Musiker können MP3!

Noten

Seit Jahrhunderten wird Musik mit Noten beschrieben.

• Im Folgenden betrachten wir das Notensystem der Musiker aus der Sicht der Techniker und

• lernen einige ihrer Begriffe und Vorstellungen kennen.

• Mathematische Formeln usw. sind dafür nicht notwendig.

• Wir werden feststellen, dass

• die Techniker den Begriffen der Musiker eigentlich nur neue Namen geben,

• auch Musik machen und

• nur das Notensystem präzisieren.

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.

Ebenso absurd ist für einen Techniker die Behauptung, Noten seien eine Spektraldarstellung von Musik.

Zwei Sichtweisen auf Noten

In Noten notieren:

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

Tabelle 1: Noten aus zwei Blickwinkeln

Gemeinsame Begriffe

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

• beschränken uns zunächst auf einfache Instrumente, nämlich Blockflöten.

Und wenn wir Technikern sagen,

• dass die Töne der Blockflöte sinusförmig sind,

können sie der Aussage zustimmen,

• dass Noten für Blockflöten das Spektrum eines Musikstücks sind.

Musiker brauchen nur wenige technische Begriffe zu akzeptieren:

• Noten sind die Spektraldarstellung von Musik und

• Noten beschreiben das Spektrum eines Klangs,

• indem mehrere Noten übereinander stehen.

Darüber hinaus müssen sich die Musiker mit einem weiteren Fachbegriff vertraut machen, nämlich dem der Zeitdarstellung. Auch das ist nichts Besonderes:

• Die Zeitdarstellung eines Musikstücks ist nichts anderes als das Spielen des Musikstücks, das Abspielen der Musik in der Zeit.

Musizieren

Ein oder mehrere Musiker spielen Musik nach Noten.

Die Techniker sagen,

• dass die Musiker die Musik von der Spektraldarstellung in die Zeitdarstellung umwandeln.

Wenn Musiker ein Musikstück spielen, klingt das Ergebnis,

• das wir hören,

• nicht genau so wie bei anderen Musikern.

Im Gegenteil, wir hören gerne, wie bestimmte Musiker ein Stück interpretieren.

Techniker stellen fest,

• dass Noten nicht ausreichen, um Musik so zu beschreiben,

• dass sie immer genau gleich wiedergegeben werden kann.

Klänge komponieren

Musiker erzeugen Klänge, indem sie Töne auf einem und/oder mehreren Instrumenten gleichzeitig spielen.

Die Techniker wollen sich nicht auf verschiedene Instrumente einlassen. Sie wollen möglichst nur Blockflöten verwenden.

Musiker erinnern sich an Orgeln. Orgeln imitieren den Klang von Instrumenten, indem sie Pfeifen zu Registern zusammenfassen.

Moderne Techniker können das besser. Sie sind heute in der Lage, den Klang von Instrumenten nachzuahmen und komplexe Klänge zu erzeugen,

• indem sie genau die Pfeifen zusammenstellen, die sie brauchen, und

• für jede Pfeife die erforderliche Lautstärke festlegen.

Ein kleines Instrument, eine elektronische Orgel - ein Keyboard - genügt.

Musik aufzeichnen

Manche Musiker können ein Musikstück, das sie gehört haben, in Noten aufschreiben. Das ist genau das Gegenteil davon, ein Musikstück nach Noten zu spielen.

Technisch gesehen wandeln Musiker beim Notenschreiben das Musikstück von der Zeitdarstellung in die Spektraldarstellung um. Dabei werden auch die Noten für die verschiedenen Instrumente notiert.

Techniker können das auch:

Sie nehmen Musik in der Zeitdarstellung nahezu perfekt auf CD auf.

Sie können auch die Spektraldarstellung eines Musikstücks erstellen. Sie geben an, welche Pfeifen benötigt werden und wie laut sie spielen sollen.

Musik komprimieren

Betrachten wir die Aufnahme von Musikstücken:

• Eine Stunde Musik passt auf eine CD.

• Mit MP3 passen ca. 10 Stunden Musik auf eine CD.

• Die Partituren von Hunderten von Symphonien passen auf eine CD.

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

Allerdings kann das Original eines Musikstücks mit Noten nicht in allen Details wiedergegeben werden. Die Noten eines Musikstücks werden interpretiert:

• Die hohe Kompressionsrate von Partituren wird mit einem Verlust an exakt reproduzierbaren Details erkauft.

MP3

Mit MP3 lassen sich Musikaufnahmen auf etwa ein Zehntel ihrer Größe komprimieren.

Wer jetzt denkt, das sei nichts anderes als Zippen, der irrt. Eine CD-Aufnahme lässt sich mit etwas Glück durch Zippen auf die halbe Größe reduzieren.

• MP3 basiert auf dem gleichen Prinzip wie das Aufschreiben der Noten eines Musikstücks.

Die Musik wird von einer Zeitdarstellung in eine Spektraldarstellung umgewandelt.

• MP3-Daten sind im Prinzip Noten!

• Es sind die Noten für einen Satz von Pfeifen, die im MP3-Player verwendet werden.

Ein MP3-Player wandelt die MP3-Noten von der Spektraldarstellung in die Zeitdarstellung um. Das ist so, als würde man ein Musikstück von einem Notenblatt abspielen.

Abweichungen

Ein Musikstück kann unterschiedlich interpretiert werden.

Wenn wir eine MP3-Datei abspielen, hören wir immer dieselbe Musik. Aber es gibt Unterschiede zum Original, die mehr oder weniger hörbar sind.

Bei MP3 gehen durch die Komprimierung der Aufnahme einige Details verloren. Allerdings geschieht dies bei MP3 so, dass der Verlust für die meisten Menschen nicht wahrnehmbar ist.

Im Allgemeinen können Menschen

• sehr nahe beieinander liegende Töne nicht unterscheiden,

• sehr leise Töne nicht hören und

• leise Töne nicht wahrnehmen, während laute Töne erklingen.

Dies wird bei MP3 ausgenutzt, um die Datenmenge noch weiter zu reduzieren.

Auflösung

Ein Klavier hat nicht ganz 8 Oktaven und 88 Tasten. Für die 88 Tasten braucht man 88 Notenlinien.

Jede Oktave hat 12 Töne.

• Die Musiker schummeln, denn pro Oktave stehen ihnen nur sieben Grundtöne zur Verfügung. Die übrigen fünf Töne einer Oktave werden durch Vorzeichen dargestellt. Als Techniker wundert man sich auch über den Begriff „Oktave“ (vom Lateinischen „octava“ = die Achte). Denn eine Oktave enthält nur sieben Grundtöne. Der erste Ton der nächsten Oktave wird von Musikern noch mitgezählt.

Bei MP3 sind es mehr als 50 Töne pro Oktave. MP3 hat 10 Oktaven und 576 Töne. Bei der Notenschrift sind es nur 120.

• Für MP3 wird ein Satz von 576 Pfeifen verwendet.

• Die Lautstärke jeder Pfeife ist genau festgelegt,

• aber nur so genau, dass der Mensch die Abweichungen nicht hören kann.

• Im Vergleich zu Noten verbessert die höhere Auflösung von MP3 die Reproduzierbarkeit eines Musikstücks.

Fazit

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