Nebeská hudba z digitálních strojů

MP3, bezesporu jeden z fenoménů současnosti, je velmi zajímavý způsob kódování, ukládání a následného přehráv


MP3, bezesporu jeden z fenoménů současnosti, je velmi zajímavý způsob kódování,
ukládání a následného přehrávání komprimovaných zvukových toků. Podívejme se
tedy, co je jeho podstatou a proč vlastně hraje tak zatraceně dobře.
To, že distribuovat nebo vůbec používat zvukové nahrávky (jež nejsou určeny k
dalšímu zpracování střihem) v jejich originální, tedy nezkomprimované podobě,
je při současném výpočetním výkonu moderních PC zhůvěřilost a plýtvání místem,
není příliš nová informace. Dříve však byly rozšířené především málo kvalitní a
navíc ještě nepříliš účinné kodeky (kodéry/dekodéry) Microsoft ADPCM nebo
A-Law, původně určené pro kompresi telefonního hovoru. To do jisté míry
naznačuje kvalitu výsledného komprimovaného produktu. Tedy kvalita je velmi
špatná a komprese při nejlepším tak 1 : 2. Marnost nad marnost.
Ještě dávno před tím, než se vůbec Windows verze 3.x podívaly na stínítka
našich monitorů, vznikl na jedné německé univerzitě velmi zajímavý projekt
digitálního rozhlasu, jež v sobě obsahoval samozřejmě i algoritmus komprese
zvuku. A kupodivu velmi účinný a zároveň kvalitní. Proto se tato nová komprese
dostala také do norem organizace MPEG a vznikl tudíž zvukový kompresní systém
ISO MPEG Audio Layer 3, zkráceně MP3.
MP3 není pro netopýry ani pro delfíny!
Jakým způsobem dosahuje MP3 tak vysoké komprese, bez snížení kvality záznamu?
Může za to především lidské ucho.
Předně je třeba si uvědomit, že lidské ucho rozhodně není nějak příliš povedený
orgán. Spoustu zvuků kolem sebe vůbec neslyšíme (viz známé hranice pod 20 Hz a
nad 20 kHz), stejně jako se velmi snadno necháme ošálit při hraní dvou tónů
současně a velmi lehce se podvolíme dojmu orchestru redukovaného jen na několik
kmitočtových pásem.
Právě těchto neduhů se při kompresi využívá. Vlastní zvuková data jsou pak
rozdělena na malé, méně než sekundové bloky, které se s pomocí matematiky
rozkládají na 32 frekvenčních pásem. Pak nastává další osekávání nepotřebných
informací. Využívá se třeba toho, že při dvou různých zvucích není lidské ucho
schopno začít vnímat ten slabší ještě chvíli poté, co už silnější odezněl. Také
hluboké tóny není příliš nutné směřovat do pravého či levého kanálu, protože
posluchač rozdíl stejně nepozná.
Takto vyčištěný zvuk je dostatečně zmenšen, ale ještě stále se může jít dál.
Následuje odstranění zbytečných stereofonních informací v místech, kde hraje
pouze jeden kanál nebo kde jsou oba dva kanály velmi podobné, a poté prosté
bezeztrátové zkomprimování Huffmanovým algoritmem. Takovýto výsledný tok už je
dostatečně zmenšený a přitom stále natolik kvalitní, aby necvičené ucho mělo
problémy rozeznat, zda zvuk pochází z CD, nebo je to zkomprimovaný tok MP3.
Protože je MP3 formát určen především pro datové toky, je navíc obohacen o
informace určené k synchronizaci s obrazem a zaměřené na možnost kdykoliv začít
signál přijímat.
MP3 jak to udělat?
Pro tvorbu vlastních "empétrojek" nejsou nějaké speciální požadavky na
hardware. Z praktického hlediska se moc hodí CD-ROM mechanika schopná přenosu v
datovém režimu (nazývá se grabování nebo též DAE digital audio extraction),
nebo kvalitní zvuková karta. Ta ale přijde vhod tak jako tak pro případnou
editaci. Dále se velmi oceňuje výkonný hardware. Procesor alespoň třídy Pentium
a na frekvenci 166 MHz, nelépe však Pentium II, Celeron nebo K6-2. Na paměť
příliš velké nároky kladeny nejsou, ostatně málokdy dostanete takovou mašinu s
16 MB RAM. Jestliže hodláte zpracovávat celá CD, na disku by mělo být aspoň 1
GB volného místa, jinak minimálně 500 MB.
Proč takové cavyky s CD-ROMkou?
Zvuk, který budete komprimovat do MP3, můžete získat mnoha způsoby, přesto
byste měli dát pozor na legálnost takového počínání. O nejobvyklejších chybách
a porušeních autorského práva si můžete přečíst dále.
Nejjednodušší a nejkvalitnější bude, když zvuk získáte z hudebního CD
(oficiálně samozřejmě CD-DA Compact Disk-Digital Audio). To lze buď přes
zvukovou kartu, anebo přímo po datovém kabelu z mechaniky CD-ROM. A právě tady
nastává ten propastný rozdíl mezi mechanikami, které umějí grabovat, a
mechanikami, které jsou odkázány na služby zvukové karty, tedy postupné
převedení digitálních dat na CD do analogového formátu a následné
zdigitalizování ve zvukové kartě. Brrr. Už tohle zní odporně. Natož pak když
uslyšíte výsledek. Nebudete chtít věřit, že tak hrozně hraje vaše skvělé CD
Queenů, Madonny nebo třeba těch fajn kluků z Litvínova.
Pro kvalitní výsledek je ale bezpodmínečně nutné, aby zvuk určený ke kompresi
byl co nejkvalitnější, protože i když mu MP3 příliš neublíží, rozhodně mu
nepomůže.
Také mechaniky, jež DAE zvládají, se vzájemně liší především rychlostí, s jakou
to bez problémů provedou. V žádném případě se nenechte mýlit nápisy na
šuplících, jež svědčí o 40 či vícenásobné rychlosti čtení. U audia s důrazem na
kvalitu je velmi dobrý výsledek šestinásobná rychlost a nad 10x si už můžete
gratulovat. Celé CD pak máte v počítači za necelých 8 minut.
Na stránkách mp3.com je možné nalézt seznam známých CD-ROM mechanik ať už zcela
nových, nebo staršího data výroby, a u každé z nich je uvedeno, jak dobře
umožňuje digitálně stahovat zvuk. To by mělo být vaším vodítkem před nákupem
nové mechaniky.
A jaký software?
Tuto otázku je třeba rozdělit kvůli dvěma zcela odlišným skupinám programů. Na
stahování audiostop z CD se používají extraktory, zatímco na kompresi souborů
WAV do MP3 zase kompresory.
Mezi extraktory si důležité místo získaly zejména dva produkty. První je tzv.
"modifikovaný CDROM.VXD". Nějaký neznámý dobrodinec vzal originální ovladač
CD-ROM mechanik v systému Windows 95/98 a upravil jej, čímž vznikla velmi
zajímavá a především snadno ovladatelná pomůcka pro stahování datových stop z
CD. Zvukové CD se totiž v mechanice netváří jako disk se soubory track01.cda,
track02.cda atd., ale obsahuje adresáře MONO a STEREO, v nichž jsou ještě dále
členěny soubory přímo ve formátu WAV, reprezentující jednotlivé stopy.
Tedy ne že by skutečně na CD byly, ale pro jakýkoliv program pod Windows tak CD
vypadá. Stačí jen v libovolném souborovém manažeru vzít soubor track01. wav a
zkopírovat jej na pevný disk. Vše ostatní se děje plně v režii modifikovaného
ovladače a skutečně se na pevném disku vytvoří stažený obraz audiostopy.
Druhým produktem je osvědčený extraktor WinDAC32. Ten nabízí s poměrně
komfortním ovládáním možnost ukládat nejen stopy, ale též přímo audiodata
vymezená buď časovým údajem, nebo číslem rámce. Celou proceduru lze velmi
kvalitně nastavit a optimalizovat ji na konkrétní používanou CD-ROM mechaniku,
takže stahování je pak velmi rychlé a zcela bez chyb.
Přestože by se na první pohled zdálo, že optimální je používat modifikovaný
ovladač, vzhledem k rozsáhlým možnostem doporučuji rozhodně WinDAC. Pro našince
bude možná na obtíž, že program je distribuován jako shareware, v podmnožině
tzv. crippleware. To znamená, že nezaregistrovaná, tedy i nezakoupená verze je
ochuzena o některé vlastnosti v porovnání s verzí plnou. Konkrétně
neregistrovaný WinDAC32 není schopen ukládat více zvukových stop po sobě v
dávkovém režimu. Tato vada je dosti značná, a tak dá patrně mnoho uživatelů
místo nenákladné registrace přednost raději modifikovanému CDROM.VXD, který je
k dispozici zadarmo (i když jen autor ví, jak to s těmi autorskými právy
vlastně je).
Kompresory a jiné stavební stroje
Kompresorů je na Internetu k dispozici velké množství. Můžeme začít třeba
originálním Fraunhoferovým L3ENC, jenž je znám jako velmi kvalitní, ale
nevýslovně pomalý program. Zpracování jedné písničky trvá na 233MHz procesoru i
více než 1 hodinu. Na druhém konci sto-jí programy využívající kodek XING. Ten
se vyznačuje vlastnostmi přesně opačnými tedy nízkou kvalitou a obrovskou
rychlostí komprese. V jedné upravené verzi je dokonce na běžných Pentiích II
možné komprimovat stejnou rychlostí, jakou se data z CD-ROM mechaniky stahují!
Bohužel však kvalita není příliš vysoká, zejména vyšší frekvence dostávají
citelně na frak.
Rád bych se zastavil ještě u jednoho kompresoru, který už však na oficiálních
kanálech Internetu nenajdete. Tím kompresorem je MP3 Compressor 0.9f, jenž
umožňoval kompresovat kvalitou odpovídající původnímů L3ENC, ale nejméně 3x
rychleji. A dokonce byl freeware. Tedy alespoň do té doby, než všichni jeho
distributoři dostali dopis od Fraunhoferova institutu s důrazným upozorněním na
to, že program obsahuje nelegálně získané jádro originálního L3ENC, které bylo
optimalizací zrychleno na uvedenou výkonnost. Od té doby se z Internetu téměř
vytratil. Stále je jej však možné nalézt na serverech zejména v zemích, ve
kterých nejsou příliš silné tlaky na legalitu používaného a distribuovaného
softwaru.
Když už tedy máte vybraný kompresor, k čemuž vám mohly pomoci například různé
srovnávací testy uveřejňované na Internetu, nezbývá než nastavit parametry
komprese a spustit to.
Co to tu je za čísla?
Kompresory mívají nastavení výsledného datového toku v MP3. Podle toho, jak
chcete mít kvalitní nahrávku, zvolte příslušnou frekvenci. Samozřejmě, že se
zvyšující frekvencí se snižuje úroveň komprese a naopak. Jako standard je možné
brát datový tok 128 Kb/s. Při něm je na běžné audio-soustavě připojované k PC
normálním uchem nerozeznatelné, zda zvuk pochází z CD, nebo z MP3. Výsledný
kompresní poměr je pak úžasných 1 : 10,8, tedy téměř 11násobné zmenšení
originálu bez slyšitelného zkreslení!
Při použití vyšších rychlostí, tedy 192 či 256 Kb/s, už ani profesionál
cvičeným uchem na výborné zvukové aparatuře nepozná, zda je přehrávaný zvuk
originální CD, nebo MP3. Nižší datové toky naopak umožňují dosáhnout vyššího
kompresního poměru, v extrémním případě až 1 : 172, kdy je však stále třeba řeč
bez problémů slyšitelná a rozeznatelná.
Podle vlastních požadavků si nastavte kvalitu komprese a začněte převádět do
MP3. Za zmínku stojí ještě to, že často lze převádět nejen do souboru MP3, ale
také do WAV formátu využívajícího MP3 kodek. Vzhledem k tomu, že WAV je formát
otevřený stejně jako třeba AVI, můžete mít WAV, který však uvnitř bude MP3. K
přehrávání pak používáte standardní nástroje Windows a je vyžadován
nainstalovaný MPEG Layer 3 kodek ve Windows.
A kde to vůbec přehraju?
Nejpřirozenější je MP3 přehrát přímo na počítači. Libovolné Pentium má dostatek
výkonu k dekompresi v reálném čase a na jakémkoliv vyšším stroji už můžete
přehrávat "empétrojky" na pozadí se současně spuštěnými dalšími aplikacemi.
Známým a velmi oblíbeným přehrávačem je WinAmp, jenž umožňuje přehrávat nejen
soubory MP3, ale zastane také funkci přehrávače téměř veškerých zvukových
souborů v PC. Má kompaktní design, skvělé ovládání a pomocí "skinů" (kůžiček)
se přizpůsobí každé pracovní ploše. Je k němu k dispozici mnoho plug-in modulů
pro modifikaci zvuku, příp. sloužící jako překrásné grafické analyzátory
hrající hudby.
Také nový MediaPlayer do Windows si s MP3 poradí, ale není tak efektní a snadno
ovladatelný, jako WinAmp. Skalní příznivci Microsoftu však nemusejí opouštět
říši svého guru.
Nechci hrát jenom
přes počítač
Po nedávné premiéře kapesního přehrávače Diamond RIO PMP3000, který poprvé
otevřel "empétrojkám" cestu do kapes odpůrců nemoderních walkmanů a discmanů, a
utvořil tak zcela novou kategorii MP3manů, se vyrojila další možná řešení.
Zařízením integrujícím v sobě malý digitální adresář, digitální diktafon a
přehrávač MP3 je Seahan MP Man MP-F30. Tato mobilní jednotka je schopná
uchovávat až 1024 telefonních čísel v 16 různých složkách, adresy, poznámky
atd., a to vše zobrazit na integrovaném displeji buď při 16, nebo při 32
znacích na řádek. Uživatel má též možnost nahrávat hlasové poznámky. MP Man
používá flash paměť, integrovanou v přístroji s kapacitou 32 nebo 64 MB podle
modelu. Také design je velmi povedený a značně futuristický. Cena zatím není
známa, jenom doufejme, že bude přijatelná.
Další řešení pro přehrávání MP3 v autech je vpravdě ohromující. Za cenu
pohybující se kolem 1 000 dolarů si můžete pořídit přehrávat Empeg Car Player,
jenž je určen pro montáž do běžného šuplíku pro autorádia. Uvnitř této mašinky
se nachází pevný disk s kapacitou 2,1 GB, a co je nejvíce potešitelné, jde o
standardní 2,5" disk pro notebooky, což dává možnost dalšího rozšiřování.
Jednotka je založena na operačním systému Linux, nicméně data mohou přijít
samozřejmě také z počítačů vybavených Windows. Přenos je možné realizovat buď
sériovou linkou, nebo přes USB port.
Trochu nepříjemné je jen to, že když chcete do Empegu nahrát další písničky,
musíte jej vyndat z auta a připojit do dokovací stanice (je součástí dodávky) k
počítači. Na druhou stranu díky tomu, že přehrávač pracuje zcela na softwarové
bázi, není problémem provádět sofwarové upgrady umožňující rozšíření podpory
také na jiné formáty audia.
Empeg se ovládá pomocí infra dálkového ovládání, a proto zůstává celý čelní
panel k dispozici pro rozsáhlý displej. Na něm je možné zobrazit informace o
přehrávané písničce anebo třeba několikaúrovňový grafický ekvalizér. Nebojte
se, že přijdete o své staré FM rádio Empeg obsahuje také radiopřijímač s
podporou funkce RDS. Co by se však hodilo také, je možnost připojení CD
changeru. To Empeg ale bohužel nenabízí. Také cena se může zdát trochu vyšší,
ale když si uvědomíte, co Empeg standardně obsahuje a nabízí...
Clik!
Další dvě zařízení využívají rozumné kapacity a nízké ceny nových médií Iomega
Clik! pro ukládání nahraných skladeb.
Prvním z nich je přehrávač MP Man MP-CL10. Ten umožňuje přehrávat ze 40MB karty
Clik! písničky, kartu je možné v PC lehce smazat a přepsat a samotné médium
vychází poměrně levně. Také přehrávač vypadá velmi hezky, na čelní straně se
vyjímá LCD displej, jenž pojme 16 znaků. Zobrazuje mj. informace o písničce v
angličtině, japonštině nebo korejštině. Pro přenos dat se používá paralelní
port. MP Man MP-CL10 se bude prodávat někdy v průběhu tohoto roku.
Použití karet Clik! velmi snižuje náklady na paměťovou kapacitu oproti
standardně používaným flash kartám. Také díky tomu patří tento model spíše do
skupiny low-end přístrojů.
Naproti tomu multifunkčním hi-tech produktem je multimediální zařízení vyvíjené
firmou Varo s kódovým označením Clikman. Také Clikman využívá jako datové
médium karty Clik!, ale nepřehrává jen skladby MP3. Po odsunutí krytu s
reproduktorem a mikrofonem na čelní straně se uživatel dostane ke klávesnici,
která se dá využít k ovládání například telefonního seznamu či kalendáře.
Díky integrovanému mikrofonu může mít Clikman zabudovaný systém rozpoznávání
hlasu a systém umožňující tvorbu hlasových poznámek. Přenos dat lze realizovat
buď přes paralelní port, nebo s pomocí rozhraní USB, kde je přenosová rychlost
1,2 MB/s už dostatečná. Díky vyšší ceně však asi neosloví zákazníky toužící po
jednoduché náhražce walkmanu v podobě přehrávače MP3, ale spíš movitější
uživatele.
Závěrem
Formát MP3 si svá dětská léta už prožil, stejně jako dobu, kdy byl doménou
hackerů a pirátů. Dnes, kdy se už k němu začala hlásit také komerce, se může
stát náhradou oblíbených minidisků a časem možná také walkmanů či diskmanů.
Přestože jsou jeho pionýrská léta už za námi, pořád je možnost, že nás něčím
překvapí. V budoucnu by se třeba mohl stát oficiálně podporovaný nějakým z
velkých producentů průmyslu spotřební elektroniky. Pak by byl přehrávač MP3 v
každé hi-fi věži.

9 1688 / pen

Autorská práva a MP3
O tomto tématu se již napsalo poměrně dost v různých časopisech, ale nás
zajímají především ty nejčastější prohřešky. Nejdříve je třeba si uvědomit, že
každé autorské dílo, ať už jde o hudbu hranou v rádiu, či o CD s oblíbenou
muzikou, je chráněno autorským zákonem. Ten určuje, co s ním může a nemůže
dělat, jaká práva má autor díla a jaká jeho uživatel.
U běžných CD se dá říci, že není porušením autorského zákona, když si uživatel
zkopíruje CD na audiokazetu například pro přehrávání v autě a tuto kazetu
používá pro svojí potřebu. Počet těchto kopií není v podstatě omezen, za
předpokladu, že budou používány pouze osobou, jež si původní nahrávku pořídila.
Zároveň je samozřejmě nepřípustné vytvořené kopie předávat třetím osobám, a to
jak za úplatu, tak i bezúplatně. Stejná pravidla platí pro MP3. Můžete si ze
svých CD udělat MP3 nahrávky, ale nesmíte je dál šířit, stejně jako nesmíte
šířit ani původní CD.









Komentáře
K tomuto článku není připojena žádná diskuze, nebo byla zakázána.