MP3 to dzisiaj bardzo popularny temat. Zanim przejdę do właściwej części czyli opisu encodera LAME przedstawię kilka słów teorii na temat dźwięku i mp3.

Dźwięk jak pewnie każdy wie to fala akustyczna o określonej częstotliwości. Oczywiście aby taką falę zapisać trzeba stworzyć sobie jakieś zasady, które w znacznym stopniu zdeterminowane są właściwościami ludzkiego słuchu i ograniczeniami nośnika informacji. Jedną z najważniejszych informacji jest to, że człowiek słyszy tylko pewien zakres częstotliwości - przyjmuje się że maksymalna słyszalna częstotliwość to ok. 20kHz. Ta wielkość pozwoliła ustalić dopuszczalną wartość czegoś co nazywa się częstotliwością próbkowania w systemach cyfrowych a co odpowiada dokładności odwzorowania sygnału analogowego (czyli fali dźwiękowej) w sposób cyfrowy (czyli w postaci liczb). Dla najpopularniejszego z nich czyli zapisu na płycie CD wynosi ona 44.100 Hz i w miarę dobrze oddaje naturalną jakość fali dźwiękowej. To powoduje, że maksymalna częstotliwość możliwa do zapisania na płycie CD-Audio to 22kHz. Jeśli kogoś interesuje z czego to wynika to polecam sięgnąć do teorii konwersji analogowo-cyfrowej (a dokładnie kryterium Nyquista). Oczywiście takie ograniczenie mimo właściwości ludzkiego słuchu zawsze w pewien sposób wpływa na pogorszenie jakości dźwięku ale to już szerszy temat dla zwolenników i przeciwników formatu CD-Audio.
Ok. mamy już muzykę na płycie CD ale pojawił się internet a wraz z nim ograniczenia w szybkości przesyłania danych. Bez sensu byłoby przesyłać zawartość takiej płyty bez jakiejkolwiek kompresji. Tutaj z pomocą przyszły kolejne właściwości ludzkiego słuchu. Otóż człowiek różnie słyszy różne częstotliwości dźwięku. Te ze środka zakresu mogą być o bardzo niskim natężeniu a będą znacznie lepiej słyszalne niż te bardzo niskie i bardzo wysokie. Są to olbrzymie różnice - niektóre skrajne dźwięki muszą być setki a nawet tysiące (różnica dziesiątek decybeli) razy silniejsze niż inne aby były słyszalne. To znaczy, że część z dźwięków jest wcale niesłyszalna i możemy je wyeliminować z sygnału.
Kolejna sprawa to maskowanie dźwięków - niektóre słabsze dźwięki w pobliżu silniejszych dla ucha ludzkiego są niesłyszalne - czyli można je bez szkody wykasować.
Dodatkowo sygnał zwykle jest dwukanałowy - czyli stereo ale część dźwięków w kanałach powtarza się lub jest nierozróżnialna między sobą - kolejna okazja do usunięcia zbędnych informacji. Te wiadomości pozwoliły na stworzenie modelu psychoakustycznego ludzkiego słuchu. Właśnie z takiego modelu skorzystali twórcy formatu MP3 - dosyć wydajnego zapisu dźwięku ale z jedną podstawową wadą - tych wszystkich usuniętych dźwięków nie można już potem przywrócić - jest to tzw. kompresja stratna. Kodowanie MP3 odbywa się według pewnych zasad - jest standardem ale programy tworzące pliki MP3 robią je z różną jakością - zależną właśnie od tego na ile model psychoakustyczny przez nie użyty jest zgodny ze słuchem ludzkim. Tu trzeba powiedzieć, że starsze programy tworzą pliki znacznie gorszej jakości, często po prostu bezmyślnie ucinają pewne zakresy częstotliwości i niektóre informacje. Nauka jednak idzie do przodu i jest coraz lepiej, być może obecnie niektóre programy dochodzą już do granic możliwości tego formatu.

Teraz kilka podstawowych pojęć i terminów, które może warto wyjaśnić:
bitrate - jest to podstawowa wielkość (podawana w kbps) określająca jakość pliku MP3 czyli ile danych potrzeba na określenie 1 sekundy dźwięku. Im większe tym lepiej dla jakości ale plik ma większy rozmiar. Obecnie zalecana wartość to 192kbps (128 kbps powoli przechodzi do muzeum).
variable bitrate (VBR) - czyli bitrate o zmiennym poziomie. Ktoś zauważył, że np. muzyka w pewnych miejscach składa się z prostego dźwięku a w innych jest bardziej skomplikowana czyli raz wystarczy mniej a w innych fragmentach więcej danych aby poprawnie ją opisać. Sam plik MP3 jest zbudowany z prawie niezależnych od siebie ramek czyli każdą z nich można skompresować w inny sposób. W ten sposób powstał system kodowania o dynamicznie zmieniającym się współczynniku kompresji.
częstotliwość próbkowania - tak jak napisałem wyżej jest to wielkość określająca stopień odwzorowania sygnału w systemie cyfrowym. W MP3 najczęściej przyjmuje się ją na tym samym poziomie co dla płyty CD-Audio czyli 44.100Hz. Większych wartości nie warto używać dla MP3 a mniejsze jedynie gdy potrzebujemy plików wyjątkowo małych ale słabej jakości.
mono - oznacza, że sygnał jest taki sam w obu kanałach (nie zalecane dla dobrej jakości muzycznych plików mp3)
stereo - oba kanały dźwięku są zupełnie niezależne (podstawowy standard)
joint stereo - oznacza, że kanały różnią się ale są zapisywane uwzględniając zależności między nimi. To teoretycznie może poprawić jakość pliku bo sam dźwięk można będzie zapisać dokładniej dzięki bitom zaoszczędzonym na stereo. Tu uwaga - często starsze programy używają tego trybu błędnie pogarszając jakość pliku więc należy z tym parametrem zachować ostrożność.
ID3 Tags - forma tekstowego opisu zawartości plików MP3. Te informacje są używane przez oprogramowanie do wyświetlania danych np. na temat wykonawcy muzyki, tytułu, itp. Dostępne są 2 wersje v1 i bardziej rozbudowana v2. Możemy je przeglądać, edytować chociażby w Winampie klikając prawym klawiszem na pliku i wybierając "File Info".
encoder - program przerabiający pliki WAV na MP3 czyli kompresor MP3
decoder - program przerabiający pliki MP3 na WAV - odwrotność encodera

Jednym z najlepszych programów do tworzenia MP3 jest na pewno LAME. Na swojej stronie www.mp3dev.org autorzy zapewniają, że "to nie jest enkoder MP3". To tylko taki wybieg, ponieważ aby nie płacić praw autorskich dla Instytutu Fraunhofera (właściciela patentu na MP3) LAME jest udostępniany jako kod źródłowy. Oczywiście przeciętny użytkownik nie będzie bawił się w konwersję tego kodu na program - robi to wiele innych osób, które gotowy program umieszczają na swoich stronach www, można go znaleźć na prawie każdym serwisie na temat MP3.

Mamy już pierwszą zaletę LAME -jest on zupełnie darmowy. Jednak to trochę za mało, jest wiele innych darmowych enkoderów. Mają jednak zwykle podstawową wadę - produkują fatalnej jakości MP3. LAME korzysta ze świetnego modelu psychoakustycznego (GPSYCHO) a dodatkowo polepsza jakość omijając wady niektórych innych kodeków. Z łatwością daje możliwość uzyskania plików o jakości bliskiej CD-Audio. Nie wiem czy jest jakiś inny program dający lepsze MP3 bo nauka ciągle idzie do przodu ale LAME pod tym względem to absolutna czołówka. Trzeba jeszcze wspomnieć, że program jest robiony jako otwarty projekt (ma wielu autorów), każdy może wnieść do niego własne pomysły więc jego jakość rośnie z każdą nową wersją.
Kilka kolejnych plusów: bardzo dobra prędkość tworzenia plików, tworzenie plików MP3 Variable Bitrate (LAME jako pierwszy darmowy program używał tej możliwości), może być użyty jako wtyczka do wielu innych programów. LAME jest uruchamiany z linii poleceń (jak ktoś używał DOSa lub używa Linuxa to wie o co chodzi) - to może być wada bo kto używający Windowsa będzie chciał tak pracować ale jest na to sposób - tzw. frontendy - czyli graficzne nakładki na program. Są one łatwo dostępne i w różnych wersjach. Dla przykładu opisze tu 2 z nich.

AutoLAMEr - jak sama nazwa wskazuje ta nakładka daje wyjątkowo łatwą obsługę. W oknie "Settings" wybieramy wartość bitrate, tryb (np. stereo) i kilka opcji z których na pewno warto zaznaczyć "Improved Quality", "Psycho Acoustics" i być może "CRC Error Protection". Oczywiście musimy też wskazać ścieżkę do programu LAME (szukamy pliku lame.exe). Wszystkie pliki MP3 powstają w tym samym katalogu, w którym mamy nasze pliki źródłowe WAV. Na samym dole "Settings" jest jeszcze możliwość wpisania dodatkowych parametrów konfigurujących program LAME. Można je wpisać ręcznie ale lepiej użyć bardziej rozbudowanej nakładki graficznej.

Taka rozbudowana nakładka to bardzo popularna RazorLame. Tutaj w Edit->Options ustawiamy ogólne informacje czyli wygląd nakładki i ścieżkę do pliku lame.exe. Najważniejsze możliwości znajdujemy zaczynając od Edit->LAME options->General - mamy wybór bitrate, trybu (np. stereo chociaż można też użyć joint stereo bo LAME używa tego trybu poprawnie) i katalogu docelowego dla MP3.
Następnie w Edit->LAME options->Advanced od góry mamy "Optimalization" (warto wybrać Quality), "Include CRC Checksums" - zapobiega tego typu błędom ale kradnie kilka bitów, które możnaby użyc do kompresji. "Flags" - praktycznie bez znaczenia oznaczenie plików MP3, "Filling" - czyli czy usunąć źródłowy plik WAV po skończone kompresji.
Edit->LAME options->VBR - jeśli ustawimy na aktywne będziemy mieli dostępnych kilka opcji określających kompresję o zmiennej wartości (np. parametry graniczne kompresji). Tutaj trzeba pamiętać, że parametr "Quality" o wartości 0 oznacza najlepszą jakość VBR
Edit->LAME options->Expert - zaawansowane opcje dostępne w LAME. Warto zwrócić uwagę na "disable all filtering" - można użyć tylko, gdy chcemy zachować całe pasmo częstotliwości. "q level" -warto wybrać wartość 0 - najlepszy algorytm kodowania.
Reszta w zasadzie można zignorować ale czasami warto spróbować w "Custom options" wpisać dodatkowo "--nspsytune" (zaawansowany model psychoakustyczny), "--athtype 3" -krzywa akustyczna najlepiej dobrana dla ludzkiego ucha.
Edit->LAME options->Audio Processing - tu możemy zaznaczyć jaki zakres częstotliwości program może usunąć podczas kompresowania. Zwykle "Highpass" można zostawić jako nieaktywne ale "Lowpass" można (chociaż to trochę kontrowersyjne) spróbować uaktywnić i ustawić "Lowpass filtering frequency" na 20kHz jeśli mamy muzykę o jakości płyty CD lub odtwarzanie na sprzęcie audio. Jest to spowodowane tym, że tak, jak już wspomniałem CD-Audio przenosi maksymalnie sygnał o częstotliwości 22khz. Jednak powyżej 20khz pojawiają się zakłócenia (co wynika z teorii konwersji analog/cyfra). Zauważyli to już dawno producenci sprzętu audio i zwykle odtwarzacze CD mają wbudowany filtr, który i tak usunie te częstotliwości więc po co mamy tracić cenne bity na kompresowanie niepotrzebnej informacji.
I jeszcze jedna informacja. W menu cały czas na dolnym pasku pojawia się kod konfigurujący program LAME. Może on przydać się nam w innych programach używających LAME. Parametry te możemy sobie skopiować i wkleić np. w programie EAC lub innej nakładce aby uzyskać odpowiedniej jakości pliki mp3.

Po skonfigurowaniu tworzenie MP3 jest już banalnie proste - wybieramy pliki i uruchamiamy opcję "Encode". Jest jeszcze "Decode", które pozwala nam na odwrotny proces - przerobienie MP3 w WAV.

Dla osób chcących prowadzić w internecie intensywną wymianę MP3 mam jeszcze kilka informacji. Od jakiegoś czasu pliki MP3 z muzyką elektroniczną (inne pewnie też) mają niepisany standard. Podstawa to kompresja 192kbps/44.100Hz/stereo dobrym enkoderem czyli najczęściej LAME. Ten standard to również odpowiednie nazwanie pliku - powinien być podany autor i tytuł a wszystkie spacje powinny być zamienione na znaki "_" oraz wypełnienie ID3 Tag w wersji v1. Jeśli kilka plików tworzy jeden album lub EP'kę to najlepiej ująć je we wspólnym katalogu, dodać numerację do plików a w nazwie katalogu warto dodać dodatkowe infromacje typu label, format źródłowy (CD, LP, EP) i datę wydania. Wszytkie sety powinny być nagrywane jako jeden plik a jeśli wcześniej składały się z kilku fragmentów (tak zwykle jest na składankach CD) to należy dołączyć plik CUE (patrz opis programu EAC) pozwalającym potem pociąć go na fragmenty.