Fachbereich Medieninformatik Hochschule Harz RealAudio Referat 9964 Abgabe: 15.01.2007
Inhaltsverzeichnis Allgemeines zu RealAudio...1 1 Frequenz und Bandbreite von RealAudio...2 2 Codec...3 2.1 Voice Codecs...3 2.2 Mono Musik Codecs...3 2.3 Stereo Musik Codecs...4 2.4 RealAudio 8 Stereo Musik Codecs...4 2.5 Surround Sound Codecs...5 3 Schritte für Streaming Audio...5 4 Fazit...6 5 Glossar...7 6 Quellen 6.1 Literaturverzeichnis...8 6.2 Internetquellen...8 6.3 Bildquellen...8
Allgemeines zu RealAudio RealAudio ist ein zeit- bzw. längenbezogenes Compression/Decompression-Verfahren, welches von Real Networks 1995 eingeführt wurde. [1, 8] Die Übertragung von Audioclips erfolgt in Echtzeit. Ohne vorheriges Herunterladen von Audiodateien können die gewünschten Sequenzen direkt gestartet und Live, als Audio-on-Demand oder Broadcast gehört werden. Die zu übertragenden Stimmen- oder Musikdateien werden komprimiert, so dass die reduzierten Datenraten schneller über das UDP-Protokoll transportiert werden können. Durch die zur Übertragung notwendige Verringerung der Dateigröße verlieren die Audiodateien an Qualität, was Streaming-Media jedoch kaum beeinflusst. Der gleichbleibende Datenstrom erzeugt nahezu den ursprünglichen Klang. [2, 3] Die originalen Dateien werden in Frequenzbänder mit geringen bis mittleren Bitraten (< 128 Kbps) geteilt. Die vom menschlichen Ohr unhörbaren Frequenzen werden ohne Effekt auf die Klangqualität entfernt und somit wird die Dateigröße verringert. Der mit größeren Bitraten (> 128 Kbps) MPEG-4 AAC-Codec wird bei RealAudio 10 integriert, welcher bei höheren Bandbreiten im Netz und zum Herunterladen angewandt wird. Bei RealAudio Lossless wird versichert, dass die Wiedergabe von digitalen Audiodateien verlustfrei stattfi ndet, trotz einer Verringerung der Dateigrößen um die Hälfte der ursprünglichen Daten. [5] Real Network entwickelte einen Coder/Decoder, der andere Codecs, wie zum Beispiel MPEG-4 unterstützt und ist somit adaptiv beim Kodieren, Zustellen und Abspielen von Audiodaten. Bei konstanter Aufl ösung der Formate entschlüsselt der Helix Universal Server jeden Codec. [6] Helix Universal Server Real, MPEG-4, MP3, AAC Helix DRM Abb. 1: einfache Veranschaulichung der Übertragung von Codecs vom Helix Universal Server bis zum Endverbraucher Als Encoder wird der Helix Producer eingesetzt, dessen Basis-Variante frei verfügbar ist. Auf diesen soll hier nicht weiter eingegangen werden. 1 Der Real Player Version 10 steht, beispielsweise zum Abspielen von Live-Stream-Radio, kostenlos zum Download 2 auch in einer deutschen Version zur Verfügung. [4] Zur Wiedergabe werden ein multimedia-fähiger PC mit einer geeigneten Sound-Karte, ein Standardbrowser und / oder ein RealAudio-Decoder benötigt. Vor der Kodierung sind die digitalen Audiodateien im WAV- oder AIFF-Format unkomprimiert vorzufi nden. Der Clip wird mit Hilfe eines RealAudio-Kodierungsprogramms von der Quelldatei erzeugt. Den Musikclips werden dann die Dateierweiterungen *.ram oder *.ra zugewiesen. [1] 1 Mehr dazu unter: www.realnetworks.com/products/media_delivery.html oder www.realnetworks.com/products/codecs/other.html. 2 www.germany.real.com Seite: 1
1 Frequenz und Bandbreite von RealAudio Ein Musik- oder Sprach-Clip wird durch die Nutzung eines oder mehrerer RealAudio-Codecs erstellt. In welche Audioquelldateien der Clip gewandelt werden soll, wird dem Kodierungsprogramm zugewiesen. Nicht willkürliche, aber unwesentliche Daten der Audiodateien werden verworfen und somit deren Größe vermindert. Extrem hohe oder niedrige Frequenzen werden entfernt und es bleibt ein neues verlustbehaftetes Format, welches je nach Übertragungsrate oder -verbindung weiter an Tonqualität verliert. Der Ton behält eine CD-Wiedergabequalität bei schnellen Verbindungen wie DSL, Kabelmodem oder LAN. Der RealOnePlayer nutzt den erzeugten Codec, um die empfangenen Clips in entsprechende vom Computer abspielbare Audiodateien zu wandeln. Je nach Bandbreite werden für die Audiodaten passende Codecs bevorzugt. Musik wird in Mono für ein 28.8 Kbps Modem von dem angedachten Codec komprimiert, wohingegen ein Anderer mit der selben Geschwindigkeit für Stereo geeignet ist. Gewisse Geschwindigkeitsstufen sind erkennbar: 20 Kbps, 32 Kbps, 44 Kbps usw. Die benötigte Bandbreite wird bei der Übertragung der Audio-Clips berücksichtigt. In der folgenden Tabelle wird verdeutlicht, welche Übertragungsraten für RealAudio-Clips standardisiert sind. [7] Tab. 1: RealAudio Standard Bit-Raten
2 Codec RealAudio setzt diverse Coder/Decoder bei den jeweiligen Audiodateien ein, die vom Helix-Producer unterschiedlich bearbeitet werden. Im folgenden Abschnitt sind die von RealAudio verwendeten Codecs aufgeführt. [7] 2.1 Voice Codecs Voice Codecs fi nden ausschließlich Einsatz bei Sprach- und RealVideo-Clips (Soundtracks), die mit einer Geschwindigkeitsrate von 16 Kbps kodiert werden. Sollte die Bandbreite der Verbindung fallen, verlangsamt der RealOnePlayer einerseits den Codec, anderseits erreichen die Daten ohne Verluste den Nutzer. [7] Tab. 2: RealAudio Voice Codecs 2.2 Mono Musik Codecs Zu einer anderen Gruppe der Coder/Decoder gehören die Mono Musik Codecs, die ebenso eine niedrige Bandbreite nutzen. Sie werden auch zur Kodierung von RealVideo-Clips eingesetzt. Demzufolge liegt eine Übertragung bei einer langsamen Sendegeschwindigkeit ein Codec von 16 Kbps vor. Bei Verwendung von zwei ungleichen Codecs wird die höhere Ausführung vom Helix-Producer auf Default gesetzt. [7] Tab. 3: RealAudio Standard Bit Rates Seite: 3
2.3 Stereo Musik Codecs Die in der Tabelle 4 aufgeführten Stereo-Codecs werden vom RealPlayer G2 oder dessen Nachfolger genutzt. Voraussetzung hierbei ist, dass die Übertragungsraten nicht kleiner als 20 Kbps werden. Ansonsten nimmt die Tonqualität durch den Verlust von notwendigen Frequenzen ab. [7] Tab. 4: RealAudio Stereo Music Codecs 2.4 RealAudio 8 Stereo Musik Codecs Mit RealAudio 8 wurden neue Stereo Musik Codecs eingeführt. Sie sollen bei schnellen Anbindungen die Qualität der Wiedergabe erhöhen. Werden zeitgleich zwei Codecs zur Übertragung verwendet wird der Höhere, wie beim Mono- Codecs, auf Default gesetzt. Zum Einsatz kommen die RealAudio 8 Stereo Musik Codecs bei Voice-Music-Clips. [7] Tab. 5: RealAudio 8 Stereo Music Codecs Seite: 4
2.5 Surround Sound Codecs Dieser Codec behält den beim Kodieren bestehenden Mehrkanal. Bei der Anwendung von vier Tonkanälen oder dem 5.1 Kanal (Surround Sound 5.1) kann SurroundAudio zu zwei links-rechts-stereokanälen verbunden werden. Zum Dekodieren und zum Abspielen der Audioclips sind der RealOnePlayer oder ein Nachfolger einzusetzen und zusätzlich ein A/V-Reciever mit Surround-Sound-Dekoder. [7] Tab. 6: Surround Sound Codecs 3 Schritte für Streaming Audio Die Herstellung eines Streaming-Audio-Clips wird anhand der nachstehenden Abbildung verdeutlicht. Dies soll abschließend noch einen Überblick über die einzelnen Schritte geben, jedoch wird hier nicht weiter darauf eingegangen. [7] Abb. 2: Erzeugung eines Streaming-Audio-Clip
4 Fazit Eine Weiterentwicklung von freien und proprietären Verfahren zur Audiodatenkompression ist seit einigen Jahren zu verfolgen. Eine Übertragung von Musikdateien über die Internetplattform bedeutet bei der dazu notwendigen Datenreduktion kaum einen Verlust der Qualität. Durch die Einführung von RealAudio Lossles ist auch eine verlustfreie Kodierung ermöglicht worden. Die oben genannten Coder/Decoder wie der Voice Codec, Stereo Music Codecs oder Surround Sound Codec ermöglichen eine genaue Komprimierung, so dass das Abspielen von RealAudio-Musikdateien störfrei durchgeführt und somit das Hören zu einem Genuss wird. Seite: 6
5 Glossar AAC: Advanced Audio Coding; verlustbehaftete Kodierung mit sehr guter Klangqualität [3] AIFF: Audio Interchange File Format; Speicherformat für qualitative Audiodateien [9] Bitrate: Datenmenge, die pro Sekunde übertragen wird [9] Broadcast: Senden von Datenpaketen an alle Rechner eines Netzes oder die Nutzer der Internetplattform [9] Codec: Coder/Decoder oder Compression/Decompression - Kompression von Video- und Audiodaten [9] DSL: Digital Subscriber Line Helix DRM: Plattform zur sicheren Übertragung von Multimediadateien Helix Universal Server: Server zur Zustellung von RealMedia-Dateien und anderen Formaten Kompression: Verminderung einer Dateigröße; Datenreduzierung erfolgt über spezielle Programme; nach Kompression erfolgt eine Änderung der Formate Kbps: Kilobit pro Sekunde; fi ndet Einsatz bei Angaben über die Geschwindigkeit bei Datenübertragungen [9] LAN: Local Area Network Lossless: verlustlose Datenkompression, ohne Veränderung oder Entfernung von Informationen [3] MPEG: Moving Pictures Experts Group *.ra / *.ram (real audio metafile): Diversifi zierung von Musikdateien; von RealSystem verwendete Meta-Datei [9] Streaming Media: Technologie zur Echtzeitübertragung von Audio- und Videodaten über die Internetplattform mit Hilfe von Standardprotokollen [8] Surround-Sound: Raumklang-Technik unter Verwendung mehrerer Audiokanäle UDP: User Datagram Protocol; Kontrollorgan bei Übertragungen zwischen Rechnersystemen [4] WAV: Wave Form Audio; Speicherformat für Audiodateien [9] Seite: 7
Quellenverzeichnis Max Literaturquellen [2] Görne, Thomas: Tontechnik. Leipzig: Fachbuchverlag, 2006 [9] Randerath, Detlef; Neumann, Christian: Streaming Media. Produktion und Broadcasting von Audio- und Video-Content im Web. Bonn: Galileo Press GmbH, 2001 Internetquellen Min quer [1) www.staff.uni-marburg.de/~naeser/audio.htm Erster Zugriff: 19.11.06 [3] www.itwissen.info/defi nition/lexikon//_rara_rareal%20audiora_rarealaudio.html Erster Zugriff: 23.11.06 [4] www.at-mix.de/lexikon.php Erster Zugriff: 19.11.06 [5] www.realnetworks.com/products/codecs/realaudio.html Erster Zugriff: 23.11.06 [6] www.realnetworks.com/products/codecs/other.html Erster Zugriff: 23.11.06 [7] www.service.real.com/help/library/guides/realone/productionguide/html/realpgd.htm?page=htmfi les/audio.htm Erster Zugriff: 30.11.2006 [8 www.realnetworks.com Erster Zugriff: 23.11.06 Abbildungsverzeichnis [Abb. 1] Min hochkant www.realnetworks.com/products/codecs/other.html [Abb. 2] www.service.real.com/help/library/guides/realone/productionguide/html/realpgd.htm?page=htmfi les/audio. Tabellenverzeichnis [Tab. 1-6] http://www.service.real.com/help/library/guides/realone/productionguide/html/realpgd. htm?page=htmfi les/audio.htm Seite: 8