Geschiedenis:
In 1987 de Fraunhofer IIS te werken aan een manier om audio effectief
te comprimeren, het EUREKA project EU147. In samenwerking met de
universiteit van Erlangen (Prof. Dieter Seitzer) werd het MP3, ISO-MPEG
Audio Layer-3, formaat ontworpen. Dit formaat bestaat dus al een
lange tijd, maar het publiekelijk maken van de techniek om de files
te coderen en de daarmee samenhangende opkomst van programma's zoals
Winamp hebben deze standaard gemaakt tot wat het nu is.
Hoe MP3 werkt:
- De techniek MP3 is een afkorting voor MPEG Layer III. MPEG staat
voor een groep audio- en videoprofessionals die de standaards samenstellen.
Layer III staat voor de mate van complexiteit van de comprimatie
(I is simpel en binnenkort komt IV uit, die uiteraard een stuk ingewikkelder
is). De uitvinders van de techniek horen bij het Fraunhofer-Gesellschaft
uit Duitsland dat 10 jaar geleden begon met het uitzoeken van mogelijke
datacompressietechnieken in samenwerking met Duitse universiteiten.
Bij het maken en afspelen van een MP3 komen twee dingen kijken:
audio codering (waarbij de audio gecomprimeerd wordt) en audio decodering.
- Audio codering
Het coderen van een audiobestand tot een MP3-tje is een ingewikkeld
proces, maar met een geweldig resultaat: de audio kan gecomprimeerd
worden zonder hoorbaar kwaliteitsverlies. Een codeerder (als bijvoorbeeld
L3enc) neemt het rauwe audiobestand (meestal in .wav-vorm) en
bekijkt per fragment welke methode van coderen het best toepasbaar
is. Hieronder worden enkele van de belangrijkste besproken.
- Psycho - akoestisch maskeren
Het menselijk gehoor heeft een spectrum van ongeveer 20 Hz tot
20 kHz, en is het meest gevoelig tussen de 2 en 4 KHz. Een normaal
paar oren hoort een brede range aan frequenties. Maar wanneer
er een grote hoeveelheid energie op één frequentie aanwezig is
kan het oor dichtbijgelegen frequenties met een mindere mate van
energie niet waarnemen. Wat er gebeurt is dat de luidere frequentie
de minder luide maskeert. De luidere frequentie noemt men de maskeerder.
Van dit fenomeen maakt een Layer III compressor dankbaar gebruik,
het wordt psycho-akoestisch maskeren genoemd. Het basisidee is
dat er bandbreedte gespaard wordt door de gemaskeerde signaalinformatie
weg te gooien. De informatie over de menselijke interpretatie
van geluid is ooit wetenschappelijk vastgesteld en op dit algoritme
is het systeem gebaseerd. Het resultaat is niet meer hetzelfde
als het origineel, maar als het goed gebeurt kunnen menselijke
oren het verschil niet horen.
- Weggooien van andere onnodige informatie
Andere technieken om audio te comprimeren zijn het weglaten van
voor de mens onhoorbaar hoge of lage tonen. Daarnaast kent MP3
een methode waarbij een stereo-effect gebruikt wordt in de plaats
van het echte, veel data kostende, stereo geluid. De kwaliteit
van een MP3 hangt samen met de bitrate. Een volledig ongecomprimeerd
audiobestand van CD heeft een constante bitrate van 1400kbit per
seconde (kbps). Afhankelijk van de gebruikte Layer kan deze data
gecomprimeerd worden. Met Layer III, de meest gangbare techniek
bij MP3's, is de hoogste bitrate zonder kwaliteitsverlies mogelijk
(128kbps). Met lagere Layers hou je minder gecomprimeerde stukjes
audio over, dus grotere bitrates en grotere bestanden. Zodra er
hoger gecomprimeerd wordt, gaat de kwaliteit achteruit. De bandbreedte
van de audio wordt ingeperkt: is die van een ongecomprimeerd stuk
muziek nog 44kHz, zodra hetzelfde stuk muziek met een factor 96
wordt gecomprimeerd is die flink ingeperkt (hoge en lage tonen
vervallen, het geheel wordt blikkerig). Wordt er nog verder gecomprimeerd
blijft er niet veel over dan een ruis.
- Audio decodering
Decoderen van de MP3 is een stuk simpeler. Een MP3-player hoeft
alleen maar de gecomprimeerde data uit te pakken en deze digitale
informatie om te zetten naar een analoog stukje muziek. Desondanks
is het nog steeds een rekenintensief proces: voor het soepeltjes
afspelen van een MP3 is minimaal een Pentium nodig. Met langzamere
pc's is het afspelen wel mogelijk maar bestaat de kans dat de
processor het niet aankan en het geluid lelijk en haperig overkomt.
Je kan de processor ontlasten door de kwaliteit van de output
te verminderen (stereo wordt mono). Er bestaan verschillende MP3-players.
De meest gebruikte is WinAmp, deze biedt, naast het normale afspelen
van een MP3, veel extra's als een equalizer, playlist en een aanpasbare
lay-out.
Maatschappelijke invloed en relevantie:
MP3 heeft een grote invloed op de manier hoe muziek wordt uitgewisseld.
Vroeger was er geen echte effectieve manier om muziek makkelijk
te verspreiden, je kon wel een CD op internet zetten, maar dat is
zelfs nu in het tijdperk van breedband internet niet echt makkelijk.
Met MP3 veranderde dit alles, en konden zelf mensen met verbindingen
via een ordinaire telefoonlijn makkelijk complete CD's binnenhalen.
Dit heeft natuurlijk ook een grote invloed gehad op de mate waarin
muziek illegaal verspreid wordt, het is tegenwoordig zo extreem
simpel dat veel mensen het kopen van CD's zien als iets wat al lang
uit de tijd is. Iedereen snapt natuurlijk dat zo'n instelling niet
veel geld zal opleveren voor de artiesten en platenmaatschappijen,
en deze hebben daarom ook verscheidene rechtzaken aangespannen tegen
MP3 sites, of programma's zoals Napster. Voorlopig hebben deze rechtzaken
nog een minimaal effect gehad, en blijven nieuwe sites en programma's
sneller uit de grond schieten dan ze kunnen worden gesloten. Dit
is voornamelijk te danken aan de opkomst van MP3, alhoewel nieuwere
standaarden zoals VQF en WMF tegenwoordig ook worden gebruikt. MP3
heeft dus een grote invloed gehad op de distributie van muziek en
deze zal waarschijnlijk nooit meer de oude worden.
Toekomstige mogelijkheden:
MP3 is dus tegenwoordig het formaat om muziek makkelijk mee te
verspreiden, en omdat het zo veel wordt gebruikt zullen er in de
toekomst waarschijnlijk niet veel veranderingen doorgevoerd worden.
Iedereen wil namelijk gewoon MP3 bestanden, en niet iets waar je
weer een andere speler voor nodig hebt of andere software. Ook is
de bestandgrootte van MP3 al zo klein dat veel mensen niet persé
iets willen hebben wat nog kleiner is. De flop van het VQF formaat
laat dit bijvoorbeeld goed zien (dit formaat was aanzienlijk kleiner,
en had daarnaast ook nog een betere geluidskwaliteit). In de toekomst
zullen de verbeteringen dus waarschijnlijk vooral liggen op het
vlak van de distributie. Zo is Napster in korte tijd een erg populair
en bekend programma geworden om muziek te verspreiden via een tot
dan toe niet gebruikte methode. Natuurlijk kan ik niet voorspellen
welke vormen van distributie in de toekomst populair gaan worden,
maar ik verwacht dat we nog wel wat interessante dingen gaan zien.
Dit ook omdat de meeste MP3's toch illegaal zijn en de mensen zo
wel gedwongen worden om nieuwe manieren te verzinnen. Hoewel het
ons niet waarschijnlijk lijkt dat MP3 snel van de troon wordt gestoten
als het formaat om audio te verspreiden kan dit natuurlijk gebeuren.
Eén van de logische opvolgers van MP3 zou dan de zogenaamde MP4
standaard moeten worden die evenals VQF kleinere bestanden en een
betere geluidskwaliteit belooft.
Eigen ervaring en mening:
Wij zijn beiden dagelijkse gebruikers van MP3 en zijn dan ook
erg positief over dit bestandsformaat. Met behulp van verschillende
programma's is het een fluitje van een cent om liedjes op te zoeken,
te downloaden en af te spelen. Het is erg makkelijk om tijdens het
computeren (huiswerk, internetten etc.) toegang te hebben tot een
flink aantal cd's terwijl het hoogstens maar een paar gigabyte aan
ruimte kost. We gebruiken beiden Napster om bestanden op te zoeken
en te downloaden en Winamp om deze af te spelen. Ook vinden wij
het erg handig dat je bij MP3's altijd zelf kan bepalen waarna je
wilt luisteren, iets wat niet mogelijk is bij bijvoorbeeld een radio.
Verder is het ook heel handig dat je nooit CD's hoeft te wisselen,
of nog erger: te kopen, of te branden.
Conclusie:
MP3 heeft zich terecht bewezen als een prima manier om muziek
legaal of illegaal te verspreiden, en heeft een grote invloed gehad
op de muziekindustrie. Deze invloed zal waarschijnlijk nog lang
voortduren, en MP3 kan dus nog een zonnige toekomst tegemoet zien.
|