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Digitale Musik

Dieser Artikel erläutert einige Begriffe wie man digitalen Klang beschreibt.


Autor: Patrick Faes (dreamer)
Datum: 23-08-2004, 18:11:34
Referenzen: siehe Text
Schwierigkeit: Anfänger
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Rating: 7.5 (2x bewertet)

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Wie entsteht digitale Musik?

Obwohl jeder gerne Musik auf dem Radio hört, wissen nur wenige Leute wie dieser eigentlich entsteht.
Geräusche entstehen indem etwas sich bewegt und Bewegungen der Luft verursacht. Die Luft vibriert und diese Vibrationen werden durch die Ohren wahrgenommen. Die Daten werden an den Gehirn weitergeleitet und dort verarbeitet: wir hören.
Musikboxen funktionieren ähnlich: die Boxen bewegen sich und erzeugen Vibrationen in der Luft (wenn Sie die Schutz-Decke abnehmen und die Musik ganz laut setzen, können Sie dies sehen). Bis dahin ist es aber ein langer Weg.

Die Stärke des Geräusches nennt man Wave Amplitude (Englische Bezeichnung für "Vibrations-Weite der Welle"). Die Stärke wird gemessen in Dezibel. Dezibel ist eine logarithmische Maß-Einheit. Die Grenzen liegen bei 0 dB und 120 dB. Jedes Geräusch unter 0 dB ist zu leise um durch das menschliche Gehör wargenommen zu werden, während 120 dB die Schmerz-Grenze ist (wobei Menschen Kopf-Schmerzen bekommen und es auf Dauer Gehör-Schäden verursachen kann). Die Schmerz-Grenze wird bei Rock-Konzerten oft erreicht (in 1976 erreichte das Konzert von The Who der Rekord von 125 dB und steht damit noch immer in das Guinnes Book of World Records als das lauteste Konzert aller Zeiten).

Wenn ein Mikrophon Geräusche umsetzt in Daten, ergibt dies ein analoges (kontinuierliches) Signal. Computer sind aber digitale Maschinen und deshalb muss das Signal umgesetzt werden in digitale Daten. Dies wird gemacht mit A/D-Konvertoren (A/D steht für Analog/Digital). Diese Prozedur wird sampling genannt (bedeutet soviel wie "das Nehmen von Stichproben": digitale Aufnahmen geschehen mit Unterbrechungen, also wird jedesmal ein kleines Stück des Geräusches genommen).

Das Resultat ist aber nicht immer ein exakt gleiches Geräusch. In welchem Maße das digitale Geräusch dem analogen Gegenstück gleicht, hängt davon ab mit welcher Frequenz die Daten gesampelt werden und wieviele Daten dabei jedesmal gespeichert werden.

Beim Sampling-Vorgang wird in regelmäßigen Zeit-Abständen die Geräusch-Welle gespeichert. Je kürzer die Zeit-Abstände desto besser ist das Resultat. Aber neben der Frequenz spielt auch die Daten-Menge eine Rolle.
Die Frequenz wird gemessen in hertz (Hz): ein hertz ist ein Sample pro Sekunde. Die Qualität von CD liegt bei 44.000 Hz (44 kHz, kilo-hertz), was bedeutet, dass wenn Sie sich eine CD anhören, Sie 44.000 Samples pro Sekunde hören.

Neben der Frequenz bestimmt auch die Datenmenge pro Sample die Qualität. Die Datenmenge wird ausgedruckt in Bit. Dann unterscheidet man noch mono/stereo. Bei Stereo werden zwei Kanäle für Musik benutzt und deshalb sind die Daten-Mengen auch größer (Dolby Surround hat noch mehr, z.B. 5 zu 1).
    Die Qualität hängt also von 3 Kriterien ab:
  • der Frequenz
  • der Datenmenge pro Sample
  • der Anzahl der Kanäle
Die Qualität von digitalen Geräuschen liegt meistens bei 8 kHz (einfacher Mono-Sound) oder 44 kHz (CD). Die Daten-Menge liegt bei 8 bps (Bits pro Sample) oder 16 bps, wobei 16 bps CD-Qualität ist (man nennt dies auch 16-Bit-Audio). Es ist der Entstehung von Massenspeichern wie der CD zur verdanken, dass die Qualität immer besser wird.


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