V tej objavi na blogu raziskujemo vpliv tehnologije digitalnega stiskanja zvoka na izkušnjo poslušanja glasbe. Spoznajte, kako je tehnologija stiskanja spremenila naš občutek za glasbo.
Tempo tehnološkega razvoja v sodobnem svetu si je nepredstavljiv. Pred približno desetimi leti so bila naša življenja precej drugačna od današnjih in težko se je spomniti še dlje nazaj. Tudi zdaj vsak dan prihajajo nove tehnologije in izdelki. V teh desetletjih se je naše življenje tehnološko razvijalo na več načinov, a morda je velik del tega prispevala sposobnost krčenja in stiskanja velikih stvari v majhne ali težkih stvari v lahke. Računski stroj, ki je nekoč zapolnjeval sobo, je postal računalnik, nato osebni računalnik, nato dom, nato prenosnik in nato torba. Kar je nekoč zapolnjevalo deset tisoče listov papirja, lahko zdaj prenesete na USB-ključ velikosti prsta. Med številnimi aplikacijami stiskanja bi rad v tem članku predstavil stiskanje zvoka. Oglejmo si, kako se zvoki instrumentov in človeškega petja v majhnem stroju pretvorijo v datoteke.
Razvoj znanosti in tehnologije ne zagotavlja le udobja, temveč ima tudi globok vpliv na način, kako dojemamo stvari. Na primer, v preteklosti ste za poslušanje glasbe potrebovali določen prostor ali opremo, zdaj pa lahko do nje dostopate kjer koli in kadar koli. Te spremembe so več kot le tehnološki napredek. Na novo opredeljujejo našo kulturo, naše vsakdanje življenje in celo samo človeško čutno izkušnjo. Glasba je še posebej dobila novo dimenzijo vrednosti in pomena, ko jo je mogoče shraniti, reproducirati in prenašati kot digitalizirano datoteko, namesto da jo preprosto poslušamo.
Odkar je Edison leta 1878 posnel zvok na fonograf, se je tehnologija shranjevanja, reprodukcije in predvajanja zvoka razvijala tako hitro kot katero koli drugo področje. Pojavila se je vinilna plošča, nato trak, leta 1982 pa sta Philips in Sony razvila CD, ki je omogočil, da se na en sam disk prilega 74 minut glasbe. V devetdesetih letih prejšnjega stoletja so postali priljubljeni osebni računalniki in prenosne naprave za predvajanje, ki so omogočile neposredno manipulacijo z glasbo v obliki datotek, kot so MP3-ji, danes pa je mogoče na pametni telefon velikosti dlani shraniti več deset ur glasbe. Ta razvoj ni bil le tehnološki napredek, temveč je spremenil tudi način, kako uživamo in ustvarjamo glasbo. Medtem ko je bilo v preteklosti glasbo mogoče uživati le na določenih mestih ali na določenih napravah, je zdaj zlahka dostopna kjer koli in kadar koli. Zaradi tega je glasba bolj prepletena z našimi življenji, njen pomen pa se je znatno povečal.
Zmožnost stiskanja toliko zvoka v majhen prostor je mogoče razložiti v dveh korakih. Prvi je uporaba digitalnih konceptov v glasbi in predstavitev glasbe kot digitalnih informacij, drugi pa je razvoj tehnologije za stiskanje digitalnih datotek. Znanstvena analiza zvoka je v bistvu prenos zračnih vibracij, in v preteklosti so poskusi fizičnega snemanja oblike teh zračnih vibracij oziroma zvočnih valov, kot so jih imenovali, zahtevali velike nosilce podatkov, toda s prihodom digitalne tehnologije sta se velikost in teža nosilcev podatkov dramatično spremenili. Napredek digitalne tehnologije je poleg preprostega zmanjšanja fizične velikosti in teže odprl tudi možnost učinkovitejšega in natančnejšega manipuliranja samega zvoka. To pa je omogočilo shranjevanje več informacij v manjši prostor, kar je dramatično povečalo univerzalnost in dostopnost glasbe.
Digitalno si zlahka predstavljamo kot preprosto »vse v 0 in 1«, toda v osnovi je razlika med analognim in digitalnim v tem, ali lahko predstavimo vsa števila ali ne. Morda se sliši paradoksalno, toda ko stvari v naravi predstavljamo s številkami, neizogibno izgubimo nekaj natančnosti. Na primer, pogosto opisujemo višino osebe v korakih po 1 cm, kar ima za posledico, da vse nešteto različnih višin med 161 cm in 162 cm združimo v »161 cm«. Tudi če bi se spustili na korake po 0.1 centimetra, bi še vedno lahko opisali naravo, kakršna je, vendar bi izgubili natančnost, ker imamo na voljo le končno število številk oziroma prostora za shranjevanje, ki predstavljajo zvočne valove, kot so ključi. Natančneje povedano, so zvezne vrednosti predstavljene z diskretnimi vrednostmi, zato ne glede na to, kako podrobna je numerična predstavitev zvoka, ne moremo popolnoma poustvariti izvirnega zvoka, ko uporabimo te številke za njegovo rekonstrukcijo. To je razlika med analognim in digitalnim.
Tako v glasbi kot v digitalni tehnologiji so merila za uporabo digitalne tehnologije, tj. kje odrezati številke, določena s človeškimi lastnostmi. Ko v sekundi mine več kot 20 podobnih slik, jih ne vidimo kot neodvisne slike, temveč kot gibljive slike, zato videoposnetek sestavlja 24 do 30 slik v sekundi, in to mislimo s 24 sličicami na sekundo, 29.97 sličicami na sekundo in tako naprej. Če ima zaslon od blizu več kot 300 pik na palec, ljudje ne morejo razločiti posameznih pik in jih zaznavajo kot povezane črte, zato se zaslon Retina s 326 ppi šteje za oster. Zvok se podobno ocenjuje po dveh merilih. Prvo je, na kakšni ravni morate razčleniti višino zvočnega vala, da ga ljudje naravno slišijo, drugo pa je, na kakšni ravni natančnosti morate predstaviti podatek. Uporabljamo različne vrednosti glede na kontekst, na primer pri prikazu tipk jih včasih prikažemo do desetink, včasih pa do ene decimalke. Temu pravimo bitna globina, v glasbi pa uporabljamo 8-bitno, 16-bitno in 24-bitno globino. 16-bitna vrednost pomeni, da je vsak zvok razdeljen na 16 binarnih števk, ki opisujejo stanje zvočnega vala v vsakem trenutku. Drugo vprašanje je, koliko zvočnih valov je treba razdeliti v eni sekundi, da se vrednost shrani, tako da se človeško uho ob predvajanju počuti gladko, kar imenujemo frekvenca vzorčenja. Ker človeško uho sliši do 20000 Hz oziroma 40,000-krat na sekundo, moramo slišati vsaj 40,000 informacij o zvočnem valu na sekundo, da jih zaznamo kot naravne. To so informacije o frekvenci vzorčenja, izražene kot 44.1 k ali 96 k v glasbeni datoteki. Z drugimi besedami, glasbena datoteka, ki posname naravni zvok in shrani 44,100 vrednosti v eni sekundi kot binarno število s po 16 števkami, se imenuje 16-bitna/44.1 k datoteka.
Če natančno pogledate informacije o datoteki MP3, lahko v kakovosti zvoka, imenovani bitna hitrost, ki izraža velikost podatkov, prenesenih v eni sekundi, na podlagi zgornjih dveh značilnosti. Seveda, večja kot je velikost podatkov, bolj naraven oziroma analogen zvok se sliši človeškemu ušesu in večja je velikost datoteke. V informacijah o kakovosti zvoka lahko vidite tudi CBR ali VBR, kjer C pomeni konstantno in V za spremenljivo. CBR je metoda, ki uporablja fiksno vrednost bitne hitrosti od začetka do konca, medtem ko VBR spreminja vrednost bitne hitrosti glede na naravo delnega zvoka. Razliko v kakovosti zvoka je težko opaziti, vendar datoteke, ustvarjene z VBR, na splošno veljajo za učinkovitejše. To uporabnikom daje fleksibilnost pri izbiri kakovosti zvoka in velikosti datoteke, ki jim ustreza. To še dodatno diverzificira način uživanja glasbe glede na individualni okus in uporabo ter obogati poslušalsko izkušnjo.
Pri tej digitalni predstavitvi naravnih zvočnih valov smo žrtvovali nekaj natančnosti, da bi dobili zvočni vir, ki ga je mogoče shraniti kot datoteko. Pravzaprav je pretvorjena datoteka sama po sebi tako velika, da lahko petminutna pop pesem zasede več deset megabajtov, ko pa jo stisnemo do želene kakovosti zvoka, jo je mogoče zmanjšati na pet megabajtov ali manj. Ko pomislimo na stiskanje, pogosto pomislimo na organiziranje vsebine dokumenta v stisnjeno datoteko, vendar je koncept stiskanja MP3 pravzaprav bolj o zavrženju nepotrebnih informacij. MP3 je drastično zmanjšal velikost glasbe, ki jo večina ljudi po vsem svetu posluša vsak dan, tako da je zavrgel neslišne dele zvoka in tudi zvoke, ki jih človeško uho ne prepozna. Temu pravimo zaznavno kodiranje in upošteva, kako se naši zaznavni organi odzivajo na stiskanje. To je primer, kako lahko napredek v digitalni tehnologiji preseže zgolj tehnično orodje in se namesto tega zanaša na človeške čute in zaznavanje, da ustvari učinkovitejše in na uporabnika osredotočene rezultate.
MP3 je sprva potreboval nekaj časa, da je postal dejanski standardni format na osebnih računalnikih, ker je bila ideja patentirana in je bilo za njeno uporabo treba plačati patentne pristojbine. Vendar pa so se te omejitve z izboljšanjem tehnologije postopoma odpravljale in MP3 je postal več kot le format datoteke, temveč ikoničen simbol digitalizacije glasbe. S pojavom brezplačnih in odprtokodnih glasbenih datotek je zdaj mešanica kodekov in formatov datotek, pri čemer so poleg MP3 priljubljenost pridobili tudi WAV, FLAC, AAC in drugi formati datotek. Vendar pa MP3 zaradi svojega zgodovinskega pomena še vedno ostaja znan format za mnoge uporabnike.
