,1 kHz). Las muestras tienen 2 bytes de longitud (1 byte son 16 bits). MP3 admite varias velocidades, pero normalmente utiliza el estándar de CD de 44,1 kHz.
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Un archivo MP3 individual consta de marcos MP3, con un encabezado y un bloque de datos. Cada cuadro contiene 1152 muestras. Técnicamente, son dos 'gránulos' de 576 muestras. Las muestras pasan a través de un filtro que divide aún más el sonido en un conjunto específico de 32 rangos de frecuencia. El algoritmo MP3 luego divide aún más esas 32 bandas de frecuencia por un factor de 18, creando 576 bandas aún más pequeñas. Cada banda contiene 1/576 del rango de frecuencia de la muestra original (cuando comenzamos a copiar el CD a su computadora).
Credito de imagen: Kim Meyrick vía Wikimedia
En esta etapa, dos algoritmos matemáticos complejos hacen su trabajo: el Transformada de coseno discreta modificada (MDCT) y transformadas rápidas de Fourier (FFT). Cada uno realiza un proceso diferente en el material de origen desglosado.
Los FFT analizan cada banda de frecuencia en busca de sonidos que se puedan enmascarar fácilmente, asegurándose de que el enmascaramiento de frecuencia conserve los sonidos vitales en la pista.
A continuación, las muestras se clasifican y se envían a la TCMD. MDCT convierte cada banda en un conjunto de valores espectrales. Los valores espectrales representan con mayor precisión la forma en que nuestra audición interpreta el audio. Por lo tanto, muchos codificadores de audio comprimido utilizan valores espectrales para eliminar datos de audio. Una vez que se completa la información espectral y el análisis del gránulo, comienza el proceso de compresión real.
Una breve historia de MP3
¿Recuerdas tu primer reproductor MP3? Tuve la suerte de tener un iPod original, hasta que un hombre con un cuchillo lo liberó de mi posesión. MiniDiscos eran mucho más geniales, de todos modos.
Independientemente, cuando el iPod original aumentó rápidamente el deseo de MP3 (en 2001), el formato ya tenía ocho años. Además, MP3 ya estaba haciendo olas en Internet y otros dispositivos portátiles de música digital.
¿De dónde vino el MP3?
MP3 fue un METRO oving PAG imagen Y expertos GRAMO roup (MPEG), como parte de su estándar de compresión de audio y video MPEG-1 original. MP3 es una abreviatura de MPEG-1 Audio Layer III, aprobado para su uso en 1991 y finalmente publicado en 1993.
La idea detrás de MP3 es muy buena.
El algoritmo MP3 aprovecha las limitaciones de percepción de la audición humana, lo que se conoce como enmascaramiento auditivo. El enmascaramiento auditivo ocurre cuando la percepción de un sonido se ve afectada por la presencia de otro. Además, cada canción contiene elementos de audio imperceptibles para la experiencia auditiva general. Manfred R. Schroeder propuso por primera vez un códec de enmascaramiento psicoacústico en 1979. Sin embargo, no fue hasta la formación del MPEG (como subcomité de la ISO / IEC) en 1988 que comenzó una iniciativa concertada para un estándar global.
Hay otro nombre importante en la historia del MP3: Karlheinz Brandenburg. Brandenburg comenzó a trabajar en la compresión de música digital en la década de 1980, completando su tesis doctoral en 1989. El varios modos de compresión en los que había trabajado encontró limitaciones en ambas tecnologías disponibles en ese momento, así como en el diseño de los primeros procesos de codificación. Él, junto con otros miembros fundadores de MPEG, se dio cuenta de que solo un nuevo sistema sería suficiente.
El Instituto Fraunhofer
En 1990, Brandeburgo se convirtió en profesor asistente en la Universidad de Erlangen-Nuremberg. Continuó su trabajo sobre compresión con la Fraunhofer Society (eventualmente se uniría a Fraunhofer 1993).
'Teníamos el subgrupo de audio dentro del grupo de imágenes en movimiento [MPEG]', explicó Brandenburg en un Entrevista NPR . “Al final, todos juntos resolvimos un compromiso que tenía diferentes modos, los llamados Layer I, Layer II, Layer III. . . Y la mayoría de nuestras ideas se centraron en los modos de compresión en audio MPEG. . . cuál era el más complejo y el que ofrecía la mejor calidad a bajas tasas de bits, se llamaba Capa III '.
Brandenburg usó la canción 'Tom's Diner' de Suzanne Vega para refinar el algoritmo de compresión, escuchándolo una y otra vez, para asegurarse de que sus retoques no afectaran negativamente la grabación de la voz de Vega.
MP3 explota
MP3 estuvo estancado durante un par de años después de su lanzamiento oficial, el códec se consideró 'demasiado complicado' para un uso generalizado.
Sin embargo, en 1997, las cosas cambiaron rápidamente.
Primero, un 'estudiante australiano' compró un software de codificación profesional l3enc de una empresa alemana. Revirtió la ingeniería del software, lo recompilló y lo cargó en un FTP de una universidad de EE. UU. Con un README archivo que dice: 'Este es un software gratuito gracias a Fraunhofer'. Este pequeño acto cambió instantáneamente el acceso a la codificación y decodificación de MP3. De repente, al insertar un CD en su computadora, se obtenía audio de alta calidad en tamaños de archivo diminutos.
En segundo lugar, Nullsoft lanzó el venerable reproductor de audio Winamp. Los MP3 extraídos de un CD se pueden reproducir fácilmente en una computadora.
Al mismo tiempo, Internet se había extendido a millones de hogares en todo el mundo. Millones de discos duros se estaban llenando de MP3 , y el formato se convirtió en el formato de intercambio de archivos de audio preferido para los primeros servicios de intercambio de archivos de igual a igual, como Napster, Gnutella y eDonkey (Gnutella era otro proyecto de Nullsoft). La piratería musical estaba viva y desenfrenada y fue ayudada en gran parte por el auge del MP3.
Reproductores de mp3
En una bendición adicional para la industria del audio establecida, aparecieron los reproductores MP3 portátiles. A principios de la década de 1990, el Instituto Fraunhofer había intentado sin éxito crear un reproductor MP3 comercializable. Simplemente era demasiado pronto para una adopción generalizada. Necesitaba la combinación antes mencionada de intercambio de archivos, proliferación de Internet y software de extracción para dar impulso a los reproductores MP3 portátiles.
La compañía surcoreana, Elger Labs, presentó el MPMAN F10 de $ 250, con una enorme memoria de 32 MB. No fue la chispa alucinante de la industria tal como la conocemos. Ese galardón recae en el Diamond Rio PMP300, que también cuenta con 32 MB.
El éxito del Diamond Rio atrajo una atención no deseada. La Recording Industry Association of America (RIAA) demandó a Diamond Multimedia Systems (el fabricante) y perdió. Sin embargo, la RIAA asumió correctamente que este era el comienzo de la piratería musical endémica, que continúa hasta el día de hoy.
¿Qué pasó después, preguntas?
Bueno, un dispositivo poco conocido llamado iPod llegó a los mercados, legitimando completamente el MP3 como el formato de audio de facto de la época, y la RIAA comenzó su cruzada (en curso) contra los piratas en todo el mundo.
El resto, como decimos, es historia.
¿Por qué muere MP3 entonces?
El Instituto Fraunhofer era propietario de la patente MP3. El 23 de abril de 2017 expiraron sus patentes restantes. Por lo tanto, Fraunhofer ya no puede emitir nuevas licencias MP3. Hemos explicado exactamente qué está pasando con estos titulares 'apocalípticos', así como cómo le afectará.
¿Quieres el TL; DR? MP3 no está muerto y no va a ninguna parte.
Una de las principales razones que dio Fraunhofer para abandonar el MP3 fue la edad. Ya no puede competir con sus primos códecs más nuevos y brillantes. ¿Su sugerencia? En su lugar, utilice codificación de audio avanzada (AAC). Casualmente, Fraunhofer también posee la patente (en curso) para AAC, por lo que tenemos algunas alternativas de MP3 entre las que puede elegir, a continuación.
Alternativas MP3
Su colección de MP3 no se quemará repentinamente, al igual que los codificadores y decodificadores existentes continuarán produciendo archivos MP3. Dicho esto, MP3 está un poco anticuado ahora. Hay varios formatos de audio alternativos gratuitos que puede utilizar para almacenar su música digital ahora.
- CAA - Advanced Audio Coding, como se mencionó anteriormente, es el sucesor de MP3. El único problema es que el formato en sí mismo ahora parece un poco anticuado. No obstante, AAC generalmente logra una mejor fidelidad de audio que MP3, con tasas de bits y tamaños de archivo similares. AAC también es un formato con pérdida.
- Ogg Vorbis - Formato Vorbis, comúnmente utilizado junto con el formato contenedor Ogg. Es el mejor, un poco más joven, el primo de código abierto del MP3. A pesar de que Ogg presenta una mejor compresión, tasas de bits más altas y, en general, una mejor calidad de audio, Ogg nunca despegó de la misma manera que MP3 debido a la falta de dispositivos compatibles. Ogg también es un formato con pérdida.
- FLAC - El códec de audio sin pérdida gratuito es el formato de códec de audio sin pérdida más popular. ¿Por qué? FLAC ofrece una copia de audio exacta del material de origen, con la mitad del tamaño de un CD tradicional. Los sonidos más afectados por MP3 (por ejemplo, guitarras, platillos, reverberación, etc.) permanecen nítidos a pesar de estar significativamente comprimidos. FLAC es un formato sin pérdidas.
MP3 no está muerto
No tienes nada de qué preocuparte. Puede continuar copiando a MP3 y sus dispositivos continuarán reproduciendo su música. A largo plazo, valdrá la pena al menos investigar un formato de audio más nuevo para su colección. Las técnicas de compresión avanzarán y el tamaño de los archivos de copias exactas disminuirá.
Además, vale la pena considerar la capacidad de almacenamiento. Cuando llegaron los primeros reproductores MP3 portátiles con 32 MB de almacenamiento, fue frio , pero evidentemente no lo suficiente. El almacenamiento más grande para un iPod Classic fue de 160 GB. Ese se podría mejorar con una actualización de almacenamiento personalizada a la friolera de 240 GB, más de 1.000.000 de pistas MP3 individuales. El punto es que a medida que aumenta el tamaño del almacenamiento y disminuye el tamaño físico, podemos hacer más con menos.
Por último, Internet sigue cambiando la forma en que escuchamos música. Solía piratear la música porque no podía pagar entre 12 y 20 dólares por cada nuevo álbum que salía. Ahora tengo una cuenta de plan familiar de Spotify con acceso a millones de pistas y una cuenta de Amazon Prime con millones más. Lo único que me limita es mi conexión a Internet, e incluso así, ambos tienen opciones para descargas sin conexión en formatos de alta calidad.
No es tan importante como antes, pero MP3 no está muerto.
¿Cuál es su formato de audio preferido? ¿Necesita la nítida realidad de los sin pérdidas? ¿O compresión extrema de un formato con pérdida? ¿Ha cambiado su uso de música desde que se generalizaron los servicios de transmisión? Déjame una línea en los comentarios y te responderé.
Crédito de la imagen: Ti Santi a través de Shutterstock.com
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Gavin es el editor junior de Windows and Technology Explained, colaborador habitual del Really Useful Podcast y crítico de productos habitual. Tiene una licenciatura (con honores) en escritura contemporánea con prácticas de arte digital saqueadas de las colinas de Devon, así como más de una década de experiencia profesional en escritura. Disfruta de grandes cantidades de té, juegos de mesa y fútbol.
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