Как работает MP3 плеер?

Цифровые музыкальные форматы, такие, как MP3, выглядят, во многом, как другие компьютерные данные: длинная серия цифр 1 и 0. Для того, чтобы преобразовать аналоговый сигнал (например, запись с обычного микрофона) в цифровой поток, программа ADC (конвертор аналога в цифру) измеряет сигнал в регулярных интервалах, чтобы определить величину сэмплов. Эти сэмплы, если они размещены достаточно близко друг от друга, формируют почти точное воспроизведение аналогового сигнала, который приблизительно переводится в цифры 1 и 0, которые уже могут прочесть компьютеры и MP3-плееры.

Сжатие

Каждая секунда высококачественного звука с компакт-диска занимает более 1,3 Мб дискового пространства, вот почему для цифрового аудио, особенно для портативных носителей, необходима технология сжатия файлов. Используя принципы психоакустики (способы восприятия звука мозгом) и кодирования восприятия (исключение незаметных звуков), инженеры развивают алгоритмы, называемые кодеками (алгоритмы сжатия), которые ужимают песни до наименьшего из возможных размеров с минимальной потерей качества. Звук зависит от двух факторов кодирования песни: качества этих алгоритмов сжатия и скорости передачи в битах, она измеряется в килобайтах в секунду (Kbps).

Когда вы проигрываете цифровой файл, вы проходите обратный процесс перевода аналогового сигнала в цифровой. Цифровое аудио-устройство, такое, как MP3-плеер или компьютерная звуковая карта, использует DAC (конвертер цифрового сигнала в аналоговый), чтобы преобразовать ряды 1 и 0 обратно в аналоговый сигнал, который потом усиливается и передается в наушники или колонки. Качество звука зависит от характеристик и качества цифрового файла, DAC-конвертера в плеере. Некоторые шумы и искажения добавляются от микросхемы вашего устройства, аудио-выхода для ваших наушников или колонок.

Когда цифровое устройство играет музыку, которая была сжата кодеками, программное обеспечение в его чипе (называемое микропрограммой) заставляет кодек раскодировать файл, затем посылает развернутые данные в 1 и 0 в DAC-конвертор.

Первый формат кодека, получивший широкое распространение, был MP3, но сейчас на рынке есть разнообразие плееров, которые поддерживают форматы AAC, WMA, OGG и некоторые другие. Эта таблица, отсортированная по алфавиту, поможет вам разобраться в них и определить, какие кодеки вам понадобятся в вашем MP3-плеере.

Форматы

  • AA. Формат прослушивания, используемый Audible.com. Он создан для разговорного аудиоконтента, такого, как аудиокниги и разговорные радиопередачи. Большинство портативных плееров поддерживают формат AA.
  • AAC. Продвинутое аудио-кодирование, хорошо известное в качестве формата, используемого в iPod. Компания Apple использует собственную DRM–технологию (технология защиты прав авторов), чтобы обезопасить некоторые загрузки AAC-файлов с iTunes, хотя некоторые разделы музыкального каталога представлены в незащищенном AAC-формате. iPod – единственный плеер, который принимает только защищенные от незаконного копирования файлы AAC-типа, причем загружать их можно только из одного магазина - iTunes Music Store. Файлы AAC, предназначенные для свободного распространения, можно воспроизвести на все большем числе плееров, включая модельные ряды Zune от компании Microsoft и Walkman от компании Sony.
  • FLAC. Аудио-кодек без потерь. Свободно распространяемый формат, который использует умный алгоритм, сохраняющий все 1 и 0 из несжатого файла. И хотя форматы вроде FLAC не широко распространены, они позволяют избегать потерь, поэтому он популярен у аудиофилов, которые презирают «теряющие» форматы вроде MP3, WMA и других, которые теряют информацию при сжатии файлов.
  • MP3. Словосочетание Motion Pictures Experts Group Layer 3 настолько трудно произносимо, и не удивительно, что ее аббревиатура сократилась. Фактически, MP3 – основа цифровой музыки, так что это название стало общим для всех портативных плееров вне зависимости от того, используют ли они этот формат. Хотя большинство плееров его действительно используют. После долгих и разочаровывающих войн между форматами файлов, большинство онлайновых музыкальных магазинов стали продавать свою музыку для загрузки в MP3-формате, к таким магазинам относятся Amazon, eMusic, Rhapsody и Napster.
  • MP3Pro. Последняя разработка компании Thomson/RCA (эта компания лицензирует производство MP3 для производителей и разработчиков). MP3Pro звучит лучше, чем MP3, на той же самой скорости передачи в битах. Однако этот формат не получил широкого распространения среди других производителей, кроме самой компании RCA.
  • OGG. Формат Ogg Vorbis находится в числе проигравших в этом списке. Он звучит шикарно, но так как он распространяется свободно, и не требует лицензионных выплат для кодирования музыки, этот факт заставляет производителей других кодеков немного нервничать. И хотя он не так распространен в плеерах и на музыкальных сайтах в интернете, как форматы AAC, MP3 или WMA, OGG может получить свое развитие, если потребители станут более искушенными в использовании цифрового аудио, а разработчики найдут способы снизить расценки на лицензирование.
  • WAV/AIFF. Это несжатое аудио, наподобие того, что вы сможете найти на стандартном компакт-диске. В большинстве случаев формат WAV можно найти на компьютерах под Windows, а формат AIFF чаще встречается в компьютерах Mac.
  • WMA. Это формат компании Microsoft для Windows, который звучит на той же скорости передачи данных лучше, чем MP3. Некоторые файлы WMA-формата включают защиту от копирования, но не все. Большинство плееров не iPod-типа, которые поддерживают формат WMA и некоторые онлайн-магазины музыки все еще используют защищенный WMA-формат (хотя тренд меняется в сторону продаж MP3-файлов).