Semesterarbeit und Spezialgebiet für Informatik

Thema: Audioformate

Teil 2:

MP3

Inhalt

1. Definition.

2. Geschichte

3. Audiokompression

1. Kompressionsalgorithmus

2. Die Filterbank

3. Das Perseptionmodel

4. Joint Stereo

5. Quantelung und Kodierung

6. Qualität.

4. Dateiformat

1. Der Header.

1. Bitrate.

2. Samplingfrequenz

3. Audiomodus

4. Erweiterter Modus

5. JsBound

6. Emphasis

7. Berechnung der Framelänge

5. Tags..

1. ID3

1. ID3 V 1.0

2. ID3 V 1.1

3. ID3 V 2.

1. Main Header

2. Extended Header

3. Frames

4. ID3 V 2.3

2. Lyrics.

1. Lyrics V 1.0

2. Lyrics V 2.0

6. Bedeutung von Mp3..

7. Vorteile

8. Nachteile

9. Mp3 im Internet

1. Napster.

2. Gnutella

3. iMesh.

4. Scour.

5. Mp123.

10. Die Frage der Legalität

11. Software     ..

1. CD-Ripper

2. Encoder

3. Decoder

4. Player

5. Konverter

6. Tools

12. Hardware.

1. Tragbare Mp3-Player

2. Standgeräte

13. Nachfolger:  Mpeg 2 - AAC

14. Microsofts Antwort auf Mp3

15. Quellen

1. Definition

Mp3 ist die Abkürzung für MPEG 2 Layer 3. MPEG steht für Motion Pictures Experts Group, einem Algorithmus, der für die Bildkomprimierung entwickelt wurde. Mp3 ist die komprimierte Tonspur eines Mpeg Videos.

Die Forschungen an der MPEG-I Audiokompression werden in drei sogenannte Layer unterteilt, wobei MPEG-I Layer 1 die ältesten und MPEG-I Layer 3 die jüngsten Forschungsergebnisse präsentiert. Die Komplexität der Kodierung und Verringerung der Dateigröße bei gleichbleibender Qualität steigen von Layer 1 zu Layer 3

2. Geschichte

Im Jahre 1987 begann die Frauenhofer IIS-A an einem Kompressionsalgorithmus zu arbeiten, der auf  einem Projekt (EU147) der EUREKA aufbaute. In Kooperation mit der Universität Erlangen (Prof. Dieter Seitzer) entstand ein sehr guter Algorithmus, der als ISO-Mpeg Audio Layer-3 Standart veröffentlicht wurde.

3. Die Audiokompression, EnCoding

Man mag glauben, dass der Mp3-Algorithmus Audiodaten richtig komprimiert. Das ist nicht ganz korrekt. Mp3-Daten sind in Wirklichkeit nicht komprimiert wie etwa ZIP- oder RAR-Dateien. Der Grundgedanke für den Mp3-Algorithmus ist Reduktion, d.h. dass Frequenzen, die das menschliche Ohr nicht mehr wahrnehmen kann, einfach herausgefiltert werden. Das menschliche Ohr kann nur Frequenzen bis etwa 20.000 Hz wahrnehmen. Ein erheblicher Teil von Audiodaten beinhalten solch hohe Frequenzen. Je nach Stärke der Kompression (eigentlich Reduktion), lassen sich unkomprimierte Audiodateien auf bis zu einem Zwanzigstel der ursprünglichen Grösse schrumpfen. Allerdings steigt mit der Stärke der Komprimierung auch der Qualitätsverlusst. Denn mit jeder Stufe der Kompression wird die Grenze für die zu filternden Frequenzen hinauf- oder heruntergesetzt. Bei hohen Kompressionen wird z.B. die Grenze auf 18.500 Hz herab gesetzt, also alle Frequenzen über 18.500 Hz werden herausgefiltert. Dies ist dann im Endprodukt hörbar und oft ist die Datei dann nur mehr Datenmüll, weil die Qualität dann viel zu gering ist.

Ohne Kompression bestehen typische Audiosignale aus 16 Bit Samples, die mit eines Samplingrate von etwa 44.1 kHz (Audio CD) aufgenommen wurden. So benötigt eine Sekunde in stereo CD-Qualität mehr als 1.400 mBit  (175kByte) Daten. Mit einer Mp3 Kompression schrumpft die Datenmenge auf 128 kBit (16kByte). Dies ist etwa ein Elftel der unkomprimierten Daten.

3.1. Der Kompressionsalgorithmus

3.2. Die Filterbank

Die Filterbank, die im MPEG Layer-3 Algorithmus benutzt wird, ist eine Hybrit-Filterbank, die aus einem Multiphasenfilter und einem veränderten MDCT (Discrete Cousine Transform, ) besteht. Diese Hybritform wählte man deswegen, um die Kompatibilität mit den Vorgängern, Layer-1 und Layer-2, zu gewährleisten.

3.3. Das "Wahrnehmungs"-Modell (Perceptual model)

Dieses Modell bestimmt die Qualität einer gegebenen Encoder-Implementation. Es benutzt entweder eine separate Filterbank oder kombiniert die Berechnungen der Energiewerte (für maskierte Berechnungen) und der Hauptfilterbank. Die Ausgabe besteht aus Werten für die Frequenzmarke oder der erlaubten Lautstärke für jeden Codeblock. Wenn die Lautstärke unter der erlaubten Grenze gehalten werden kann, ist das Ergebnis der Kompression vom Original nicht zu unterscheiden. Wie schon der Name sagt, werden in diesem Teil des Algorithmusses alle diejenigen Frequenzen markiert, die das menschliche Ohr nicht mehr wahrnehmen kann.

3.4. Joint Stereo

Wenn in einem Stereosignal ein Teil eines Kanals ähnlich einem Teil des anderen Kanals ist, wird nur einer der Teile gespeichert. Damit kann die Bitrate erheblich heruntergesetzt werden. Joint Stereo wird benutzt, wenn nur niedere Bitraten möglich sind, aber ein Stereosignal benötigt wird.

3.5. Kodierung

Ein System von zwei Schleifen sind die Hauptlösung für die Kodierung eines Layer-3 Encoders.

Die innere Schleife benutzt die Codetabelle des Huffmann Kompressionsalgorithmusses, da dieser kleinere Datenpackete zuweist. Diese Schleife wird so oft ausgeführt, bis die resultierende Datenmenge den gegebenen Voraussetzungen entspricht.

In der äusseren Schleife verringert die Stärke der Geräusche. Auch hier wird die Datenmenge an die gegebene Bitrate angepasst.

3.6. Qualität

Hier ein paar typische Daten für MPEG Layer-3:

* Hier wird eine nicht ISO Erweiterung des MPEG-Algorithmusses verwendet, um eine höhere Performance zu

erzielen (MPEG 2.5).

4.Das MP3 Dateiformat

Im wesentlichen besteht eine MP3-Datei aus einem Header und einem Datenteil. Der Datenteil besteht wiederum aus sogenannten Frames, die die Audiodaten beinhalten. Jeder dieser Frames enthält, wie auch die Datei selber einen Header, der üblicherweise gleich dem Main-Header ist. Dieser Frameheader wird hauptsächlich zur Synchronisation benutzt.

4.1. Der Header

Der Header jeder MP3-Datei besteht aus 32 Bit. Dieser Header bildet auch den Anfang jedes Frames.

AAAAAAAA AAAABCCD EEEEFFGH IIJJKLMM

4.1.1. Bitrate

Die Bitrate ist die Datenmenge, die eine Sekunde Musik benötigt. Diese wird in KiloBit pro Sekunde (kBps, kBit) angegeben. Diese Datenmenge ist je nach Art der Komprimierung unterschiedlich.

Mpeg 1.0:

Mpeg 2.0:

4.1.2. Samplingfrequenz

Die Samplingfrequenz wird in Herz (Hz) angegeben. Sie gibt an, wie oft die Soundkarte pro Sekunde Daten erhält.

4.1.3. Audiomodus

Eine Sounddatei besteht aus ein oder mehreren Kanälen, normalerweise einem oder zwei. Ein Stereo- bzw. ein JointStereo-Signal besteht aus 2 Kanälen, einer für links und einer für rechts. Damit kann ein räumliche wirkender Klang erzeugt werden. Bei Dualchannel sind beide Kanäle identisch. Dieser Modus wird dann verwendet, wenn aus einem Mono ein ein "Pseudostereo" Signal erzeugt wird. Singelchannel, oder auch Mono, besteht aus einem einzigen Kanal. Damit kann kein räumlicher Klang erzeugt werden.

4.1.4. Erweiterter Modus:

4.1.5. jsbound:

4.1.6. Emphasis:

4.1.7. Berechnung der Framelänge

Bei Mpeg 1.0:

Layer 1:  (48000*bitrate)/samplingfrequenz + padding

Layer 2&3:  (144000*bitrate)/samplingfrequenz + padding

Bei Mpeg 2.0:

Layer 1: (24000*bitrate)/samplingfrequenz + padding

Layer 2&3: (72000*bitrate)/samplingfrequenz + padding

5. Tags

Tags sind kleine Datenmengen, die direkt in die Datei hineingeschrieben werden. Sie dienen zur zusätzlichen Speicherung von Informationen über die Mp3-Datei. Es gibt für Mp3-Dateien zwei verschiedene Tags: das ID3-Tag in den Versionen 1.x und 2x. und das Lyrics-Tag, ebenfalls in den Versionen 1.x und 2.x.

5.1. ID3

Das ID3 Tag gibt es, seit es MP3-Dateien gibt. Dieses Tag speichert Informationen zum Musikstück, wie z.B. Titel, Interpret, etc.

5.1.1. ID3 V 1.0

Das ID3 Tag in der Version 1.0 besteht aus 128 Byte und wird ans Ende der Datei angehängt. Das Tag fängt immer mit "TAG" an. Durch diese ID wird das Tag erkannt.

AAABBBBB BBBBBBBB BBBBBBBB BBBBBBBB
BCCCCCCC CCCCCCCC CCCCCCCC CCCCCCCD
DDDDDDDD DDDDDDDD DDDDDDDD DDDDDEEE
EFFFFFFF FFFFFFFF FFFFFFFF FFFFFFFG

Der Kommentar beinhaltet meistens den Namen des Encoders. Das einzelne Byte für Genre enthält den Indexwert des Genres.

Hier die ersten 9 Werte dieser Liste:

5.1.2. ID3 V 1.1

Die einzige Anderung in der Version 1.1 besteht darin, dass das Kommmentar-Feld um 2 Bytes gekürzt wird. Damit entsteht ein Byte welches leer bleibt, und ein weiteres, welches nun die Tracknummer der CD angibt.

AAABBBBB BBBBBBBB BBBBBBBB BBBBBBBB
BCCCCCCC CCCCCCCC CCCCCCCC CCCCCCCD
DDDDDDDD DDDDDDDD DDDDDDDD DDDDDEEE
EFFFFFFF FFFFFFFF FFFFFFFF FFFFFGHI

5.1.3. ID3 V 2.2

Ursprünglich war dies die Version 2.0. Mit der Entwicklung der Version 2.3 wurde die Version 2.0 in 2.2 umbenannt.

Mit der Version 2 des ID3 Tags wurden einige neue Funktionen hinzugefügt. Die Grundidee der Version 2 ist die, dass das neue Tag System flexibel und erweiterbar sein soll. Das Tag steht nun am Anfang der Datei und kann eine Grösse von bis zu 256Mbyte annehmen, ein Frame maximal 16 mByte. Der Informationsteil des Tags enthält neben den Feldern der Version 1 noch zusätzliche Felder wie z.B. für den Medientyp, BPM (Beats per minute, Schläge pro Minute) oder einer Copyrightmeldung.

Wie rechts in der Grafik zu erkennen ist, kann das Tag neben den üblichen Informationen auch Songtexte oder Binärdaten enthalten, hier ein Bild.

Da das Tag am Anfang der Datei steht, beginnt es mit einer Asynchron-Bitfolge, damit ID3 V2 inkompatible Player den Tag nicht mit abspielen.

Ein weiterer grosser Vorteil des Tags ist die eigene Kompression. Somit kann die Datenmenge im Tag gering gehalten werden. Weiters ist das Tag nicht auf MP3-datein angewiesen, auch andere Audiodaten können damit "getagt" werden.

5.1.3.1. Main Header

Der Main-Header des ID3 V2 Tags besteht aus 22 Bytes.

AAABBCDD DDDDDDDD DDDDDD

Die ersten 3 Bytes kennzeichnen den Tag und sind immer "ID3". Die nächsten 2 Byte beschreiben die Version des Tags, wobei das höherwertige Byte die Hauptversionsnummer, das niederwertige die Nebenversion ist. Die folgenden 4 Bytes sind Flags, von denen bis lang nur 3 Bits genutzt werden.

xxxxxABC

Die letzten 16 Bytes des Headers, bestehend aus 4x4 Bytes, beinhalten die Grösse des Tags.

5.1.3.2. Extended Header

Der Extended-Header besteht nur aus 10 Bytes.

AAAABBCC CCDDDD

Die Grösse des Paddings ist nichts anderes als die Gesamtgrösse des Tags.

Von den 2 Bytes des erweiterten Flags wird zur zeit nur 1 Bit genutzt.

Axxxxxxx xxxxxxxx

5.1.3.3. ID3 V2.2 Frames

Nach den Headerinformationen des Tags folgen die Frames. Jeder Frame besteht aus einem Header- und einem Datenteil. Der Frame-Header des ID3 V2 Tags besteht aus 10 Bytes, die Grösse des Datenteils ist variabel. Maximal kann ein Frame 16 mByte gross sein.

AAAABBBB DD

Nur 6 Bits des 2 Byte grossen Frame-Flags werden tatsächlich benutzt.

ABCxxxxx IJKxxxxx

Jeder Frame enthält unterschiedliche Informationen:

5.1.4. ID3 V 2.3

In der Version 2.3 des ID3-Tags wurden einige kleinere Veränderungen vorgenommen.

Die ID und die Framegrösse wurden im Header auf jeweils 4 Byte gesetzt. Weiters wurden noch einige Frametypen hinzugefügt.

5.2. Lyrics3

Das Lyricstag ist mit dem Erscheinen des Lyric-Plugins von WinAMP aufgekommen. Damit kann man Liedtexte zu den einzelnen Musikstücken in die Datei einfügen.

5.2.1. Lyrics3 V 1.0

Die Version 1.0 des Lyrictags wird am Ende der MP3-Datei zwischen Audiodaten und ID3-Tag geschrieben. Ist kein ID3-Tag vorhanden, muss eines hinzugefügt werden.

Der Aufbau des Lyrictags ist recht simpel. Der Lyricblock beginnt mit "LYRICSBEGIN" und endet mit "LYRICSEND". Dazwischen steht der mit 5100 Bytes limitierte Datenteil. Dieser Datenteil ist im Klartext und darf kein Zeichen mit dem Wert 255 enthalten. Mit CR-LF wird immer eine neue Zeile begonnen.

5.2.2. Lyrics3 V 2.0

Die neue Version des Lyrictags ist etwas komplizierter als die Vorgängerversion, hat aber natürlich auch einige neue Features. Genau wie die Version 1.0 des Lyrictags liegt es zwischen den Audiodaten und dem ID3-tag und beginnt ebenfalls mit der Zeichenfolge "LYRICSBEGIN". Das Ende des Tags kennzeichnet nun aber die Zeichenfolge "LYRICS200".

Der tatsächliche Datenteil des Lyrictags besteht aus ein oder mehreren Datenfeldern. Jedes dieser Felder beginnt mit einer 3 Byte grossen ID und der Grösse des Feldes, bestehend aus 6 Bytes.

Es muss mindestens ein Feld vorhanden sein, die Reihenfolge der Felder ist vollkommen egal.

Im Lyrics V 2.0-Tag gibt es, genau wie bei ID3 V 2.x, vordefinierte Felder.

Eine grosse Neuerung in der Version 2.0 sind die sogenannten Zeitmarken. Damit kann eine Anzeige des Songtextes so eingestellt werden, dass eine Zeile erst dann angezeigt wird, wenn diese im Musikstück tatsächlich vorkommt.

6. Die Bedeutung von MP3

Das MP3 Format hat sich wegen der geringen Grösse zu einem Standard unter den Soundformaten entwickelt und findet eine überaus grosse Anwendung, insbesondere im Bezug auf die Musikverbreitung via Internet.

7. Vorteile von MP3

Stereo

höhere Bitrate

weniger Rauschen

besserer Klang

jeder kann sich die Musik aus dem Internet holen

Chance für unbekannte Musiker

Revolution für die Musikszene: mehrere Alben passen auf eine CD

8. Nachteile von MP3

teilweise verschlechterte Klangqualität

Reduktion statt Kompression

Verlusste für die Musikindustrie

9. Mp3 im Internet

Seit etwa ein bis zwei Jahren herrscht ein richtiger Boom in der MP3-Szene.

Die Internet-Gemeinde benutzt darum immer mehr dezentrale (nicht an einen Server gebunden) Tools wie Napster oder Gnutella. Beide beruhen auf dem Prinzip, dass sich der User mit einem kleinen, lokal installierten Programm Zugang in einen "Ring" von anderen Usern einklinkt. Die Verfolgung ist dann fast unmöglich, da Adressen (IP-Adresse) und Anzahl der Mitglieder ständig ändern.

Geschäfte haben Probleme mit Arbeitern, welche die Netzwerkbandbreite des Firmennetzes mit Musik- downloads verschwenden.

9.1. Napster

www.napster.de

Durch Napster verbindet man den eigenen Rechner mit einem Hauptrechner, an dem wiederum viele andere Rechner (andere Endbenutzer wie man selbst) hängen, die ebenfalls auf der Suche nach MP3s sind. So kann man MP3s direkt von anderen Rechnern downloaden, ohne vorher etwas uploaden zu müssen. Da diese Möglichkeit jeder hat, ist dies eine Art offener Handel, ohne das man direkt etwas geben muß um etwas zu erhalten. Man nimmt sich also das was man haben möchte von einem anderen Benutzer der ebenfalls in das Napster Netzwerk eingeklinkt ist. Möchte dieser Benutzer etwas haben, so kann er es sich ebenfalls holen und daher ist dieses Tauschnetzwerk relativ praktisch.

Jeder Benutzer kann selbst vorher aussuchen, welche Songs der eigenen Kollektion für die anderen Napster-Benutzer (Napsters) sichtbar sein soll. Wenn man möchte kann man statt gezielt nach MP3s zu suchen auch eine Liste des gesamten Angebots eines einzelnen anderen Napsters angucken und bei Bedarf in seine Downloadliste aufnehmen. Falls der Download aufgrund technischer Probleme abbrechen sollte kann dieser sofort wieder aufgenommen werden - entweder vom selben Benutzer oder einem anderen, falls dieser das selbe Lied in der selben Version besitzt. Damit sichergestellt werden kann, daß der andere Benutzer auch noch genug Bandbreite zur Verfügung hat und eine gute Verbindung zu Ihm besteht, kann eine maximale Ping-Time angeben werden. Je länger die Ping-Time, desto schlechter die Verbindung zwischen dem eigenen Computer durch das Internet zum Computer des anderen Benutzers.

Und damit noch nicht genug: in der ausgefeilten Suchmaschine kann sogar angegeben werden, welche Bitrate von MP3s bevorzugt werden sollen. Vor dem Download weiß man dadurch immer, in welcher Bitratenqualität die Dateien vorliegen. Durch eine 'HotList' können die Benutzer mit den Interessantesten Angeboten abgespeichert und deren Online-Status zu jeder Zeit angezeigt werden. In der 'Lobby' von Napster befindet sich ein Chat-Raum, in dem nach belieben mit anderen Napster Benutzern gechattet werden kann. Mit einem eingebauten MP3-Player mit Playlist können die runtergeladenen MP3s gleicht angehört werden.

Seit Beta 6 ist eines der besten Features verlorengegangen. Mit der Resume-Funktion war es möglich abgebrochene Downloads später fortzuführen.

9.2. GNutella

www.gnutella.de

Gnutella ist eine sehr variable Download-Community. Sie ist im Unterschied zu allen anderen Systemen nicht auf einen Hauptserver angewiesen, vielmehr ist die Struktur so angelegt, daß eine fortlaufende Kette aller Benutzer gebildet wird. Jeder Benutzer ist quasi Client und Server zugleich. Was sich unglaublich von der Umsetzung und Stabilität her anhört, ergibt sich in der Praxis als effizient:

Suchanfragen werden schon in der Alpha-Version schneller als bei Napster durchgeführt, auch die Geschwindigkeit beim Download soll gut sein. Durch die Ringstruktur haben auch Netzwerkadmins ein Problem: Bislang konnten Sie sämtliche IP- und Port-Adressen von Napster-Servern einfach sperren - mit Gnutella wird das unmöglich - selbst die Ports können beliebig variiert werden.

Die Oberfläche von Gnutella gibt sich schlicht aber übersichtlich, unter einem Menüpunkt können Suchanfragen eingegeben werden, in einzem zweiten ist per Live-Suche direkt zu sehen, was andere Benutzer in der Zwischenzeit suchen. Ein Großer Vorteil ist, daß jegliche Dateiformate definiert und gesucht werden können - dafür gibt es ein eigenes Konfigurationsmenü. Das Programm ist bereits voll funktional, auch wenn Features wie eine Bitratenanzeige für MP3s noch ausstehen und viele weitere interessante Funktionen eingebaut werden könnten.

Um Gnutella nutzen zu können braucht man zum Einstieg lediglich eine IP-Adresse eines bereits verbundenen Benutzers. Diese Adresse muss bei 'gnutellaNet' im ersten Eingabefeld mit Portnummer eingetragen werden und per Klick auf ADD hinzugefügt werden. Falls die Adresse nicht gültig war, verschwindet sie nach kurzer Zeit wieder vom Connection-Bildschirm. Eine Liste mit aktuellen IP-Adressen gibt es unter

https://www.idi.ntnu.no/~havardot/betaz/GNUTELLA.net

Version 0.56: Mögliche Sicherheitsmängel können nicht mehr auftreten - möglicherweise auch 'Flooding' durch Suchanfragen ausgeschlossen. Die Version ist nicht von Nullsoft weiterentwickelt worden, allerdings offiziell akzeptiert von Nullsoft.

9.3. iMesh

www.imesh.com/index.cfm

Der dritte im Bunde neben quasi-standard Napster und CuteMX (von den Herstellern von CuteFTP) nennt sich iMesh.

Mit iMesh läßt sich das Aussehen der Fenster wie bei Winamp per Skins verändern, durch eine Suchfunktion auf der iMesh Site lassen sich Musikdateien auffinden und Informationen über Dateigröße, Bit-/Samplerate und den gesamten ID3 Tag anzeigen. Der größte Unterschied ist allerdings die Ausrichtung des Programms - jegliche Dateiformate, nicht nur MP3 sondern zum Beispiel auch Video- und Bilddateien, wobei in späteren Versionen vielleicht auch andere Dateitypen suchbar werden.

Ein weiteres interessantes Feature: jeder einzelnen Datei wird eine ID zugewiesen. Sollte ein anderer Nutzer genau die selbe Datei haben wie man selbst, so ist auch die ID gleich. Beim Download kann so zwischen mehreren Computern beim Download umgeschaltet werden oder bei einer langsamen Verbindung von mehreren Computern mit der selben Datei gleichzeitig heruntergeladen werden.

(Aus: Mp3-Infocenter, www.mpex.net)

9.4. Scour

www.scour.com

Den neusten Abklatsch lieferte Scour Inc.- mit dem Programm Scour Exchange (SX).

Leider musste sich Scour den Vorwurf gefallen lassen, daß hier nur abgeguckt wurde. Die einzige Neuerung im Gegensatz zu Napster ist, daß man nach anderen Fileformatextensions suchen kann, als nur nach .mp3 - mit dem Nachteil, daß man für MP3's nicht die Kompressionsdichte (kbps) angezeigt bekommt.

Will man über Scour Kontakt mit anderen aufnehmen, so muß man sich ersteinmal in die zentralen Server von Scour Inc. einloggen - genau wie bei Napster. Scour nun gibt an, daß alle einzelnen Server, die in Betrieb sind, als ein einziger Metaserver erscheinen. Scour Inc. will damit gewährleisten, daß alle anderen Scourbenutzer als Suchpool zur Verfügung stehen.

Scour ist aber neben seinen Konkurrenten untergegangen.

9.5. Mp123

Mit MP123 gibt es jetzt eine ganz neue Möglichkeit MP3s im Internet legal zu tauschen. Durch das immer stärker werdende Verlangen der User nach kostenloser digitaler Musik im Internet gibt es fast wöchentlich einen neuen Anbieter der mit einer neuen Idee auf den Markt kommt.

Diesmal wird der Tausch der MP3s per eMail oder ICQ durchgeführt. Ein neuer User muß sich zuersteinmal kostenlos bei MP123.com anmelden und einen Account eröffnen. Dieser Account ist nötig um spätere Tauschaktionen und die Suche nach MP3s durchzuführen.

Das Prinzip von MP123 ist einfach. Jeder neue Benutzer gibt die Titel der eigenen MP3s entweder über eine Eingabemaske ein oder lädt eine M3U Playliste mit den entsprechenden Songs auf den MP123 Rechner. Über ein Suchformular kann man nun eine Suche nach einem gewünschten MP3 starten. Wurde dieses MP3 in der Datenbank von MP123 gefunden, so erhält man eine entsprechende Liste mit den Benutzern, die die gefundenen MP3s besitzen.

Hat man den gewünschten Song gefunden, so klickt man auf einen Button und kann eine Anfrage an den Benutzer schicken, ob dieser das gewünschte MP3 per eMail, ICQ oder einen anderen Dienst an einen schicken kann. Nun liegt es am Empfänger der Anfrage ob er die Datei überhaupt verschickt. Um die legalität des Dienstes zu wahren, setzt MP123 in seinen Bedingungen voraus, das die MP3s die getauscht werden vom Besitzer zuvor legal erworben wurden (also von gekauften CDs erstellt oder im Netz erworben) und die verschickten Dateien sofort nach dem versenden zu löschen. Somit wäre eine tatsächlicher Verschiebung des Liedes vonstatten gegangen.

Diese doch recht gute Idee könnte aber schnell an zwei Faktoren scheitern. Einmal die Bereichtschaft der Mitglieder anderen etwas zuzuschicken, denn man ist praktisch nicht daran gebunden einer Anfrage nachzugehen und andererseits der doch recht langsame Übertragungsweg per eMail. Zudem gibts es viele eMail Dienste die ein Mailboxlimit von 3-5 MB haben und damit kann man sicher nicht ordentlich tauschen. Somit führt für Benutzer die richtig tauschen möchten kein Weg an ICQ und Konsorten vorbei.

MP123 plant in Zukunft noch weitere Dienste mit denen es dann möglich werden soll, komplette CDs oder Schallplatten, warscheinlich auf dem Postwege, auszutauschen. Erstmal ist aber abzuwarten wie sich der Tausch mit den MP3s entwickelt.

10. Die Frage nach der Legalität

MPEG-1 Layer 3 selbst ist ein offener Standard in dem festgeschrieben ist, wie eine MP3-komprimierte Musikdatei auszusehen hat - es ist von der Fraunhofer Gesellschaft (aus Deutschland) patentiert worden, aber solange keine kommerzielle Nutzung vorliegt ist die Nutzung des Standards kostenlos.

Privater Gebrauch / Weitergabe der MP3s

Auch ist es nicht verboten selbst erworbenes Musik-Material (CDs, Kassetten, Platten, usw.) zu digitalisieren, um sie für den privaten Gebrauch anzuhören. Das Copyright kommt allerdings in dem Moment ins Spiel, wenn man MP3s an Dritte weitergibt oder sogar verkauft, ohne dafür den Urheber (in den meisten Fällen die Plattenfirma oder die Gema in Vertretung) nach Erlaubnis zu fragen und ggf. Lizensgebühren zu zahlen. Das ganze verhält sich ähnlich wie das weitergeben von Computerspielen. Die Problematik, mit der sich die Plattenfirmen konfrontiert sehen ist allerdings, daß ein MP3 circa 3-5 MB groß ist, (noch) keinen Kopierschutz besitzt und dadurch einfacher weiterzugeben ist als ein 1-2 CD großes Spiel, womöglich mit Kopierschutz.

Einhaltung der Rechte in Deutschland

In Deutschland kümmert sich die Gema um die Einhaltung des Rechtes ihrer Mitglieder, also der Musiker. Personen die urheberrechtlich geschützte Songs im Internet anbieten werden von der Gema abgemahnt und müssen Ihr Angebot sofort einstellen, sowie eine Mahngebühr von ca. 300-500 DM bezahlen, also lasst es lieber.
Wobei die Privatnutzer weniger zu erwarten haben, da es ziemlich schwierig wäre 'alle' MP3 Besitzer zu belangen.

Musik legal erwerben

Durch das Ratio von geringer Dateigröße und ausgezeichneter Qualität besitzt MPEG-1 Audio Layer 3 ein großes Potential in kürzester Zeit auch kommerziell genutzt zu werden. Es ist schon jetzt möglich MP3s legal zu erwerben. Fast täglich kommen neue Online-Shops hinzu, die mit immer ausgefeilteren Werken den Hörer ködern wollen. Einen Trend den erst die seit einigen Jahren existierenden Raubkopien im Internet ins Rollen gebracht haben.

11. Software

11.1. CD-Ripper

Ein CD-Ripper ist ein Programm, das eine Audio-CD digital ausliest. Die Audiodaten werden standartmässig als Wave-Datei abgespeichert. Das wohl beste und bekannteste Programm dieser Kategorie ist der Audiograbber.

11.2. Encoder

Um erst eine Mp3-Datei erzeugen zu können, braucht man einen sogenannten Encoder. Ein solches Programm liest eine Audiodatei, fast immer nur Wave, ein und wandelt sie in eine MP3-Datei um. Je nach eingestellter Komprimierung und Qualität wird die Mp3-Datei auf bis zu einem Zwanzigstel verkleinert. Ein bekanntes Programm dafür ist z.B. der Mpeg-Encoder der Firma Xing. Ein grosser Vorteil bei diesem Programm ist, dass die Komprimierung überaus schnell durchgeführt wird. Z.B. wird ein 6 minütiges Lied auf einem Celeron mit 466 MHz in ca. 30 Sekunden Komprimiert.

Es gibt Programme wie den AudioCatalyst, der aus einer Zusammenführung des Audiograbbers und des Mpeg-Encoders von Xing entstanden ist. Hier werden die Tracks einer CD ausgelesen und sofort als Mp3 abgespeichert. Für die Mp3-Komprimierung gibt es eine Reihe von nützlichen Einstellungen. Die Leistung dieses Programmes ist phenomenal.

11.3. Decoder

Eine Mp3-Datei kann natürlich auch wieder in eine Wave-Datei zurückverwandelt werden. Die Originalqualität wird dabei aber nicht wieder hergestellt. Ein relativ bekanntes Programm ist der Mp3-Decoder.

11.4. Player

Das allerwichtigste sind aber natürlich die Mp3-Player. Ohne solche Programme sind Mp3-Dateien nutzlos.

Mp3-Player gibt es heute wie Sand am Meer. Doch eines ist wohl das beliebteste: WinAMP. Dieses Programm strotzt nur so vor lauter Features. Die wichtigste Eigenschaft ist die, dass das Programm beliebig durch PlugIns erweiterbar ist. Ein weiteres grosses Plus ist, dass beinahe alle gängigen Audioformate unterstützt werden. Inkludiert sind unter anderem auch ein Mp3-Encoder und ein Mp3-Decoder.

Und das allerbeste ist: es ist kostenlos (www.winamp.com).

11.5. Konverter

Es gibt auch die Möglichkeit, "selbstabspielende" Mp3's zu erstellen. Dieses Prinzip arbeitet genau wie z.B. eine selbstentpackende Zip-Datei. Hier wird die Mp3-Datei an ein abgespektes Playerprogramm angehängt. Dies hat den Vorteil, dass kein extra Player vorhanden sein muss. Der Nachteil aber ist, dass die Datei natürlich grösser wird. Bei mehreren Mp3-Dateien fällt das enorm ins Gewicht. Ein bekanntes Programm hierzu wäre Mp3ToExe.

11.6. Tools

Natürlich gibt es neben den Playern, Encodern und Rippern auch noch Tools, die den Umgang mit Mp3.Dateien erleichtern. Mit solchen Tools kann man z.B. sämtliche Tags einer Mp3-Datei erstellen oder verändern, oder aus einer Reihe von Dateien eine Playlist zusammenstellen.

12. Hardware

12.1. Tragbare Mp3-Player

Das sich das Mp3-Format extrem verbreitet, haben Hardwarehersteller schnell reagiert. So entstanden tragbare Mp3-Player, die 30-60 Minuten an Mp3-dateien speichern können. Solche Player werden bereits von mehreren Firmen angeboten und erfreuen sich grösster Beliebtheit. Ein enormer Vorteil solcher tragbaren Player gegenüber z.B. einem DiscMan ist die Resistenz gegen andauernde mechanische Belastungen, da die Player keine mechanischen Teile beinhalten. Der bekannteste Player ist der Rio Mp3-Player von Diamond Multimedia.

12.2. Ständeräte

Aber auch andere Hersteller versuchen, sich in der Mp3-Szene zu etablieren. Sony z.B. entwickelte CD-Player für die Stereoanlage, die Mp3-CD's abspielen können. Solche CD's fassen bis zu 12 Alben in sehr guter Qualität.

Auch fürs Auto gibt es bereits Mp3-CD-Player.

13. Der Nachfolger: Mpeg2-AAC

Das Frauenhofer Institut hat wieder ein neues Musik-Komprimier Verfahren entwickelt, welches sich Advanced Audio Coding (AAC) nennt und Musikdaten um den Faktor 16 packen können soll. Mp3-Dateien konnten nur um das 10 Fache bei 128Kbit-Komprimierung ohne höhrbaren Verlust packen. Ob sich das Verfahren jedoch durchsetzen wird, ist fraglich.

AAC soll neben besseren Packraten auch noch statt der üblichen 2 Kanäle (Rechts, Links) insgesamt 5 Kanäle beinhalten (Links, Rechts, Mitte, Surround Links, Surround Rechts). Dieses Modell liefert Surround-Sound genau wie es im Kino der Fall ist.

14. Microsofts Antwort auf Mp3

MS-Audio wurde Anfang 1999 von Microsoft entwickelt, um auch im Audio-Bereich eine wichtige Rolle zu spielen. Bisher ist dies Microsoft aus verschiedenen Gründen nicht gelungen. Die Entwicklung des MS-Audio Formates war ein einziger Schnellschuß. Wie schon vom Internet Explorer bekannt, wollte Microsoft über das Format zu einer Marktführerschaft in diesem Sektor gelangen.

Möglichkeiten und Funktionen

Mit Hilfe eines integrierten Kopierschutzes und anderen Funktionen, wie der vom Verkäufer festlegbaren Abspielhäufigkeit, soll das MS-Audio Format auch zum Verkauf von Musik im Internet herangezogen werden. Erste Sites bieten bereits jetzt Musikvideos und Ahnliches kostenlos an.

Kopierschutz, kein echter Hinderungsgrund

Kurz nach der Veröffentlichung bewies ein Hacker, daß auch der MS-Audio Kopierschutz wenig taugt. Mit Hilfe eines kleinen 'Cracks' fängt man dabei die Daten auf dem Weg zur Soundkarte ab und speichert sie in einer seperaten Wave-Datei. Somit hat der Kopierschutz wenig Sinn, denn man kann die Wave-Datei in ein anderes Kopierschutzfreies Format wandeln und den Song so beliebig oft anhören.
Anstrengungen zur Verbesserung dieses Schutzes konnte man von Microsofts Seite bisher nicht warnehmen.

Vergleich mit anderen Formaten

In einigen Tests hat Microsoft über ein unabhängiges Labor versucht zu beweisen, daß Ihr MS-Audio Format der Gewinner im Bereich Audio ist. Dies hat natürlich heftige Diskussionen in der Online-Welt ausgelöst.
So wurde z.B. eine 64 Kbit MS-Audio Datei mit einem 128 Kbit MP3, das mit dem Xing Encoder erstellt wurde, welcher widerrum für seine relativ schlechte Qualität bekannt ist, verglichen.

Rückzug oder nur Ruhe vor dem Sturm?

In der Zwischenzeit hat der Rummel um MS-Audio nachgelassen und selbst auf Microsofts offizieller Site sieht es danach aus, als ob sie sich mit MS-Audio jetzt auf das Streaming von Audiodaten über das Internet konzentrieren. Ein direkter Vergleich mit dem Real-Format ist das wohl passender als mit dem MP3-Format. Denn das MP3-Format ist eher im High-Quality Bereich angesiedelt, obwohl es natürlich mit Shoutcast auch im Streaming-Bereich die Nase vorn hat.

Integration in portablen MP3-Playern

Doch ganz wird Microsoft sicher nicht aufgeben, denn kommende Generationen von MP3 Playern, wie der

Lyra oder Nomad II haben schon jetzt eine Unterstüztung des MS-Audio Formats geplant und werden diese in Kürze auch anbieten.

MS-Audio aus einem Gesamtpaket

Ahnlich wie bei anderen Formaten ist auch das MS-Audio Format aus einer Art Gesamtpaket, den sogenannten Windows Media Technologies, entsprungen. Der andere Teil dieses Paketes wird durch den Codec für Video MPEG-4 und den Codec für Sprachübermittlung ACELP (5 Kbps to 16 Kbps) gebildet.

Der Trend geht in die andere Richtung

Nach all der Kritik die Microsoft nach der eindeutig zu frühen Herausgabe des Formates einstecken musste, wird es sich zukünftige Schritte hoffentlich etwas genauer überlegen. Wäre das MS-Audio Format wirklich so gut, wie Microsoft überall verbreitet, so wären schon viel mehr Benutzer auf dieses Format umgestiegen. Allerdings ist es im Moment deutlich zu sehen in welche Richtung der Trend geht.

Software zum Format

Mit dem neuen Windows Media Player wird auch das hauseigene Audio-Format unterstützt. Viele bestehende Player wie Winamp oder Sonique haben die Unterstüzung des MS-Audio Formates umgehend eingebaut und bieten neben dem herkömmlichen Player auch noch eine etwas größere Version mit dem MS-Audio Plug-In an.

15. Quellen

www.

Referate Suchmaschine

www.wotsit.org

Datenbank für Dateiformate

www.mpex.net

Informationsseite zu Mp3 und anderen Audioformaten

Diverse Berichte

www.id3.org

Beschreibungen zum Mp3-Format, ID3- und Lyrics-Tag

www.mpx.cz/mp3manager/tags.htm

Kurze Beschreibung der Tags (ID3, Lyrics)

www.mp3.de

Deutsche Seite zu Mp3