Музыка в тисках прогресса-2Дмитрий Ловковский
Салон AVНа чем будут слушать музыку в начале XXI века, в первые его годы? (Заглядывать дальше смелости не хватает.) С аудиофилами все ясно: они сохранят верность виниловым пластинкам и компакт-дискам (может быть, в формате DVD, но не факт). С массовым слушателем все более туманно: наверняка останутся СD и MD, а компакт-кассета, скорее всего, выживет только в малоразвитых странах. Но кто будет лидером? У меня на сей счет сомнений нет - это проигрыватели звуковых файлов формата MPEG.В начале этого года в Москве появились проигрыватели RIO PMP300 фирмы Diamond Multimedia, предназначенные для воспроизведения звуковых файлов в формате mp3. Свой тред-плейер есть у Samsung, несколько моделей подобных аппаратов выпускает корейская компания Saehan Information System Inc. Она уже прославилась тем, что собирается развернуть глобальную сеть "заправки" своих плейеров МРМап с помощью автоматов MPStation, подключенных к серверу с музыкальными записями по каналам ISDN (Integrated Services Digital Network). Планы производства родственных портативных, стационарных, а также предназначенных для установки в автомобили устройств имеются у множества мелких и средних фирм, и, вероятно, "брэнды" тоже не останутся в стороне.Объединяющим началом для всех этих многочисленных и конструктивно несхожих аппаратов является именно формат mp3 (о нем журнал подробно писал в февральском номере за 1998 год в статье "Музыка в тисках прогресса"), а вот носители информации - разные.Большинство используют flash-memory cards (твердотелую энергонезависимую память), главным преимуществом которой является отсутствие движущихся частей, и соответственно, полная вибро- и ударозащищенность. Недостатки - относительно невысокая емкость (30 - 60 минут звучания с приемлемым качеством) и солидная цена. Значимость последнего обстоятельства со временем может сойти на нет, а пока предлагаются альтернативные носители: обычная полупроводниковая компьютерная память (требует постоянного подключения к источнику питания, зато более привлекательна по цене), миниатюрные компьютерные винчестеры (отличаются внушительной емкостью, но имеют движущиеся части и плохо переносят вибрацию и удары) и, наконец, традиционные диски CD-R (могут применяться только в стационарных устройствах, зато обладают наименьшей стоимостью единицу хранения - порядка 0,3 цента за мегабайт).Появлению в продаже mp3-проигрывателей предшествовал скандальный судебный иск RIAA (Американской ассоциации инженеров-акустиков) к Diamond Multimedia. Воротилы грамзаписи разглядели в маленьком RIO пагубное для авторских прав цифровое записывающее устройство и требовали распространить на него действие соответствующих законодательных актов. Согласно которым "малыша" следовало снабдить защитой от цифровой перезаписи, а главное - выплачивать royalties (авторские отчисления) за все продаваемые устройства. В противном случае - полный запрет на производство и продажу аппаратов. Абсурдность "наезда" была очевидной, и RIAA процесс проиграла. Дорога для выпуска mp3-проигрывателей открылась.Строго говоря, они ведь и на самом деле не являются записывающими устройствами - цифровая запись музыки и преобразование в формат mp3 осуществляется на компьютере (как у RIO) или в специальной docking station - своеобразной "матке", в которую укладывается плейер (как у Samsung и Saehan), или вообще - на удаленном сервере (как у все той же Saehan). Тем не менее, угрозу для себя RIAA почуяла верно - мало того, что формат mp3 для пиратства исключительно удобен, так ведь и в легальной ипостаси может причинить немалый ущерб растущему рынку MD, где у членов RIAA также имеются определенные интересы.СМЕРТЕЛЬНЫЕ ДРУЗЬЯИзвестно, что защита от перезаписи с любого аппарата может быть снята, но mp3 и на самом деле минидиску заклятый друг. Сжатие информации при записи на MD осуществляется по схожим алгоритмам. При кодировании mp3 со скоростями потока порядка 256 - 320 Кбайт/сек качество звучания практически не уступает MD с ATRAC 4.5 Sony или ATRAC 5.0 Sharp (правда, касается это программ-проигрывателей mp3, использующих вычисления с плавающей запятой).Существенная разница заключается в том, что формат mp3 не привязан к конкретному носителю и вообще является открытым - в том смысле, в каком является "открытыми" все системы, построенные на базе компьютерной платформы IBM PC (в противовес более "закрытой" платформе Маc). Любой пользователь компьютера может уже сейчас собирать неограниченные по объему фонотеки в формате mpeg-audio. Программные средства для кодирования и проигрывания стремительно обновляются, при этом довольно часто они распространяются совершенно бесплатно. А это значит, что сделанные однажды записи будут в дальнейшем воспроизводиться с лучшим качеством и большими сервисными удобствами, при этом смена поколений "аппаратуры" потребует минимальных затрат. С появлением новых носителей информации они будут активно использоваться для хранения и передачи файлов mp3 судьба выброшенных на помойку виниловых дисков им не грозит.Уже не раз писал, что публика крайне неохотно принимает новые носители аудиоинформации. Шок, пережитый меломанами при переходе от аналоговой звукозаписи к цифровой, забудется еще не скоро. В этом - одна из причин вялого распространения технологии MD. Да и цены на минидисковую аппаратуру снизились пока еще в недостаточной степени, чтобы этот носитель мог тотально вытеснить компакт-кассету. Извините, но минидисковый проигрыватель стоимостью в полштуки баксов - это абсурд, нечто вроде "мерседеса" с движком от "запорожца". А за RIO с самого начала просили чуть больше $200, и можно догадаться, что эта цена будет неуклонно падать. Тем более что для полного наслаждения всеми прелестями mp3 вовсе не обязательно срочно покупать какие-то специализированные устройства - достаточно не самого древнего компьютера.НЕТ, ЭТО НЕ РИО-ДЕ-ЖАНЕЙРОПознакомимся с RioГабариты, мм - 89х64х16Масса, г - 70Объем встроенной флэш-памяти, Мб (имеется разъем для подключения внешней памяти) - 32Питание от одной батарейки АА, В - 1,5Сигнал/шум, дБ - не хуже 90Коэффициент гармоник, % - 0,01 - 0,1Мощность на выходе для наушн., мВт (при нагрузке 32 Ом) - 50Частотный диапазон, Гц - 20 - 20000Имеется выход для наушников и разъем интерфейса для подсоединения компьютера. Разъем для подключения внешнего питания не предусмотрен, а время работы от одной батареи составляет порядка 12 часов. Входящее в комплект программное обеспечение позволяет загружать в память Rio файлы mp3, но не предоставляет возможности их выгружать (то есть записывать на жесткий диск компьютера), хотя в сети уже появились утилиты, которые позволяют это сделать, чтобы применять Rio для переноса данных с одной машины на другую.Время звучания (со встроенной памятью) файлов с битрейтом 128 Кбайт/сек составляет порядка 30 минут и 60 минут - для файлов с потоком 64 Кбайт/сек, однако качество при этом очень далеко от приемлемого.Программное обеспечение, входящее в комплект, работает только в среде Windows 95/98, а это значит, что пользователи старых PC, а также компьютеров Macintosh загружать музыку в Rio не смогут.Первые обладатели плейера отметили его легкость и компактность, вполне пристойное качество звучания, которое может быть еще лучше, если сменить штатные наушники на более совершенные. Аппарат оставляет широкое поле для дальнейших усовершенствований, которые могли бы быть реализованы в последующих моделях: встроенный эквалайзер имеет лишь четыре фиксированные настройки, у дисплея нет подсветки, на нем не отражаются названия песен и их хронометраж. Ну а главный недостаток на сегодняшний день - это, конечно, высоковатая для такой "игрушки" цена.РАДОСТИ БЕГАКомпьютерная сфера развивается, как известно, на бегу, и за время, истекшее с нашей прошлой публикации на тему mp3, изменилось очень многое.Выросла вычислительная мощность настольных систем - теперь проигрывание mp3-файлов с высоким качеством возможно на компьютерах, которые по современным понятиям не дотягивают даже до уровня систем начального уровня (речь идет о компьютерах со старшими моделями Pentium ММХ и младшими - Pentium II и Celeron).Произошел заметный скачок в качестве звуковых плат - за сумму порядка $75 можно купить карту с приличным 18-битовым ЦАПом и соотношением сигнал/шум не хуже 96 дБ (еще пару лет назад подобная "железка" обошлась бы в $400 500). Добавив еще сотню "зеленых", вы осчастливите себя цифровым выходом RCA S/PDIF. А это уже дает возможность подключения к качественным внешним ЦАПам. В общем, сбывается потихоньку мое старое предсказание о том, что компьютер скоро станет неотъемлемой частью любого достойного аудиокомплекса.Наконец, появилось много новых программ для работы с mp3-файлами - CD-рипперов, кодировщиков и проигрывателей, И что особенно приятно, многие из них являются freeware, то есть бесплатными.Своим широким распространением формат mp3 во многом обязан Интернету - это он вызвал потребность в эффективном сжатии цифровой музыки в режиме реального времени. В сети имеется всеобъемлющая информация о соответствующих стандартах, спецификациях, здесь "живут" энтузиасты, разрабатывающие бесплатные программы и помогающие начинающим пользователям приобщиться к миру mp3. Это и в самом деле целый мир, которому наскоки RIAA кажутся просто смешными.Интернет стимулирует и развитие самого формата. Ему необходимы алгоритмы сжатия, которые обеспечивали бы высокое качество звучания при минимальном объеме, В конце прошлого кода были опубликованы исходные тексты стандарта MPEG-4. Практически мгновенно появился разработанный на его основе формат сжатого звука ААС (advanced audio coding), который обеспечивает лучшее качество при меньших битрейтах. Музыка, записанная в этом формате со скоростью потока 96 Кбайт/сек, звучит порой лучше, чем mp3-файлы с потоком 128 Кбайт/сек. Распространение этого формата сдерживается пока лишь отсутствием совершенных общедоступных программ кодирования - кодировщики, обеспечивающие высокое качество, остаются закрытыми (их используют для продажи музыки через Интернет), а те, что распространяются свободно, полны ошибок, медленны и не обеспечивают требуемого качества. Со временем ситуация, несомненно,изменится - появятся нормальные кодеры и формат станет популярным. Возможно, будут изобретены и другие форматы и алгоритмы сжатия, ведь потребность в них очень велика. Однако мы не будем дремать под деревом и ждать, когда плоды технического прогресса свалятся нам на голову - даже в нынешнем своем состоянии тред-аудио является вполне полезной и удобной технологией. Перейдем к самому интересному к практике.MPEG-АУДИО СВОИМИ РУКАМИ
ГРАБЬ НЕГРАБЛЕННОЕВ прошлой публикации на эту тему мы уже писали, что исходным материалом для преобразования в mp3 являются звуковые файлы wav-формата, Получить их можно с любого цифрового или аналогового источника звука. Обычно таким источником является компакт-диск. Проще всего сделать запись с помощью штатного рекордера, однако качество будет заведомо посредственным, поскольку в этом случае используется встроенный ЦАП привода CD-ROM (обычно дешевый 12-битовый), от него сигнал через не слишком добротные аналоговые цепи поступает на АЦП звуковой платы, тоже обычно не шикарный.Лучше делать так называемый CD-rip - считывание цифрового потока аудиоданных (RAW data) непосредственно в файл формата wav, Этот процесс обозначается английским термином digital audio extraction (DAE) и осуществляется с помощью специализированных программ - грабберов или рипперов. В силу специфических отличий в форме представления данных compact disk audio (CD-A) и compact disk - read oniy memory (CD-ROM) далеко не каждый дисковод обладает способностью этот процесс выполнять, Особенно это касается старых аппаратов и устройств с интерфейсом IDE - большинство дисководов SCSI с извлечением аудиоданных справляются успешно. Но лучше всего DAE делают пишущие дисководы CD-R/RW - еще один аргумент в пользу приобретения такого устройства, тем более что цена на них упала.После того как wav-файл получен и терпеливо дожидается своей участи на винчестере, можно приступать к операции кодирования. И тут возникает принципиальный вопрос: какой кодер выбрать?Когда писалась предыдущая статья, практически еще не было общедоступных 32-битовых кодеров - все пользовались 16-битовыми, работавшими из командной строки в среде DOS. Теперь у компьютерных меломанов главная проблема определиться с выбором, благо есть из чего.Главный разработчик самого формата MPEG-1 layer 3 - Фраунгоферовский институт (Германия) - является и автором одного из наиболее широко применяемых кодеров - МрЗ Producer и его многочисленных модификаций, Этот "движок" запатентован и распространяется на коммерческой основе, другие разработчики не могут его использовать без разрешения авторов. Вполне понятное желание господ из Фраунгофера оставаться монополистами привело к обратному результату - появился целый ряд альтернативных кодирующих "движков", основанных непосредственно на исходных текстах ISO. И некоторые из них стали даже более популярными, чем институтское творение. И вполне заслуживают нашего внимания.КОДЕК НА БУКВУ ХФирма Xing Technologies давно уже известна главным образом благодаря своим программам кодирования и воспроизведения MPEG-видео. Ей удалось создать самый быстрый на сегодняшний день кодер mp3, который входит в состав популярных программ MusicMatch Jukebox и Audiocatalist. Они обе сочетают в "одном флаконе" и граббер, и кодер, а заодно способны соединяться через Интернет с серверами системы CDDB, которая содержит информацию о многих тысячах компакт дисков. Вы вставляете диск в компьютер, нажимаете пару кнопок, а все остальное машина делает сама: считывает аудиотреки, конвертирует их в mp3 и сама же прописывает в файлы имя исполнителя, названия диска и песен. Скорость работы кодека Xing столь велика, что преобразование проходит в режиме реального времени параллельно со считыванием треков. Однако за это удобство приходится платить качеством: в процессе кодирования происходит грубое отсечение всех частот выше 16 кГц и именно за счет этого достигается сокращение времени кодирования. Частотная характеристика кодека показана на спектрограмме.Характеристика эта точно повторяется и при кодировании с битрейтом 256 Кбайт/сек. Справедливости ради отметим, что неравномерность на высоких частотах свойственна и кодеку Фраунгоферовского института, равно как и другим кодирующим "движкам".БРИТВОЙ ПО ФАЙЛАМОдним из наиболее популярных у сетевого народа является кодек Blade (в переводе на русский - лезвие). Он существует в виде самостоятельной 32-битовой программы, работающей из командной строки и в виде динамической библиотеки, которая может использоваться из программы Audiograbber и других рипперов с возможностью кодирования. "Движок" разрабатывался в расчете на действие с высокими битрейтами (256-320 Кбайт/сек) и именно на них дает наилучшее качество. На низких скоростях потока ему свойственен достаточно неприятный завал по высоким частотам. Что же касается скорости работы, то она ниже, чем у Xing, но выше, чем у Fraunnopher.Существенное достоинство Blade - он распространяется бесплатно. И это - один из примеров того, что бесплатные программы могут нередко превосходить по качеству коммерческие.Еще один кодек, рассчитанный на работу с высокими скоростями потока - Plugger. Бесплатный, как и Blade, он дает большую скорость кодирования, такое же качество на высоких битрейтах и чуть лучшее - на низких. Чтобы не быть голословным, приведу результаты испытания.ТЕСТИРУЕМ КОДЕКИМетодика была такова. Некий музыкальный фрагмент, отличавшийся широким частотным спектром (особенно любопытным сообщу, что это был фрагмент одной из композиций с последнего диска Randy Crawford), кодировался разными движками в mp3. Затем с помощью декодера преобразовывался обратно в формат wav и проходил спектральный анализ с помощью редактора CoolEdit.Итоговые выводы напрашиваются сами собой. Выбор кодера определяется в значительной степени предполагаемым битрейтом. При скоростях потока 256-320 Кбайт/сек можно без сомнений отдавать предпочтение Blade и Plugger. При необходимости получить более компактный звуковой файл и, соответственно, кодировать с битрейтом 128 Кбайт/сек оптимальным представляется кодек Фраунгофера. Если же преобразуемая музыка не отличается особой деликатностью, сгодится и XING - для незатейливой попсы и коммерческого рока этого качества вполне хватит.Замечу напоследок, что проведенное испытание отражает лишь достаточно грубые отличия между разными кодерами. Окончательный вывод можно сделать только на материале массовых экспертных прослушиваний, и такой материал постепенно в Интернете накапливается.НА ЧЕМ ИГРАТЬ?Хоть и важен кодек, а в конечном итоге качество звучания mp3 определяется плейером. И, как показывают испытания, играют разные программы не одинаково.Меломаны - народ увлекающийся и по самой природе своей субъективный.Еще год-полтора назад выбор плейеров был не очень велик, и среди имевшихся своим звучанием выделялся NAD. Однако с тех пор многое изменилось, и появились аппараты, обеспечивающие более точное воспроизведение, но расхожее мнение о превосходстве NAD продолжает кочевать по страницам печатной и электронной прессы. Между тем, этот проигрыватель давно уже не развивается, его последняя версия 0.93 так и осталась "полуфабрикатом", многие функции не дождались реализации.Если судить по западным WEB-серверам, посвященным тематике mp3, самым популярным является WinAmp. Он и вправду отличается изрядным функциональным богатством, гибким интерфейсом, но, к сожалению, звучит не самым лучшим образом.Предпочтение, которое они отдают тем или иным mp3-плейерам, часто зависит не только и не столько от качества звучания, сколько от функциональных возможностей, обаятельности интерфейса, устоявшегося общественного мнения.По моему субъективному мнению, наиболее качественным и натуральным звуком, максимальной деталировкой на сегодняшний день отличается бесплатный финский плейер Apollo. С каждой новой версией он становится все более функционально богатым, не теряя при этом своего фирменного звучания. Если верить автору, он построен на 80-битовом "движке" с плавающей запятой (как у минидискового ATRAC 4.5), и это во многом объясняет высокое разрешение аппарата.Лишь ненамного отстает от него K-Jofol - единственный на сегодняшний момент мультиформатный плейер, способный проигрывать файлы в кодировке ААС. И тоже бесплатный!Великолепным качеством звучания, едва ли уступающим Apollo, отличается универсальный мультимедийный проигрыватель Jet-Audio фирмы Cowon. A его функциональная оснащенность просто впечатляет. Единственный его недостаток - то, что он является коммерческим продуктом.Должен особо оговориться, что все оценки отражают мое субъективное мнение. Возможно, у читателей сложится другое. В любом случае, время, которое вы отдадите практическим занятиям с mp3, будет потрачено не зря.Что такое MPEG?Надеемся, что большинство читателей следят за нашим журналом и статью "Музыка в тисках прогресса" (в є 2/98) не пропустили. Или знакомы с другими источниками информации по mp3. Для тех, кто не входит в число посвященных, приведем краткую техническую справку.MPEG - аббревиатура от Mouving Picture Experts Group. Эта экспертная группа работает под совместным руководством двух организаций - ISO (Организация по международным стандартам) и 1ЕС (Международная электротехническая комиссия). Ее задача - разработка единых норм кодирования видео- и аудиосигналов. Стандарты MPEG используются в технологиях CD-i и CD-Video, являются частью стандарта DVD, активна применяются в цифровом радиовещании, кабельном и спутниковом TV, Интернет-радио, мультимедийных компьютерных продуктах, в коммуникациях по каналам ISDN и многих других электронных информационных системах.В его основу MPEG-1 Layer III (об этой части стандарта у нас и идет речь) положены особенности человеческого слухового восприятия, отраженные в "психоакустической", модели. Разработчики MPEG исходили из постулата, что далеко не вся информация, которая содержится в звуковом сигнале, является полезной и необходимой - большинство слушателей ее не воспринимают. Поэтому определенная часть данных может быть сочтена избыточной. Эта "лишняя" информация удаляется без особого вреда для субъективного восприятия. Приемлемая степень "очистки" определялась путем многократных экспертных прослушиваний. При этом стандарт позволяет в заданных пределах менять параметры кодирования - получать большую степень сжатия при лучшем качестве звучания или, наоборот, идти на потери в восприятии ради более высокого коэффициента компрессии.Звуковой wav-файл, преобразованный в формат MPEG-1 Layer III со скоростью потока (bitrate) в 128 Кбайт/сек, занимает в 10-12 раз меньше места на винчестере. Ha 400 мегабайтной ZIP-дискете умещается около полутора часов звучания, на компакт-диске - порядка 10 часов. При кодировании со скоростью 256 Кбайт/сек на компакт-диске можно записать около 6 часов музыки при разнице в качестве звучания по сравнению с CD, доступной лишь тренированному экспертному уху.Где взять дополнительную информацию?Конечно,в Интернете.
Богатый выбор бесплатного и условно бесплатного программного обеспечения для работы с форматом mp3 имеется на популярном сервере http://www.wintiles.com
Новости MPEG, программы и ссылки на соответствующие информационные ресурсы можно найти по адресу http://www.mp3.com
Детальной технической литературой о MPEG изобилуют адреса:
http://www.philips.com/sv/newtech/mpeg/
http://www.mpea-emoowered.com
http://www.iis.fhg.de/audio/
Русскоязычная информация об mp3: Регулярные публикации по теме выходят в сетевых журналах"IXBT Hardware" ("Cooler"
Полезные сведения можно также найти по адресам:http://members.xoom.com/kandid/http://www.uic.nnov.ru/-fmm/http://www.spb.perm.ru/MelodvHacker/
