Dokumentverantwortliche: Mario Flucka, Christian Mader, Harald Psaier, Martin Domig

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Version 8.6.

Überblick
 
Zylinder, Platten,  Magnetbänder und die CD


Die Elektrizität wurde erfunden,und im Jahre 1832 der Telegraph von Samuel F. B. Morse, der es möglich machte Informationen mit Hilfe einer Nadel aufzuzeichnen. Die veranlasste wiederum andere Erfinder zu versuchen akustisch Signale zunächst einmal nur zu übermitteln um ein Gerät zu erfinden, das wir heute Telefon nennen. Für Telefongesellschaft arbeitete zunächst dann auch der bekannteste Erfinder, Thomas Alva Edison, von einem Grammophon Edison GEM Phonograph, Baujahr 1905, damaliger Preis $ 7,50 ähnlichen Gerät, das er Phonograph nannte. Natürlich gab es zur selben Zeit andere Erfinder, die mit ihren Arbeiten auch nahe an das Grammophon herankamen. Edison ist der bekannteste, weil er auch andere bedeutende Erfindungen gemacht hatte. Er war nämlich zusammen mit seinen Assistenten maßgeblich an der Erfindung von Filmkameras und Soundaufnahmen beteiligt. Ein Zeitgenosse Charles Sumner Tainter arbeitete am Graphophone, einem Grammophon änliches Gerät. Beide Erfinder machten ihre Aufnahmen auf Platten. Der Unterschied war aber, dass Tainter schon daran dachte die flache Seite der der Platte für seine Aufnahmen zu verwenden so wie wir es heute bei den CD's vorfinden. Edison gravierte seine Aufnahmen hingegen immer noch auf den Mantel eines aus mehreren Platten bestehenden Zylinder. Die Disk überzeugte die nun wachsende Musikindustrie und gewann gegenüber den Zylinder die Oberhand. Obwohl Tainter die Idee hatte, praktisch angewandt und verkauft wurde die ersten Hartgummiplatten von Emile Berliner. Die Gummiversion wurde später durch stabilere Platten aus Schellack ersetzt. Die Grundlagen für das Aufzeichnen und Abspielen von Geräuschen und Tönen waren geschaffen. Was folgte waren lediglich Verbesserungen und Verfeinerungen und, ein Phänomen dass die Technik im allgemeinen durchwandelt, Verkleinerungen. Es wurden Grammophone mit einem Motor statt Kurbel gebaut. Schonende Hüllen für jegliche Art von Tonträgern erfunden. Ein besonders Ziel der Musikindustrie war es besonders eng bestückte Tonträger zu entwickeln. Zunächst passte auf eine Platte weniger als 3 Minuten Musik. Dann freute sich der Kunde schon über Doppelseitige Platten.

Die Nächste Stufe in dieser Entwicklung waren die Magnetbänder. Obwohl noch Ende des 19. Jh. daran gedacht wurde, also in der Zeit in der auch die Zylinder für die Phonographen entstanden sind, kam der Durchbruch für die Tonbänder erst später. Sie ließen die Platte fast vergessen, da sie einfach handlicher und unempfindlicher waren. Neue Aufnahme- und Abspielgeräte wurden entwickelt unter anderem das Autoradio mit Tonbandgerät. Die Aufnahmemethoden waren anfangs verschieden. Zum einen gab es die bis heute übliche Aufzeichnung mit einem Magnetkopf. Aber es wurde auch die Möglichkeit nicht außer Acht gelassen optisch aufzuzeichnen.

Es wird nun Zeit für das digitale Zeitalter: Die CD kommt 1979.

Das 1982/83 eingeführte Compact Disc Digital Audio System löste innerhalb nur weniger Jahre die bis dahin gebräuchliche Schallplattentechnik ab, die sich über einen Zeitraum von fast 100 Jahren hatte etablieren können. Gründe für den raschen und reibungslosen Übergang von der Schallplatte zur Compact Disc können nur bedingt im Einsatz komplexer Hochtechnologien wie der digitalen Signalverarbeitung, der berührungslosen optischen Abtastung eines Dichtspeichermediums mittels eines Halbleiterlasers und der Verwendung hochintegrierter Schaltkreise gesehen werden. Wichtiger zur breiten Durchsetzung des Systems war seine Ausgestaltung zum Konsumgut. Gerade weil sich in der einfachen äußeren Benutzbarkeit des CD-Systems nicht die zugrundeliegende technische Komplexität spiegelte, gelang es, innerhalb des großen, bestehenden Marktes für Tonträgerprodukte die Schallplatte durch die Compact Disc zu substituieren und somit gleichzeitig hochintegrierte Mikroelektronik erstmals in großem Umfang ins individuelle Privatleben eindringen zu lassen.

Die Laser Disc und die CD


Die LaserDisc war bei ihrer Einführung 1978 unter dem Namen LaserVision in den USA das erste Medium, das auf optischem Weg - also berührungslos - abgetastet wurde. Damit lag man noch weit vor der Veröffentlichung der Compact Disc (CD), die erst im Jahr 1982 Einzug in die Läden hielt. Die LaserVision war damals auf das NTSC-Fernsehsystem getrimmt und bot neben einem analog-aufmoduliertem Bild mit 525 horizontalen Zeilen zwei, der Bildträgerfrequenz ebenfalls hinzumodulierten Tonspuren. Das Medium selbst erfreute sich vor allem in den USA und Japan großer Beliebtheit, so dass hier schnell Hard- und Software verfügbar waren. Die LaserDisc sei an dieser Stelle erwähnt, da sie vor der Entwicklung der DVD als einziges Medium zum Film, Dolby Surround Ton und später auch Dolby Digital 5.1 anbot.

Ein besonders im Computerbereich verbreitetes Komprimierungsverfahren ist MP3, das vom deutschen Fraunhoferinstitut entwickelt wurde. Damit war es zum ersten mal möglich, hochqualitative Audiodaten auf wenig Speicherplatz unterbringen zu können und sie auch über das Internet zu versenden. Bereiche in denen diese Technologie wichtig war, waren vor allem Radiosender oder überall dort, wo es wichtig ist, eine große Anzahl von Musikstücken in ständigem Zugriff zu haben.

Natürlich entdeckten viele Privatpersonen dieses Format und es entwickelte sich ein reger Austausch von mp3 Dateien, die vor allem illegal kopierte CD-Titel als Inhalt hatten. Dies bewegte die diversen Plattenfirma lautstark über entgangene Einkünfte bei den CD Verkäufen zu klagen und es ergaben sich laufend Copyrightverletzung und damit verbundene Gerichtsverhandlungen. Das Mp3 Format und auch einige sehr ähnliche Verfahren, wie zum Beispiel das der Firma Real Media (Real Audio) werden auch zum sogenannten Streaming verwendet. Man bezeichnet damit die Möglichkeit, sich Musik über das Internet anzuhören, ohne die entsprechende Datei vorher auf der lokalen Festplatte abspeichern zu müssen. Die Audiodaten kommen mit einer konstanten Datenrate am eigenen Rechner an, wo ein spezielles Programm die Wiedergabe übernimmt. Aufgrund der oft mangelnden Geschwindigkeit des Internetzuganges sind diese Streams allerdings meist von bescheidener Qualität, was die Technik aber dennoch für einzelne Anwendungen, wie zum Beispiel Telefonieren über das Internet, interessant macht. Natürlich existieren noch viele weiter Formate der verlustbehafteten Kompression jedoch sind keine so verbreitet wie MP3. Auch Microsoft hat sich bemüßigt gefühlt, sein eigenes proprietäres Format, ähnlich MP3 zu entwickeln, dieses hat allerdings bis dato auch relativ wenig Verbreitung gefunden. Allmählich werden Forderungen der Musikindustrie nach einem Format für komprimierte Musik laut, das entsprechende Kopierschutzfunktionen enthält und mit dem man Musikdateien nicht oft vervielfältigen kann.

Mit dem zunehmendem Popularitätsgewinn des MP3 Formates erschienen auch speziell für dieses Format entwickelte Abspielgeräte auf dem Markt, die die Dateien in einem Halbleiterspeicher ablegen konnten. Vorteile dieses Systems waren die komplett ohne mechanische Teile auskommende Technik, was vor allem im mobilen Bereich, für den diese Geräte entwickelt wurden eine positive Eigenschaft war, da es zu keinen erschütterungsbedingten Aussetzern wie von CD-Playern gewohnt kommen konnte. Der Grund warum diese Player keine noch weitere Verbreitung finden ist der, daß die Speicher, auf denen die MP3 Dateien abgelegt werden, momentan verhältnismäßig klein und teuer ist. So hat der durchschittliche MP3 Player 64 Mbyte Speicher, was für etwa eine Stunde Musik reicht. Das heißt, daß man sich nicht einmal eine komplett bespielte CD in den Player laden kann, bei vergleichbarer Klangqualität. Eine Andere Möglichkeit, das MP3 Format auszunutzen besteht darin, die Dateien auf CD-ROM zu sichern und diese CDs dann in portablen oder stationären Geräten wiederzugeben. Bis zu 10 Stunden Musik, bei schlechterer Qualität dementsprechend mehr, kann man si auf die vergleichsweise günstigen CDs brennen. Manche Geräte haben sogar eine eingabaute Festplatte, die eine akustische Dauerbeschallung von meherern Wochen ermöglichen.

Die Möglichkeit der Speicherung von digitalen Audiodaten ist allerdings nicht nur an Halbleiterspeicher oder optische Medien gebunden. Vor allem in der Studiotechnik sind Geräte in Verwendung, die digitale Daten auf Magnetbändern abspeichern. Diese haben den Vorteil, verhältnismäßig preiswert zu sein und zusätzlich viel Speicherplatz zu bieten (bis zu 120 Minuten Musik). So werden für Mitschnitte von Konzerten oder Erstellung von Master Tapes zum Beispiel DAT Recorder eingesetzt.

Diese speichern Musik unkomprimiert mit 16 Bit Auflösung und 48 kHz Abtastfrequenz auf ein Magnetband ab, dessen Gehäuse kompakter als das der gewohnten analogen Kassetten ist. Die Klangqualität ist hierbei etwas besser als bei der CD, jedoch bringt das verwendete Band wieder die klassischen Probleme (Umspulzeiten, Abnutzung usw.) mit sich. Für den privaten Anwender ist DAT nicht besonders interessant, da die Preise entsprechender Geräte verhältnismäßig hoch sind, zumal die Technik ziemlich aufwändig ist. Das Band wird nämlich im Schrägspurverfahren, ähnlich wie beim Videorekorder beschrieben, um eine höhere Kapazität zu erreichen.

Um digitale Aufnahme auch für Privatpersonen erschwinglich und interessant zu machen, wurden zu Beginn der Neunzigerjahre von Sony und Philips zwei unterschiedliche Techniken präsentiert. Die DCC (Digital Compact Cassette) von Philips war im Prinzip eine Sparversion von DAT. Vergleich zwischen DAT und analoger Musikkassette Eine Kassette in der Größe der herkömmlichen analogen Kassette enthielt ein Band, auf welches komprimierte digitale Daten gespeichert wurden. Als Komprimierungsverfahren kam PASC (Precision Adaptive Subband Coding) zur Anwendung, ein Algorithmus der prinzipiell identisch zu MPEG 1 Layer 2 ist, und eine Kompressionsrate von 1:4 erreichte. Vorteil des Systems von Philips war die Abwärtskompatibilität der neuen digitalen Aufnahmegeräte. Diese konnten DCCs sowohl aufnehmen als auch abspielen und analoge Kassetten zumindest wiedergeben. Leider war es nicht möglich, auf selbst erstellte Aufnahmen Zusatzinformationen zum Beispiel über den Interpreten abzuspeichern.

Das Format von Sony das 1992 präsentiert wurde war die Minidisc, die zu keinen bisher am Markt erhältlichen Formaten kompatibel war. Es handelte sich dabei um eine 2,5 Zoll große magnetooptisch beschreibbare Platte, die vom Aussehen einer CD gleicht, jedoch in einem Kunsstoffgehäuse untergebracht ist. Auch auf ihr werden die Daten mittels Kompressionsverfahren abgespeichert, das ATRAC (Adaptive Transform Acoustic Coding) genannt wird und einen Kompressionsfaktor von 1:5 erreicht. Aufgrund des zur Markteinführung wenig ausgereiften ATRAC Algorithmus war die Klangqualität schlechter als die des unmittelbaren Konkurrenten DCC. Im Laufe der Zeit wurde allerdings nachgebessert und heutige Geräte bringen eine mit der CD vergleichbare Qualität, manchmal ist sie der CD sogar überlegen (aufgrund von 20 Bit Wandlern). Der Konkurrenzkampf zwischen beiden Formaten entschied sich zu Gunsten der Minidisc, die heute zur Aufnhame von digitalen Daten bei Privatanwendern schon sehr weit verbreitet ist und die analoge Musikkassette immer mehr vom Markt verdrängt. Die Vorteile einer optsichen Disc, nämlich wahlfreier Zugriff und die Möglichkeit, selbst Zusatzinformationen einzugeben sowie die günstigen Medienpreise scheinen den Grund für den Erfolg dieses Formates darzustellen. Weiters ist erwähnenswert, daß bei Verbesserungen des Kompressionsalgorithmus ständig sowohl die Abwärts- als auch die Aufwärtskompatibilität gewährleistet wird, man eine mit der neuesten ATRAC Version aufgenommene Minidisc auch auf Uraltplayern abspielen kann und umgekehrt. Die Minidisc unterliegt auch des weiter oben angesprochenen „Kopierschutzes“ SCMS, man kann also eine digital aufgenommene MD nicht ein weiteres Mal kopieren.

Sony MiniDisc

Durch den Mißerfolg der DCC ziemlich vergrämt, versucht Philips seitdem die CD-R und CD-RW als digitales Aufnahmemedium durchzusetzen. Hier werden spezielle Rohlinge verwendet, die sich von denen unterschieden, die man in Brennern am Computer benutzt. Der Unterschied besteht allerdings nur in einer Kennung auf der CD die sicherstellt, daß es sich hierbei um einen, für die Verwendung in stand-alone Audiobrennern gedachten, Rohling handelt. Für diese speziellen digital audio Rohlinge werden nämlich zusätzliche Gebühren auf den Kaufpreis aufgeschlagen, die die Musikkonzerne für entgangene Einnahmen bei den CD Verkäufen aufgrund illegaler Kopien entschädigen sollen.

Diese 2 Diagramme stellen die Einnahmen der gesamten US Musikindustrie in den Jahren 1989-2000 aufgeschlüselt auf die einzelnen Medien dar. 


Diese 2 Diagramme zeigen im Detail wie die DVD die CD immer mehr vom Markt verdrängt, und die Augliederung der DVD Verkäufe in 3 Sparten:

 



Und dieses Diagramm schlüsselt die Verkäufe nach Musikrichtungen auf. 

Weiterführende Informationen

 

 

Verweise auf Arbeiten anderer Gruppen