Muzika iš debesų tiesiai į ausis
Prisimenu laikus, kai norėdamas pasiklausyti muzikos turėdavai nusipirkti CD ar kasetę. Vėliau atsirado galimybė atsisiųsti dainas į kompiuterį ar MP3 grotuvą. Dabar tiesiog atidarai Spotify programėlę ir gali klausytis bet ko – nuo 1960-ųjų roko klasikos iki šiandienos hitų. Bet kaip visa tai veikia? Kaip milijonai dainų keliauja per internetą tiesiai į tavo ausines per kelias sekundes?
Spotify veikia pagal srautinio perdavimo (streaming) principą. Tai reiškia, kad muzika nėra iš karto atsisiunčiama į tavo įrenginį – ji perduodama nedideliais gabalėliais realiu laiku. Įsivaizduok vandens čiaupą: kai jį atsuki, vanduo teka nuolat, bet visas vandentiekio vanduo neatsiranda tavo vonios kambaryje iš karto. Panašiai veikia ir Spotify – muzika “teka” į tavo telefoną ar kompiuterį tik tiek, kiek reikia, kad ji sklandžiai grotų.
Serveriai pilni muzikos
Viskas prasideda nuo milžiniškų kompiuterių, vadinamų serveriais, kurie stovi specialiuose duomenų centruose visame pasaulyje. Šiuose serveriuose saugoma daugiau nei 100 milijonų dainų – tai neįtikėtinas kiekis informacijos. Jei visą šią muziką bandytum sutalpinti į savo telefoną, prireiktų šimtų tūkstančių gigabaitų vietos.
Spotify turi duomenų centrus įvairiose pasaulio vietose – Europoje, Šiaurės Amerikoje, Azijoje. Tai daroma ne veltui. Kai Lietuvoje gyvenantis žmogus nori pasiklausyti dainos, jam duomenys siunčiami iš artimiausio serverio, greičiausiai esančio Europoje. Taip muzika pasiekia klausytoją daug greičiau, nei jei turėtų keliauti iš kito žemyno.
Kiekviena daina serveriuose saugoma keliose skirtingose kokybėse. Yra žemos kokybės versijos (apie 24 kbps), normalios (96 kbps), aukštos (160 kbps) ir labai aukštos (320 kbps) kokybės versijos. Nemokamos paskyros vartotojai gauna žemesnės kokybės srautą, o Premium prenumeratoriai – aukščiausios kokybės.
Kai paspaudžiame “Play” mygtuką
Dabar įdomiausia dalis. Kai paieškoje surandi norimą dainą ir paspaudžiaki “Play”, tavo įrenginys išsiunčia užklausą į Spotify serverius. Ši užklausa keliauja per internetą – per WiFi maršrutizatorių arba mobiliojo ryšio bokštą – ir pasiekia artimiausią Spotify duomenų centrą.
Serveris gauna tavo užklausą ir pradeda siųsti dainos duomenis atgal į tavo įrenginį. Bet ne visą dainą iš karto! Spotify naudoja protingą sistemą, vadinamą buferiniu kaupimu. Tai reiškia, kad į tavo telefoną ar kompiuterį pirmiausia atsisiunčiama tik kelių sekundžių dainos dalis. Kol klausaisi šių pirmųjų sekundžių, fone jau kraunasi kita dalis. Taip procesas vyksta nepertraukiamai.
Paprastai Spotify bando iš anksto užkrauti maždaug 20-30 sekundžių muzikos. Todėl net jei interneto ryšys trumpam sutrinka, daina toliau groja be pertraukų. Tai kaip turėti nedidelį atsarginį rezervuarą – kol viena dalis groja, kita jau laukia eilėje.
Kodavimo ir suspaudimo magija
Muzikos failai yra dideli. Nekompresijos CD kokybės daina gali užimti 30-50 megabaitų. Jei kiekvieną kartą reikėtų perduoti tokius didelius failus, internetas tiesiog nesugebėtų. Todėl Spotify naudoja specialius suspaudimo būdus.
Populiariausias iš jų – Ogg Vorbis formatas. Tai garso suspaudimo technologija, kuri sumažina failo dydį maždaug 10 kartų, bet išlaiko gana gerą kokybę. Kaip tai veikia? Algoritmas pašalina tuos garso dažnius, kurių žmogaus ausis paprastai negirdi arba girdi labai silpnai. Tai panašu į tai, kaip JPEG suspaudžia nuotraukas – pašalina tai, ko akis vis tiek nepastebės.
Naujesnėse Spotify versijose pradedamas naudoti ir AAC kodavimas, ypač iOS įrenginiuose, nes Apple produktai šį formatą palaiko geriau. Premium HiFi planuose (kurie dar ne visur prieinami) žadama naudoti net FLAC formatą – tai beveik nekompresijos kokybė, skirta tikrai reikliems audiofiliams.
Adaptyvus bitų srautas – protinga sistema
Viena įdomiausių Spotify funkcijų yra gebėjimas prisitaikyti prie tavo interneto greičio. Jei turi greitą WiFi ryšį, gausi aukščiausios kokybės srautą. Bet jei esi traukinyje ar autobuse, kur mobiliojo ryšio signalas silpnas, Spotify automatiškai sumažins kokybę, kad muzika grotų sklandžiai.
Ši sistema veikia realiu laiku ir nuolat stebi, kaip greitai duomenys pasiekia tavo įrenginį. Jei pastebi, kad ryšys lėtėja, ji per kelias sekundes perjungia į žemesnės kokybės versiją. Kai ryšys vėl pagerėja, kokybė automatiškai pakyla. Dažniausiai šio perėjimo net nepastebėsi – sistema dirba labai sklandžiai.
Galite patys kontroliuoti šį procesą nustatymuose. Yra galimybė pasirinkti “Automatinį” režimą (rekomenduojama), “Tausojantį duomenis” (visada žema kokybė, taupo mobilųjį internetą) arba “Aukštą kokybę” (visada geriausia, bet sunaudoja daug duomenų).
Kas vyksta tavo įrenginyje
Kai muzikos duomenys pasiekia tavo telefoną ar kompiuterį, Spotify programėlė atlieka kelis svarbius darbus. Pirma, ji iššifruoja gautus duomenis – taip, Spotify naudoja šifravimą, kad niekas negalėtų “pagrobti” muzikos srautą ir neteisėtai ją platinti.
Tada programėlė dekompresijos procesą – išpakuoja suspaudustą Ogg Vorbis ar AAC failą į garso signalą, kurį gali suprasti tavo įrenginio garso sistema. Šis signalas siunčiamas į garso procesorių (DAC – skaitmeninio į analoginį keitiklį), kuris paverčia skaitmeninius duomenis į tikrus garso bangų svyravimus.
Galiausiai šie svyravimai keliauja į garsiakalbius ar ausines. Visas šis procesas – nuo serverio iki tavo ausų – vyksta per mažiau nei sekundę. Kai pagalvoji apie tai, kiek sudėtingų operacijų įvyksta, tikrai įspūdinga!
Atsisiuntimas neprisijungus – kitoks principas
Spotify Premium vartotojai turi puikią galimybę atsisiųsti dainas ir klausytis jų be interneto ryšio. Bet čia yra vienas niuansas – net ir atsisiųstos dainos lieka apsaugotos. Negalite jų rasti kaip paprastų MP3 failų savo telefone ir nukopijuoti kitur.
Kai atsisiunčiate dainą, ji išsaugoma specialiu šifruotu formatu tik Spotify programėlėje. Kas 30 dienų programėlė turi prisijungti prie interneto ir “patikrinti” jūsų prenumeratą. Jei prenumerata nebegalioja, atsisiųstos dainos nustos groti. Tai apsaugo muzikos kūrėjų teises, bet leidžia jums mėgautis muzika lėktuve, miške ar bet kur kitur be interneto.
Praktiškas patarimas: jei planuojate kelionę, kur nebus interneto, atsisiųskite norimus albumus ar grojaraščius bent kelias valandas prieš išvykdami. Taip pat įsitikinkite, kad per paskutines 30 dienų bent kartą prisijungėte su internetu – kitaip atsisiųsta muzika gali neveikti.
Kodėl kartais muzika “stringa”
Turbūt visi esame patyrę tą nemalonų momentą, kai daina staiga sustoja, o programėlė rodo kraunančią piktogramą. Kodėl taip nutinka? Dažniausiai kaltas interneto ryšys. Jei ryšys per lėtas arba nutrūksta, buferinis kaupimas nesuspėja užkrauti kitos muzikos dalies, ir grotuvas sustoja.
Kitos galimos priežastys: serverio problemos (nors tai reta), per daug programų veikia jūsų telefone vienu metu (trūksta operatyviosios atminties), arba Spotify programėlė seniai neatnaujinta ir turi klaidų.
Keletas patarimų, kaip išvengti problemų:
– Jei naudojate mobilųjį internetą, perjunkite į žemesnės kokybės nustatymą (Nustatymai > Muzikos kokybė)
– Uždarykite kitas programas, kurios naudoja internetą fone
– Reguliariai atnaujinkite Spotify programėlę
– Jei esate vietoje su prastu ryšiu, geriau atsisiųskite muzikos iš anksto
– Išvalykite programėlės talpyklą (cache), jei ji užima per daug vietos
Kai muzika keliauja per orą ir laidus
Įdomu pagalvoti apie fizinį muzikos kelią. Kai klausotės Spotify per WiFi namuose, duomenys keliauja iš serverio per pluoštinį kabelį (jei turite tokį internetą) arba varinį telefonų liniją, tada į jūsų maršrutizatorių, iš jo – belaidžiu ryšiu į telefoną, ir galiausiai – Bluetooth ryšiu į bevielius ausines. Kiekviename etape duomenys keičia formą ir kelionės būdą.
Mobiliojo ryšio atveju kelias dar įdomesnis. Duomenys iš serverio keliauja per internetą iki mobiliojo operatoriaus tinklo, tada – radijo bangomis į artimiausią bazinę stotį (tą bokštą su antenomis), iš jos – vėl radijo bangomis į jūsų telefoną. Viskas vyksta šviesos greičiu, nors fizinis atstumas gali būti šimtai kilometrų.
Bluetooth ausines muzika pasiekia 2.4 GHz dažnio radijo bangomis. Įdomu, kad čia vyksta dar vienas suspaudimas – Bluetooth turi savo kodavimo metodus (SBC, AAC, aptX, LDAC), kurie dar kartą suspaudžia jau Spotify suspaudustą garsą. Todėl bevielių ausinių kokybė priklauso ne tik nuo Spotify nustatymų, bet ir nuo Bluetooth kodeko.
Kaip visa tai veikia kartu ir kodėl tai svarbu
Spotify muzikos srautas – tai sudėtinga sistema, kurioje dirba kartu serveriai, interneto infrastruktūra, protingi algoritmai ir jūsų įrenginys. Kiekviena grandis turi veikti sklandžiai, kad galėtumėte mėgautis muzika be pertraukų.
Technologija nuolat tobulėja. Spotify eksperimentuoja su dirbtinio intelekto pagalba kuriamais grojaraščiais, geresniu garso kodavimu, spartesniu kaupimu. Kai kuriose šalyse jau testuojamas HiFi planas su beveik CD kokybės garsu. Ateityje galbūt sulaugsime net erdvinio (spatial audio) garso, kuris sukurs įspūdį, kad muzikantai groja jūsų kambaryje.
Supratimas, kaip veikia Spotify, padeda geriau juo naudotis. Žinodami, kad kokybė prisitaiko prie interneto greičio, galite sąmoningai pasirinkti nustatymus. Suprasdami buferinio kaupimo principą, žinosite, kodėl verta palaukti kelias sekundes prieš pradedant klausytis, ypač su lėtu ryšiu. O žinojimas apie atsisiuntimo funkciją gali išgelbėti jūsų kelionę ar treniruotę vietoje be interneto.
Galiausiai, visa ši technologija egzistuoja dėl vieno paprasto tikslo – kad galėtume klausytis mėgstamos muzikos bet kada ir bet kur. Ir nors už kulisų vyksta neįtikėtinai sudėtingi procesai, mums, vartotojams, viskas atrodo paprasta: paspaudei mygtuką – ir muzika groja. Būtent taip ir turėtų veikti gera technologija – nepastebimai, bet patikimai.