Darwin e o Mp3

Pode parecer loucura, mas a chave para o sucesso do Mp3 está na solução natural: E a capacidade do nosso ouvido em remover sons desnecessários.

O alemão Eberhard Zwicker, falecido em 1990, foi um cientistas não tão conhecido, mas que trabalhou diretamente no assunto em questão: Ele e seu pupilo Dieter Seitzer colaboraram em um estudo distante entre a biologia, psicologia e a física: a psicoacústica.

Entretanto, Zwicker morreu praticamente anônimo: seu artigo na Wikipedia inglesa é curtíssimo. O artigo em alemão lhe dedicou meia dúzia de parágrafos. Formado em física e em engenharia elétrica, foi professor da Universidade Técnica de Munique em 1967. A psicoacústica, seu maior trabalho, funcionava em torno de uma típica constatação darwinista: o ouvido humano não é um microfone perfeitamente calibrado, que trata todas as frequências da mesma forma: Ele é um órgão adaptativo, moldado pela seleção natural para facilitar tarefas úteis, a fim de garantir sobrevivência de nossos antepassados. Isso significava melhores maneiras de entender as linguagens ou perceber a aproximação de predadores.

Mas, afinal, o que os anos de história dos tímpanos do Homo sapiens tem a ver com o formato .mp3 e da música ilegal?

Desse jeito: uma música que estás salva em .mp3 ocupa menos de 1/10 do espaço do que a mesma música dentro de um CD. Isso significa que ela tem dez vezes menos bits que a mesma sequência de sons de um CD – e precisa ser salva usando dez vezes menos informação. Esses bits a menos precisam ser tirados de algum lugar – mais precisamente, de um lugar em que eles não façam falta. E como saber isso? Com o trabalho de Zwicker – mais precisamente, em um calhamaço alemão impenetrável intitulado Das Ohr als Nachrichtenempfänger (em português, “O ouvido como receptor de mensagens”).

Zwicker entendeu algumas coisas essenciais sobre a maneira como o cérebro processa o mundo dos sons. Uma delas é que ele dedica boa parte da atenção às frequências que estão dentro do alcance da voz humana. Sem surpresas: o ouvido, na pré-história, era usado principalmente para compreender a fala de outras pessoas. Não valia a pena desperdiçar muitos neurônios para pegar as nuances do canto agudo dos pássaros ou da vibração grave de um abalo sísmico.

Isso tem uma consequência importante: se você dedicar menos bits aos extremos da gravação – os sons mais graves e mais agudos –, seu ouvido não vai notar que a qualidade caiu. Só o mais criterioso dos audiófilos vai perceber que há menos informação sonora ali. Essa é uma das frentes de atuação do .mp3: cortar pelas beiradas.

Outra coisa que seu cérebro faz é ignorar sons discretos que vêm um pouco antes e um pouco depois de algum evento sonoro muito intenso. Na música, isso significa que você pode tirar muitos bits dos outros instrumentos quando o baterista, por exemplo, dá uma cacetada no prato. Não importa: naquele momento, a única coisa que interessa é o prato. O resto fica ofuscado. Graças a essa manipulação de dados inteligente – as duas técnicas acima são só exemplos, mas há muitas outras maneiras de economizar bits –, só fãs de música muito exigentes são capazes de perceber a diferença de qualidade entre uma gravação original, de CD ou LP, e uma compactada em .mp3.

Zwicker era um teórico: foi seu aluno, Seitzer, que viu o potencial prático dos estudos evolutivos da audição. Depois que Seitzer já havia superado seu mestre e alcançado um cargo acadêmico razoável, ele pegou um de seus alunos – um CDF inacreditável chamado Karlheinz Brandenburg – e botou o gênio para transformar as descobertas sobre ouvido em um algoritmo que se aplicasse a qualquer música. Um conjunto de operações matemáticas capaz de comprimir qualquer som em um espaço dez vezes menor do que ele ocupava originalmente. Assim nasceu o .mp3.

Truques adicionais entraram em campo neste ponto, como algo chamado “algoritmo de Huffman”, que os mais interessados podem entender aqui. É um estudo complexo, com  décadas de experimentos com cobaias que Brandenburg organizou até chegar ao código perfeito, à compactação mais imperceptível.

Mas a moral da história é compreender o quanto a ciência se aplica ao cotidiano. Da mesma maneira que seu celular resolve equações de Einstein para calcular sua posição geográfica com o GPS, a indústria musical do século 21 não existiria se não fosse a semente plantada por Charles Darwin: tudo no seu corpo é da maneira que é por um motivo. E conhecendo melhor esses motivos, podemos encontrar soluções para muitas questões do presente.

Fonte: SuperInteressante

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