MP3 – Vítězství matematiky

Jak kouzelná formulka MP3 mění poslech hudby. Každý si může své CD ušít na míru.

MP3 - Vítězství matematiky

Zní to jako mýtus z digitálních časů: výzkumník ve spolkové zemi Frankenland odvodí zázračný vzorec, ale nikoho to nezajímá. Zpřístupní svůj výsledek na internetu a tam američtí studenti rozpoznají jeho hodnotu. Myšlenka brzy pronikne na burzu. Vytvoří nové standardy a nový obor informačních technologií, z mladíčků udělá miliardáře a z garážových firem velký podnik. A vynálezce kouzelného vzorce? Ten se spokojí s proslulostí. Ohromující na této historii je to, že je pravdivá. Zázračný vzorec se jmenuje MP3. Zasvěcení jej znali už před dvěma lety. Příklad pro to, jak se ve věku internetu mohou prosadit chytré inovace. Dnes je v ekonomické části seriózních britských novin oceňován jako the hottest thing in cyberspace . Věc dokonce tak horká, že zkratka MP3 vytlačila slovo sex z prvního místa žebříčku pojmů, na které uživatelé internetu nejčastěji kliknou.

MP3 je zkrácení podrobnějšího MPEG Audio Layer-3. MPEG znamená Moving Pictures Expert Group, pracovní skupinu, která se původně snažila o mezinárodní videostandard. MP3 označuje postup, který datové soubory zvukových záznamů komprimuje na zlomek jejich původní velikosti, aniž se sníží subjektivně pociťovaná kvalita poslechu. Jednoduše řečeno: hudební kus je redukován na ty frekvenční rozsahy, které lidské ucho skutečně vnímá. „Ze začátku nám konkrétní oblast aplikace MP3 nebyla úplně jasná. Mysleli jsme na nové paměťové medium, které by mohlo možná nahradit audiokazetu,“ říká Karlheinz Brandenburg (45), matematik, elektrotechnik, pracovník Fraunhoferova ústavu pro integrované obvody v Erlangenu. Je vynálezcem MP3.


Dnes je jeho vývojový produkt de facto standardem sloužícím k přenosu hudby na internetu. Postup, který rozsáhlé zvukové soubory komprimuje na dvanáctinu jejich velikosti, takže mohou být šířeny úzkopásmovými kanály, a šetří tak kapacitu paměti. Používá se v digitálním rozhlase a v hudebních archivech, ale v domácích počítačích nalézá největší trh. Desítky milionů uživatelů internetu si stahují hudbu do svého počítače. Tendence: rychlý růst. Songy ze sítě se pak buď vypalují na CD – po kompresi pomocí MP3 se jich na jeden kotouč vejde 150 – a přehrávají v běžném komerčním discmanovi. Nebo se přímo ukládají na čip v MP3 přehrávači. Přístroje stojí 200 až 600 marek. Fanoušci joggingu mají MP3 přehrávače v oblibě, protože jsou lehké a otřesy neovlivňují kvalitu přehrávání. Na školních dvorech jsou již delší dobu předmětem vyznačujícím stavovou příslušnost.


MP3 se rozmohl během několika měsíců. “ Mohli jsme pěkně pozorovat exponenciální křivku,“ říká Karlheinz Brandenburg. „Můj doktorský otec, erlangenský profesor Dieter Seitzen, se už v polovině sedmdesátých let zabýval myšlenkou přenosu hudby po telefonních linkách.“ Představa, která se tehdy zdála zcela scestná. Toto stanovisko zaujal i patentový úřad. Roky váhal myšlenku patentově chránit. Profesor Seitzen hledal mladého schopného vědce, který by lidem z patentového úřadu dovedl spočítat, že to funguje; našel Karlheinze Brandenburga. „Zkoumal jsem, co je při jaké bitové rychlosti možné, a byl jsem zpočátku nanejvýš skeptický. Začátkem roku 1986 mi stále ještě nebylo známo, že pracujeme na revoluci,“ říká.

MP3 - Vítězství matematiky

Nahrávky pro studenty gratis


Systém se ukázal nanejvýš složitý. Velké týmy se roky namáhaly vyřešit obtížný úkol. Pak došlo k průlomu. Roku 1989 se objevila disertace Příspěvek k postupu a stanovení kvality vysoce hodnotného kódování hudby – práce, které nebylo souzeno, aby na ni v archivu usedal prach. „Nejprve jsem měl jenom tušení, že jsme našli postup, který by jednou mohl sloužit milionům uživatelů. Potom bylo rázem jasno: vynalezli jsme techniku budoucnosti.“ Na otázku, proč se svým vzorcem nedosáhl pohádkového bohatství, odpovídá Karlheinz Brandenburg uvolněně: „Před deseti lety bylo velmi obtížné získat pro něco takového finanční podporu. Postup se zdál extrémně složitý, byly mu na trhu dávány malé šance. Všechny velké firmy byly skeptické a řekly nakonec: nás to nezajímá.“


Když se v polovině devadesátých let stala World Wide Web masovým prostředkem a PC byly stále rychlejší, dali erlangenští vědci svůj vynález do sítě. Vyvolali lavinu. Nejdříve to bylo jen zemětřesení v podloží. Mezi americkými studenty byl MP3 Źpokládán za supercool. Každý, kdo si koupil CD, kódoval je v MP3 a uložil výsledek na univerzitní server. Byla to otázka cti. Tak rychle vznikla zásobárna nahrávek – pro studenty gratis. To šetřilo peníze a kromě toho působilo podvratně, protože to bylo nějak proti systému, podobně jako jízda načerno.


Brzo se podivovali i vedoucí prodejen CD v Německu nad zvláštním jevem: víc a víc se kradly obaly, o CD se mladí lidé nezajímali. Protože nahrávky měli pomocí MP3 na internetu. Průmyslu došlo příliš pozdě, co se děje. Pirátství školních dvorů bylo ostře kritizováno jako „decentralisticky organizované odvětví hospodářské kriminality“. A Karlheinz Brandenburg se nevyhnul dotazům: „Víte vůbec, že ničíte hudební průmysl?“ Jeho odpověď: „Neničíme ho. Pouze ho měníme.“


Nebylo to poprvé, co odvětví spustilo smuteční pochod. Již v sedmdesátých letech, když se rozmohly hudební kazety, koncerny malovaly čerta na zeď. V USA tiskly na vnitřní obaly desek varovný pokyn Home taping is killing music. Efekt byl opačný. Konzum hudby vzrostl, obrat také – koneckonců byla zapotřebí surovina, kazety pro nahrávání.


CD přinesl v osmdesátých letech další boom. S digitální technikou se ovšem objevila možnost kopírování bez ztráty kvality. Naději 90. let, MP3, brzdily etablované koncerny. Obři z branže se pokoušeli běh věcí zastavit. Právními prostředky (většinou marně) nebo stále znovu ohlašovanými, ale dodnes neuskutečněnými technikami kódování a systémy řízení přístupu. Dnes je podle údajů Recording Industry Association of America (RIAA) na síti přístupno 30 000 webových stránek ilegální hudby; v počítačovém prostoru zvučí asi 200 000 titulů. Pokusy vybrat pomocí digitálních detektivů sklady kořisti se podobají závodu mezi zajícem a ježkem.


Karlheinz Brandenburg není rebelem. „Stále jsme se pokoušeli brát ohled na požadavky hudebního průmyslu.“ Spolupráci nabídl i RIAA. „Ve Fraunhoferově ústavu vypracováváme know-how a předáváme je firmám. Sami jsme odkázáni na účinnou ochranu duševního bohatství. Stojíme zcela jasně na straně hudebního průmyslu. A v žádném případě na straně pirátů.“ Již pět let pracuje výzkum v Erlangenu na postupu kódování. Music on Demand, prodejní systém německého Telekomu, pracuje se systémem ochrany proti kopírování vyvinutým ve Fraunhoferově ústavu. Hudební vydavatelství nabízejí prostřednictvím této platformy asi 50 000 songů za cenu maximálně pět marek za kus; platí se v rámci účtu za telefon.


MP3 vede k novému rozdělení moci. „Což nemusí znamenat,“ slovy Karlheinze Brandenburga, „že etablované podniky vydělávají méně.“ Vedle MP3 se prosadí jiné systémy, chráněné proti kopírování. Současné tituly z hitparády se nabízejí v síti za úplatu. Vedle toho existuje široká nabídka částečně chráněných, částečně volných kusů. Poskytovatelé internetu jako amazon.com nebo CDNow dávají darem jednotlivé songy jako soubory MP3, aby pomohly odpovídajícím CD. Ukázalo se, že poslechové vzorky poskytované gratis mohou oživit prodej.

Hudba na burze


Možnosti, které nabízí internet jako „obchod s deskami“, jsou mnohotvárné. Každý si své CD může ušít na míru, zcela podle vlastní chuti. Nikdo se již nemusí zlobit, že se mu část hudby na novém CD nelíbí. Obava, že internet vytlačí obchod v malém, se zdá nepodložená.


Mladí hudebníci a producentský dorost vidí v MP3 šanci. Třeba MP3.com, podnik Američana Michaela Robertsona, dává do sítě hudbu většinou neznámých skupin k bezplatnému stažení. Umělci vydělávají teprve tehdy, když je objednán CD – pak ale 50 procent prodejní ceny, místo obvyklých 10 až 15 procent. Přede dvěma lety začínal MP3.com s deseti skupinami. Nyní lze na webové stránce najít 18 000 hudebníků a 100 000 titulů. Jsou registrovány čtyři miliony uživatelů. Existuje dobrý důvod, proč skupiny tam zastoupené nikdy nedostaly žádnou smlouvu na nahrávku, posmívají se mnozí. Jiní opakovaně kliknou a pro zábavu a se zvědavostí procházejí nabídkou. Je to ostatně jako při hledání zlata: mezi tunami oblázků se jen tu a tam zablyští nuggety. A jako při správné zlaté horečce platí i zde: zbohatnou především ti, kteří prodávají lopaty a síta.


Například Michael Robertson. Loni v létě šel tehdy 33letý muž s MP3.com na burzu. Kurs okamžitě vylétl z 28 na více než 100 dolarů, šest týdnů po vstupu na burzu měl podnik hodnotu 4,6 miliardy marek. MP3 vyvolal zakladatelskou horečku a i kursy jiných start-ups šly nahoru. I giganti hudební branže přehodili kormidlo a účastní se ve firmách prodávajících hudbu on-line nebo sami nějaké založili. Počet prodejů v hudebním obchodě prostřednictvím internetu se v USA v posledních třech letech zvýšil desetkrát (na 327 milionů dolarů), roku 2003 má být překročeno 2,5 miliardy dolarů.


MP3 vytvořil nový trh a otevřel nový sektor informačních technologií: první přehrávač, Diamond Rio, byl již koupen milionkrát. Loni přišli na německý trh tradiční výrobci jako Grundig s vlastními MP3 přehrávači. Easy PC od Siemens/Fujitsu je nabízen s předinstalovaným MP3 přehrávačem. Samsung vyvíjí mobilní telefon, který se pomocí MP3 dá použít jako walkman. Britská firma Empeg nabízí stereozařízení do auta, které – s úsporou místa a odolností vůči otřesům – používají MP3.


Karlheinz Brandenburg přehlíží z Erlangenu triumfální tažení své myšlenky. Nezávidí jiným komerční úspěch. Je vědec. A výrobci oněch dekodérových čipů, které převádějí komprimovaná data opět na hudbu, platí jeho ústavu licenční poplatky. Konkrétní čísla neuvádí, ale s hrdostí upozorňuje: U nás pracuje již 45 lidí v oblasti audiokódování. Je to největší skupina na světě. Všechno dobří odborníci, které můžeme zaplatit.A stále znovu hledáme špičkové pracovníky.“ Karlheinz Brandenburg byl povolán na místo profesora Technické univerzity Ilmenau. Tam vytváří pracovní skupinu Technologie elektronických médií. Zárodečnou buňku pro výzkum špičkových technologií, která se má postupně vyvinout v nový Fraunhoferův ústav.


Tak pendluje mezi Erlangenem a Ilmenau sem a tam. Poslouchá při tom hudbu z MP3 přehrávače? „Ne, soukromě nemám žádný přehrávač. Přenos z počítače mi trvá příliš dlouho.“ Čas využívá raději k tomu, aby MP3 dále vyvíjel. S lepší kvalitou, delší hrací dobou a s možností nasadit vícekanálovou techniku; zvukové studio jako kompaktní přístroj na cesty. Navíc přemýšlí o tom, jak by se archiv s desetitisíci hudebními nahrávkami mohl automaticky organizovat, například podle znaků jednotlivých stylů. Vyvíjí inteligentní stereozařízení, které samostatně proměří prostor, v němž je umístěno; pomocí boxů vytváří pak zvukové pole, které je dokonale přizpůsobeno okolí. Zní to dobře. Z Erlangenu a Ilmenau ještě mnoho uslyšíme.

Stroj na myšlenky

Fraunhoferova společnost: každý pracovní den tak dva vynálezy.


MP3 byl v podstatě vyvinut ve Fraunhoferově ústavu pro integrované obvody (IIS-A) v Erlangenu. Ústav je jedním ze 47 výzkumných zařízení, která provozuje Fraunhoferova společnost v různých lokalitách ve všech spolkových zemích. S více než devíti tisíci pracovníků, převážně s vědci a inženýry, je společnost pokládána za vedoucí organizaci aplikovaného výzkumu v Německu.


Byla založena roku 1949 v Mnichově, aby spojila síly pro nový poválečný ekonomický start. Dnes ústavy vyvíjejí na zakázku podniků nebo veřejných institucí produkty a postupy až do stadia praktické použitelnosti. Přitom se může jednat o nové techniky povrchových úprav, dopravní vodicí systémy budoucnosti, o robota, který šplhá po fasádách budov, o úpravny vody poháněné solární energií pro jižní oblasti nebo o využití hliníku při stavbě kolejových vozidel. Ve statistickém průměru udělají vědci společnosti denně tak dva vynálezy. Podle údajů společnosti je z toho asi 70 procent ekonomicky atraktivních a stávají se předmětem právní ochrany. Jen při vývoji MP3 bylo uděleno 30 patentů, na více než polovině z nich pracoval Karlheinz Brandenburg. V roce 1998 (nejnovější údaj) si dala Fraunhoferova společnost patentovat 417 vynálezů, a tím se poprvé dostala mezi horní dvacítku mezinárodních přihlašovatelů ochranných práv s působností v Německu. V poslední době se pracovníci Fraunhoferových ústavů stále častěji se svými vynálezy osamostatňují a zakládají vlastní podniky. Společnost to podporuje, protože se tak rychle a efektivně přenáší know-how z vědy do průmyslu. V budoucnu chce Fraunhoferova společnost úzce spolupracovat s podniky využívajícími rizikový kapitál; částkou deset milionů marek budou podporovány začínající firmy, nejdříve v oblasti telematiky a grafického zpracování dat.

Fred Langer
AUDI magazín 2/2000

Související články

Autoperiskop.cz  – Výjimečný pohled na auta - Za 40 sekund zjistíte, jak se vyrábí nová CUPRA Formentorhttp://www.youtube.com/watch?v=pV2BkrWPMhY/hqdefault.jpg">

Za 40 sekund zjistíte, jak se vyrábí...

Na montážní lince výrobního závodu Martorell se něco změnilo: Poprvé se na ní objevují nové světlomety Matrix LED s charakteristickým světelným designem, který připomíná oči s motivem...

Autoperiskop.cz  – Výjimečný pohled na auta - Co dělat po dopravní nehodě/hqdefault.jpg">

Co dělat po dopravní nehodě

Abyste jakoukoli dopravní nehodu mohli řešit s klidnou hlavou, je dobré vědět, jak v takových chvílích správně postupovat, případně kdy je nutné volat policii a jak správně komunikovat...

Autoperiskop.cz  – Výjimečný pohled na auta - Naváže Štajf ve Španělsku na domácí úspěch?

Naváže Štajf ve Španělsku na domácí...

Evropský šampionát automobilových soutěží historických vozů se z České republiky přestěhuje o nadcházejícím víkendu do slunného Španělska. V jubilejním 15. ročníku Historic Rally of...

Autoperiskop.cz  – Výjimečný pohled na auta - ROLLS-ROYCE Představuje Cullinan Series II a Cullinan Series II Black Badge

ROLLS-ROYCE Představuje Cullinan Series...

Rolls-Royce Motor Cars přestavil novou podobu nejluxusnějšího SUV na světě Cullinan Series II a jeho temného alter ega Cullinan Series II Black Badge.   Původní Cullinan, představený v roce...

Autoperiskop.cz  – Výjimečný pohled na auta - Světová premiéra modelu Nová California: Nejinovativnější kempink car všech dob

Světová premiéra modelu Nová...

California je ikonou v segmentu kempovacích vozů. Volkswagen Užitkové vozy nyní ve světové premiéře představuje zcela nově vyvinutou generaci bestselleru, jehož bylo vyrobeno již více než...