Quem inventou o MP3?

MP3 é um formato muito popular para a codificação e compressão de arquivos de áudio, que contribuiu fortemente para um rápido aumento na disponibilidade de música digital online e ajudou a inaugurar grandes mudanças na forma como consumimos música. Seu nome próprio é MPEG-1 Audio Layer III . MPEG significa Motion Picture Experts Group ( MPEG ), um grupo estabelecido em 1988 para definir padrões específicos para codificação de áudio e vídeo digital e tecnologias relacionadas. MPEG é um ramo da International Standards Organization ( ISO), um grupo com sede em Genebra que estabelece padrões voluntários para uma grande variedade de indústrias em todo o mundo. O MP3 pode comprimir áudio digital mono ou estéreo até cerca de um décimo de seu tamanho original, digitalmente falando, para fácil transferência pela Internet ou para armazenamento de um grande número de músicas em discos rígidos de computador, CDs, DVDs ou MP3 players (como como o iPod) sem comprometer a qualidade do áudio em grande medida (embora perca um pouco de qualidade, em termos de som).

Um codificador de MP3 quantiza os dados de áudio em números, que podem ser reduzidos dividindo-os por outro número e arredondando. Bandas individuais podem ser dimensionadas de forma diferente para ajustar a precisão. O codificador então usa algo chamado codificação Huffman para converter esses números em sequências binárias ainda mais curtas de informações usando árvores de pesquisa (na realidade, tabelas dos números possíveis e seus códigos binários). Essas tabelas têm os números mais curtos e menos precisos na parte superior para que possam ser localizadas primeiro. Se um elemento de som for facilmente perceptível, ele será codificado com mais precisão do que um que seja mais difícil de ouvir para manter a qualidade do som o mais alto possível, reduzindo o tamanho do arquivo de dados.

Junto com o acima, o MP3 também aproveita alguns fenômenos psicoacústicos (como as pessoas percebem o som) para compactar arquivos de áudio em tamanhos menores. Por um lado, ele descarta os dados de quaisquer sons que estejam abaixo ou acima do que o ouvido humano pode realmente ouvir. Podemos ouvir frequências na faixa de aproximadamente 20 Hz a 20.000 Hz (embora o adulto médio não consiga ouvir muito acima do nível de 16 KHz devido a danos auditivos causados ​​​​pela exposição a ruídos altos que acontecem naturalmente ao longo da vida). A codificação MP3 também usa o efeito Haas, onde dois sons idênticos chegando quase ao mesmo tempo, mas de direções diferentes, são percebidos como um único som de uma direção, e mascaramento de frequência, onde um som mais alto em uma frequência semelhante a um som mais baixo será o único ouvido se ambos estiverem tocando ao mesmo tempo, para se livrar dos dados. Essa propensão a descartar dados de áudio é o motivo pelo qual o MP3 é chamado de método de compactação com perdas , embora também use alguns métodos sem perdas, como a codificação Huffman. A codificação MP3 usa outros métodos de compressão mais tradicionais para sons mais simples ou mais audíveis que também não são vítimas desses efeitos psicoacústicos.

A criação de arquivos MP3 veio a calhar, permitindo-nos enviar música pela Internet com facilidade e transportar centenas ou milhares de músicas em nossos telefones ou tocadores de música digital. O MP3 tornou-se um padrão de codificação de música difundido. Continue lendo para descobrir de onde veio.

O formato MP3 recebeu seu nome em 1995, mas seu desenvolvimento começou anos antes. As raízes do MP3 estavam em muitas pesquisas anteriores de codificação digital, talvez mais notavelmente no trabalho de doutorado de Karlheinz Brandenburg, que é frequentemente citado como o inventor do formato. Ele, no entanto, seria o primeiro a dizer que não fez isso sozinho.

No início da década de 1980, Brandenburg estudou engenharia elétrica e matemática na Universidade de Erlangen e obteve seu doutorado na Universidade Friedrich-Alexander. Erlangen-Nuremberga. O professor Dieter Seitzer encorajou Brandenburg e outros estudantes a trabalhar em métodos de transmissão de arquivos de música através de linhas de telecomunicações de rede digital de serviços integrados ( ISDN ). Brandenburg estudou psicoacústica e conseguiu criar um algoritmo de compressão de áudio altamente eficiente que ele chamou de codificação ideal no domínio da frequência ( OCF ).

Brandenburg tornou-se professor assistente e continuou sua pesquisa. Ele trabalhou com cientistas do Instituto Fraunhofer para Circuitos Integrados (membro de uma coleção de 56 institutos de pesquisa alemães chamados Fraunhofer Society), que tinha uma relação de trabalho com a Universidade Erlangen-Nuremberg. Na Fraunhofer, o OCF foi aprimorado pela equipe com algumas contribuições de pesquisadores da Universidade de Hannover, AT&T Bell Labs e Thomson, e o codec de codificação de entropia perceptiva espectral adaptativa ( ASPEC ) nasceu.

No final dos anos 1980 e início dos anos 1990, o MPEG recebeu propostas de vários grupos que esperavam que seus métodos de codificação fossem adotados. A MPEG escolheu várias propostas que foram mescladas em três formatos: MPEG-1 Audio Layer I, Layer II e Layer III. MPEG-1 Audio Layer III foi amplamente baseado em ASPEC.

Outros engenheiros importantes que trabalharam no projeto na Fraunhofer foram Ernst Eberlein, Professor Heinz Gerhäuser, Bernhard Grill, Jürgen Herre e Harald Popp, juntamente com uma equipe de apoio adicional. Juntos, eles desenvolveram o software e o hardware necessários para a codificação e decodificação de MP3. Em 1993, Brandenburg se juntou oficialmente à equipe do Fraunhofer Institute for Integrated Circuits como chefe do departamento de áudio/multimídia.

Em 2000, Brandenburg, Popp e Grill receberam o prêmio Deutscher Zukunftspreis (ou "Prêmio do Futuro Alemão") em nome de toda a equipe pela invenção do MP3. E em 2007, a Consumer Electronics Association (CEA) introduziu Brandenburg, Seitzer e Gerhäuser no CE Hall of Fame por suas contribuições ao formato. Até o momento, os principais pesquisadores ainda trabalham na Fraunhofer em várias funções, incluindo Brandenburg, que é diretor do Fraunhofer Institute for Digital Media Technology em Ilmenau, Alemanha. Brandenburg e outros até receberam uma parte dos lucros do licenciamento de MP3, conforme ditado pela lei alemã.

Toda inovação depende de avanços anteriores, então o trabalho relacionado que ocorreu antes que o MP3 fosse sequer um pensamento não deve ser ignorado. Por exemplo, o Efeito Haas recebeu o nome de Helmut Haas, que apresentou a ideia em sua tese de doutorado em 1949. Nesse mesmo ano, Claude Shannon e Robert Fanning surgiram com o predecessor da codificação de Huffman. David Huffman foi aluno de Fano e aperfeiçoou sua técnica em 1952. Os pesquisadores do MP3 também se basearam no trabalho fundamental de muitos outros.

Suzanne Vega até desempenhou um pequeno papel, pois Brandenburg e a equipe trabalharam para comprimir a versão a cappella de sua música "Tom's Diner" sem gerar distorção e ruído de fundo. Uma parte da música foi usada como áudio de teste para determinar quando a qualidade atingiu um nível aceitável.

O grande pagamento da Microsoft, quase

A lei de patentes e as fusões corporativas, animais complicados por si só, desempenharam um papel em uma ação movida pela Alcatel-Lucent contra a Microsoft sobre os recursos de reprodução de MP3 de seu Windows Media Player. O instituto de pesquisa alemão Fraunhofer e os Laboratórios Bell da AT&T trabalharam juntos na tecnologia de compressão de áudio até certo ponto depois de firmar um acordo de desenvolvimento conjunto que começou em 1989. Cada um acabou com patentes para várias tecnologias relacionadas. Mas a Fraunhofer é a empresa que é considerada a detentora da patente da indústria para MP3, e um grande número de empresas licenciou os direitos deles, incluindo Microsoft (em um contrato de US$ 16 milhões), Apple, Sony, Yahoo, Intel e Texas Instruments, entre outros. centenas de outros. Mas essa pesquisa conjunta geraria problemas no futuro. NO& T transformou a Bell Labs em uma empresa chamada Lucent Technologies. A Lucent processou a Microsoft (com quem também estava envolvida em outras batalhas de patentes), alegando que estava infringindo as patentes relacionadas ao MP3 da Lucent. A Alcatel, uma concorrente francesa, comprou a Lucent, e o processo foi continuado pela Alcatel-Lucent. Em 2007, um júri de San Diego ordenou que a Microsoft pagasse US$ 1,52 bilhão por violação de patente à Alcatel-Lucent, um valor calculado com base nas vendas de PCs com Windows desde maio de 2003 e um dos maiores veredictos de patentes da história. Mais tarde naquele ano, no entanto, um juiz anulou o veredicto, determinando que os danos foram determinados indevidamente e que uma das duas patentes em questão era co-propriedade de Fraunhofer e AT&T (não de propriedade total da AT&T), e como Fraunhofer não era t incluído no processo, e a Microsoft tinha uma licença com Fraunhofer, A Alcatel-Lucent não tinha o direito de processar essa patente. É claro que isso deixa a porta aberta para outro processo ou recurso, então, no início de 2013, talvez não tivéssemos ouvido o fim do assunto.

O MP3 teve alguns efeitos de longo alcance que poucos poderiam ter previsto. Em 1997, o software de computador para reprodução de MP3 Winamp tornou-se disponível. Permitindo que os usuários organizem facilmente seus arquivos de música e criem listas de reprodução, o Winamp foi um prenúncio dos jogadores que estavam por vir. Nesse mesmo ano, o Windows Media Player da Microsoft começou a suportar a reprodução de MP3. Os caros MP3 players portáteis, como o Rio 100 da Diamond Multimedia e o MPMAN da Saehan Information System, também surgiram no final dos anos 1990. Eles podiam armazenar um número limitado de músicas via memória flash, mas aqueles abriram caminho para players de memória de disco rígido com maior capacidade de armazenamento, como o iPod original , lançado em 2001, que tocava os formatos MP3, AIFF e WAV. Os iPods mais novos reproduzem codificação de áudio avançada ( AAC) nativamente, que está incluído nos padrões MPEG-2 e MPEG-4, e supostamente tem melhor qualidade de áudio, mas outros formatos ainda são suportados. Os MP3s são tão onipresentes que os tocadores de música portáteis são frequentemente chamados de tocadores de MP3, embora a maioria reproduza uma variedade de formatos. A maioria dos leitores de CD e DVD também pode reproduzir MP3.

O serviço de compartilhamento de música ponto a ponto Napster foi lançado em 1999 e fez com que a popularidade do formato MP3 explodisse ao disponibilizar mais música digital do que nunca. Também causou muita controvérsia relacionada à violação de direitos autorais, downloads ilegais de músicas e pirataria. A Recording Industry Association of America, entre outros, buscou recursos legais contra o Napster, bem como os downloaders de música individuais. O Napster foi fechado em 2001, mas outros serviços semelhantes surgiram em seu lugar, embora talvez nenhum tão descarado.

Essa nova disponibilidade de música aguçou o apetite do público pela música digital, o que causou grandes mudanças na indústria da música. Os estúdios continuam a combater a pirataria, mas acabaram adotando as vendas de música digital online. Os estúdios começaram a licenciar grande parte de suas músicas para empresas como a Apple, cuja loja iTunes abriu caminho para um novo modelo de consumo de música. A Amazon também é uma grande vendedora de música digital. E as vendas de música digital ultrapassaram a venda de CDs físicos. A música digital até permitiu que alguns artistas se afastassem dos estúdios, dando-lhes um meio de distribuir facilmente seu próprio trabalho, democratizando um pouco o sistema. Essas mudanças também abriram caminho para serviços legítimos de streaming de música que ganham dinheiro com anúncios e assinaturas.

O MP3 também ajudou a mudar como e onde ouvimos nossa música. Podemos gravar um número maior de músicas em CDs graváveis ​​do que poderia ser tradicionalmente guardado em CDs pré-gravados. E os players modernos nos permitem carregar milhares de músicas conosco (compradas digitalmente ou extraídas de nossas próprias coleções de CDs). O MP3 e seus sucessores tornaram portáteis bibliotecas de música inteiras.

Há algum debate sobre se os MP3s soam particularmente bons em comparação com outros codecs com menos perdas, mas apesar dos grandes aumentos na velocidade da Internet e no espaço de armazenamento, o MP3 ainda é o formato de música digital mais comum e mostra poucos sinais de desaparecer. Houve inovações MP3 subsequentes, como MP3Pro e MP3 Surround, ambos compatíveis com MP3 original. As pessoas estão até trabalhando em coisas como incorporar mensagens secretas ou outras informações ocultas em MP3s (MP3Stego, por exemplo). O MP3 tornou-se a norma para a música digital e, até que algo inovador apareça, pode permanecer assim por um tempo.

Nota do autor: Quem inventou o MP3?

Como surgiu o MP3 e o que a codificação dos arquivos envolve fez uma pesquisa bastante fascinante. Sempre fui um consumidor bastante pesado de música, primeiro em vinil, depois em fita, depois em CD, e acho que é fortuito para os amantes da música que o MP3 e outros formatos de música digital surgiram e estimularam a ampla distribuição de música online (qualidade de som debates à parte). Ainda gosto de ter cópias físicas, mas na época em que comprar na loja era nossa única opção, sempre havia uma boa possibilidade de decepção. Eu desembolsei alguns CDs muitas vezes para descobrir que só gostava de uma ou duas das músicas. Muitos desses discos estão acumulando poeira em minhas prateleiras.

Em algum momento, estabeleci uma regra para mim mesmo de que só compraria um álbum se soubesse que gostava de pelo menos três das músicas (a menos que fosse de um dos meus artistas favoritos), e isso restringiu seriamente minha compra de músicas. Não é como se álbuns inteiros fossem tocados rotineiramente no rádio ou no videoclipe. Mas então surgiram coisas como o Napster que nos permitiu experimentar uma variedade maior de músicas do que tínhamos sido capazes de encontrar por acaso no ar antes. E então o rádio na Internet seguiu. Eu não posso te dizer quantos novos artistas eu descobri através das minhas estações Pandora, e quantas de suas músicas eu baixei do iTunes.

Provavelmente está faltando algum charme porque não nos surpreendemos mais com as músicas b-side (em pouco tempo, ninguém vai saber o que isso significa). Mas é bom poder distribuir o dinheiro em músicas que eu sei que vou ouvir mais de uma vez. E agora eu também posso digitalizar aquelas músicas solitárias dos CDs mais rejeitados e ouvi-las em qualquer lugar sem ter que carregar um monte de discos comigo, graças ao MP3 e seus primos.

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