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Digitalaudio ist die Bezeichnung für digitalisierte Audiosignale Musik usw Inhaltsverzeichnis 1 Analog Digital Wandlung

Digitalaudio

Digitalaudio ist die Bezeichnung für digitalisierte Audiosignale (Musik usw.).

Analog-Digital-Wandlung Bearbeiten

Töne sind Schallwellen. Sie können mit einem Schallwandler, wie z. B. einem Mikrofon, in analoge elektrische Signale gewandelt werden, um übertragen, verarbeitet oder aufgezeichnet zu werden.

Digitalisierung bedeutet, diese Analogsignale in diskrete Werte zu transformieren. Dazu müssen die Werte der Audiosignale hinreichend oft abgetastet und gespeichert werden. Laut dem in der digitalen Signalverarbeitung bekannten Abtasttheorem muss die Abtastfrequenz mehr als doppelt so groß sein, wie die höchste Frequenz des abzutastenden Signals. Wird zu selten abgetastet, dann entsteht der sogenannte Alias-Effekt. Da Menschen nur Signale bis ca. 20 kHz hören, werden Audiosignale für CDs mit 44,1 kHz abgetastet. Höhere Frequenzen im Audiosignal müssen vorher (analog) gefiltert werden, da sonst Fehler entstehen. Der Alias-Effekt würde die zu hohen Frequenzen auf niedrige Frequenzen „herunterspiegeln“.

DVDs und DAT arbeiten mit 48 kHz, neuere Formate und professionelle Musikproduktionen sogar mit bis zu 192 kHz.

Hohe Abtastraten erhöhen nicht nur die maximal darstellbare Frequenz, sondern erleichtern auch die digitale Bearbeitung des Audiomaterials: ist die zur Verfügung stehende Sample-Rate höher als die benötigte, so können digitale Audioeffekte mehr Samples zur Berechnung heranziehen und somit z. B. Tempostreckungen besser interpolieren. Mehr dazu unter Überabtastung. Nachteilig bei der Produktion ist allerdings die überproportional ansteigende Belastung der DAW durch die großen Datenmengen. Je nach verwendeter Hardware müssen größere Buffer gewählt werden, sodass die Latenz steigt.

Kodierung Bearbeiten

Für unkomprimierte, PCM-kodierte Audiodaten fallen große Datenmengen an. Der benötigte Speicherplatz pro Sekunde ergibt sich aus:

  • Bits pro Sekunde = Samplerate × Samplebreite × Kanäle

Für eine CD (44,1 kHz, 16 Bit, 2 Kanäle) ergeben sich somit 1411200 Bit pro Sekunde oder 10,1 MiB/min.

44100 Hz × 16 Bit × 2 = 1411200 Bit pro Sekunde
÷ 8 = 176400 Byte pro Sekunde
÷ 1024 ≈ 172,2656 KiB/s
÷ 1024 ≈ 0,1682 MiB/s
× 60 ≈ 10,0936 MiB/min

Zur Reduktion dieser Datenmengen wurden Formate wie Ogg/Vorbis oder MP3 geschaffen, die durch verlustbehaftete Bearbeitung eine Verringerung der Datenmengen erreichen. Je nach gewünschter Ausgabegröße schwankt die Qualität dabei zwischen nicht bemerkbar und stark verfremdet; man spricht vom Kompressionsartefakt: ist er hörbar, ist die gewählte resultierende Bitrate zu gering und das Ergebnis damit deutlich vom Original zu unterscheiden.

Musiktauschbörsen Bearbeiten

Die Entstehung und private Nutzung des Internets ermöglichte eine Verbreitung von digitalen Audiodateien in vorher ungekanntem Ausmaß. Tauschbörsen wie Napster enthielten hunderttausende Musikdateien. Häufig sind sie einzige Quelle für nicht mehr durch Plattenfirmen angebotene Tonträger.

Abspielgeräte Bearbeiten

Audioplayer ermöglichen das Abspielen von komprimierten Audiodateien am Computer. Aber auch tragbare Player sind seit einigen Jahren mit stetig wachsendem Speicher und Funktionsumfang auf dem Markt. Häufig beherrschen diese Geräte jedoch nur MP3 oder WMA. Da WMA ein proprietäres Datenformat und MP3 patentbehaftet ist, können die Herstellerfirmen durch eine Änderung der Lizenzpolitik die Nutzung der Audiodateien einschränken, unterbinden oder mit zusätzlichen Kosten versehen. Für WMA ist seit langem pay-per-play im Gespräch, womit jedes einzelne Abspielen des Songs kostenpflichtig oder Musik lediglich gemietet wird. Einige Geräte verwenden daher das patentfreie Ogg/Vorbis-Format, für das keine Lizenzgebühren erhoben werden können, da es für jedermann öffentlich zugänglich ist.

Siehe auch Bearbeiten

Literatur Bearbeiten

  • Thomas Görne: Tontechnik. 1. Auflage, Carl Hanser Verlag, Leipzig, 2006, ISBN 3-446-40198-9.
  • Roland Enders: Das Homerecording Handbuch. 3. Auflage, Carstensen Verlag, München, 2003, ISBN 3-910098-25-8.

Weblinks Bearbeiten

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Digitalaudio ist die Bezeichnung fur digitalisierte Audiosignale Musik usw Inhaltsverzeichnis 1 Analog Digital Wandlung 2 Kodierung 3 Musiktauschborsen 4 Abspielgerate 5 Siehe auch 6 Literatur 7 WeblinksAnalog Digital Wandlung BearbeitenTone sind Schallwellen Sie konnen mit einem Schallwandler wie z B einem Mikrofon in analoge elektrische Signale gewandelt werden um ubertragen verarbeitet oder aufgezeichnet zu werden Digitalisierung bedeutet diese Analogsignale in diskrete Werte zu transformieren Dazu mussen die Werte der Audiosignale hinreichend oft abgetastet und gespeichert werden Laut dem in der digitalen Signalverarbeitung bekannten Abtasttheorem muss die Abtastfrequenz mehr als doppelt so gross sein wie die hochste Frequenz des abzutastenden Signals Wird zu selten abgetastet dann entsteht der sogenannte Alias Effekt Da Menschen nur Signale bis ca 20 kHz horen werden Audiosignale fur CDs mit 44 1 kHz abgetastet Hohere Frequenzen im Audiosignal mussen vorher analog gefiltert werden da sonst Fehler entstehen Der Alias Effekt wurde die zu hohen Frequenzen auf niedrige Frequenzen herunterspiegeln DVDs und DAT arbeiten mit 48 kHz neuere Formate und professionelle Musikproduktionen sogar mit bis zu 192 kHz Hohe Abtastraten erhohen nicht nur die maximal darstellbare Frequenz sondern erleichtern auch die digitale Bearbeitung des Audiomaterials ist die zur Verfugung stehende Sample Rate hoher als die benotigte so konnen digitale Audioeffekte mehr Samples zur Berechnung heranziehen und somit z B Tempostreckungen besser interpolieren Mehr dazu unter Uberabtastung Nachteilig bei der Produktion ist allerdings die uberproportional ansteigende Belastung der DAW durch die grossen Datenmengen Je nach verwendeter Hardware mussen grossere Buffer gewahlt werden sodass die Latenz steigt Kodierung BearbeitenFur unkomprimierte PCM kodierte Audiodaten fallen grosse Datenmengen an Der benotigte Speicherplatz pro Sekunde ergibt sich aus Bits pro Sekunde Samplerate Samplebreite KanaleFur eine CD 44 1 kHz 16 Bit 2 Kanale ergeben sich somit 1411200 Bit pro Sekunde oder 10 1 MiB min 44100 Hz 16 Bit 2 1411200 Bit pro Sekunde 8 176400 Byte pro Sekunde 1024 172 2656 KiB s 1024 0 1682 MiB s 60 10 0936 MiB minZur Reduktion dieser Datenmengen wurden Formate wie Ogg Vorbis oder MP3 geschaffen die durch verlustbehaftete Bearbeitung eine Verringerung der Datenmengen erreichen Je nach gewunschter Ausgabegrosse schwankt die Qualitat dabei zwischen nicht bemerkbar und stark verfremdet man spricht vom Kompressionsartefakt ist er horbar ist die gewahlte resultierende Bitrate zu gering und das Ergebnis damit deutlich vom Original zu unterscheiden Musiktauschborsen BearbeitenDie Entstehung und private Nutzung des Internets ermoglichte eine Verbreitung von digitalen Audiodateien in vorher ungekanntem Ausmass Tauschborsen wie Napster enthielten hunderttausende Musikdateien Haufig sind sie einzige Quelle fur nicht mehr durch Plattenfirmen angebotene Tontrager Abspielgerate BearbeitenAudioplayer ermoglichen das Abspielen von komprimierten Audiodateien am Computer Aber auch tragbare Player sind seit einigen Jahren mit stetig wachsendem Speicher und Funktionsumfang auf dem Markt Haufig beherrschen diese Gerate jedoch nur MP3 oder WMA Da WMA ein proprietares Datenformat und MP3 patentbehaftet ist konnen die Herstellerfirmen durch eine Anderung der Lizenzpolitik die Nutzung der Audiodateien einschranken unterbinden oder mit zusatzlichen Kosten versehen Fur WMA ist seit langem pay per play im Gesprach womit jedes einzelne Abspielen des Songs kostenpflichtig oder Musik lediglich gemietet wird Einige Gerate verwenden daher das patentfreie Ogg Vorbis Format fur das keine Lizenzgebuhren erhoben werden konnen da es fur jedermann offentlich zuganglich ist Siehe auch BearbeitenDVD CD MP3 Digitalisierung Liste von Audio FachbegriffenLiteratur BearbeitenThomas Gorne Tontechnik 1 Auflage Carl Hanser Verlag Leipzig 2006 ISBN 3 446 40198 9 Roland Enders Das Homerecording Handbuch 3 Auflage Carstensen Verlag Munchen 2003 ISBN 3 910098 25 8 Weblinks Bearbeitenhttp www vorbis com Audio nach MIDI wandeln Was bedeutet Erkennung von Musik Konvertierungsprogramme Audio nach MIDI und allgemeine Informationen Dissertationen Mathematik und Physik zur Tonerkennung Erklarvideo zur Digitalisierung von Audiosignalen Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Digitalaudio amp oldid 211300969