Wie kommt der Sound ins Internet?

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1 Autor: Arnold, Rudolf. Titel: Wie kommt der Sound ins Internet? Quelle: Landesinstitut für Erziehung und Unterricht (Hrsg): Multimedia im Internet. Online- News, 11/2000. Stuttgart Verlag: Landesinstitut für Erziehung und Unterricht. Die Veröffentlichung erfolgt mit freundlicher Genehmigung des Autors und des Landesinstituts für Erziehung und Unterricht. Rudolf Arnold Wie kommt der Sound ins Internet? Einleitung Da haben Sie nun in mühevoller Arbeit zusammen mit Ihren Schülerinnen und Schülern einen interessanten Hörfunkbeitrag fertiggestellt. Vielleicht ist er auch schon bei einem lokalen Sender in Ihrer Nähe über den Äther gegangen. Eigentlich ist es ja schade, dass ihn nur die Leute im Empfangsgebiet hören konnten und auch das nur, wenn sie gerade eingeschaltet haben. Es wäre doch toll, wenn auch andere Schulen von Ihrer Arbeit profitieren könnten. Klar, Sie könnten auf Anforderung Kassetten verschicken, aber das kostet und bedarf meistens eines zeitlichen Vorlaufs. Glücklicherweise gibt es ja heute das Internet mit seinen vielfältigen Möglichkeiten. So ist es problemlos möglich, neben Texten und Bildern auch Sprache, Musik und Geräusche, eben Ihren erstellten Hörfunkbeitrag, zu übertragen. Das Stichwort heißt Audio on Demand. Damit entfällt die sonst übliche Bindung an einen bestimmten Ort und an eine bestimmte Zeit. Ihr Hörfunkbeitrag ist jederzeit weltweit verfügbar. Der Artikel behandelt zunächst die nötigen Hard- und Software-Voraussetzungen. Danach betrachten wir Verfahren zur Audiokompression und die Handhabung der passenden Software. Und schließlich erproben wir auch die Integration Ihres Hörfunkbeitrags in die Homepage Ihrer Schule. 1

2 Hard- und Software-Voraussetzungen Hard- und Software zur Erstellung der Internetseiten PC mit Pentium II 350 MHz, 32 MB RAM, 2 GB Festplatte oder besser Betriebssystem Windows 95, Windows 98, Windows NT 4.0 Workstation Soundkarte mit 16 Bit oder besser, sowie Lautsprecher und/oder Kopfhörer Internet-Zugang über ISDN und Schreibrechte auf dem Web-Server des Providers Browser z.b. Internet-Explorer oder Netscape-Navigator Software zur Gestaltung von HTML-Seiten z.b. AOL-Press, Netscape Composer, Frontpage 98 Encoder für Real Audio ab Version G2 Encoder für MPEG Layer3 z.b. MP3Producer Professional Player für Real Audio ab Version G2 Player für MPEG Layer 3 z.b. Winplay3 FTP-Client für Dateitransfer zum Provider z.b. WSFTP Amerkung: Es ist nicht erforderlich, dass der PC auf dem die Internetseiten erstellt werden, auch als digitaler Schnittplatz fungiert. Dies können getrennte Geräte sein. Außerdem kann die eigentliche Hörfunkproduktion auch rein analog erfolgen. Außerdem gibt es die benötigte Software auch für MAC-Computer und PCs unter dem Betriebssystem Linux. Hard- und Software beim Benutzer PC mit Pentium, 16 MB RAM, oder besser Betriebssystem Windows 95, Windows 98, Windows NT 4.0 Workstation Soundkarte mit 16 Bit oder besser, sowie Lautsprecher und/oder Kopfhörer Internet-Zugang über ISDN oder schnelles Modem Browser z.b. Internet-Explorer oder Netscape-Navigator Player für Real Audio ab Version G2 und MPEG Layer3 2

3 Grundsätzliches zum Thema Audio-Kompression Neben der Ausstrahlung im lokalen Rundfunk besteht das Ziel des Projekts in der Bereitstellung der Audio-Dateien im Internet. Dies erfordert neben der Erstellung von HTML-Seiten, in die die Audio-Dateien eingebettet werden, vor allem die Komprimierung der Hörfunkbeiträge mit geeigneter Software. Denn 1 Minute monophoner Ton belegt in CD-Qualität ca. 5 MB Speicherplatz und sogar ca. 10 MB in Stereo. Das im Internet am weitesten verbreitete Verfahren ist Real Audio. Damit kann die Audio-Datei soweit komprimiert werden, dass sogar eine Übertragung in Echtzeit mit einem 14.4er Modem möglich ist. Die Tonqualität ist dann allerdings sehr schlecht. Andere Komprimierungsraten erfordern 28.8er Modems oder ISDN um eine Echtzeitübertragung zu gewährleisten. Die Tonqualität nimmt dann entsprechend zu und ist bei einer erforderlichen Übertragungsrate von 40 kbit/sec schon als befriedigend zu bezeichnen. Die erforderliche Software, also Encoder und Player sind im Internet frei verfügbar. Rundfunkstationen nutzen bei Außenübertragungen neben herkömmlichen analogen Standleitungen mehr und mehr ISDN-Leitungen. Dabei kommt das Komprimierungsverfahren MPEG 1 und 2 / Layer 3 zum Einsatz. Damit ist es möglich ein 15 khz Stereo-Signal über eine 128 kbit/sec ISDN-Leitung zu schicken. Die Codierung und Decodierung erfolgt hier in Echtzeit rein hardwaremäßig. Die Geräte sind allerdings extrem teuer. Inzwischen gibt es auch Softwarelösungen. Dabei müssen aber selbst bei einem PC mit Pentium-Prozessor lange Codierungszeiten in Kauf genommen werden. Auf der anderen Seite ist aber das Abspielen der Dateien in Echtzeit möglich und zwar auf Rechnern ab Pentium 90. Die Tonqualität ist bei entsprechend gewählter Übertragungsrate als sendefähig zu bezeichnen. In Mono reicht eine Übertragungsrate von 56 kbit/sec aus. Damit befindet man sich in der Regel auch mit nur einem ISDN-Kanal auf der sicheren Seite. Bei langsameren Leitungen und langsameren PCs besteht auch die Möglichkeit, die Audio-Datei erst komplett zu laden, dann zu decodieren und ganz am Schluss anzuhören. In Hinblick auf den Unterrichtseinsatz ist von diesem Verfahren in der Regel abzuraten, da es sehr viel Zeit kostet. Lediglich bei einer geplanten Weiterverwendung 3

4 (z.b. in eigenen Sendungen, oder zur Überspielung auf Kassette für den Einsatz in Räumen ohne PCs) sollte auf diese Variante zurückgegriffen werden. Wie funktioniert nun ein solches Verfahren zur Audio-Kompression grundsätzlich? Dazu betrachten wir folgende Grafik: Die Eigenschaft des menschlichen Gehörs, Töne unterhalb der Hörschwelle nicht wahrzunehmen, ermöglicht es, diese irrelevanten Informationen aus dem Datensignal zu entfernen, ohne die subjektive Hörempfindung zu verändern. Töne unterhalb der Ruhehörschwelle werden überhaupt nicht wahrgenommen, laute Töne bewirken eine Anhebung der Hörschwelle im umgebenden Frequenzbereich (Mithörschwelle). Leise Töne in diesem Frequenzbereich unterhalb der Mithörschwelle werden gewissermaßen durch den lauten Ton verdeckt und können daher bei der Übertragung vernachlässigt werden. Diese Überlegungen lassen sich auch auf rauschartige Störsignale übertragen. Das bedeutet, dass auch das bei der Digitalisierung auftretende Quantisierungsrauschen je nach der Beschaffenheit des augenblicklichen Audiosignals vom menschlichen Gehör in Abhängigkeit der Frequenz unterschiedlich wahrgenommen wird. Teilbänder, die eine relativ hohe Hörschwelle besitzen, beispielsweise weil im benachbarten Teilband ein Ton mit sehr großem Pegel vorhanden ist, können demnach relativ grob quantisiert werden, ohne dass das Quantisierungsrauschen hörbar wird. Dadurch lässt sich jedes Teilband mit der minimal erforderlichen Wortbreite kodieren und die Datenrate reduzieren. Praktischer Einsatz des RealProducer G2 Die aktuelle Freeware-Version des Encoders (also des Programms, das die Audio- Kompression vornimmt) für Real Audio findet man unter Es müssen lediglich ein paar Fragen 4

5 beantwortet werden, und schon kann der Download beginnen. Ein Doppelklick auf das Icon der geladenen Datei startet die Installation, die selbsterklärend ist. Nun kann die Arbeit beginnen. Anmerkung: Die Audio-Datei, die komprimiert werden soll, muss als *.wav Datei mit 44,1 khz Abtastrate bei 16 Bit vorliegen. Nur so ist gewährleistet, dass einerseits eine gute Ausgangsqualität vorliegt und andererseits auf jeder Soundkarte die entstandene Real-Audio-Datei abgespielt werden kann. Nach dem Start des RealProducer präsentiert sich folgendes Fenster: In der Regel werden Sie die erste Option, also Record from File auswählen, da die wav- Datei meistens schon auf dem Rechner gespeichert ist. Mit der zweiten Version könnten Sie aber direkt ein normales Analogsignal über die Soundkarte zuspielen. Dort würde es digitalisiert und von RealEncoder komprimiert. Die dritte Option funktioniert nur, wenn Sie einen RealServer benutzen, was aber nur hausintern oder mit eigenem WebServer und 5

6 Standleitung Sinn macht. Klicken Sie anschließend auf OK um zum nächsten Fenster zu gelangen. Der sogenannte Recording Wizard informiert Sie, dass durch die nötigen Schritte zur Erstellung von Real Audio oder Real Video geführt werden. Klicken Sie dann einfach auf Weiter. Nun werden Sie nach dem Pfad und dem Namen der Quelldatei gefragt. Wenn Sie Ihn nicht wissen, können Sie die Datei mittels Browse suchen. Auch hier wird schließlich Weiter angeklickt. Im nächsten Fenster können Sie dann Informationen, also z.b. Titel und Autor angeben, die dann später beim Benutzer angezeigt werden. Da die Seite von einem normalen Webserver aus abgerufen werden soll, wählen wir im folgenden Fenster die Option Single Rate. Damit wird eine RealMedia-Datei mit fester Bitrate erzeugt. Mit Weiter gelangen Sie in das folgende Fenster: Die jetzt geforderte Auswahl beeinflusst ganz wesentlich den Kompressionsfaktor und damit die Dateigröße, die benötigte Übertragungsgeschwindigkeit und die Tonqualität. Für 6

7 den Einsatz an Schulen kommen nur die ersten drei Optionen in Frage. Die letzten beiden sind aber für hausinterne Netzwerke denkbar. Auch dieses Fenster wird mit Weiter verlassen. Hier werden Sie also um Angaben über den Typ des Audio-Materials gebeten. Im Beispiel haben wir Wort mit Hintergrundmusik also Voice with Background Music gewählt. Im nächsten Fenster müssen Sie schließlich den Pfad und den Namen der erzeugten Datei angeben. Die Datei trägt voreingestellt die Endung *.rm, was Sie auch so belassen sollten, da diese Endung z.b. von Browsern als Real Audio Datei erkannt wird und der entsprechende Player gestartet wird. Die Einstellungen werden nochmals angezeigt und können über die Schaltfläche Zurück nochmals korrigiert werden. Wenn aber alles OK ist, dann klicken Sie auf Fertigstellen. Nun erscheint folgendes Fenster: 7

8 Hier drücken Sie nun auf den Start-Knopf. Der Komprimierungsvorgang beginnt. Der Fortschritt kann unten rechts beobachtet werden. Schließlich erhalten Sie die Meldung über die erfolgreiche Codierung und den Hinweis, dass Sie mit Play die Real Audio Datei anhören können. Dazu muss natürlich der Real Player G2 installiert sein, den Sie unter kostenlos herunterladen können. Die Schalter für Web Publishing funktionieren in der kostenlosen Version leider nicht. Damit ist die Arbeit mit dem RealEncoder abgeschlossen und Sie können das Programm verlassen. Praktischer Einsatz des mp3 Producer Professional Wollen Sie auch mit MPEG Layer 3 arbeiten, so benötigen Sie ein weiteres Programm, nämlich mp3 Producer Professional. Dieses Programm ist nicht kostenlos, sondern 8

9 schlägt mit ca 400,- DM zu Buche. Informationen darüber gibt es im Internet unter Vor allem wenn Sie sendefähige Tonqualität anstreben, werden Sie um dieses Tool nicht herumkommen. Wie bereits in Abschnitt 3 erwähnt, ist die Rechenzeit zur Erzeugung von mp3-dateien relativ groß. Lediglich ein PC mit Pentium II ab 300 MHz schafft es gerade mal in Echtzeit. Das Programm mp3 Producer präsentiert sich in seiner Bedienung ziemlich spartanisch: Zunächst muss über Select Input die Ursprungsdatei gewählt werden. Über Select Output wird Pfad und Name der erzeugten mp3-datei angegeben. 9

10 Wenn dies geschehen ist, kann in der unteren Hälfte des Fensters die Übertragungsrate, die Abtastrate und Mono / Stereo gewählt werden. Diese Parameter bestimmen die Größe und Tonqualität der mps-dateien. Im Menü Options kann z.b. zusätzlich High Quality Encoding ausgewählt werden, was zwar die Rechenzeit weiter erhöht, dafür aber die Tonqualität steigert. Mit Prelisten kann man einen kurzen Abschnitt codiert hören, um die Tonqualität beurteilen zu können. Danach wird der eigentliche Codiervorgang mit Encode gestartet. Die fertige Datei ist dann im ausgewählten Verzeichnis zu finden und trägt die Endung mp3. Beispiel: jintrd.mp3 Einbindung der Audio-Dateien in die eigenen Webseiten Die Audio-Dateien werden nun in HTML-Seiten eingebettet, die neben den entsprechenden Links auch zusätzliche Informationen enthalten sollten. 10

11 Als Progamm zur Erstellung der HTML-Seiten dient ein WYSIWYG-HTML-Editor, der ein sehr einfaches und schnelles Arbeiten ohne besondere Kenntnisse ermöglicht. Beispiele für ein solches Programm sind AOL-Press (zu finden unter ), Netscape Composer, Frontpage 98 etc. Auf folgende Besonderheit zum Abruf von Audio-Dateien muss hier hingewiesen werden: Damit die Audio-Dateien direkt angehört werden können, zeigt der entsprechende Link nicht auf die Audio-Datei selbst, sondern auf eine sogenannte Meta-Datei (bei Real- Audio vom Typ *.ram und bei MPEG vom Typ *.m3u). Diese Meta-Dateien enthalten dann als reinen ASCII-Text den eigentlichen Link auf die Audio-Dateien vom Typ *.ra, *.rm oder *.mp3. Dadurch ist es möglich, dass der entsprechende Player direkt startet und dass die Töne nach einer kurzen Vorlaufzeit angehört werden können. Würde der Link direkt auf die Audio-Datei verweisen, so müsste erst abgewartet werden, bis das Sound- Dokument vollständig geladen ist, was mitunter viele Minuten dauern kann. Beispielsweise sehen die Meta-Dateien soja40m.ram bzw. soja56m.m3u folgendermaßen aus: Als ansprechend können sich z.b. auch die Bilder der Interviewpartner/-innen erweisen. Vor allem ist es aber in Hinblick auf den Einsatz im Unterricht nötig, die Moderationstexte zur Verfügung zu stellen. Damit ist auch die Variante möglich, nicht die komplette Sendung anhören zu müssen, sondern den Text zu lesen und sich nur die Interviews und Statements gezielt anzuhören. 11

12 Abschließend sollten auch noch die zum Thema gefundenen und als unterrichtsrelevant erachteten Links auf einer Seite zusammengefasst werden. Transfer der HTML- und Audio-Dateien zum Webserver mit FTP Nachdem also nun alle HTML-Dateien, die Audio-Dateien und auch die Meta-Dateien erstellt wurden, müssen sie auf den Web-Server des Providers transferiert werden, damit sie weltweit im Internet abgerufen werden können. Dieser Transfer geschieht mit Hilfe von FTP (File Transfer Protocol). Für FTP gibt es eine ganze Reihe von Programmen. Das bekannteste ist WSFTP, das unter in einer für Schulen kostenlosen Version zur Verfügung steht. Nach dem Download, der Installation und dem Start, muss ein Eintrag für die Verbindung zum Web-Server des Providers angelegt werden. Dies geschieht im Menüpunkt Connect mit dem Schalter New. 12

13 Unter Profile Name wird eingetragen, wie die Verbindung heißen soll. Dieser Eintrag ist zwar erforderlich, inhaltlich aber frei wählbar. Unter Host Name wird die Internet-adresse des FTP-Servers angegeben, die Sie von Ihrem Provider erhalten. Diese ist meist nicht identisch mit der Adresse Ihrer Homepage. Den Eintrag für Host Type lassen Sie auf Automatic detected. User ID und Password tragen Sie so ein, wie Sie es von Ihrem Provider genannt bekommen haben. Save Password kreuzen Sie bitte nur an, wenn Sie den PC selbst benutzen. Die Verzeichnisse auf dem FTP-Server und auf Ihrem PC, mit denen Sie später hauptsächlich arbeiten wollen, können Sie im Register Startup unter Initial Remote Host Directory und Initial Local Directory angeben. Beachten Sie hier aber, dass auf dem Host das / Zeichen und auf dem PC dagegen das \ Zeichen verwendet wird. Mit Übernehmen sichern Sie Ihre Einträge. Dann können Sie mit OK die Verbindung aufbauen. 13

14 Wenn alles geklappt hat, sehen Sie in der linken Fensterhälfte die Namen der Dateien auf Ihrem PC und in der rechten Hälfte die Namen der Dateien auf dem Server. Nun ist alles ganz einfach: Markieren Sie wie gewohnt die Namen der Dateien, die Sie zum Server überspielen wollen. Dann klicken Sie auf die Taste und der Upload-Vorgang beginnt. Den Fortschritt können Sie in einem kleinen Zusatzfenster beobachten. Mit der Taste sind übrigens Downloads möglich. Mit Close beenden Sie die Verbindung. Jetzt ist der Sound im Internet! Rudolf Arnold, Valckenburgschule Ulm ( 14

15 Das Werk einschließlich aller seiner Teile ist urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung außerhalb der engen Grenzen des Urheberrechtsgesetzes ist ohne Zustimmung des Rechteinhabers unzulässig und strafbar. Das gilt insbesondere für Vervielfältigungen, Übersetzungen, Mikroverfilmungen und die Speicherung und Verarbeitung in elektronischen Systemen. 15