Helifailid MP3 formaadis.
Nagu oleme juba korduvalt maininud eelmistes tundides on kõrgekvaliteediliste digitaliseeritud helifailide salvestamisel vaja küllaltki suuri kettamahu kulutusi. Katsed vähendada failide mahtusid kasutades standardseid pakkijaid ei too olulist võitu kettamahus heliandmete spetsiifika tõttu. Sellegipoolest võib saavutada olulist audio- ja videoinformatsiooni mahu vähenemist spetsiifiliste meetodite kasutamisel, mis põhinevad andmete struktuuri analüüsil ja järgneval kokkupakkimisel mingite kadudega.
Reaalne võimalus kujutise ja heli töötlemiseks, mis oleks võrreldav kvaliteedilt olemasolevate analoog kujutise ja heli ilmus alles 80-te aastate lõpus.
1988 aastal lõi rahvusvaheline standardite organisatsioon ISO (International Standards Organization) komitee MPEG (Moving Pictures Expert Group), mille põhiliseks ülesandeks oli liikuvate kujutiste, heli ja nende kombinatsiooni kodeerimise standartide väljatöötamine. Oma kümneaastase töö tulemusena töötas komitee välja rida standardeid antud küsimuses. Tulemusena, üldistades laialdased sellealased uurimistööd, oli esitatud hulk soovitusi audio- ja videoandmete pakkimiseks. Oli määratletud rida spetsiifilisi formaate andmete salvestamiseks, mis erinesid oma tulemuste kvaliteedi ja andmete edastamise kiiruse poolest.
Tänapäeval on olemas kolm videoandmete salvestamise standardit: MPEG-1, MPEG-2 ja MPEG-4. Formaatide MPEG-1 ja MPEG-2 sees on olemas samuti ka helifailide salvestamise formaadid, mille nimetusteks on: Layer-1, Layer-2 ja Layer-3. Need heliformaadid on määratletud MPEG-1 jaoks ja tühiste laiendustega kasutatakse MPEG-2 -s. kõik need kolm formaati sarnanevad teineteisega kuid samas kasutavad erineva tasemega kompromissi andmete kokkupakkimise ja keerulisuse vahel. Tase Layer-1 - on kõige lihtsam, ei vaja olulisi kulutusi andmete pakkimisel, kuid samas võimaldab ka väikese kokkupakkimise astme. Tase Layer-3 on kõige töömahukam ja võimaldab kõige suurema kokkupakkimise taseme. Viimasel ajal on sai suure populaarsuse osaks just formaat Layer-3, mida tihti nimetatakse lihtsalt MP3. Selline nimetus on seotud selles formaadis salvestatavate helifailide tüüpilise laiendiga MP3. See lühend sa üldkasutatavaks ning on kasutusel isegi interneti lehekülgede nimetustes, nagu (http://www.mp3.com) ja (http://mp3.box.sk).
Põhiidee, millel põhinevad kõik audioandmete kokkupakkimise meetodid - väljaspool inimkõrva tajupiiri asuvate originaalheli peendetailide kõrvalejätmine.
Siinkohal võib eraldada mitu momenti.
Loetletud ideedel toetuvad pakkimise algoritmid, mis võimaldavad saavutada kokkupakkimisel taset 10:1 ja enam praktiliselt ilma helikvaliteedi olulise languseta. Kodeerimisel antakse ette vajalik pakkimise tase ja algoritmid saavutavad seejärel nõutud pakkimistaseme kvaliteedi arvelt. Antud rakenduse jaoks näidatakse vajalik pakkimise tase tavaliselt andmevoo suurusena (bit rate), mida mõõdetakse kbyte/s.
MP3 formaadis failide esitamine.
MP3 failide esitamiseks on küllaltki suur hulk programme pleiereid, mille arv ulatub kümnetesse. Selliste programmide suure nimekirja võib leida aadressil (http://www.dailymp3.com). Kuid sellest loendist on vaid mõned programmid, millel on suur populaarsus ja mis hõivavad praktiliselt kogu programmide turu. Vaieldamatuks liidriks on programm Winamp.
Programmid MP3 failide esitamiseks erinevad teineteisest nii kasutajaliidese kui ka selliste tähtsate parameetrite poolest nagu esitamise kvaliteet ja dekodeerimise kiirus.
Dekodeerimise kiiruse poolest on seni kõige kiireimaks programmiks K-Jofol.
Kvaliteediprobleem ei olegi nii lihtne naga ta näib esmapilgul. Vaatamata sellele, et standard MP3 määratleb üheselt, millised andmed nimelt sisalduvad MP3 failis, ei tähenda see, et nende dekodeerimise protsess on ühene. Mitteühesuse põhjuseid on mitu. Esiteks - sõltumata dekodeerimise algoritmi sisust võib dekodeerimine toimuda erineva täpsusastmega. Antud tunnuse järgi jaotatakse dekodeerijad 32-bitisteks ja 64-bitisteks. On olemas ka 110-bitine dekooder NAD. Teiseks - nagu ka CD salvestatud digitaalsete andmete puhul on failides sisalduv informatsioon ainult originaalsignaali lähendiks. Ja nii nagu ka adekvaatsema kõla saavutamiseks kasutatakse audio CD esitamisel kõrgekvaliteedilises aparatuuris mitmesuguseid meetodeid heli töötlemiseks on ka MP3 failide puhul võimalik saavutada paremat esitamise kvaliteeti kui teada, millised MP3 pakkimisega kaasnevad moonutused on kõige märgatavamad ja millised neist alluvad korrektsioonile.
Heli kvaliteedi poolest on tänapäeval vaieldamatuks liidriks programm NAD (http://ae.dmusic.com).
Programmi Winamp paigaldamine.
Programm pleier Winamp (Windows Audio Mpeg Player) on mõeldud erinevas heliformaadis failide (MP3, WAV, MIDI jt.) esitamiseks ja võib olla installeeritud Windows 95/98/NT keskkonnas. Minimaalseks nõudeks MP3 failide kvaliteetseks esitamiseks on 486 protsessorite viimaste mudelite baasil ehitatud arvutid. Soovitatakse kasutada muidugi Pentium ja kiiremaid arvuteid. Programm on loodud kompaniid NullSoft (http://www.nullsoft.com). Selleks, et saada informatsiooni viimaste mudelite kohta võib pöörduda aadressile (http://www.winamp.com).
Ülesanne 1. Programmi allalaadimine ja paigaldamine.
|
Töö helifailide esitamise programmiga Winamp ei tekita raskusi. Teil on vaja vaid märgistada vajalikud helifailid ja lohistate nad programmi Winamp akna suvalisele kohale. See on programmi lihtsaim kasutamise viis.
Programmi väline kujundus helimikseriga (Winamp Equalizer) ja avatavate failide loendiga (Winamp Playlist) on toodud joonisel 3. {joonis 3.} joonisel on näidatud kolm akent: programm ise, mikser ja failide loend. Need aknad võivad asuda kuval hajali eri kohtades või siis asetseda suvalises järjestuses vahetult teineteise kõrval ja olla lohistatud kõik koos ühtse tervikuna.
Winamp aknas on olemas järgmised juhtimisnupud: libistage hiirega joonisel asuval programmi Winamp nuppude kujutistel ja lugege nende kohta ilmuvatest spikritest.
Winamp aknas kuvatakse ka informatsioon esitatava faili kohta. Näidatakse faili tase (128 kbps) ja digitaliseerimise sagedus (44 MHz) ning esitamise režiimi (mono - stereo).
Programmi Winamp lisamoodulid.
Programmi Winamp võimalusi võib oluliselt laiendada lisamoodulite (plug-ins) tehnoloogiat kasutades. Lisamoodulid on spetsiaalselt väljatöötatud lisaprogrammid, mis lisanduvad programmile Winamp ja töötavad koos sellega. See võib olla programm, mis väljastab kuvale muusika saatel mingisugust graafilist informatsiooni (visuaalsed moodulid), programmid, mis lisavad heliefekte (DSP moodulid - Digital Sound Processing) või siis üldotstarbelised moodulid (General Purpose plug-ins), mis lisavad näiteks programmi Winamp juhtimisnupud tegumisribale. On olemas spetsiaalsed moodulid ebastandardsete failitüüpide avamiseks, näiteks failid VQF. Samuti moodulid heli väljastamiseks ebastandardsetest seadetest - näiteks MP3 formaadis heli teisendamisel WAV formaati.
Moodulite paigaldamine ei tekita raskusi. Lihtsaimal juhul kujutavad lisamoodulid endast väikeseid dll faile, mille nime esitähed näitavad selle eesmärki (vis - visuaalne moodul, dsp - heli töötlemise moodul, gen - üldotstarbeline moodul, in või out - sisestamise või väljastamise moodul). Reeglina salvestatakse moodulid pakitud kujul. On vajalik pakkida moodul lahti kausta: \Winamp\Plugins\. Seejärel tuleb käivitada programm Winamp ja häälestada moodul (selleks tuleb avada aken Preferences "Ctrl+P", valida vastav moodul ja teostada selle häälestamine).
Lisamooduleid võib leida internetis asuvalt leheküljelt http://www.winamp.com.
Üheks huvitavamatest moodulitest on visualiseerimise moodul Cthugha, mis realiseerib suure hulga värvimuusika efekte.
Ülesanne 2. Lisamooduli Cthugha käivitamine.
Programmi Winamp välise kujunduse muutmine.
Programmis Winamp võib suvalise akna välise kujunduse muutmiseks kasutada nn Skin- ide paigaldamise tehnoloogiat. Pleieri peamise akna kujutis, kõikide nuppude , kelkude ja tähtede kujutised on salvestatud eraldi graafilistes BMP failides, mida saab kergesti redigeerida. See võimaldab muuta programmi välist kujundust vastavalt oma maitsele. Selliste failide kogumit nimetatakse Skin. Sõna skin tähendab inglise keeles nahka või koorikut.
Internetist võib leida tohutu hulga igasuguseid erinevaid kujundusi. Piisab sellest kui avada lehekülg http://www.winamp.com ja laadida sealt alla suvaline Skin, millede hulk oli juba 1999 aastal üle tuhande ja pool aastat hiljem juba üle kolme tuhande.
Uue kujunduse paigaldamine on küllaltki lihtne. Looge kausta \Winamp\Skins\ alamkaust, mille nimi vastab uue kujunduse nimele. Pakkige sellesse kausta lahti Skin-i arhiiv. Tavaliselt koosneb Skin umbes kümnest BMP formaadis failist ja vähemalt ühest tekstifailist. Mõnedes skin - des on olemas kaasas lisamoodulid (failid *.dll), mis tuleb kopeerida kausta \Winamp\Plugins\.
Peale nende operatsioonide teostamist vajutage programmi Winamp peaaknas sõrmisekombinatsiooni Alt+S, selleks et käivitada Skin Browser, kus võib proovida uut kujundust.
Ülesanne 3. Proovime vahetada "nahka".
Programmi Winamp varjatud võimalused.
Paljud programmeerijad "peidavad" oma tarkvarasse nn. dokumenteerimata võimalusi. Mõnikord on seda vaja programmi silumiseks, kontrollimiseks või muudel tehnoloogilistel eesmärkidel. Reas juhtudes on nendes lisavõimalustes mitmesugused naljad, mis ei mõjuta programmi võimalusi. Viimaste alla kuuluvad ka programmi Winamp "varjatud" võimalused.
Ülesanne 4. "Varjatud" võimalus - 1.
Ülesanne 5. "Varjatud" võimalus - 2.
Ülesanne 6. "Varjatud" võimalus - 3.
MP3 formaadis failide dekodeerimine.
MP3 failide dekodeerimiseks ja nende salvestamiseks näiteks formaadis WAV võib kasutada spetsiaalseid programme dekoodereid. Ent paljud MP3 failide pleierid annavad ka ise võimaluse selliseks dekodeerimiseks. Selline omadus on ka programmil Winamp.
Ülesanne 7. Dekodeerime MP3 formaadis faili demo.mp3 formaati demo.wav.
Märkus: Programm Winamp säilitab teie poolt sisestatud häälestuse. Kui järgmine kord tahate teie kuulata helifaili selle dekodeerimise asemel, siis ei tohi unustada esialgsete seadete taastamist. Dekodeerimise protsess näeb väliselt välja sarnaselt esitusega. Isegi visuaalsed moodulid töötavad dekodeerimise ajal, kuid heli ei ole kuulda.
Viimasel ajal on muusikafailide salvestamine MP3 formaadis üsna levinud. Internetis on olemas küllaltki palju lehekülgi, mis on pühendatud selles formaadis olevate failide kollektsioonide kogumisele, kusjuures nende lehekülgede arv pidevalt kasvab. Selliste lehekülgede leidmine on lihtne: tuleb vaid otsimissüsteemis sisestada otsimissõnaks sõna "MP3".
Järgnevalt on toodud mõnede lehekülgede aadressid, kus võib alla laadida MP3 faile (avanevad uues aknas):
Selgub, et helifaile MP3 formaadis võib luua praktiliselt igaüks kodustes tingimustes. Selleks on vajalik audioandmete allika (tavaliselt on see audio CD) ja paari programmi olemasolu.
Faili loomine teostatakse kahes peaaegu sõltumatus etapis. Esimesel etapil tuleb saada WAV formaadis fail (Microsoft Windows standardne heliformaat), teisel etapil aga teostada selle kodeerimine MP3 formaati. Need etapid võib teostada vahetult teineteise järel või siis ajaliselt vahet pidades.
Algallikaks paljudele kodeerimisprogrammidele on WAV failid. Informatsioon CD-l aga salvestatakse spetsiifilises heliformaadis, mis on vastavuses audio CD salvestiste standardiga ISO-9680. Enne kodeerimist on vaja selline audio WAV fail välja noppida, mis ongi esimeseks etapiks. Muusika lugemiseks CD-lt kasutatakse spetsiaalseid programme, mis on võimelised teisendama andmed audioformaadist WAV faili ilma helikaarti kasutamata. Selliseid programme nimetatakse ripperiteks (rippers). Eesti keeles võiks kasutada selliste programmide nimetamiseks: noppija, tõmbaja, lõikaja jne. viimasel ajal on selliseid programme ilmunud küllaltki palju, kusjuures nende hulgas on nii tingliku vabavara (Shareware) kui ka vabavara (Freeware). Nende programmide mitmekesisus on tingitud sellest, et iga sellinje programm toetab ainult teatud CD mudelite kogumit, millega võib tutvuda iga programmiga kaasasolevas abifailis.
Audio CD- lt failide "noppimise" programmid.
Üheks populaarseimaks "noppijaks" on programm WinDac (Windows Digital Audio Copy). See programm toetab suurt hulka CD-ROM lugejaid, sealhulgas kõiki mudeleid SCSI liidesega. Aadressilt http://www.windac.com võib saada programmi täisversiooni.
Teisel kohal populaarsuse poolest on programm AudioGrabber. See programm ei oska töötada draiveritega SCSI kuid töötab suurepäraselt liidese IDE tüüpi seadetega. Informatsiooni programmi kohta võib saada aadressilt: http://www.audiograbber.com-us.net.
Vähem populaarne on programm CDCopy, mille töökekskonnaks on Windows (http://www.cdcopy.sk). Programmide hulgast, mis töötavad DOS keskkonnas võib mainida CDDA (CD Digital Audio) ja CD2WAV.
Informatsiooni töö kohta nende programmidega võib saada aadressilt http://www.mp3.com või http://www.multimania.com.
Need programmid loevad sisse WAV formaadis faili ja kodeerivad selle formaati MP3. Osa programme võimaldavad töötada käsurida kasutades, mis annab võimaluse teostada nende käivitamist otse noppimisprogrammidest peale järjekordse treki sisselugemist. Selline võimalus on muuhulgas programmil WinDAC, millel on skriptide kirjutamise ja käivitamise mehhanism. Mõned programmid on võimelised vastu võtma noppijalt tuleva andmevoo ja kodeerida see ilma vahepealsete WAV failide loomiseta. Ilmunud on ka programmid, milles on koos nii kodeerija kui ka noppija (näiteks on selline programm - CDex).
Vaatamata kodeerimisprogrammide suurele hulgale kasutavad paljud neist ühtesid ja samu dll faile, st on sisuliselt keskkondadeks, mis pakuvad kodeerimiseks mugavat keskkonda, tööd käsurealt jne.
Parimaks kodeerijaks loetakse programmi MP3 Producer. (http://www.mp3bench.com). Selle programmi paigaldamisel süstemis Windows muutub kättesaadavaks programm MP3 kodeerija, mida seejärel saab kasutada suvalisest helifailidega töötamise programmist. Näiteks võib kasutada standardprogrammi Sound Recorder ja säilitada failid formaadis MP3.
Kodeerimise parameetrite valik.
Oluline hulk internetis olevatest MP3 failidest on digitaliseerimise sagedusega 44,1kHz, bit rate on 128 kbitti/sekundis ja helirežiimiks on stereo. Loetakse, et helifailide sellised parameetrid kindlustab kvaliteedi, mis on võrreldav audio CD kvaliteediga. Nendele parameetritele tulebki orienteeruda helifailide ettevalmistamisel edasiseks kuulamiseks keskklassi aparatuuril.
Kodeerimisel võib ohverdada kvaliteedi ja võita saadavate failide suuruses (sõltuvalt helifailide kasutamise eesmärgist). Kodeerimise parameetrite valikuks on toodud andmed järgnevas tabelis, mille järgi saab valida vajalikud kodeerimise parameetrid nõutava helikvaliteedi järgi.
Heli kvaliteet |
Sagedus kHz |
Režiim |
Bit Rate |
Pakkimise aste |
Telefoniliin |
2,5 |
Mono |
8 |
96:1 |
Parem kui LW raadio |
4,5 |
Mono |
16 |
48:1 |
Parem kui AM raadio |
7,5 |
Mono |
32 |
24:1 |
FM raadio |
11 |
Stereo |
56-64 |
26-24:1 |
Peaaegu CD kvaliteet |
15 |
Stereo |
96 |
16:1 |
CD kvaliteet |
15 |
Stereo |
112-128 |
14-12:1 |
Märkus: kodeerimise protsess on küllaltki aeganõudev. Nii on näiteks 4 minutilise muusikapala kodeerimiseks Pentium-200 MMX arvutil programmiga MP3 Producer režiimis HQ (bit rate 128 kbitti/s) vaja umbes 12 minutit protsessoriaega, juhul kui protsessor ei ole hõivatud teiste programmide täitmisega.
MP3 helifailide pakkimise tehnoloogia tungib aegamööda kõikidesse heli kasutamise sfääridesse. Andmete edastamiskanalite ja pakkimisvõimaluste arenguga jõudis see tehnoloogia andmete reaalajas edastamise tasemele. Seni valitses reaalajas edastamise tasemel formaat Realaudio tehnoloogia. Kompanii Nullsoft (http://www.nullsoft.com) tegeleb aktiivselt MP3 formaadis failide reaalajas edastamise tehnoloogia ShoutCast propageerimisega. Selleks, et kuulata MP3 võrgujaama on kasutajale tarvis vaid MP3 pleierit Winamp. Aadressilt (http://www.shoutcast.com) võib leida enama kui 300 serveri, mis edastavad otsesaateid formaadis MP3 ja ka nende jaamade TOP kümne.