Артур Инджиев - Мобильный телефон: 20 новых советов для эффективного использования
Позже российский рынок стали завоевывать CD-плееры. Одновременно начали уходить в прошлое кассетные плееры, что было обусловлено их многочисленными недостатками. Дело в том, что с каждым прослушиванием магнитная пленка кассеты все более размагничивается, а вследствие этого ухудшается качество записи на кассете; из-за постоянно вращающихся головок чистота звука изначально не та, которая способна обеспечить комфорт при прослушивании; да и к тому же искать нужную песню, мотая пленку и нещадно сажая батарейки, — занятие не из приятных.
CD-плееры стали новым объектом «охоты» со стороны любителей музыки. Сначала много таких «игрушек» — иногда до нескольких десятков — привозили из-за границы добрые родственники и знакомые. Позже плееры стали более доступны для широкой публики, однако ненадолго. Не суждено им было приобрести такую же популярность, какую приобрели мобильные телефоны. А произошло, скорее всего, следующее. Потребитель просто-напросто понял, что и этот тип устройств для воспроизведения любимой музыки не лишен некоторых недостатков. Конечно, высокое качество компакт-дисков, безусловно, радует, и можно даже позавидовать меломанам, чьи аудиотеки насчитывают сотни и сотни компактов. Только вот много ли дисков возьмешь с собой в дорогу? А если возьмешь — не придется ли таскать с собой увесистую сумку? Конечно, кто-то заметит, что существуют мини-диски, но, согласитесь, несмотря на то что такое решение проблемы вроде бы хорошо во всех отношениях, при подробном рассмотрении выясняется, что цена специальных плееров и самих носителей класса mini весьма и весьма высока.
Плееры, воспроизводящие CD-диски, продаются и по сей день, но этот сегмент рынка не является на данный момент популярным у рядового потребителя, а вследствие этого — прибыльным для производителя.
Таким образом, снова назрели предпосылки для создания новых, более совершенных музыкальных устройств. Так появились МР3-плееры.
На российский рынок эти устройства вышли всего лишь несколько лет назад, но, благодаря рекламе и свойственной любому человеку привычке делиться своими эмоциями с другими, МР3-плееры быстро вызвали интерес у широкой публики. И сейчас трудно найти молодого человека — бабушки и дедушки не в счет, — который бы не знал, хоть приблизительно, что собой представляют МР3-плееры. А с появлением плееров iPod от компании Apple произошла настоящая «музыкальная революция».
Ну и, наконец, в последние два года активно развивалась конвергенция современных мобильных устройств: телефон наконец-таки стал плеером, а плеер, соответственно, — телефоном. Чего стоят только модели, выпускаемые компанией Sony Ericsson под брендом Walkman. Или лниейка «мьюзико- фонов» ROKR от Motorola. В настоящее время МР3-плееры встраиваются вообще во все более или менее стоящие трубки, потому что любой мало-мальски уважающий себя производитель понимает современные потребности потенциальных пользователей, которые основаны на здравом смысле: и на связи абонент всегда, и любимая музыка постоянно с ним, и при этом совсем не приходится каждый раз судорожно вспоминать, какой аппарат лежит в кармане джинсов, а какой — в куртке или пиджаке.
Поскольку музыка, представленная в цифровом виде, имеет очень большой объем, чтобы уместить на один носитель как можно больше подобных файлов, были разработаны специальные форматы сжатия, аналоги программ-архиваторов на ПК. Как и следовало ожидать, современные МР3-плееры могут воспроизводить аудиофайлы не одного, а нескольких форматов. Самыми распространенными из них, помимо самого МР3, являются: AAC, ASF, LQT, WMA, MAF, OGG. Несмотря на тот факт, что некоторые из них по качеству звучания превосходят старый МР3, им еще очень далеко до той распространенности, которая свойственна этому формату.
При выборе плеера по большому счету главное помнить одно: желаемый объект обязательно должен воспроизводить звуковые файлы в форматах МР3З, AAC, WMA и OGG, поскольку именно они на данный момент являются самыми перспективными.
Кодирование музыкального файла
Ну а что же происходит внутри музыкального устройства после того, как пользователь нажмет кнопку Play? Осуществляется процесс кодирования, основные параметры которого мы и рассмотрим в этом разделе.
Примером будет служить формат МР3 (как самый популярный). Он использует довольно-таки сложный алгоритм кодирования. Если обычным архиваторам нужно сжать информацию таким образом, чтобы после извлечения из архива в ней не изменилось ни одного бита, то у МРЗ несколько иные цели. Помимо собственно математических алгоритмов сжатия в этом формате еще применяется и сложнейший по своей структуре алгоритм удаления ненужной звуковой информации, который основан на психо-физиологических свойствах человеческого организма. Попытаюсь объяснить подробнее.
Итак, МР3 — потоковый формат, а это, в свою очередь, означает, что звуковая информация при кодировании разбивается на фреймы, то есть равные по продолжительности участки. Особенность фреймов заключается в том, что все они взаимно независимы, так как каждый фрейм имеет свои собственные параметры, кодируется отдельно и имеет заголовок. В процессе воспроизведения последовательность декодированных фреймов как раз таки и обеспечивает непрерывное звучание записанного звука.
Что хорошего в этом подходе? Во-первых, можно осуществлять перемотку; это обусловлено возможностью легкого и быстрого перехода к абсолютно любому фрейму, с месторасположения которого и будет воспроизводиться файл. Во-вторых, подобная структура позволяет достигать непрерывности воспроизведения, при этом не слишком «напрягая» оперативную память или дисковый кэш проигрывателя: сначала загружаются лишь несколько фреймов, а потом, в ходе проигрывания, все остальные.
При высоком качестве МР3 — а это битрейт 320 Кбит/с — для кодирования фреймов применяются исключительно математические алгоритмы сжатия. Стоит заметить, что качество при этом нисколько не страдает, однако размер уменьшается максимум в четыре раза. Но уже при уменьшении полосы пропускания (битрейта) до 256 Кбит/с и ниже начинают работать алгоритмы удаления «ненужных» звуков, что основано на особенности восприятия аудиоинформации человеческим ухом, или, если говорить более научно, на «психоакустической модели». Сам процесс удаления ненужных звуков называется квантованием. И надо сказать, квантование становится жестче с уменьшением битрейта, то есть налицо обратно пропорциональная зависимость.
Ну а каковы критерии отбора звуков на «нужность» или «ненужность»? Все просто. Большинство кодеков (совокупность алгоритмов кодирования и декодирования звука) отбрасывают звуки, находящиеся за границей порога слышимости человека Причем так сложилось, что значение этого порога составляет 16 кГц. Но эта величина, скажем прямо, условна, поскольку люди по своим физиологическим особенностям очень отличаются друг от друга. Да и потом, необходимо учитывать, что у многих слуховой порог может превышать эту среднестатистическую величину, ведь, например, у молодежи порог слышимости значительно выше, чем у пожилых людей. Таким образом, удаление частот выше 16 кГц частенько и является причиной того, что временами конечный результат воспроизведения музыкального файла не удовлетворяет запросы пользователей. Это абсолютно неприемлемо для высоких битрейтов, претендующих на постоянное качество, но, кстати, вполне уместно для низких, где качество приносится в жертву размеру.
Еще одним критерием, который служит для выявления «ненужности» тех или иных звуков, является такая особенность слуха человека, как неспособность различать мощность сигналов, лежащих ниже определенного уровня, особенно если он меняется в зависимости от разных частотных диапазонов. Когда применятся психоакустическая модель, МР3З-кодек автоматически удаляет маломощные, практически неслышимые частоты. К слову, здесь снова возникает проблема «неодинаковости» личностей: к примеру, некоторые люди, способные различать именно «выброшенные» частоты, постоянно жалуются на плохое качество звучания сжатого файла, в то время как все остальные вообще ничего не замечают
Теперь мы подошли к главной особенности, описывающей психоакустическую модель кодирования формата МР3, - это так называемый эффект маскирования. Во многом благодаря именно этому эффекту возможно столь сильное сжатие исходных аудиоданных. Суть маскирования заключается в следующем. Слабый сигнал одного диапазона частот, как правило, маскируется более мощным сигналом соседнего диапазона, если таковой присутствует в аудиозаписи, или, на крайний случай, мощным сигналом предыдущего фрейма. В итоге имеет место «временное оглушение», так как такой сильный сигнал вызывает временное понижение чувствительности уха к сигналу текущего фрейма. Величина маскирующего эффекта, создаваемого сигналом соседних диапазонов и сигналом предыдущего фрейма, определяется конкретно для каждого звукового диапазона. Если маскирующий сигнал превышает мощность сигнала текущего диапазона, последний не кодируется вовсе, что обеспечивает психоакустической модели возможность удалить часть данных из этого фрейма. Что же касается оставшихся данных каждого диапазона, то для них определяется количество битов на фрейм, которыми можно пожертвовать, чтобы потери от дополнительного квантования были ниже величины маскирующего эффекта. Говоря проще, звук, кодированный при низких битрейтах, отличается заметной нечеткостью и глухостью. Это происходит потому, что при потере всего одного бита информации в общее звучание добавляется шум квантования значительной величины.
