OGG Vorbis komprimiert Audiodateien

Komprimieren statt komponieren

von Marcel Hilzinger

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Vor rund 20 Jahren lösten die kleinen handlichen CDs die Bakelit-Scheiben ab, die dem Menschen seit über 100 Jahren zu Musikgenuss aus der Konserve verhalfen. Heute speichert man Musik auf dem Computer. Wie das funktioniert, lesen Sie in diesem Artikel.

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Nichts unterstützt den Menschen besser bei seiner Sammelwut als ein Rechner mit einer möglichst großen Festplatte. Anstatt eine Audio-CD vom Regal zu nehmen, ins Lauwerk einzulegen und nach rund 45 Minuten wieder aufzustehen, liest der Benutzer einfach seine CD-Sammlung in den Computer ein und hört dann stundenlang Musik ohne Unterbrechung.

Von der CD zum PC

Audio-CDs lassen sich unter Linux problemlos auf den PC übertragen. Einfach nach dem Einlegen der CD über [Alt-F2] die Adresse audiocd:/ aufrufen, und schon zeigt der KDE-Datei-Manager den Inhalt der CD an (Abbildung 1). Zuoberst sehen Sie einige virtuelle Verzeichnisse, unten die einzelnen Songs als Dateien im WAV-Format. Möchten Sie einen Track auf den PC kopieren, ziehen Sie einfach die WAV-Datei per Drag & Drop auf Ihren Rechner.

Abb. 1: Unter der Adresse "audiocd:/" zeigt Konqueror in virtuellen Ordnern die Titel auf der CD an. Die Anzahl der Ordner variiert je nach Distribution und Umfang der Installation.

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Virtuelles Verzeichnis: Ordner, der in dieser Form auf der CD/Festplatte nicht existiert. Auf der CD befinden sich nur Musikstücke. Konqueror zeigt aber Ordner an, in denen sich bereits Musikstücke in komprimierter Form befinden. Da es diese auf der CD nicht gibt, spricht man von virtuellen Verzeichnissen.

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Die WAV-Dateien sind genauso groß wie die Dateien im CDA-Ordner. Hier sind die eigentlichen Stücke zu finden. Auch Windows zeigt im Datei-Manager in der Regel die CDA-Dateien an, wenn Sie eine Audio-CD im Explorer öffnen. Diese Dateien können Sie zwar auf den Linux-Rechner kopieren, die meisten KDE-Programme wissen mit ihnen jedoch nichts anzufangen.

Im Ordner Informationen finden Sie eine TXT-Datei, die Details zur eingelegten CD liefert. Diese Datei lädt Konqueror automatisch aus dem Internet herunter, falls eine aktive Verbindung besteht. Der KDE-Datei-Manager zeigt dann auch die einzelnen Stücke nicht als Titel 01.wav und so weiter an, sondern mit dem richtigen Namen des Stücks (Abbildung 2). Die benötigten Informationen holt sich das KDE-Programm aus einer riesigen CD-Datenbank im Internet. Im Ordner Gesamte CD sehen Sie die volle CD in verschiedenen Audio-Formaten (Abbildung 3). Im Folgenden geht der Artikel auf das Format OGG Vorbis [1] genauer ein. Eine kurze Erklärung zu den übrigen Formaten finden Sie in der Tabelle "Audioformate". Welche virtuellen Verzeichnisse Konqueror anzeigt, hängt von der benutzten Distribution und den installierten Paketen ab. Suse Linux ohne MP3-Support zeigt zum Beispiel den Ordner MP3 nicht an.

Abb. 2: Das gleiche Fenster wie in Abbildung 1 aber mit aktiver Internetverbindung. Konqueror lädt dann sämtliche Informationen zur CD aus dem Netz herunter, das nachträgliche Umbenennen von Audio-Dateien fällt weg.

Abb. 3: Im Ordner "Gesamte CD" zeigt Konqueror die CD als eine Datei an. Je nach gewähltem Format belegt eine CD auf der Festplatte dann zwischen 50 und 680 MByte Platz.

Audioformate
Format	Eigenschaften
AAC	Abkürzung für Advanced Audio Codec: Ein vom MPEG-Konsortium entwickeltes, verlustbehaftetes Verfahren zur Audio-Komprimierung mit Mehrkanalton- und Kopierschutz-Unterstützung. Vor allem bei Apple sehr beliebt.
FLAC	Abkürzung für Free Lossless Audio Codec: Freies Format zum Speichern von verlustfrei komprimierten Tondaten. Sehr gute Qualität bei rund 30 Prozent geringerem Platzverbrauch.
OGG	Containerformat zum Speichern komprimierter Ton- und Videodaten. Obwohl eine OGG-Datei verschiedene Codecs beinhalten kann, sind die Tondaten in der Regel mit dem verlustbehafteten Vorbis-Codec kodiert, weshalb man von OGG-Vorbis-Dateien spricht. Videodateien benutzen den Codec Theora.
MP3	Verlustbehaftet komprimiertes Audioformat. MP3 ist zurzeit der De-facto-Standard unter den komprimierten Audiodateien. Das Format ist allerdings nicht frei von Patenten (zumindest ist die Rechtslage umstritten), weshalb die meisten aktuellen Linux-Distributionen es nicht mehr unterstützen.
WAV	Containerformat zum Speichern digitaler Tondaten. In der Regel beinhaltet eine WAV-Datei die Tondaten in unkomprimierter Form, in der Windows-Welt sind jedoch manchmal auch komprimierte Tondaten in einer WAV-Datei anzutreffen. Typische Beispiele für WAV-Dateien sind die Systemklänge in Windows. Die meisten Linux-Distributionen benutzen dafür seit mehr als zwei Jahren das platzsparende OGG-Format.
WMA	Von Microsoft entwickelter Audio-Codec (Windows Media Audio), der ähnlich wie MP3 funktioniert, damit jedoch nicht kompatibel ist. Es existiert sowohl eine verlustbehaftete Variante, als auch eine verlustfreie. WMA-Daten sind oft im Containerformat ASF eingebettet.

Verlustfrei oder mit Verlust

Eine ganze CD belegt rund 650 MByte. Noch vor zehn Jahren hätten damit höchstens zwei bis drei CDs auf eine Festplatte gepasst. Clevere Entwickler haben deshalb nach einem Format gesucht, mit dem sich Tondateien komprimieren lassen. Dazu existieren zwei Verfahren: Bei der verlustfreien Komprimierung (engl. lossless) verkleinert ein Programm Tondateien so, dass daraus jederzeit wieder die Ursprungsdatei hergestellt werden kann. Das ist vergleichbar mit einer ZIP-Datei, aus der Sie wieder das Original herstellen können.

Beim zweiten Verfahren ist die Verkleinerung mit Verlust behaftet (engl. lossy). Das ist vergleichbar mit einem Foto, das Sie verkleinern. Möchten Sie es nachher wieder vergrößern, sieht es nicht mehr so schön aus. Die Größenunterschiede zwischen verlustfrei komprimierten Tondaten und verlustbehafteten sind ziemlich groß; Abbildung 3 zeigt dies schön. Während der FLAC-Code die Originaldatei lediglich auf 2/3 der ursprünglichen Größe verkleinert, erreichen MP3 und OGG Vorbis Faktoren von einem Zehntel und kleiner.

OGG Vorbis

In der Linux-Welt hat sich OGG Vorbis als Standard-Audioformat in den letzten Jahren durchgesetzt. Dies hängt damit zusammen, dass es bei gleicher Qualität besser komprimiert als MP3 und zudem frei von Patentansprüchen ist. Unter Linux können Sie OGG-Vorbis-Dateien mit quasi jedem Player abspielen. Auch unter Windows unterstützen immer mehr Programme dieses Format. Auf Grund seiner guten Kompressionsraten und freier Verfügbarkeit benutzen auch viele Windows-Spiele das OGG-Format für Tondateien, zum Beispiel Quake 3 und GTA San Andreas. Auch einige Internet-Radios senden in OGG Vorbis.

Beim Umwandeln einer unkomprimierten WAV-Datei ins OGG-Vorbis-Format schneidet der Encoder unter anderem sehr hohe und sehr tiefe Frekquenzen ab, die das menschliche Ohr nicht hört. Weiter kombiniert der Encoder Töne, die so schnell hintereinander folgen, dass die meisten Menschen nur einen Ton hören, zu einem Ton. Dabei reduziert der Encoder die Bitrate der Audiodatei. Während die Original-Songs auf CD mit einer fixen Bitrate von rund 1411 kBit/s gespeichert sind, kommen OGG-Dateien mit einer Bitrate von 64 kBit/s bis 400 kBit/s daher. OGG-Vorbis-Dateien verwenden darüber hinaus nicht eine feste Bitrate, sondern eine variable. So ist es zum Beispiel möglich, leise Stellen oder Stille mit einer kleineren Bitrate abzuspielen, um diese dann für laute Stellen wieder zu erhöhen. Während die meisten Audio-Encoder die Bitrate absolut angeben, benutzt OGG Vorbis dazu Qualitätsstufen von 0 bis 10. Die Stufe 0 entspricht dabei einer Qualität von rund 64 kBit/s, Stufe 10 rund 400 kBit/s. In der Grundeinstellung arbeitet OGG Vorbis mit der Qualitätsstufe 3 und einer Bitrate um 110 kBit/s. Qualitativ entsprechen solche Dateien MP3-Songs mit einer Bitrate von 128 kBit/s.

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Encoder: Programm, das ein bestehendes Format in ein anderes umkodiert. Hier erzeugt es aus WAV-Dateien OGG-Vorbis.

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Für eine weit bessere Qualität sollten Sie Stufe 6 benutzen. Bei dieser Qualität hören die meisten Menschen keinen Unterschied mehr zur CD-Version. Um diese Einstellungen für den Konqueror zu ändern, öffnen Sie das KDE-Kontrollzentrum über [Alt-F2] und den Befehl kcontrol, dann stellen Sie unter Sound & Multimedia / Audio-CDs die neue Qualität auf dem Reiter OGG Vorbis Kodierer ein.

Vor- und Nachteile

Der größte Nachteil von OGG Vorbis ist, dass es auf tragbaren Audio-Playern und CD-Playern noch nicht weit verbreitet ist. Möchten Sie also Ihre Musiksammlung umwandelt, um zum Beispiel über einen speziellen CD-Player im Auto Musik zu hören, fahren Sie mit dem Format MP3 besser. Auch günstige tragbare Abspielgeräte unter 100 Euro unterstützen meistens nur das MP3-Format. Deshalb nennt man diese Geräte umgangssprachlich auch MP3-Player. In letzter Zeit häufen sich glücklicherweise die MP3-Player mit Unterstützung für das OGG-Vorbis-Format.

Möchten Sie Ihre CDs hingegen in erster Linie auf dem PC anhören, hat OGG Vorbis nur Vorteile. Das Format ist frei verfügbar, und Sie können Ihre Musikdateien unter jeder aktuellen Linux-Distribution sofort abspielen, ohne zuerst zahlreiche Pakete nachinstallieren zu müssen. Auch in Puncto Qualität hat OGG Vorbis die Nase vorn: Bei gleicher Speichergröße produziert es bessere Qualität als MP3 oder WMA. Kaufen Sie später doch einen tragbare Audio-Player, müssen Sie nach einem Gerät mit OGG-Vorbis-Support Ausschau halten. Einen ausführlichen Test finden Sie unter [1]. (mhi)

Infos

[1] Homepage: http://www.vorbis.com [2] OGG-Player-Test: Marcel Hilzinger, "Spiel mir das Lied mit OGG -- Acht MP3-Player mit OGG-Vorbis-Support im Test": LinuxUser 12/2005, S. 88.

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