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Musiker können MP3

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Musiker können MP3!

Diese Aussage führt fast immer zu:

Der hat 'nen Vogel.

Aber im Ernst:

Musiker beherrschen Verfahren, die MP3 zugrunde liegen.

Im Folgenden wird ohne Mathematik und Technik gezeigt, dass MP3 auf Verfahren beruht, die Musiker seit Jahrhunderten beherrschen und anwenden.

Noten

Musik wird seit Jahrhunderten durch Noten beschrieben.

  • Nachfolgend betrachten wir das Notensystem der Musiker aus dem Blickwinkel von Technikern und
  • lernen einige von deren Begriffen und Vorstellungen kennen.
  • Mathematische Formeln usw. sind dazu nicht notwendig.
  • Wir werden feststellen, dass
  • Techniker für uns längst bekanntes nur neue Namen haben aber auch
  • Musizieren und das Notensystem präziser fassen.

Spektraldarstellung von Musik

  • Springen wir ins kalte Wasser der Techniker.

Die meisten Musiker können mit dem Begriff Spektrum und Spektraldarstellung nichts anfangen:

  • Das ist etwas technisches und hat mit Musik nichts zu tun.

Einem Techniker erscheint die Behauptung, dass Noten eine Spektraldarstellung von Musik ist, ebenso absurd.

Zwei Sichtweisen von Noten

In Noten wird notiert:

Musiker Techniker
die Tonhöhe Frequenz
die Dauer eines Tons die Dauer eines Tons
die Lautstärke, Dynamik Amplitude
welche Töne werden gleichzeitig gespielt die Spektrallinien
die Instrumente der Satz der Funktionen

Tabelle 1: Noten aus zwei Blickwinkeln

Gemeinsame Begriffe

Damit sich beide, Musiker und Techniker besser verstehen, gehen wir einen Kompromiss ein und

  • beschränken uns zunächst auf einfache Instrumente, nämlich Blockflöten.

Wenn wir Technikern dann noch sagen,

  • dass den Tönen von Blockflöten Sinus-Funktionen entsprechen,

können sie der Behauptung,

  • Noten für Blockflöten, seien das Spektrum des Musikstücks,

einiges abgewinnen.

Musiker brauchen nur ein paar technische Begriffe zu akzeptieren. (Neue Begriffe für alte Hüte.)

  • Noten sind die Spektraldarstellung von Musik und
  • Noten beschreiben das Spektrum eines Klangs,
  • indem mehrere Noten übereinander stehen.

Musikern muss noch ein weiterer technischer Begriff zugemutet werden, nämlich den der Zeitdarstellung. Das ist aber auch nichts besonders.

  • Die Zeitdarstellung von Musik ist nichts anderes als zu musizieren, die Musik läuft mit der Zeit ab.

Musizieren

Ein oder mehrere Musiker spielen Musik vom Notenblatt.

Techniker behaupten,

  • Musiker transformieren die Musik aus der Spektraldarstellung in die Zeitdarstellung.

Musiker finden sich mit dieser technischen Beschreibung ab und denken:

  • "Die spinnen, die Techniker!"

Wenn eine Gruppe von Musikern ein Stück spielt, ist das Ergebnis

- das, was wir in der Zeitdarstellung hören -

  • nicht identisch mit dem einer anderen Gruppe.

Wir freuen uns geradezu auf eine Interpretation eines Stückes.

Technikern fällt auf,

  • dass Noten unzureichend sind, Musik so zu beschreiben,
  • dass sie exakt reproduziert werden kann.

Klänge komponieren

Musiker erzeugen Klänge durch

  • gleichzeitiges Spielen von Tönen
  • auf einem Instrument und/oder
  • mehreren Instrumenten.

Die Techniker wollen ihre Blockflöten behalten.

Musiker erinnern an Orgeln:

  • Durch die Kombination vieler Pfeifen zu Registern
  • werden die Klänge von Instrumenten imitiert.
  • Versucht.

Das können Techniker besser:

Sie können heute Instrumente nachbilden und komplexe Klänge erzeugen,

  • indem sie den exakten Satz der nötigen Pfeifen und
  • für jede Pfeife die notwendige Lautstärke angeben.

Sie brauchen nur ein kleines Instrument:

eine elektronische Orgel - ein Keyboard.

Musik aufzeichnen

Musiker - einige - sind in der Lage, ein gehörtes Musikstück in Noten zu notieren. Das ist genau das Gegenteil vom Spielen eines Musikstücks aus Noten.

Technisch gesprochen,

  • transformieren Musiker beim Aufschreiben der Noten
  • das Musikstück aus der Zeitdarstellung in die Spektraldarstellung.
  • Sie schreiben die Noten für die verschieden Instrumente auf.

Techniker können das auch:

  • Sie erzeugen für die Spektraldarstellung
  • den Satz notwendiger Pfeifen und
  • geben an, wie laut jede zu spielen ist.

Musik komprimieren

Betrachten wir die Aufnahmen von Musikstücken.

  • Eine Stunde Musik passt auf eine CD.
  • Mit MP3 passen etwa zehn Stunden Musik auf eine CD.
  • Auf eine CD packen Musiker die Partituren von hunderten von Sinfonien.

Mit Noten kann Musik wesentlich stärker komprimiert werden als mit MP3.

Aus Noten kann allerdings die originale Aufnahme eines Musikstücks nicht in allen Einzelheiten reproduziert werden. Sie werden interpretiert.

  • Die hohe Komprimierung der Aufzeichnung mit Noten wird mit dem Verlust von Details erkauft.

MP3

Mit MP3 können Musikaufnahmen etwa auf ein Zehntel reduziert werden.

Wer nun glaubt, das sei nichts anderes als zippen, der ist völlig auf dem Holzweg.

Eine CD-Aufnahme kann durch zippen mit Glück auf die halbe Größe gebracht werden.

MP3 beruht auf der gleichen Vorgehensweise wie beim Aufschreiben der Noten eines Musikstücks.

Die Musik wird aus der Zeitdarstellung auf der CD in eine Spektraldarstellung transformiert.

  • Im Prinzip sind MP3-Daten Noten!
  • Sie sind die Noten für einen Satz von Pfeifen.

Ein MP3-Player transformiert die MP3-Noten aus der Spektraldarstellung in die Zeitdarstellung.

Wie beim Spielen eines Musikstücks vom Notenblatt.

Abweichungen

Die Interpretationen eines Musikstücks vom Notenblatt weichen voneinander ab.

Wenn wir eine MP3-Datei abspielen, ist die gehörte Musik immer gleich. Allerdings gibt es zur originalen Musikaufnahme Abweichungen, die mehr oder weniger hörbar sind.

Auch bei MP3 wird die Komprimierung der Aufzeichnung mit einem Verlust von Details erkauft.

Bei MP3 wird allerdings so vorgegangen, dass die Verluste von den meisten Menschen nicht wahrgenommen werden.

Im Wesentlichen können Menschen

  • Töne, die sehr dicht beieinander liegen, nicht unterscheiden,
  • sehr leise Töne nicht hören und
  • leise Töne nicht wahrnehmen, wenn laute Töne erklingen.

Auflösung

Ein Klavier umfasst nicht ganz 8 Oktaven und hat 88 Tasten. Für die 88 Tasten brauchten wir 88 Notenlinien.

Pro Oktave gibt es 12 Töne.

Musiker schummeln, weil sie nur acht Notenlinien pro Oktave haben. Die restlichen 4 Töne einer Oktave werden umständlich durch Vorzeichen dargestellt.

Bei MP3 werden pro Oktave über 50 Töne, Notenlinien, aufgezeichnet.

MP3 umfasst zehn Oktaven und 576 Töne. Bei Musik-Noten sind es nur 120.

  • Für MP3 wird ein Satz von 576 Pfeifen verwendet
  • Die Lautstärke jeder Pfeife wird exakt angegeben,
  • allerdings nur so genau, dass Menschen die Abweichungen nicht hören.
  • Die höhere Auflösung bei MP3 bringt eine hörbare Verbesserung gegenüber Noten.

Fazit

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Musiker können MP3!

Na, ja: Fast

Aber Musiker beherrschen Verfahren, die MP3 zugrunde liegen.

Techniker erzeugen MP3-Noten und spielen diese auf kleinen elektronischen Orgel ab:

MP3-Playern