La ciencia detrás del formato MP3

El popular formato de música digital MP3 es, aunque no lo creas, uno de los mejores inventos del siglo XX. Estamos acostumbrados a ver los nuevos formatos que se nos presentan como una mera mejora que depende del nacimiento de nuevas tecnologías de hardware más potentes, como si de un producto mercadológico se tratase, más en la realidad esto sucede al revés, el formato nace a partir de un continuo y arduo trabajo científico sobre como modelar la información de una señal, siendo este el caso del MP3, un formato que no solo se popularizo en internet por hacer posible descargar música gratis MP3 sino por que dio pie a una nueva visión sobre como se podía reconstruir una señal sin que esto significara tener que tener archivos poco prácticos por ser tan grandes.

FFTdiagram

Sin el diseño del formato de audio probablemente otros formatos de vídeo en alta definición jamás hubieran sido prácticos para salir al mercado, y es que en el campo de la ciencia del sonido hacia inicios de los 90s era conseguir encapsular el sonido en un formato sin que el mismo perdiera calidad. La imposibilidad técnica de esto radicaba en la compresión matemática sobre como comprender la modelización de señales a un nivel practico.

El desarrollo de la transformada rápida de Fourier fue clave en este avanza, ya que mientras que una transformada de Fourier normal nos permite analizar señales continuas que en el contexto matemático son fáciles por que al repetirse pueden eliminarse las señales intrascendentes en la investigación de la señal.

El algoritmo de FFT permite hacer esto, pero en señales de tipo discreto, es decir, el formato MP3 puede verse como un conjunto de suma de señales clave e inferencia de las mismas, algo así como

X + 5 + 4 = 20, ecuación que por inecuación podemos deducir con simple matemática de colegio que x = 11. El ejemplo anterior solo es para entender el concepto de FFT, que aplicado al sonido permite almacenar señales de audio con incógnitas que se deducen en el algoritmo, pero que no ocupan espacio y que por ende permiten crear un formato más ligero.

Entender la matemática de FFT es, por supuesto, mucho más complicado, más el concepto de modelizar una señal finita como si fuese continua permitió comprimir el tamaño del audio, que al ser corrido se desenvolvía sin perdida de calidad y con un tamaño mucho más pequeño.

Sin ello, no tendríamos al alcance plataformas como Netflix, Spotify, Youtube, mp3xd, entre otras, pues el peso haría ineficiente la reproducción, al punto de requerir una gran cantidad de velocidad de internet solo para poder visualizar decentemente una película.

Deja un comentario