Artikel ini meneroka cara teknologi digital memampatkan dan menyimpan bunyi serta menerangkan cara format fail muzik yang berbeza, seperti MP3, telah mengubah pengalaman kami mendengar muzik. Ia bukan sekadar menyediakan kemudahan, tetapi juga menangani cara teknologi mempengaruhi persepsi deria kita.
Kepesatan pembangunan teknologi dalam dunia moden tidak dapat dibayangkan. Kehidupan kami sangat berbeza kira-kira 10 tahun yang lalu, dan sukar untuk memikirkan kembali lebih jauh daripada itu. Malah sekarang, teknologi dan produk baharu keluar setiap hari. Terdapat banyak cara kehidupan kita telah berkembang dari segi teknologi dalam dekad tersebut, tetapi mungkin sebahagian besar daripadanya adalah keupayaan untuk mengecil dan memampatkan perkara yang besar kepada perkara yang kecil atau yang berat menjadi ringan. Mesin pengira yang pernah mengisi bilik menjadi komputer, kemudian PC, kemudian rumah, kemudian komputer riba, kemudian beg. Apa yang dahulunya mengisi puluhan ribu helaian kertas kini boleh dibawa pada memori USB sebesar jari. Di antara banyak aplikasi pemampatan, yang saya ingin perkenalkan dalam artikel ini ialah pemampatan bunyi. Mari kita lihat bagaimana bunyi alat dan nyanyian manusia diubah menjadi fail dalam mesin kecil.
Kemajuan dalam teknologi bukan sahaja memberikan kemudahan, ia juga mempunyai kesan yang mendalam terhadap cara kita melihat sesuatu. Sebagai contoh, pada masa lalu, anda memerlukan tempat atau peralatan tertentu untuk mendengar muzik, tetapi kini anda boleh mengaksesnya di mana-mana, pada bila-bila masa. Perubahan ini bukan sekadar kemajuan teknologi. Ia mentakrifkan semula budaya kita, kehidupan seharian kita, dan juga pengalaman deria manusia itu sendiri. Muzik, khususnya, telah mengambil dimensi baharu nilai dan makna apabila ia boleh disimpan, diterbitkan semula dan dihantar sebagai fail yang didigitalkan, bukannya hanya didengari.
Sejak Edison merakam bunyi pada fonograf pada tahun 1878, teknologi untuk menyimpan, menghasilkan semula dan memainkan bunyi telah berkembang secepat bidang lain. Rekod vinil datang bersama, kemudian pita, dan pada tahun 1982, Philips dan Sony membangunkan CD, yang membenarkan 74 minit muzik dimainkan pada satu cakera. Pada tahun 1990-an, PC dan peranti main balik mudah alih menjadi popular, membolehkan muzik dimanipulasi secara langsung dalam bentuk fail seperti MP3, dan hari ini, berpuluh-puluh jam muzik boleh dimasukkan ke dalam telefon pintar sebesar tapak tangan anda. Evolusi ini bukan sahaja merupakan kemajuan teknologi, ia juga mengubah cara kita menggunakan dan menghasilkan muzik. Sedangkan pada masa dahulu, muzik hanya boleh dinikmati di tempat tertentu atau pada peranti tertentu, kini mudah diakses di mana-mana, pada bila-bila masa. Ini telah menjadikan muzik lebih terjalin dengan kehidupan kita, dan kepentingannya telah meningkat dengan ketara.
Keupayaan untuk memampatkan begitu banyak bunyi ke dalam ruang kecil boleh dijelaskan dalam dua langkah. Yang pertama ialah penerapan konsep digital kepada muzik dan representasi muzik sebagai maklumat digital, dan yang kedua ialah pembangunan teknologi untuk memampatkan fail digital. Analisis saintifik bunyi pada asasnya adalah penghantaran getaran udara, dan pada masa lalu, cuba merakam secara fizikal bentuk getaran udara ini, atau gelombang bunyi, sebagaimana yang berlaku, memerlukan media penyimpanan yang besar, tetapi dengan kemunculan digital, saiz dan berat media storan berubah secara mendadak. Di luar sekadar mengurangkan saiz dan berat fizikal, kemajuan dalam teknologi digital telah membuka kemungkinan memanipulasi bunyi itu sendiri dengan lebih cekap dan tepat. Ini, seterusnya, telah memungkinkan untuk membungkus lebih banyak maklumat ke dalam ruang yang lebih kecil, secara mendadak meningkatkan kesejagatan dan kebolehcapaian muzik.
Sangat mudah untuk menganggap digital sebagai "semuanya dalam 0s dan 1s", tetapi pada asasnya, perbezaan antara analog dan digital ialah sama ada anda boleh mewakili semua nombor atau tidak. Ia mungkin terdengar paradoks, tetapi apabila kita mewakili sesuatu secara semula jadi dengan nombor, kita pasti kehilangan ketepatan. Sebagai contoh, kita sering merujuk kepada ketinggian manusia dalam pertambahan 1 cm, yang mengakibatkan penggumpalan semua pelbagai ketinggian berbeza antara 161 cm dan 162 cm bersama-sama sebagai "161 cm". Walaupun kita turun ke kenaikan 0.1 sentimeter, kita masih hanya dapat menggambarkan alam semula jadi, tetapi kita akan kehilangan ketepatan kerana kita hanya mempunyai bilangan nombor yang terhingga, atau ruang penyimpanan, untuk mewakili gelombang bunyi seperti kunci. Untuk meletakkannya dengan lebih tepat, nilai berterusan diwakili oleh nilai diskret, jadi tidak kira betapa terperinci perwakilan berangka sesuatu bunyi, kita tidak boleh mencipta semula bunyi asal dengan sempurna apabila menggunakan nombor ini untuk membina semulanya. Ini adalah perbezaan antara analog dan digital.
Dalam muzik dan juga dalam teknologi digital, kriteria untuk menggunakan teknologi digital, iaitu, di mana untuk memotong nombor, ditentukan oleh ciri-ciri manusia. Apabila lebih daripada 20 gambar serupa berlalu dalam satu saat, kami tidak melihatnya sebagai gambar bebas, kami melihatnya sebagai gambar bergerak, itulah sebabnya video terdiri daripada 24 hingga 30 gambar dalam satu saat, dan itulah yang kami maksudkan dengan 24 fps, 29.97 fps, dan seterusnya. Jika skrin pada jarak dekat mempunyai lebih daripada 300 titik setiap inci, manusia tidak dapat membezakan titik individu dan melihatnya sebagai garis bersambung, jadi paparan Retina 326 ppi dianggap tajam. Bunyi juga dinilai berdasarkan dua kriteria. Yang pertama ialah pada tahap apakah yang anda perlukan untuk memecahkan pic gelombang bunyi untuk menjadikannya semula jadi bagi manusia untuk mendengar, dan yang kedua ialah pada tahap ketepatan yang anda perlukan untuk mewakili sekeping data. Kami menggunakan nilai yang berbeza bergantung pada konteks, seperti apabila kami memaparkan kekunci, kadangkala kami memaparkannya sehingga ke tempat perpuluhan dan kadangkala kami memaparkannya ke satu tempat perpuluhan. Ini dipanggil kedalaman bit, dan dalam muzik kami menggunakan 8-bit, 16-bit dan 24-bit. 16-bit bermakna setiap bunyi dibahagikan kepada 16 digit binari, yang menerangkan keadaan gelombang bunyi pada setiap saat dalam masa. Satu lagi ialah berapa banyak gelombang bunyi yang perlu dipecahkan dalam satu saat untuk menyimpan nilai supaya apabila ia dimainkan semula, orang itu merasakan ia tidak pecah, yang dipanggil kadar pensampelan. Memandangkan telinga manusia boleh mendengar sehingga 20000 Hz, atau 40,000 kali sesaat, kita perlu mendengar sekurang-kurangnya 40,000 keping maklumat gelombang bunyi sesaat untuk menganggapnya sebagai semula jadi. Ini ialah maklumat kadar sampel yang dinyatakan sebagai 44.1k atau 96k dalam fail muzik. Dalam erti kata lain, fail muzik yang merekodkan bunyi semula jadi dan menyimpan 44,100 nilai dalam satu saat sebagai nombor binari dengan 16 digit setiap satu dipanggil fail 16bit/44.1k.
Jika anda melihat dengan teliti maklumat fail MP3, anda boleh melihat nombor seperti 320kbps atau 192kbps dalam kualiti bunyi, yang dipanggil kadar bit, yang menyatakan saiz data yang dihantar dalam satu saat berdasarkan dua ciri di atas. Sememangnya, lebih besar saiz data, lebih semula jadi, atau analog, ia berbunyi ke telinga manusia, dan lebih besar saiz fail. Selain itu, dalam maklumat kualiti bunyi, anda mungkin melihat CBR atau VBR, di mana C bermaksud Constant dan V untuk Variable. CBR ialah kaedah yang menggunakan nilai kadar bit tetap dari mula hingga akhir, manakala VBR mengubah nilai kadar bit mengikut sifat bunyi separa. Perbezaan dalam kualiti bunyi sukar untuk diketahui, tetapi fail yang dibuat dengan VBR biasanya dianggap lebih cekap. Ini memberi pengguna kelonggaran untuk memilih kualiti bunyi dan saiz fail yang sesuai dengan mereka. Ini mempelbagaikan lagi cara muzik digunakan untuk memenuhi citarasa dan kegunaan individu, serta memperkayakan pengalaman mendengar.
Dalam perwakilan digital gelombang bunyi alam ini, kami mengorbankan beberapa ketepatan untuk mendapatkan sumber bunyi yang boleh disimpan sebagai fail. Sebenarnya, fail yang ditukar itu sendiri sangat besar sehingga lagu pop lima minit boleh mencapai puluhan megabait, tetapi apabila dimampatkan kepada kualiti bunyi yang dikehendaki pengguna, ia mengecut kepada kurang daripada lima megabait. Apabila kita memikirkan pemampatan, kita sering berfikir untuk menyusun kandungan dokumen ke dalam fail termampat, tetapi konsep pemampatan MP3 sebenarnya lebih kepada membuang maklumat yang tidak diperlukan. MP3 secara mendadak mengurangkan saiz muzik yang kebanyakan orang di seluruh dunia dengar setiap hari dengan membuang bahagian bunyi yang tidak dapat didengar, dan juga membuang bunyi yang tidak dapat dikenali oleh telinga manusia. Ini dipanggil Pengekodan Persepsi, dan ia mengambil kira cara organ persepsi kita bertindak balas terhadap pemampatan. Ini adalah contoh bagaimana kemajuan dalam teknologi digital boleh melangkaui hanya alat teknikal, dan sebaliknya bergantung pada deria dan persepsi manusia untuk mencipta output yang lebih cekap dan berpusatkan pengguna.
MP3 pada mulanya mengambil sedikit masa untuk menjadi format standard de facto pada PC kerana idea itu telah dipatenkan dan bayaran paten perlu dibayar untuk menggunakannya. Walau bagaimanapun, apabila teknologi bertambah baik, sekatan ini telah dialih keluar secara beransur-ansur, dan MP3 menjadi lebih daripada sekadar format fail, ia menjadi simbol ikonik pendigitalan muzik. MP3 menjadi lebih daripada sekadar format fail, ia menjadi ikon untuk pendigitalan muzik. Dengan kemunculan fail muzik percuma dan sumber terbuka, ia kini merupakan gabungan codec dan format fail, dengan format fail WAV, FLAC, AAC dan lain-lain yang semakin popular selain MP3. Walau bagaimanapun, MP3 masih kekal sebagai format biasa bagi kebanyakan pengguna, kerana kepentingan sejarahnya.
