
Achtergrond
Wat is eigenlijk 8-bit geluid?
van David Lee
De kwaliteit van MP3's hangt voornamelijk af van de bitsnelheid. Maar ook de software die je gebruikt speelt een rol. En die is in de loop der tijd verbeterd. Ik heb encoders uit het vorige millennium uitgeprobeerd en vergeleken met de kwaliteit die nu beschikbaar is.
Veel mensen vormen één keer een mening over iets en veranderen die nooit meer. Hier is een van die meningen: als je MP3 niet kunt onderscheiden van ongecomprimeerde muziek, is er iets mis met je oren.
Dit is natuurlijk niet waar. Tenminste niet in zulke algemene termen. MP3 is niet gelijk aan MP3. Ten eerste hangt het af van de gebruikte bitsnelheid. Bij de hoogste kwaliteit van 320 kilobit per seconde (kBit/s) wordt MP3 als transparant beschouwd. Dit betekent dat er geen hoorbaar verschil is met het ongecomprimeerde origineel. Blinde tests hebben dit jaren, zo niet decennia geleden al bewezen. Gek genoeg is het eigenlijk andersom. Alleen slechthorenden kunnen een verschil horen in de hoogste MP3 kwaliteit.
Waar komt de overtuiging vandaan dat MP3 over het algemeen akoestisch aanstootgevend is? Ik denk dat het zijn oorsprong vindt in het vorige millennium. Ik herinner me dat mijn eerste ervaring met MP3 negatief was. Dat kwam waarschijnlijk door de lage bitsnelheden die toen gangbaar waren. 128 kBit/s was de top. En dat is al in het kritische bereik. Alles daaronder klinkt duidelijk anders dan ongecomprimeerde muziek.
Het interessante is dat er ook MP3's waren die verschrikkelijk klonken bij 128 kBit/s. Dit zou kunnen komen doordat MP3 encoders van mindere kwaliteit waren. Deze combinatie heeft waarschijnlijk de slechte reputatie van MP3 voor altijd bezegeld.
Om uit te vinden of mijn aanname klopt, wil ik een MP3 maken met zowel een oude als een nieuwe encoder en de twee dan vergelijken. Mijn nieuwe encoder is een huidige versie van LAME. Dat is al heel lang de standaard en wordt beschouwd als hoge kwaliteit.
Als voor de oude encoder, moet ik kijken of ik er zelfs maar een aan de praat kan krijgen. Ik gebruik een Mac en Apple heeft het niet zo op achterwaartse compatibiliteit. Na een paar mislukte software-installaties haal ik mijn geriatrische Powerbook uit 2002 uit de kelder en gebruik hem om MP3-bestanden te maken met iTunes. Zoals alles op dit apparaat duurt dit een eeuwigheid.
Een vrouwenstem zegt "Encoded by N2MP3" aan het begin van elk nummer dat iTunes maakt. Dit moet de naam zijn van de encoder die mijn oude iTunes gebruikt.
Het blijkt dat 2002 al te actueel moet zijn. Ik kan tenminste geen duidelijk kwaliteitsverschil ontdekken met wat de nieuwe encoder produceert. Die staat op 128 kBit/s, ik kan geen lagere kwaliteit selecteren.
Volgende kijk ik naar Windows software - Windows draait immers op mijn M1 Mac. Al snel kom ik een interessant onderwerp tegen voor mijn experiment: AudioCatalyst 2.1. Deze CD-ripper komt uit 1999, maar draait nog steeds op Windows 11. Het gebruikt de MP3 encoder Xing en is perfect voor wat ik van plan ben. Waarom? Omdat Xing wordt beschouwd als zeer snel, maar ook als onbevredigend (link in het Duits) in termen van kwaliteit.
Of je verschil hoort, hangt ook af van de muziek. Ik hoor kwaliteitsverlies het beste in de hoge frequenties die worden geproduceerd door drums en percussie. Of als er grote volumeverschillen zijn in een track. Voor deze test gebruik ik vijf stukken die pop, rock, funk, jazz en klassieke muziek omvatten.
Tot mijn verbazing genereert Xing behoorlijk goede MP3-bestanden bij 128 kBit/s. Ik kan ze niet betrouwbaar onderscheiden van de bestanden die LAME produceert. In een blinde test heb ik gelijk over de rock en funk tracks, ongelijk over de klassieke track en ik hoor gewoon geen verschil met de jazz track.
Volgende verlaag ik de kwaliteit naar 64 kBit/s. Niemand wil naar MP3's luisteren in deze kwaliteit, ongeacht welke software het heeft gemaakt. Maar zo kan ik tenminste verschillen horen tussen de resultaten van de encoders. En ja, in dit tempo kan ik ze duidelijk aanwijzen. De bestanden van de Xing encoder klinken consistent gedempt - Xing knipt gewoon de hoge frequenties eruit bij 64 kBit/s om gegevens te besparen. De nieuwe encoder heeft een aantal hoge frequenties behouden. Niet dat dit altijd beter klinkt. Er moet elders in de gegevens worden gesneden om het te redden met de extreem lage bitsnelheid. Als gevolg daarvan zijn de typische MP3 artefacten beter hoorbaar.
De verschillen zijn zo overduidelijk dat ik ze je zelfs kan laten zien in een YouTube video - ondanks dat YouTube de audio weer comprimeert. De artefacten zijn bijzonder opvallend in een MP3 die ik heb geëxporteerd vanuit de GarageBand software.
Dit is dus duidelijk: zelfs met dezelfde bitsnelheid en hetzelfde originele bestand klinken niet alle MP3's hetzelfde. Het hangt af van de encoder. Dingen worden echter pas echt hoorbaar bij zeer lage bitsnelheden.
Maar dit geeft geen antwoord op de oorspronkelijke vraag. Waarom klonken oude MP3's zo waardeloos? Ik heb een paar oude U2 tracks van "onofficiële distributiekanalen" die gecodeerd zijn op 128 kbps. Om auteursrechtelijke redenen kan ik ze je niet laten horen, maar ik zweer bij mijn slakkenhuis: ze klinken verschrikkelijk! Welke encoder denk je dat gebruikt is om ze te maken?
De commandoregel-tool mp3guessenc analyseert MP3-bestanden om daar achter te komen. Hoe betrouwbaar is het? Geen idee. Maar ik zal het toch proberen.
Voor de U2-tracks in kwestie geeft mp3guessenc Xing (oud) aan als encoder. Voor de bestanden die ik met AudioCatlyst 2.1 heb gemaakt, zegt mp3guessenc Xing (nieuw).
1999 wordt eigenlijk als nieuw beschouwd door Xing. De software is vanaf 1995 ontwikkeld en in 1999 verkocht aan RealNetworks. Dit betekent dat er maar één ding voor is. Ik heb een encoder nodig die nog ouder is voor mijn onderzoek.
Dus ik download Xing encoder 3.0 uit 1997. Het is een klein, 83 KB commandoregeltool voor Windows. Nu kun je duidelijk verschillen horen. Het duidelijkst in het popnummer Look at This. De drums klinken over het hele nummer doffer in vergelijking met de MP3 die is gemaakt met de moderne encoder. Daarnaast ontbreekt het ook aan dynamiek. Erger nog, er is een enkele dropout.
Een MP3 met dezelfde bitsnelheid klinkt anders, afhankelijk van met welke encoder hij is gemaakt. Met een bitsnelheid van 128 kBit/s moet ik echter teruggaan tot 1997 om een encoder te vinden die bestanden genereert die duidelijk slechter klinken. Bij de geteste encoders uit 1999 en 2002 zijn de verschillen al zo minimaal dat ik ze in een blinde test niet duidelijk uit elkaar kan houden. Daarentegen zijn de verschillen bij 64 kBit/s over het algemeen zeer goed hoorbaar. In de praktijk heeft dit echter geen betekenis, want niemand luistert naar audio in zo'n slechte kwaliteit.
Je keuze voor een encoder kan een rol hebben gespeeld aan het begin van het MP3-tijdperk. En er kunnen verschillende verklaringen zijn voor de soms erbarmelijke kwaliteit van MP3-bestanden die beschikbaar zijn op netwerken voor het delen van bestanden. De bitsnelheden waren over het algemeen lager dan tegenwoordig. Bovendien werden MP3's niet altijd gemaakt van originele CD's. Ik sta erom bekend dat ik zelf CD's brand van MP3-bestanden. Als je MP3's van dit soort CD's ript, wordt een bestand dat al gecomprimeerd is, nog een keer gecomprimeerd. Hetzelfde geldt voor muziek die is opgenomen van internetradiostations.
Na deze test ben ik er nog steeds van overtuigd dat MP3 zijn slechte reputatie in de begindagen heeft gekregen. Maar de encoders waren toen waarschijnlijk een klein probleem.
Mijn belangstelling voor computers en schrijven leidde me relatief vroeg (2000) naar de technische journalistiek. Ik ben geïnteresseerd in hoe je technologie kunt gebruiken zonder gebruikt te worden. In mijn vrije tijd maak ik graag muziek waarbij ik mijn gemiddelde talent compenseer met een enorme passie.