Как работает MP3

MP3-плеер - это одна из самых инновационных систем хранения и воспроизведения музыки за последнее время.

Большим преимуществом MP3 является удобство размеров и возможностей хранения, что позволяет людям носить с собой тысячи песен и многие часы музыки для наслаждения, где бы они ни находились. Другими словами, портативность.

В настоящее время MP3 является самым мощным алгоритмом в серии стандартов кодирования аудио, а также сокращенным названием MPEG Audio Layer-3. Это набор стандартов для сжатия и загрузки аудиофайлов из Интернета. Это также название файла, сжатого в этом формате.

MPEG (произносится как EHM-pehg) - это сокращение от Moving Picture Experts Group, которая разрабатывает стандарты сжатия цифрового видео и цифрового аудио. Он был разработан под эгидой Motion Picture Experts Group (MPEG) и формализован Международной организацией по стандартизации (ISO). Говоря простым языком, это программное обеспечение, которое берет данные со звуковой дорожки, например, с компакт-диска, и сжимает их в форму, занимающую значительно меньше памяти, всего одну двенадцатую часть от исходной. При этом происходит небольшая потеря качества, но для большинства людей она едва заметна.

Технически, MP3 (MPEG-1 Audio Layer-3) - это стандартная технология и формат для сжатия звуковой последовательности в очень маленький файл с сохранением исходного уровня качества звука при воспроизведении. Он работает по принципу, схожему с архивированием файлов, когда повторяющиеся данные просто перечисляются только один раз, а затем, когда эта часть данных требуется снова, на нее просто ссылаются, а не перечисляют снова и снова.

MP3 работает на аналогичной основе. Данные, составляющие звуковую дорожку, содержат много повторяющейся информации. При создании mp3-файла сохраняется только одна часть каждой уникальной информации, после чего программное обеспечение просто ссылается на эти данные и их расположение в последовательности. Затем, когда mp3-файл воспроизводится, программное обеспечение просто помещает обратно данные, на которые оно ссылалось, в правильной последовательности, и вы получаете свою песню. Конечно, программное обеспечение для сжатия и извлечения этих данных находится в плеерах, используемых в вашем компьютере или I-Pod. Все, что вам нужно сделать, это нажать несколько кнопок, и вы готовы к работе.

Большинство пользователей обнаруживают, что их операционная система, например, windows, имеет встроенный плеер, который воспроизводит mp3-файлы. Winamp для ПК, iTunes для Mac и mpeg123 для Unix-систем являются распространенными mp3-плеерами. Создать mp3-файл можно с помощью программы, называемой риппером, которая извлекает или "поднимает" трек с компакт-диска на жесткий диск. Затем программа, называемая кодировщиком, преобразует его в mp3-файл.

Однако большинство людей просто копируют чужие mp3.

Многие пользователи Windows обнаружат, что в их операционной системе есть встроенный плеер. В противном случае вы можете загрузить плеер с одного из нескольких популярных сайтов MP3. MP3-файлы обычно представляют собой файлы для загрузки и воспроизведения, а не потоковые звуковые файлы, которые вы соединяете и слушаете с помощью RealPlayer и подобных продуктов (однако потоковое воспроизведение MP3 возможно). Winamp (PC), iTunes (Mac) и mpeg123 (UNIX) являются популярными MP3-плеерами, но существует и множество других. Чтобы создать MP3-файл, вы используете программу, называемую риппером, чтобы получить выборку с компакт-диска на жесткий диск, и другую программу, называемую кодером, чтобы преобразовать эту выборку в MP3-файл. Большинство людей, однако, просто скачивают MP3-файлы у кого-то другого и воспроизводят их.

Хотя MP3 является наиболее используемым форматом файлов в наши дни, существуют и другие форматы файлов, которые могут воспроизводиться на MP3-плеерах. Хотя большинство MP3-плееров могут поддерживать несколько форматов, не все плееры поддерживают одни и те же форматы. Вот несколько форматов файлов, которые могут воспроизводиться на различных плеерах:

  • WMA - Windows Media Audio
  • WAV - Waveform Audio (Волновая форма аудио)
  • MIDI - Music Instrument Digital Interface (цифровой интерфейс музыкальных инструментов)
  • AAC - Advanced Audio Coding (Расширенное аудиокодирование)
  • Ogg Vorbis - A free, open and un-patented music format (Бесплатный, открытый и непатентованный музыкальный формат)
  • ADPCM - Adaptive Differential Pulse Code Modulation (Адаптивная дифференциальная импульсно-кодовая модуляция)
  • ASF - Advanced Streaming Format (Расширенный формат потоковой передачи)
  • VQF - Vector Quantization Format (Формат векторного квантования)
  • ATRAC - Sony's Adaptive Transform Acoustic Coding 3M (Адаптивное преобразование акустического кодирования 3M от Sony)

MP3-плеер - это, по сути, слияние многих технологий прошлого, ни одна из которых не является особенно инновационной, но все вместе они создали продукт для сегодняшнего дня.

Конкретные компоненты могут отличаться, но основные части типичного MP3-плеера включают:

  • Порт данных
  • Память
  • Микропроцессор
  • Цифровой сигнальный процессор (DSP)
  • Дисплей
  • Элементы управления воспроизведением
  • Аудиопорт
  • Усилитель
  • Блок питания

Для передачи данных плеер можно подключить к USB-порту, порту FireWire или параллельному порту компьютера.

Плееры на базе USB передают данные во много раз быстрее, чем те, которые используют параллельный порт. MP3-файлы сохраняются в памяти плеера, типы которой включают:

  • внутренняя флэш-память
  • карты CompactFlash
  • карты SmartMedia
  • Memory Stick
  • Внутренний микродрайв

Кроме последнего, все они являются твердотельной памятью. Преимущества твердотельной памяти в том, что в ней нет движущихся частей, что обеспечивает большую надежность, меньше пропусков в музыке из-за вибраций и внешних воздействий.

Конечно, помимо хранения музыки, MP3-плеер воспроизводит музыку и позволяет пользователю слышать воспроизводимые песни. Плеер извлекает песню из своей памяти, затем распаковывает MP3-кодировку через DPS по алгоритму или формуле. Затем он пропускает декомпрессированные байты через цифро-аналоговый преобразователь в звуковые волны и усиливает аналоговый сигнал, позволяя прослушать песню.

Все портативные MP3-плееры работают от аккумуляторов, в большинстве случаев использующих перезаряжаемые внутренние литиевые батареи, и в зависимости от условий использования работают от 10 до 28 часов на одной зарядке. Некоторые из них оснащены адаптерами, позволяющими воспроизводить музыку, будучи подключенными к электросети или автомобильной розетке.

Типы MP3-плееров

Существует множество различных типов MP3-плееров. Выбор того или иного зависит, прежде всего, от того, как он будет его использовать и какой объем памяти ему необходим. Цена, конечно, также влияет на выбор.

В основном существует 4 типа MP3-плееров.

Плееры с флэш-памятью

MP3-плеер с флэш-памятью - самый маленький и легкий, и обычно хранит меньше песен, чем плееры с жестким диском. Поскольку он маленький и не содержит движущихся частей, он идеально подходит для людей, занимающихся спортом. Некоторые модели могут похвастаться объемом памяти до 8 Гб (2000 песен), а другие - возможностью просмотра видео и фотографий, что также привлекает любителей мультимедиа. Аккумуляторы могут работать до 28 часов.

Плееры с жестким диском и мини-жестким диском

Плееры с жестким диском больше и тяжелее плееров с флэш-памятью и предлагают значительно больший объем памяти. (Apple iPod вмещает до 80 Гб.) Для тех, кто ищет плеер, способный хранить всю коллекцию музыки (до 20 000 песен), фотографии, данные, видео и позволяющий записывать подкасты, лучше всего подойдет жесткий диск. Однако эти функции и жесткий диск потребляют больше энергии: некоторые аккумуляторы работают от 8 до 20 часов при воспроизведении музыки и до 6 часов при воспроизведении видео. В плеерах есть движущиеся части, которые могут соскочить. Однако некоторые плееры оснащены противоударными буферами и защитой от проскальзывания.

MP3 CD-плееры и MP3-плееры MiniDisc

Существует целый ряд CD-плееров, которые воспроизводят MP3 и другие цифровые файлы. Эти файлы MP3 записываются на диски CD-R/RW из вашей старой коллекции компакт-дисков и используются в MP3 CD-плеере. На одном компакт-диске может храниться около 10 часов музыки. Записывающее устройство для компакт-дисков необходимо для тех, кто покупает MP3 CD-плеер. MP3 CD-плеер дешевле, чем плееры с флэш-памятью и жестким диском, но может проскакивать при толчках. Кроме того, они гораздо больше по размеру, чем их цифровые аналоги. Для тех, кто ценит технологию MiniDisc, есть цифровой музыкальный плеер MiniDisc Walkman от Sony. Этот плеер поддерживает фирменный формат файлов Sony - кодек ATRAC3 - но он также поддерживает форматы MP3, WMA и WAV. И на этом многозадачность не заканчивается. Sony сообщает, что диски Hi-MD емкостью 1 Гб могут также хранить и передавать множество файлов данных с ПК (вспомните презентации PowerPoint, электронные таблицы и т.д.). Диски продаются по цене менее 10 долларов, хранят до 600 песен и могут перезаписываться. В зависимости от модели, пользователи могут рассчитывать на 30+ часов работы от одной батарейки типа АА.

Гибридные плееры

MP3 больше не является самостоятельной технологией. Технологические компании предлагают возможность использования MP3 в других потребительских товарах, включая спутниковые радиоприемники, персональные цифровые помощники, DVD-плееры, солнцезащитные очки, очки для плавания и даже комбинацию швейцарского армейского ножа и MP3-плеера. Наиболее примечателен iPhone от Apple, который объединяет сотовый телефон с iPod и веб-браузером, а также рядом других функций.