Wie gut können Sie die Qualität der Musik, die Sie hören, wirklich einschätzen?
Wenn Sie in Ihrem Leben schon einmal Schwierigkeiten hatten zu erkennen, wie gut das Endprodukt einer Audiodatei klingt, dann sind Sie hier richtig. Dieser Artikel ist der erste einer kleinen Serie, die erklären soll, welche Faktoren die Audioqualität im digitalen Bereich beeinflussen. Die Experten unter Ihnen werden diese Erklärungen vielleicht als zu vereinfacht empfinden, aber unser Ziel ist es, eine komplexe Materie wie die Audioqualität und die digitale Audiowiedergabe in einfache Begriffe zu fassen. In diesem ersten Artikel werden wir die Themen Klanganalyse, Spektralanalyse, verlustbehaftetes vs. unkomprimiertes oder komprimiertes verlustfreies Audio behandeln.
Der Werkzeugkasten
Wie bei jeder Analyseaktivität brauchen wir die richtigen Werkzeuge, und dies ist keine Ausnahme, da wir verschiedene Software für die Analyse unserer Dateien verwenden werden. Es gibt viele Programme, die Ihnen bei der Analyse Ihrer Audiodateien helfen können, unter anderem:
- Audacity, kostenloses Tool für Audioaufnahmen, Mastering und Analyse
- Dynamic Range Meter, ein Tool zur Messung der DRM-Werte Ihrer Dateien
Mein persönlicher Favorit ist jedoch MusicScope, ein komplettes und unglaublich fortschrittliches Toolset zur Analyse jedes einzelnen Details Ihrer Dateien. Ich habe mich einfach in das Programm verliebt, da es alle Messungen enthält, die Sie jemals mit Ihren Dateien durchführen wollen, und es ist so fortschrittlich, dass es wirklich interessant und lehrreich sein kann, zu lernen, wie man seine Möglichkeiten ausnutzt. Und wir freuen uns sehr, dass wir es in unserem Shop anbieten können, denn Sie können es hier auf Volumio kaufen und so zur Finanzierung unseres großartigen Projekts beitragen.
Also, ohne weitere Gespräche, können wir beginnen!
Musik-Quellen: Analog und digital
In der Musik gibt es zwei Arten von Quellen: Analog und digital. Um es einfach zu halten: Ein analoges Medium ist ein Weg, um Klang zu speichern, indem die Musik physisch auf das Medium geprägt wird, indem eine physische Repräsentation auf dem Medium geschaffen wird. Deshalb nennt man sie analog: Sie bieten eine Repräsentationsanalogie. Eine digitale Musikquelle hingegen ist ein digitales Medium, das eine Darstellung des musikalischen Ereignisses digital kodiert hat. Diese Darstellung besteht aus einer riesigen Menge von aneinandergereihten 1en und 0en, die mit einer bestimmten Geschwindigkeit (Takt) übertragen werden.
Während die analogen Medien in der Regel eine Darstellung der Musik sind, sind digitale Dateien immer eine Annäherung, da sie im Wesentlichen aus 1 und 0 bestehen, die durch einen Algorithmus miteinander verbunden sind. Aus diesem Grund wird die Qualität einer Musikdatei durch viele wichtige Faktoren bestimmt, die für das Ergebnis der Darstellung gleichermaßen wichtig sind. Der offensichtlichste ist die Auflösung, die in Bits und kHz gemessen wird (vergleichbar mit der Megapixel-Auflösung bei einem Bild). Dieses Thema wird in einem weiteren Artikel für eine umfassendere Dissertation behandelt werden. Es wäre vielleicht ein besserer Anfang, die Qualitäten der Musik zu untersuchen, die wir bewahren wollen, um das Maximum an "Musikalität" aus ihr herauszuholen.
Klanganalyse 101: Dezibel und Dynamikbereich
Es gibt viele Aspekte, wenn es darum geht zu verstehen, wie die endgültige Aufnahme eines Liedes ihren Wert erreicht. Einer davon ist der Schallpegel, der in Dezibel oder (DB) gemessen wird. Dabei handelt es sich um ein Verhältnis, das einen Logarithmus verwendet, um die Leistung, den Schalldruck, die Spannung oder die Intensität des Musikstücks zu beschreiben , das Sie hören. Um virtuose Musik zu hören, müssen Sie eine genaue Menge und Variation der aufgenommenen Leistung haben.
Damit eine Datei als gut bezeichnet werden kann, muss sie einen bestimmten Dynamikbereich aufweisen, der gewöhnlich als Dynamik bezeichnet wird. Die Definition des Dynamikumfangs ist nicht allzu kompliziert, da es sich um den Kontrast oder die Variation der leisesten und lautesten Lautstärke handelt, die ein Instrument oder Musikstück erzeugt. Stellen Sie sich vor, es ist ganz still und plötzlich setzt eine Trommel ein: Das ist es, was Dynamik in der Musik ausmacht. In der Regel bieten gute Aufnahmen einen großen Pegelunterschied zwischen dem leisesten und dem lautesten Ton, und das lässt Sie die Virtuosität des Künstlers schätzen.
Das Problem ist, dass in der heutigen Welt der Musiktechnologie und -aufnahmen die wohlklingende Wiedergabe üblicherweise komprimiert und durch den Dynamikbereich eingeschränkt wird, um die Lautstärke zu erhöhen. Die meisten Toningenieure in der heutigen Musikindustrie entscheiden sich dafür, die Dynamik zu reduzieren, damit ihre Musik etwas lauter und leichter zu hören ist, wenn die Leute in ihren Autos sitzen oder bei geselligen Zusammenkünften zu irgendwelchen Musikstücken jammen, und damit diese Musik auch mit minderwertigen Abhörgeräten laut klingt.
Und das ist schade, denn dabei geht ein sehr wichtiger Teil der ursprünglichen Musikbotschaft verloren, was die Musik für den anspruchsvollen Hörer weniger spannend und lebendig macht.
Das folgende Bild zeigt den Dynamikbereich von Michael Jacksons "Dangerous" im Laufe der Jahre. Wie Sie sehen können, wurde die Dynamik des Albums schrittweise komprimiert, bis sie auf der DR-Skala in den schlechten Bereich geriet, im Gegensatz zu den gepressten und unkomprimierten Dateien, die eine gute DR-Skala aufweisen. Eine detaillierte und umfassende Erklärung finden Sie in dem hervorragenden Artikel "It's the mastering, stupid! Wie Plattenfirmen die Musik ruinieren".
Dynamikbereich von MJs Gefährlichkeit über ein Jahrzehnt, Bild von tcervo.com
Das Verständnis, was Dynamik ist und welchen Umfang sie hat, spielt eine Schlüsselrolle bei der Qualität von Kunstwerken, weil es dem Hörer zeigt, was nicht nur real, sondern auch eine gut klingende Audiodatei ist. Damit eine Datei für das Ohr gut klingt, muss sie einen guten Dynamikbereich haben, und ein guter Dynamikbereich zeichnet sich durch ein ausgewogenes Verhältnis zwischen einem angenehmen Volumen an Höhen und Tiefen und dem natürlichen Originalklang aus.
Langer Rede kurzer Sinn: Die Bewertung des Dynamikumfangs Ihrer Datei ist eine gute Methode, um ihre Ähnlichkeit mit dem Originalereignis und die Sorgfalt zu erfassen, die beim Mastering solcher musikalischen Informationen aufgewendet wurde. Schauen wir uns an, wie Sie das machen.
Eine erste Methode ist die Verwendung des Dynamic Range Meter, das Ihnen ein Ergebnis in Form einer Zahl liefert. Er reicht von 1 bis 20, wobei Werte unter 8 absolut schlecht sind, Werte zwischen 8 und 13 gut, aber nicht optimal, und Werte über 13 ausgezeichnet sind. Grundsätzlich gilt: Je höher der Wert, desto größer der Dynamikbereich. Auf der Seite Loudness War Info können Sie dies ausführlich nachlesen (und verschiedene Messwerte vergleichen). Vergleichen wir also die Werte desselben Songs von Michael Jackson, Dangerous, in zwei verschiedenen Versionen (mit zwei verschiedenen Remastering-Verfahren). Die linke Seite ist die Originalversion, mit einem guten (wenn auch nicht großartigen) DR, während das Remaster deutlich schlechter abschneidet.
Mit MusicScope und seinem cleveren Spektralanalyse-Tool, auf das wir im nächsten Abschnitt näher eingehen werden, können wir die Unterschiede besser erkennen. Im zweiten Bild können Sie die dynamische Kompression visuell erkennen.
Spektralanalyse
Der nächste Schritt zur Bewertung der Qualität Ihrer Datei ist die Spektralanalyse. Grundsätzlich werden die Frequenzen der Musikdatei auf visuelle Weise identifiziert: Je nachdem, wie hoch oder niedrig die Noten sind, stellt die Spektralanalyse die Messungen aller Frequenzen im Verhältnis zur Zeit in der Datei in einem Spektraldiagramm dar. Je niedriger die Frequenz in der Datei ist, desto tiefer sind die Noten und umgekehrt, je höher die Frequenz, desto höher sind die Noten. Die Verwendung einer Spektralanalyse ist ein zuverlässiges Hilfsmittel, um zu erkennen, ob die Datei von einem Datenmaterial niedriger Qualität in ein Datenmaterial höherer Frequenz umgewandelt wurde.
Warum ist das wichtig? Stellen Sie sich vor, Sie wollen ein hochauflösendes Bild von Ihrem Lieblingspanorama. Die offensichtliche Wahl wäre, ein Bild mit einer hochauflösenden Kamera zu machen, richtig? Nun stellen Sie sich vor, dass Sie stattdessen Ihre hochauflösende Kamera verwenden, um ein Bild desselben Panoramas aufzunehmen, aber anstatt das Panorama selbst zu fokussieren, "scannen" Sie einfach ein gedrucktes Bild davon. Sie erhalten zwei gleich große Dateien mit vielen Informationen, aber nur eine davon ist tatsächlich Hi-Res. Das Gleiche kann mit Audiodateien passieren, wobei Dateien mit niedriger Auflösung in Hi-Res umgewandelt werden.
Um festzustellen, ob eine Datei von niedriger Qualität in eine Hochfrequenzdatei konvertiert wurde, müssen Sie mit Hilfe der Spektralanalyse feststellen, ob es "Löcher" in den Frequenzbereichen gibt oder ob Frequenzen abgeschnitten wurden (musikalische Informationen werden nicht oberhalb oder unterhalb einer bestimmten Frequenz gespeichert).
Vergleichen wir zum Beispiel den gleichen Track, in diesem Fall Wish You were here (von einem 24/96 FLAC vom Master) mit verschiedenen Kodierungen. Alle Messungen wurden mit dem exzellenten Spectrum Analyzer von SoundScope durchgeführt. Das untere Bild zeigt die Originaldatei, mit all ihren Frequenzerweiterungen.
Jetzt machen wir etwas Lustiges: Wir konvertieren dieses FLAC in 128kbps (CBR, konstante Bitrate) MP3. Schon beim Anschauen können Sie erkennen, wie viel von der ursprünglichen Musikbotschaft verloren gegangen ist.
Und jetzt machen wir etwas wirklich Seltsames: Wir transkodieren unsere hässliche MP3 zurück in das hochauflösende FLAC-Format. An dieser Stelle fragen Sie sich vielleicht: Was bringt es, eine MP3 in FLAC umzuwandeln? Eigentlich gar keinen. Aber es ist ein guter Weg, um zu zeigen, wie wichtig der Ausgangspunkt der Musikkodierung ist. Vor allem, wenn Sie an Hi-Resolution-Dateien denken, die Sie auf spezialisierten Websites kaufen können: Sie sind NUR dann wirklich Hi-Resolution, wenn sie von der Master-Aufnahme kodiert wurden und nicht (wie es manchmal geschieht) von Aufnahmen in CD-Qualität. Diese Praxis wird Transkodierung genannt,
Sie können deutlich sehen, wie die Transkodierung die Spektrale der MP3-Dateien niedriger Qualität linear emuliert. Und das ist der Trick, der es uns ermöglicht, transkodierte Dateien von geringerer Qualität zu unterscheiden.
Verlustbehaftet vs. Komprimiert Verlustfrei vs. Unkomprimiert Verlustfrei
Jetzt, wo wir wissen, was Musikquellen, Dezibel und eine Spektralanalyse sind und wie sie funktionieren, können wir endlich dazu übergehen, uns über die verschiedenen Arten von Audioformaten und ihre Rolle in der musikalischen Unterhaltung zu informieren. Bei den Formaten handelt es sich entweder um eine unkomprimierte verlustfreie, eine komprimierte verlustfreie oder eine verlustbehaftete Datei.
In einer unkomprimierten, verlustfreien Audiodatei werden alle Originaldaten gespeichert, aber da sie unkomprimiert ist, wird die Datei in der Regel viel größer als andere Formate. WAV- und AIFF-Dateien sind Beispiele für eine unkomprimierte, verlustfreie Audiodatei. Sie erhalten die gesamte Qualität der ursprünglichen Kodierung, aber eine sehr große Datei.
Komprimierte verlustfreie Dateien stehen als nächstes auf der Liste. Obwohl auch sie alle Originaldaten speichern (verlustfrei), sind sie weniger groß, da die Musikinformationen komprimiert werden, ohne dass etwas von der ursprünglichen musikalischen Botschaft gelöscht wird. Indem beispielsweise Stille keine Bitraten pro Sekunde erhält, ist das Endergebnis in der Regel besser als bei einer unkomprimierten verlustfreien Datei.
Verlustbehaftete Formate schließlich sind immer komprimiert und haben meist eine geringere Dateigröße als die anderen Formate, weil sie einen Teil der ursprünglichen Informationen eliminieren. MP3, AAC und WMA sind alles Beispiele für verlustbehaftete Dateien. Eine MP3-Datei ist ein kodiertes Format, das für die Speicherung oder Übertragung digitaler Audiodaten verwendet wird, aber es verwendet komprimierte verlustbehaftete Daten, um die Dateigröße zu minimieren, so dass die Datei für den Zuhörer immer noch wie das unkomprimierte Original klingt.
Lange Rede, kurzer Sinn: Der Sweet Spot zwischen der Erhaltung der Originalqualität der Aufnahme und der Notwendigkeit, ein Rechenzentrum zu besitzen, ist die Bevorzugung von verlustfreier Kompression wie FLAC (Free Lossless Audio Codec).
Das war's für den Moment, Leute. Dies ist der erste Artikel einer Reihe von Beiträgen, die sich damit beschäftigen, in einfachen Worten zu verstehen, was ein gutes Hörerlebnis im digitalen Bereich ausmacht. Im nächsten Artikel werden wir über Bit-Tiefe und Frequenzen in Audiodateien sprechen.
Wenn Sie der Meinung sind, dass wir das Thema nicht ausreichend behandelt haben, oder wenn Sie Vorschläge für die nächsten Themen haben, lassen Sie es uns in den Kommentaren unten wissen. In der Zwischenzeit können Sie Ihre Neugierde entfesseln und Ihre Dateien mit dem hervorragenden MusicScope Audio Analyzer analysieren!