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Vorbis

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Zum Verständnis dieses Artikels sind folgende Seiten hilfreich:

./vorbis_logo.png Vorbis 🇬🇧 bzw. Ogg/Vorbis (oftmals auch fälschlich nur Ogg) ist ein Audio-Codec der Xiph.org Foundation 🇬🇧. Er wurde entwickelt, um eine patentfreie Alternative zum weit verbreiteten MP3 anzubieten. Ferner kann man Vorbis als verlustbehaftetes Gegenstück zum verlustfreien FLAC bezeichnen, der ebenfalls von Xiph.org stammt.

Eine bislang wenig verbreitete Weiterentwicklung ist das Audiodatenformat Opus, das ebenfalls lizenzkostenfrei genutzt werden kann und sowohl für Sprache als auch Musik geeignet ist (die Xiph.org Foundation hatte dazu neben Vorbis den separaten Codec Speex für Sprachaufnahmen entwickelt).

Details

Entwicklungsgeschichte

Die Entwicklung von Vorbis begann im Jahre 1998, nachdem das Fraunhofer-Institut begonnen hatte, Lizenzgebühren von Entwicklern zu verlangen, die den MP3-Standard in ihrer Software verwendeten. Die Xiph.org Foundation begann daraufhin mit der Entwicklung eines freien Audiocodecs, was in der Open-Source-Gemeinde großen Anklang fand.

Vergleich mit MP3

Vorbis arbeitet genau wie MP3 verlustbehaftet und bedient sich ebenfalls eines psychoakustischen Models. Der Algorithmus löscht also diejenigen Bereiche des Audiomaterials, die der Mensch schlecht oder gar nicht hört. Auf diese Weise wird eine sehr starke Datenreduktion von durchschnittlich 70-90% erreicht. Negativ an dieser Vorgehensweise ist, dass das Audiomaterial nicht mehr originalgetreu wiederhergestellt werden kann, da die verworfenen Klangmuster verloren sind.

Ein Qualitätsvergleich von Vorbis und MP3 ist schwierig: Der originale MP3-Codec des Fraunhofer-Instituts aus dem Jahre 1996 ist Vorbis zweifellos unterlegen. Allerdings gibt es noch das Projekt LAME, das MP3 stetig verbesserte. Hier ist der Fall nicht mehr ganz so klar, denn mit LAME umgewandelte MP3-Dateien werden ebenfalls mit ausgefeilteren Methoden erstellt und klingen daher besser als die des Originals. Die Effizienz von Vorbis wird im offiziellen FAQ 🇬🇧 jedoch trotzdem als „definitiv besser“ tituliert.

Surround-Sound

Vorbis unterstützte schon immer bis zu 255 Kanäle. Im März 2010 wurde der Coupling-Support (in etwa: es werden nur Unterschiede zwischen den einzelnen Kanälen gespeichert) für Surround-Sound stark verbessert, sodass Vorbis für Mehrkanalton deutlich kleinere Dateien erzeugt und somit mit AAC vergleichbar ist (weitere Informationen: Demo1, Demo2 und Demo3 🇬🇧)

Verbreitung

Auf Softwareebene kann Vorbis mittlerweile recht bedenkenlos eingesetzt werden. Jeder halbwegs moderne Audioplayer unterstützt das Format von Hause aus – und zwar unter allen gängigen Betriebssystemen. Dank seiner Streamingfähigkeit kann Vorbis auch problemlos für Dinge wie Internetradio eingesetzt werden (siehe Icecast2).

Bei Hardware-Playern („MP3 Player“) war die Unterstützung von Vorbis lange Zeit eher selten anzutreffen. Seit dem Siegeszug von Android, das heutzutage auf zahlreichen mobilen Geräten zum Einsatz kommt, hat sich diese Situation geändert, da Vorbis dort standardmäßig implementiert ist.

Auf einige ältere Medienspieler lässt sich die freie Firmware Rockbox installieren, welche Vorbis ebenfalls unterstützt.

Installation

In den Paketquellen [1] finden sich folgende Programme für den Umgang mit Vorbis:

  • vorbis-tools (universe, enthält u.a. Programme zum De-/Enkodieren)

  • vorbisgain (universe, zum Einfügen von Replay-Gain-Werten)

Paketliste zum Kopieren:

sudo apt-get install vorbis-tools vorbisgain 

Oder mit apturl installieren, Link: apt://vorbis-tools,vorbisgain

Umwandeln

Achtung!

Einer der größten Fehler, die man machen kann, ist das Umwandeln einer MP3-Sammlung in Vorbis oder umgekehrt: Verlustbehaftete Codecs sollten nur einmal angewendet werden, da es ansonsten zu Generationsverlust kommt.

Die Vorbis-Tools sind zwar reine Shell-Programme, der normale Benutzer wird aber meist nur einen Bruchteil der Befehle benötigen, die sich in der Manpage finden. Wer für die Umwandlung eine grafische Oberfläche bevorzugt – oder Rippen und Umwandeln komfortabler kombinieren möchte –, findet im Artikel Audiodateien umwandeln eine Auflistung von Anwendungen, die auf die Vorbis-Tools zurückgreifen.

Unterstützte Formate

  • WAVE

  • AIFF

  • Rohdaten

  • FLAC (Nur lesend; vorhandene Metadaten (Tags) werden standardmäßig in die Vorbis-Datei übernommen)

Enkodieren

Die allgemeine Syntax für oggenc lautet [2]:

oggenc OPTIONEN EINGABE_DATEI(EN) 

Optionen müssen nicht zwingend angegeben werden. Der einfachste Aufruf sieht schlicht so aus:

oggenc Lied.wav 

Hierbei arbeitet oggenc mit der empfohlenen Qualitätsstufe 3, die für die meisten Anwendungsfälle einen guten Kompromiss zwischen Qualität und Größenverringerung darstellen sollte. Die Stufen reichen insgesamt von -1 bis 10. Die Auswahl ist denkbar einfach wie das folgende Beispiel für die Qualitätsstufe 6 zeigt:

oggenc -q 6 Lied.wav 

Befehlsübersicht (Auszug)

Experten-Info:

Im Gegensatz zu MP3 wurde Vorbis von Anfang an auf das Arbeiten mit einer variablen Bitrate (VBR) ausgelegt. Auch bei älteren Hardware-Dekodern besteht also keine Gefahr einer Inkompatibilität.

Generelle Optionen
Option Beschreibung
-q, --quality ZAHL Die vorgefertigten Qualitätsstufen. -1 = geringe Qualität aber kleine Datei, 10 = das Gegenteil.
-b, --bitrate ZAHL Keinen fest definierten Bitrate-Bereich nutzen, sondern ungefähr an diese Bitrate halten (z.B. 128)
--managed ZAHL Mit konstanter Bitrate (CBR) enkodieren. Nur beim Streaming nützlich, verringert die Qualität.
-m, --min-bitrate ZAHL Minimale Bitrate für selbst festgelegten Bitrate-Bereich (z.B. 64)
-M, --max-bitrate ZAHL Maximale Bitrate für selbst festgelegten Bitrate-Bereich (z.B. 256)
--resample ZAHL Hertz der Abtastrate ändern wenn es denn nötig sein sollte (z.B. 48)
--downmix Stereo Audiomaterial in Mono herunterrechnen

Replay-Gain

Als modernes Audioformat unterstützt Vorbis auch Replay Gain, womit beim späteren Abspielen eine relativ gleich bleibende Lautstärke gehalten werden kann. Der Codec selbst kann allerdings nicht die nötigen Werte kalkulieren. Hierzu ist vorbisgain dienlich. Ein Normalisieren wie beim Format MP3 ist jedoch nicht möglich.

Aufruf

Standardmäßig kalkuliert Vorbisgain im sogenannten „Radio Modus“, der die Lautstärke aller Dateien unabhängig voneinander bewertet:

vorbisgain Lied1.ogg Lied2.ogg Lied3.ogg 

Der „Album-Modus“ hingegen berücksichtigt die Lautstärke aller Dateien und hält sich somit an beabsichtigte Schwankungen die beim Abmischen eines Albums eingebracht wurden. Zu beachten ist, dass Vorbisgain nicht selbstständig erkennt, welche Dateien zum gleichen Album gehören, sondern sich auf die Angaben des Benutzers verlässt:

vorbisgain -a Lied1.ogg Lied2.ogg Lied3.ogg 

Sollen Dateien wieder vom Replay-Gain-Wert bereinigt werden:

vorbisgain -c Lied1.ogg Lied2.ogg Lied3.ogg 

Zum Taggen aller Dateien mit der Endung .ogg oder .OGG im Ordner /Musik und dessen Unterordner:

find /Musik '*.ogg' -execdir vorbisgain {} \+ 

Dekodieren

Um Vorbis-Dateien wieder in Wave zurück zu wandeln, dient das ebenfalls im Paket vorbis-tools enthaltene Programm oggdec. An dieser Stelle sei nochmals darauf hingewiesen, dass Vorbis beim Enkodieren des Audiomaterials Klangmuster unwiederbringlich verworfen hat, welche auch eine Rückwandlung in Wave nicht wiederherstellen kann.

Aufruf

oggdec Lied.ogg 

Falls die Wave-Datei aus Kompatibilitätsgründen eine bestimmte Auflösung haben muss, kann zwischen 8 und 16 gewählt werden:

oggdec -b 16 Lied.ogg 

Wahl der richtigen Qualitätsstufe

Vielfach wird beim Enkodieren einfach eine der höchsten Qualitätsstufen benutzt, was aber oft überzogen ist. Bereits von Seiten der Hardware kann meistens überhaupt kein "glasklarer" Klang (der dies rechtfertigen würde) erzeugt werden, da häufig billige OnBoard-Chipsätze und/oder Lautsprecher eingesetzt werden. Obendrein hat jeder Mensch ein anderes Gehör. Die Xiph.org Foundation beschreibt im offiziellen FAQ 🇬🇧 die Qualitätsstufen 5-6 als transparent für das durchschnittliche Gehör.

Es ist deshalb sehr ratsam, selbst einen Hörtest durchzuführen, um die Stufe ausfindig zu machen, die dem persönlichen Gehör und Equipment entspricht. Dazu eignet sich am besten ein Lied, das sowohl laute als auch leise Stellen hat. Bei einem Übergang von laut zu leise lassen sich meist am einfachsten Artefakte (durch zu starke Reduktion entstandene Störungen) heraus hören. Ferner sollte das Lied natürlich unangetastet von der Original-CD stammen und nicht etwa vorher schon einmal verlustbehaftet umgewandelt worden sein.

Möchte man die absolut beste Qualität haben und ist genügend Speicherplatz vorhanden, ist man mit einem verlustbehafteten Codec wie Vorbis generell schlecht beraten. Hier sollte eher FLAC eingesetzt werden.

dir2ogg

Auch mit dir2ogg können vorhandene Audiodateien in das Format OGG umgewandelt werden. Weitere Details sind dem separaten Artikel zu entnehmen.

Intern

Extern

Diese Revision wurde am 3. Mai 2019 11:36 von ubot erstellt.
Die folgenden Schlagworte wurden dem Artikel zugewiesen: Audio, Multimedia