Prácticamente es imposible hablar de música sin mencionar la palabra “MP3”. Este formato de audio se ha impuesto de una manera tan profunda, que prácticamente todos los reproductores de audio lo soportan. ¿Por qué MP3?
Todos lo conocemos por su sigla, pero el verdadero nombre del popular formato de audio es “MPEG Audio Layer 3”. “MPEG” es un acrónimo de Moving Picture Experts Group, y designa a una completa familia de estándares de compresión y codificación de audio y video.
A fines de la década del 80, un grupo de investigadores coordinados por ISO (Internacional Standard Organization) bajo las órdenes de Hans Musmann en el ámbito de la Fraunhofer Society comenzaron a trabajar en el desarrollo de un sistema de compresión y descompresión de audio que permitiera reducir el tamaño de un archivo de audio preservando la mayor calidad de sonido posible. A mediados de 1991 lograron su objetivo, justamente con el mencionado formato MPEG Audio Layer 3.
En el mundo de la compresión de datos existen dos formas de obtener resultados.
Una de ellas, la utilizada en los populares programas compresores de ficheros como Winzip o Winrar consiste en buscar patrones o repeticiones dentro de un fichero para crear con ellas una biblioteca y guardar solo referencias a ellas, con lo que se logra un menor tamaño final. Este proceso es totalmente reversible, sin perdida de datos.
La segunda forma de disminuir el tamaño de un fichero consiste en eliminar partes poco importantes de el. Esto implica que el proceso sea irreversible, dado que es imposible recuperar las partes que se descartaron. Estos algoritmos en general ofrecen tasas más altas de compresión, a costa de sacrificar la calidad. Un ejemplo de ellos con los algoritmos de compresión de video, que tienen tasas de compresión de 200 a 1. Otro ejemplo es, justamente, el formato MP3.
El reto asumido por el grupo de Musmann fue crear un algoritmo que si bien implicara la perdida de datos, el deterioro de la calidad final del archivo de audio fuera el menor posible, o que directamente pasara desapercibido. Parte del trabajo original se baso en características del oído, que esta lejos de ser perfecto. Aprovechando sus deficiencias en determinadas condiciones, se creo un algoritmo compresor/descompresor que utiliza entre otros, los siguientes métodos:
– Umbral de mínima audición: El oído humano no escucha todas las frecuencias de audio con la misma facilidad. Si bien somos capaces de oír frecuencias desde 20 Hz hasta casi 20.000 Hz, son las comprendidas entre los 2000 y 5000 Hz las que mejor podemos apreciar. MP3 dedica mas espacio a esta banda de frecuencia que a las más altas y bajas, ya que de todas maneras no serán percibidas por el oído.
– Enmascaramiento: También se basa en características del oído humano. Cuando hay sonidos muy fuertes, somos incapaces de escuchar algún sonido mas débil que se produzca en simultaneo. Esto es aprovechado por el algoritmo para descartar información y reducir el tamaño del fichero.
– Join Stereo: Actualmente, la casi totalidad de la música disponible se encuentra en formato stereo, lo que significa que al guardar un archivo de audio, debemos guardar en realidad dos versiones de la misma, una por canal. Pero deficiencias del oído hacen que no todas las frecuencias se puedan distinguir espacialmente de la misma manera. MP3 transforma en mono algunas frecuencias para ahorrar espacio.
– Compresión: Una vez que se han aplicado todos los procedimientos anteriores, el fichero resultante se comprime mediante un algoritmo sin perdida de datos (codificación Fuman) muy similar a los utilizados en programas como Winzip. Esto permite ahorrar aproximadamente otro 20% de espacio.
Evidentemente, el secreto del éxito del formato MP3 reside en aplicar la receta anterior, y terminar con un fichero que es diez veces mas pequeño que el original, y que al reproducirlo es prácticamente indistinguible de el.
Originalmente, uno podía utilizar la compresión MP3 para comprimir un CD de audio, y guardar las canciones como ficheros en el disco duro del ordenador. Mas tarde, usando algún soft como Winamp se volvía a transformar el fichero comprimido en audio, y lo escuchaba por los parlantes del ordenador.
Hoy día, si bien se siguen escuchando MP3 en los ordenadores, son cada vez mas frecuentes los reproductores especializados en este formato. Primero aparecieron pequeños dispositivos, del tamaño de una caja de cigarrillos, dotados de una memoria FLASH de entre 16 y 64MB, que se podían conectar con el ordenador para transferirles los ficheros MP3 (unas 20 canciones) que luego reproducían mediante auriculares. Con el paso del tiempo, la capacidad de memoria de estos aparatos fue creciendo, y hoy se encuentran equipos basados en FLASH de más de 1 GB de capacidad, los cuales pueden fácilmente almacenar unas 250 canciones.
Poco mas tarde, a principios de este siglo, se comenzaron a ver los primeros discmans que además de reproducir los CD de audio tradicionales, eran capaces de leer discos de datos con ficheros MP3.
Hoy día, prácticamente todos los reproductores de CD, ya sean portátiles, hogareños o para el automóvil son capaces de reproducir MP3. Un CD-ROM convencional que generalmente contiene unas 15 o 20 canciones (en formato CD-AUDIO) puede almacenar unas 180 canciones en MP3.
Por ultimo, la aparición del iPod de Apple y dispositivos portátiles similares de otras compañías, basados en pequeños discos duros con capacidades de entre 4 y 40 GB han llegado al publico masivo dado su relativamente bajo costo, permitiendo llevar en un bolsillo mas de 1000 canciones.
Una sola nube se ve en el celeste cielo de MP3, y es que sus creadores poseen la patente del formato, por lo que cualquier fabricante de dispositivos basados en MP3 (incluso software que codifique o reproduzca este formato) debe pagar un canon a Fraunhofer. Esto a motivado a varios grupos de usuarios a buscar alternativas, creando formatos de compresión de audio que si bien aun no son tan conocidos como el MP3 son totalmente libres, lo que permite su utilización sin pagar un centavo por ello.
Un ejemplo de estos formatos es el cada vez más popular OGG Vorbis, desarrollado por la Xiph Foundation, que logra tasas se compresión comparables a MP3, en ficheros con extensión .OGG. Muchos fabricantes de reproductores de MP3 están incorporando en sus equipos la posibilidad de reproducir este formato.
Matroska y Nut también son formatos de compresión de libre distribución, aunque generalmente se emplean mas para la compresión de video.
La habilidad de lograr ficheros de pequeño tamaño que brinda MP3 (y otros formatos similares) han permitido a empresas como Apple vender más de mil millones de canciones vía internet. Millones de usuarios intercambian su música favorita mediante sistemas P2P (legales e ilegales). El poder de procesamiento de los microchips de la actualidad han permitido que hasta los teléfonos móviles sean capaces de reproducir MP3, y han surgido decenas de dispositivos multifunción, capaces de grabar voz, reproducir audio, radio, etc. en el tamaño de un mechero. Todo esto permite suponer que la tecnología de compresión de audio no puede sino seguir avanzando.
A pesar de que el intento de imponer un formato llamado MP3Pro, que era capaz de brindar la misma calidad de sonido en ficheros mas pequeños fracaso, en parte debido a que los usuarios en promedio disponen de mayor ancho de banda para intercambiar archivos y a que se prioriza la calidad de sonido.
Las compañías discográficas, que en un principio no apoyaron el formato, han comenzado tímidamente a poner en línea sus catálogos, y es posible comprar el derecho a descargar legalmente nuestras canciones favoritas. Seguramente, en los próximos años la mayoría de la música se venderá de esta manera.
Resulta evidente que MP3 ha llegado para quedarse
