MP3 - это сжатый аудиоформат, который сделал цифровую музыку портативной. Его полное название - MPEG-1 Audio Layer III. Он появился в результате многолетних исследований в Институте интегральных схем Фраунгофера в Германии совместно с университетами и промышленными партнерами и был опубликован как часть стандарта MPEG-1 группой Moving Picture Experts Group в начале 1990‑х. Layer III был самым сложным из трех аудиослоев этого стандарта и уменьшал размер песни до такого, который могла передать даже модемная связь. Через несколько лет это расширение стало практически синонимом музыкального файла - и остается им до сих пор.
Как MP3 хранит звук
MP3 - формат с потерями. Это значит, что кодировщик безвозвратно отбрасывает часть записи, чтобы уменьшить размер файла, и ни один плеер не может ее вернуть. Он работает, разбивая звук на короткие перекрывающиеся блоки и превращая каждый блок из формы волны в набор частот. Психоакустическая модель затем оценивает, какие частоты человеческое ухо все равно не услышит, обычно потому, что их маскирует более громкий звук рядом, и выделяет этим частотам гораздо меньше бит. В итоге результат не идентичен исходнику, а лишь достаточно близок, чтобы большинство людей не слышали разницы.
Сам файл - это простая цепочка фреймов. Каждый фрейм содержит фиксированное количество сэмплов, 1152 в распространенном варианте MPEG-1, что составляет примерно 26 миллисекунд звука при частоте дискретизации CD. Каждый фрейм начинается с собственного небольшого заголовка с указанием битрейта, частоты дискретизации и режима каналов. Поэтому MP3 можно обрезать в любом месте, и остальное все равно будет проигрываться, и поэтому вообще работают файлы с переменным битрейтом: кодировщик может тратить больше данных на насыщенные фрагменты и почти ничего на тишину.
Какие метаданные содержит MP3
В аудиофреймах нет места для названия трека, поэтому метаданные MP3 хранятся в отдельном теге, прикрепленном к файлу. Есть два типа тегов, и в одном файле могут быть оба. ID3v1 - более старый: это последние 128 байт файла с полями фиксированной длины для названия, исполнителя, альбома, комментария, четырехзначного года и одного номера жанра. Все, что длиннее, просто обрезается. ID3v2 находится в начале файла и гораздо функциональнее. Он состоит из фреймов, названных четырьмя буквами, которые отчет по метаданным обычно переводит для вас в понятные названия.
Чаще всего встречаются поля TIT2 (название), TPE1 (исполнитель), TALB (альбом), TRCK (номер трека), TCON (жанр), дата записи, COMM (комментарий в свободной форме), APIC (встроенное изображение обложки) и TXXX, которое позволяет любой программе создать собственное именованное поле. Программы для рипования и тегирования обычно заполняют большинство этих полей, поэтому найденные данные часто описывают приложение не меньше, чем саму музыку.
Часть метаданных носит личный характер. TENC записывает, кто или что закодировало файл, а TSSE - параметры кодировщика, так что в отчете можно указать точную использованную программу. В фреймах комментариев иногда встречаются реальное имя, адрес электронной почты или заметка, о которой отправитель забыл. TOWN и TPUB указывают лицензиата и издателя, фреймы PRIV содержат приватные данные, записанные одним конкретным приложением, а трек, купленный в магазине, может нести идентификатор клиента или заказа. Большинство кодировщиков также записывают скрытый заголовок Xing или LAME внутри первого фрейма, где указаны версия кодировщика, его настройки и измеренный пиковый уровень. В MP3 нет стандартного поля для местоположения или устройства, поэтому запись, сделанная на телефоне, обычно выдает используемое приложение и отметку времени, а не место.
Когда использовать MP3
Выбирайте MP3, когда вам нужен звук, который будет проигрываться где угодно без лишних вопросов - от автомобильной магнитолы до телефона десятилетней давности. Ничто другое не обеспечивает такой охват. Если размер важнее совместимости, AAC и Opus дают сопоставимое качество в меньшем файле, поскольку были разработаны позже и с более совершенными методами. Если важнее качество звука, чем размер, FLAC и WAV сохраняют каждый сэмпл без изменений. И помните, что потерьное сжатие накапливается: при редактировании MP3 и повторном сохранении он перекодируется, поэтому работайте с лучшим исходником, который у вас есть, а экспорт в MP3 делайте в самом конце.