Что такое MP3
5.0
Оценок: 5
(Ваша: )
MP3 — это самый популярный и доступный формат хранения аудиоданных. Его поддерживают практически все устройства, так что у пользователя не возникнут сложности с воспроизведением сохраненных песен. Нужно учитывать, что данный формат технологически устарел. Однако он все еще активно используется.
В этой статье вы узнаете, что такое MP3, какие у него особенности и для чего используется.
Описание формата MP3
Формат MP3 — это распространенный формат для сжатия аудиофайлов. Одно наименование MP3 означает и расширение, и метод обработки последовательности данных для уменьшения веса трека. Данный формат отличается высокой степенью сжатия, но при этом сохраняет исходное качество трека. Главное — выбрать высокий битрейт.
Стоит отметить, что MP3 расшифровывается как MPEG-1 Audio Layer III или MPEG-2 Audio Layer III. Ключевым является упоминанием MPEG — группы IT-специалистов, которая разрабатывает стандарты сжатия и передачи цифровой информации. Она создала стандарт МП3 и другие методы обработки аудио- и видеоданных.
Для чего используется MP3
Расширение файлов MP3 позволяет хранить только аудиоданные. Это отличает данный формат от МР4, который используется не только для видео, но и звука.
Ограниченное использование данного стандарта обусловлено тем, что разработчики создавали его с ориентацией именно на воспроизведение аудио. В конце 1980-х ответ на вопрос, для чего нужен MP3, был очень прост — создание портативных медиаплееров. Актуальные на тот момент аналоги не позволяли сжимать файлы, так что расширение MP3 в целом решало проблему увеличивающегося объема данных.
Разработка данных устройств стала возможной только после появления нового формата. Самым популярным из них был Apple iPod. Его популярность стала основным драйвером для развития портативной электроники. Было разработано множество других недорогих MP3-плееров, другими примечательными примерами являются Microsoft Zune и устройства Creative Labs.
Особенности MP3
Данный формат создали для того, чтобы минимизировать размер аудиофайлов с сохранением высокого качества звука. Формат звуковых файлов MP3 характеризует следующее:
- Сжатие CD в 10-14 раз.
- Поддержка качества звука, соответствующего CD.
- Минимальный вес файла.
- Широкая поддержка.
Преимущества и недостатки MP3
Несмотря на то что появились более эффективные методы сжатия аудиоданных, пользователи продолжают использование MP3 формата, а не переходят на ААС, FLAC, M4A и т.д. Это связано с тем, что данное расширение предлагает следующие преимущества:
- Небольшой вес выходного файла. MP3 позволяет хранить в пять-десять раз больше песен, чем в исходном несжатом формате WAV. Это крайне важно, если вы планируете сохранить MP3 аудио на смартфоне или USB-накопителе.
- Качественный звук. При высоком битрейте слушатель не отличит сжатый MP3 от исходного аудиофайла. Другие форматы, такие как AAC или FLAC, более технически совершенны, но они обычно отличаются сильным сжатием файла, но не более качественным звуком.
- Совместимость с устройствами и программами. Тип файла MP3 поддерживают практически все устройства, включая портативные плееры, компьютеры, смартфоны и т.д.
- Отображение метаданных. MP3 в информатике часто изучают, поскольку, в отличие от других форматов, он сохраняет метаданные в виде, доступном всем плеерам. Поэтому пользователи не сталкиваются с такой проблемой, что проигрыватель не отображает информацию о песне или показывает их неправильно.
Недостатки МР3, как правило, связаны с тем, что это устаревший формат. Первая рабочая версия появилась еще в 1991 году. С тех пор часть решений морально устарела, а программисты нашли более эффективные решения для кодирования данных.
Какие недостатки есть у МР3:
- Сжатие с потерями. Размер MP3-файла, в отличие от FLAC или ALAC, в несколько раз меньше. Однако если вы установите слишком низкую скорость передачи данных, то заметите различные звуковые артефакты, например, шум или потрескивание.
- Неэффективное сжатие. МР3 обрабатывает неизбирательно, из-за чего уже при среднем битрейте появляются мелкие артефакты. Если вы хотите сохранить максимальное качество звука, стоит использовать формат ААС, созданный командой разработчиков Fraunhofer IIS, AT&T, Sony и Nokia.
Чем открыть файл MP3
Практически все распространенные плееры поддерживают данное расширение, поскольку срок патента на него уже давно истек. Любой разработчик может использовать данную технологию в своих проектах бесплатно. Какие программы позволяют открыть MP3 аудиофайл:
- Windows Media. Это бесплатный плеер, предустановленный во все версии операционной системы Microsoft.
- iTunes. Встроенный в macOS и iOS плеер также поддерживает МР3, так что владельцам устройств Apple не придется скачивать дополнительный софт. Однако стоит отметить, что компания уже давно перешла на более современные и эффективные форматы для хранения данных.
- Adobe Audition. Это не плеер, а профессиональное программное обеспечение для создания и редактирования треков. Используя данное приложение, вы сможете в рамках одно проекта работать с несколькими МР3-файлами или с музыкой в разных форматах.
- Audacity. В отличие от решения от Adobe, данный редактор доступен полностью бесплатно. Разработчики распространяют его по лицензии GNU GPL. Она позволяет использовать программу в любых целях без получения разрешения от создателей и покупки софта.
- Wondershare Filmora. Видеоредакторы также поддерживают МР3. С помощью Filmora вы сможете наложить МР3-трек на видео.
- VLC media player. Это один из самых распространенных плееров в мире. VLC — универсальный софт, который поддерживает более 50 форматов, включая МП3. Его особенность — одновременное воспроизведение MP3 файлов из разных источников. Кроме того, VLC подойдет для проведения прямых трансляций.
- Amarok. Это мощный музыкальный проигрыватель для Linux, Unix и Windows с интуитивно понятным интерфейсом. С его помощью вы сможете конвертировать МР4 в МР3, изменить метаданные и т.д.
История МР3
MP3 был разработан немецкой компанией Fraunhofer-Gesellshaft, а также владеет патентом на технологию MP3, которую они сейчас лицензируют. В 1987 году исследовательский центр интеграционного института Фраунгофера в Шальтунгене, входящий в состав Фраунгофер-Гезельшафт, начал исследования в области высококачественного кодирования звука с низкой скоростью передачи данных.
Они назвали этот проект EUREKA EU147. Дитер Зайцер, профессор Университета Эрлангена, помог с кодированием. В то время он работал над способом передачи информации о аудиофайле по стандартной телефонной линии.
Руководителем команды, разработавшей MP3, был Карлхайнц Бранденбург. Он был специалистом по математике и электронике, который исследовал методы сжатия с 1977 года. Фраунгофер получил патент на технологию в апреле 1989 года. По словам Бранденбурга, формата файла MP3 практически не существовало. В 1991 году, во время тестирования модификации, кодировка не хотела работать. Но, к счастью, за два дня до представления первой версии MP3-кодека они выявили и устранили ошибку компилятора.
В 1993 году был опубликован стандарт MPEG-1, а годом позже был разработан и опубликован обновленный стандарт MPEG-2. Один небольшой относительно неизвестный факт заключается в том, что в 1999 году звукозаписывающий лейбл Sub-Pop был первым звукозаписывающим лейблом, который распространял свою музыку в формате MP3 онлайн.
Режимы кодирования МР3
Разработчики создали 3 версии формата — MPEG-1, MPEG-2 и MPEG-2.5. Хотя MP3 обозначает один и тот же принцип кодирования, пользователи могут кодировать файлы с разными параметрами:
- 32—320 кбит/c при 32000 Гц, 44100 Гц и 48000 Гц для MPEG-1 Layer 3.
- 16—160 кбит/c при 16000 Гц, 22050 Гц и 24000 Гц для MPEG-2 Layer 3.
- 8—160 кбит/c 8000 Гц и 11025 Гц для MPEG-2.5 Layer 3.
Кроме того, разработчики создали 4 варианта канальности:
- Стерео — двухканальное кодирование. Разные каналы кодируется по отдельности, но распределение данных варьируется в зависимости от насыщенности в каждом канале. Стереорежим обычно используется при битрейте более 256 кбит.
- Объединенное стерео. Данный режим активно используется для кодирования на средних и низких битрейтах. Он в основном базируется на том, что на обоих каналах много одинаковых данных. Битрейт разделяется на 2 канала. К примеру, если пользователь выбрал 192 кбит/c, то на каждый канал будет выделено по 96 кбит/c.
- Моно. Данный вариант используется только для кодирования моносигналов. Монофонический звук означает, что на все динамики подается только один сигнал. Один и тот же сигнал может воспроизводиться через несколько динамиков, но, поскольку между ними не будет никакой разницы, это не создаст стереофонического эффекта, а просто сделает все громче.
Популярные конвертеры, плееры и аудиоредакторы поддерживают 3 распространенных кодеков МР3:
- mp3PRO-codec (используется преобразование CBR).
- LAME-codec.
- Fraunhofer-codec.
CBR
CBR MP3 значит, что у файла постоянный битрейт. Это означает битрейт на протяжении всего аудиотрека остается неизменным. VBR, напротив, является переменным битрейтом. Когда аудиоданные кодируются, используется фиксированное значение, например 128, 256 или 320 Кбит /с.
Преимущество использования метода CBR заключается в том, что аудиоданные обычно обрабатываются быстрее по сравнению с альтернативными вариантами. Однако создаваемые файлы не так хорошо оптимизированы с точки зрения соотношения качества и хранения, как в случае с VBR.
CBR полезен для потоковой передачи мультимедийных файлов. Если скорость соединения ограничена только 320 Кбит / с, постоянный битрейт 300 Кбит / с в секунду или ниже более выгоден, чем тот, который меняется на протяжении передачи, поскольку он может превышать допустимый.
Преимущества:
- Быстрая обработка файлов.
- Полный контроль над качеством.
- Лучший вариант для потоковых трансляций.
Недостатки:
- Отсутствие оптимизации размера файлов.
VBR
VBR позволяет динамически увеличивать или уменьшать битрейт аудиофайла в пределах целевого диапазона. Кодировщик LAME, например, варьируется от 65 Кбит / с до 320 Кбит /с. Как и CBR, аудиоформаты, такие как MP3, WMA и OGG, поддерживают VBR.
Самым большим преимуществом VBR по сравнению с CBR является соотношение качества звука к размеру файла. Обычно вы можете добиться меньшего размера файла, кодируя аудио с помощью VBR, а не CBR, поскольку битрейт изменяется в зависимости от характера звука.
Битрейт уменьшается для тихих фрагментов аудио. Для более сложных и насыщенных участков песни, содержащих сочетание частот, битрейт увеличивается (до 320 Кбит / с), чтобы обеспечить высокое качество звука. Такое изменение битрейта уменьшает необходимое пространство для хранения по сравнению с кодировкой CBR.
Однако недостатком файлов с кодировкой VBR является то, что они могут быть несовместимы со старыми плеерами, такими как CBR. Также требуется больше времени для кодирования звука с использованием VBR, поскольку процесс более сложный.
Преимущества режима:
- Возможность более сильного сжатия.
- Гибкое снижение битрейта.
Недостатки:
- Возможно снижение качества.
- Поддерживается не всеми устройствами.
- Увеличенное время кодирования.
ABR
Кодирование со средним битрейтом (ABR) — это неудачное название разработчиками любого метода создания MP3 с переменным битрейтом (VBR), в котором кодировщик выбирает битрейт для каждого кадра исключительно на основе фиксированного набора показателей, стремясь создать файл со средним битрейтом, близким к целевому, выбранному пользователем. битрейт. Во многих кодировщиках ABR является обычным методом создания MP3-файлов в формате VBR, но в LAME это не метод по умолчанию.
По сути, при использовании метода ABR кодировщик делает обоснованное предположение об оптимальном битрейте для каждого кадра на основе анализа исходного аудио и применения фиксированного алгоритма. Напротив, более агрессивные методы кодирования VBR, такие как обычный метод VBR от LAME, будут опробовать разные битрейты в попытке найти наименьший, который позволит получить декодированный звук приемлемого качества, измеряемого путем сравнения шума квантования и применения дополнительных психоакустических моделей.
Стоит отметить, что большинство конвертеров и редакторов не поддерживают данный формат. Обычно они ограничиваются VBR и CBR.
Преимущества:
- Относительно стабильный битрейт.
- Компромиссное решение между VBR и CBR.
Недостатки:
- Не все устройства поддерживают.
- Не так эффективен, как VBR.
Структура файла МР3
MP3-файл состоит из ряда фреймов, которые, в свою очередь, — из заголовков и блоков информации. Такую последовательность кадров называют элементарным потоком. Фрагменты информации не являются независимыми элементами, так что их нельзя просто извлечь из общего потока.
Блок данных МР3 содержит сжатую информацию о звуке в виде частот и амплитуд. Заголовок включает в себя маркер, который помогает программам найти верный МП3-фрагмент. За ним следует бит, показывающий использование стандарта MPEG, а затем 2 бита, которые указывают на применение layer 3. Такая структура помогает программам отличить MPEG-1 Audio Layer 3, поскольку она содержит уникальное и характерное описание формата MP3.
Теги МР3
Теги — метки в границах МР3-файла. Они нужны для записи информации о самом треке, например:
- Авторство.
- Название альбома.
- Год публикации.
- Обложка альбома.
- Жанр трека и т.д.
Современные форматы тегов позволяют хранить массивы информации. Она пригодится при каталогизации и поиске конкретных песен, если вы храните сотни песен на одном носителе.
Редакторы и конвертеры МР3
MP3 аудиозаписи можно редактировать и прослушивать, используя практически любые программы. В этой статье мы разобрали только 3 лучших инструмента для конвертации, обработки и монтажа файлов в данном формате.
АудиоМАСТЕР
АудиоМАСТЕР — это многофункциональный аудиоредактор, разработанный российской студией AMS Software. Его преимущество — простота. Программа ориентирована на любителей и начинающих пользователей, поэтому интерфейс сделан интуитивно понятным, а сама программа содержит встроенные инструкции по обработке звука, монтажу и т.д.
Пропробуйте программу АудиоМАСТЕР бесплатно —
Возможности АудиоМАСТЕРа:
- Редактирование аудиофайлов.
- Конвертация в WMA, MP3, WAV, FLAC и другие форматы.
- Запись звука с микрофона.
- Создание рингтонов для смартфонов и т.д.
Данное приложение подойдет как новичкам, так и продвинутым пользователям.
Audacity
Audacity — это полностью бесплатный звуковой редактор с поддержкой операционных систем Windows, Mac OS X, GNU/Linux. Программу активно используют для того, чтобы:
- Записывать звуки.
- Монтировать файлы (сведение, обрезка, склейка и т.д.).
- Изменять скорость записи и высоту тона.
- Накладывать спецэффекты и т.д.
Это один из лучших аудиоредакторов среди бесплатных инструментов. По функциональности он уступает только Adobe и АудиоМАСТЕРу.
Adobe Audition
Adobe Audition — это профессиональная цифровая звуковая рабочая станция (DAW), которая позволяет записывать, редактировать, микшировать и мастерить звук. Она известна своей способностью восстанавливать и очищать звук, устранять нежелательные шумы, а также наличию одного из лучших секвенсоров на рынке.
Программу активно используют создатели подкастов, музыканты, звукорежиссеры и другие специалисты, которые профессионально работают с аудиофайлами. Adobe Audition предоставляет им все инструменты, которые только могут понадобиться.
Единственный недостаток программы — высокая сложность. Чтобы научиться эффективно работать в программе, придется потратить не один десяток часов.
Сравнение MP3 и Audio-CD
Стоит учитывать, что MPEG-1 Audio Layer 3 — цифровой формат хранения данных, который может храниться прямо на устройстве. Для него не нужен физический носитель, т.е. CD-диск. Эта характеристика MP3 формата определяет различия между МП3 и СД:
- Максимальная продолжительность аудио CD составляет 79,8 минуты, а МР3 — не ограничена.
- MP3 — это сжатые аудиоданные. Аудио компакт-диски содержат файлы без изменения объема информации.
- Качество файлов на Audio CD немного выше, чем у MP3, поскольку во время сжатия качество звука снижается.
Если вы собираетесь перенести музыку с дисков, воспользуйтесь одним из конвертеров CD в MP3, рассмотренных в статье по ссылке.
Чем MP3 отличается от MP4?
Основное различие между этими форматами заключается в данных, которые они хранят, и способах их обработки. MP3 — это сжатый формат, в котором хранится только аудио, в то время как MP4 — это контейнер, использующийся для записи как видео, так и звука к нему.
Файлы MP3 считаются более низкого качества, чем MP4, из-за сжатия. Однако у них есть то преимущество, что они занимают меньше места на устройстве. С другой стороны, файлы MP4 обеспечивают лучшее качество аудио- и видеоданных.
В конечном счете, все сводится к тому, что вам нужно от вашего носителя; если вы ищете звук и видео более высокого качества, то вам подойдет MP4. Но если вам нужно сэкономить место для хранения, то MP3 справится с этой задачей.
FAQ
АудиоМАСТЕРСвязаные статьи
