MP3 gilt als eines der besten und weit verbreitetsten Verfahren zur Komprimierung von Musik. Obwohl es verlustbehaftet ist, wird oft gesagt, dass der Unterschied zwischen komprimierter und nicht komprimierter Musik für uns Menschen nicht wahrnehmbar ist. Selbst größte Profis scheinen es nicht zu schaffen, MP3 von nicht komprimierter Musik auseinanderzuhalten. Unter anderem weil das so ist, konnte sich MP3 als Standard auf dem Markt durchsetzen und hat damit die meisten Konkurenten beseitigt. Im Grunde bieten fast alle DRM-freien Portale Musik im MP3-Format zum Download an, andere Formate gibt es eher in Spezialläden oder auf physischen Medien.

MP3 ist doch nicht so gut. Es liegt an der Psychoakustik.

Damit MP3 funktioniert, war es nötig, ein psychoakustisches Modell des menschlichen Hörens zu erzeugen. Dazu wurden Hörversuche abgehalten, bei denen die Teilnehmer zu entscheiden hatten, was sie noch hören und was nicht. Die Ergebnisse flossen in die Programmierung des MP3-Algorithmus ein und gaben dem Algorithmus mit, wie das menschliche Gehör arbeitet und entsprechend filtert. Denn was der Mensch nicht hört, muss nicht gespeichert werden. Durch dieses Wegschmeißen wird die geforderte Kompression erreicht.

 

Doch MP3 hat einen Haken. Dieser liegt verborgen in der Entstehung des psychoakustischen Modells. Doch um diesen zu verstehen, muss man sich erst mit Lautsprecherkunde beschäftigen.

Der gängigste und am häufigsten verbaute Lautsprecher ist der Konuslautsprecher. Er hat einen Permanetmagnet und eine Spule, durch die der Strom fließt. Diese bewegt sich dann im Magnetfeld und bringt die Membran zur Vibration. Diese schwingt, bewegt die Luft und erzeugt damit den Klang. Die Bauform hat ihre Nachteile, schließlich hat die Spule eine Masse, ist dadurch träge und braucht Zeit, bis sie zu schwingen beginnt. Das hat zur Folge, dass Musik, die über den Lautsprecher wiedergegeben wird an Perkusivität verliert, also ein Knall kein Knall mehr ist, sondern träge anfängt und dann wieder ausschwingt. Die größte Masse muss bei den Tiefen bewegt werden, die wenigste bei den Höhen. Bei einem Knall hört man also zuerst die Höhen und sie sind lange wieder weg, bevor die Tiefen erst entstehen.

Die tiefen Töne brauchen am längsten, bis sie einschwingen. Dadurch verschwinden die Höhen, bevor die Tiefen überhaupt erklingen.

Dieses Bild veranschaulicht die Verzögerungen, die durch die Masse der Konuslautsprecher entstehen.

Dieses Manko gibt es nicht bei allen Lautsprechern. So kommt etwa der Biegewellenwandler fast ohne bewegte Masse aus. Damit liegen alle Töne des Knalls gleichauf, ohne die geringste Verzögerung. Schaffen tut dies der Lautsprecher dadurch, dass er das menschliche Ohr nachbildet und sich die Wellen auf der Membran ausbreiten, diese damit in sich selbst verformen und den Ton entstehen lassen. Die Qualität, die solche Lautsprecher liefern können ist eine andere als die, welche von Konuslautsprechern erzeugt wird.

Und genau hier liegt das Problem bei MP3. Denn um das psychoakustische Modell zu erzeugen, wurden Hörversuche auf Konuslautsprechern gemacht. Auf diesen hört ein Mensch alleine von der Bauweise des Lautsprechers einen gewissen Anteil der Musik nicht. Und dieser Anteil wird dank der Messungen durch den MP3-Algorithmus gefiltert und aussortiert - Dinge, die der Mensch eben schon hören kann.

Merken tut man das nicht - solange man nur auf den weit verbreiteten Konuslautsprechern hört. Doch hört man sich MP3 auf einem Biegewellenlautsprecher an, hört selbst das ungeübte Ohr sofort einen Unterschied zum Original. Damit können Menschen eben doch heraushören, wann etwas MP3 ist und wann nicht, weil MP3 von jedem hörbares Material entfernt.

Diese Kritik natürlich extrem weit vom täglichen und mobilen Hören entfernt, aber es zeigt, dass MP3 sein Versprechen nicht ganz erfüllt und es eben doch eine Notwendigkeit für unkomprimierte Musik gibt, die außerhalb der musikalischen Bearbeitung liegt.

Quellen:
Zimmermann, Dr. Christian, VL Human-Factors Engineering WS 2017/18 und SS 2018, LMU München
Hußmann, Prof. Dr. Heinrich, VL Digitale Medien 2016/17, LMU München

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