Audiocodierung – Wie der Computer Töne speichert
Sie lernen, wie Schallwellen digital dargestellt werden. Begriffe wie Abtastrate, Bittiefe und Kanäle erklären, wie Musik zu Daten wird.
Töne sind eigentlich Schwingungen der Luft.
Damit ein Computer diese verarbeiten kann, werden sie in sehr kurzen Abständen gemessen (abgetastet) und als Zahlen gespeichert.
Das Verfahren nennt man digitales Sampling.
Je öfter und je genauer gemessen wird, desto besser klingt die Aufnahme – aber desto grösser wird auch die Datei.
Einführung: Vom Ton zur Zahl
Ein Mikrofon wandelt Schall in elektrische Spannung um.
Der Computer misst diese Spannung in kurzen Zeitabständen → Abtastpunkte.
Zentrale Begriffe
| Begriff | Bedeutung | Beispiel |
|---|---|---|
| Abtastrate (Sampling Rate) | Wie oft pro Sekunde gemessen wird | 44 100 Hz = 44 100 Werte pro Sekunde |
| Bittiefe (Bit Depth) | Wie genau jede Messung gespeichert wird | 16 Bit = 65 536 Lautstufen |
| Kanäle | Anzahl Tonspuren | 1 = Mono 2 = Stereo |
Beispiel
Eine Stereoaufnahme mit 44 100 Hz und 16 Bit Bittiefe:
44 100 Samples × 16 Bit × 2 Kanäle = 1 411 200 Bit pro Sekunde
≈ 176 kB/s
Das entspricht der CD-Qualität.
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Wie gross ist ein Song?
Berechnen Sie die ungefähre Dateigrösse eines 3 min langen Songs (Stereo, 44 100 Hz, 16 Bit).
Tipp:
( \text{Grösse} = \text{Abtastrate} × \text{Bittiefe} × \text{Kanäle} × \text{Dauer} )
1 Byte = 8 Bit
Beispielergebnis:
( 44 100 × 16 × 2 × 180 s = 254 016 000 Bit = 31.8 MB )
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LoginReflection
- Warum führt eine höhere Abtastrate zu besserem Klang?
- Warum sind MP3-Dateien kleiner als WAV-Dateien, obwohl die Musik gleich lang ist?
- Wie ähnelt Audiocodierung der Bildcodierung?
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