SUNSET BOARD

Ausgehend von den Grundlagen der analogen Aufnahme ist es jetzt deutlich einfacher die digitale Datenspeicherung zu erklären. Wobei das Prinzip in dem Fall das gleiche ist, es ist eben nur schwer etwas zu definieren was es physisch nicht gibt, da es sich um rein virtuell vorhandene Dinge handelt. Ich lasse den ganzen hochtragenden High-Tech-Talk so weit Aussen vor wie möglich und versuche das mal vereinfacht aber verständlich zu erklären.
Grundlegend arbeitet eine digitale Aufzeichnung immer mit der gleichen einfachen Information, die geschrieben wird. Es gibt eine „0“ und eine „1“. Die eingehende Frequenz wird also nicht direkt elektromagnetisch gespeichert, sie wird erst digitalisiert und in diese Ausgabenform gewandelt.
Die einzelnen „0“ und „1“ kann man jetzt auf zwei unterschiedliche Arten auf ein Trägermedium aufschreiben. Es gibt die optoelektronische Variante und auch hier die elektromagnetische Variante (wenn auch modifiziert).
Wie der Name „optoelektronisch“ vermuten lässt hat das erste Verfahren etwas mit Licht zu tun. Vereinfacht aber verständlich erklären kann man es so: Man nimmt eine mehrschichtige Scheibe mit einer vorgegebenen Spur in Form einer sehr engen Schnecke oder Spindel. Diese Spur dient als Orientierung für einen Laserstrahl und wird Dye genannt. Entlang des Dyes kann sich der Laser nun durch die lichtdurchlässige und relativ dichte Oberfläche tasten und dabei einen Strahl einer bestimmten Lichtwellenlänge auf der nächsten Schicht auftreffen lassen. Beim Auftreffen verändert der Strahl je nach Lichtwellenlänge die optische Beschaffenheit derselben (nennt man umgangssprachlich „brennen“) und bringt so die Information „0“ oder „1“ auf. Die „0“ nennt man Pit (engl. „Grube“, „Mulde“), die „1“ Land. Beim späteren Abtasten der Disc wird ein Lichtstrahl über diese Oberfläche gesendet. Je nach dem ob er auf ein Pit oder ein Land trifft wird er anders refkletiert, also zum Laser zurück oder daran vorbei gebrochen. Diese Information wird in der digitalen Wandelstufe zur Tonausgabe weiter verarbeitet. Im Vergleich zur Schallplatte als Datenträger überwiegt sicher der grösste Unterschied, dass eine Schallplatte kein digitales Speichermedium darstellt. Darüber hinaus gibt es noch weitere Unterschiede. Eine Schallplatte hat permanent die gleiche Drehzahl (16, 33,3, 45, 78) pro Minute. Das heisst, am äusseren Bereich der Rille wird innerhalb einer Sekunde eine grössere Lesestrecke durch die Nadel zurückgelegt als im zunehmend nach innen laufenden Bereich (Winkelgeschwindigkeit CAV). Da die digitale Abtastung aber an eine konstant gleichbleibende Lesestrecke gebunden ist, ändert die CD oder DVD ihre Drehgeschwindigkeit (Bahngeschwindigkeit CLV). Diese Geschwindigkeit variiert von etwa 500 Umdrehungen (innen) zu etwa 200 Umdrehungen (aussen). Daraus ergibt sich auch der nächste Unterschied zur Schallplatte: digitale Medien wie CD, DVD werden von innen nach aussen ausgestastet und nicht von aussen nach innen gelesen. In den Anfangstagen der optoelektronischen Bildspeicherung (Bildplatte, Laserdisc) gab es tatsächlich einige Medien, die als CAV verarbeitet wurden. Dieses Verfahren hat sich aber nicht durchgesetzt, was auch auf die Spieldauer entsprechende Auswirkungen hatte. Und noch ein Unterschied: während eine Schallplatte ununterbrochen im Lauf in einer einzigen Rille abgetastet wird, besteht eine CD aus verschiedenen Frames. Das sind kleine einzelne Blöcke mit Informationen , 74 Frames hintereinander ergeben eine Sekunde. Man kann sich das so vorstellen wie beim Filmprojektor. Hier werden auch einzelne Bilder gezeigt, schnell hintereinander, die eine fortlaufende Bewegung zu simulieren scheinen. Aber dazu an anderer Stelle mehr.
Natürlich funktioniert die digitale Speicherung auch auf Band also elektromagnetisch. Hierzu wird ein hoher und sehr dichter Datenstrom auf ein Band geschrieben. Im Gegensatz zur analogen Bandaufnahme muss hier die Bandlaufgeschwindigkeit aber noch deutlich höher angesetzt werden, um eine solche Datenmenge unter zu bringen. Um dabei den Bandverbrauch in überschaubaren Mengen zu halten bedient man sich des gleichen Aufnahmeprinzips wie beim Videorekorder. Der professionelle Vorläufer des DAT-Bandes war ein Betamax Videorekorder mit vorgestelltem externen D/A-Wandler. Im Endeffekt brauchte man nur noch die Prinzipien der beiden Geräte in ein Gehäuse zu verfrachten – das Laufwerk und die Wandlereinheit. Dabei entstand das eigenständige Format DAT.
Das Band wird leicht geschrägt um eine kreisrunde Kopfscheibe herum geführt, die mit mehreren hauchdünnen Magnetspulenköpfen ausgestattet ist (2 – 6, je nach Art der Kopfscheibe). Dazu kann man das Band über eine angeschrägte Führung oder Fädelring leiten oder einfach den Kopf im entsprechenden Winkel schräg montieren. Der Laufbewegung des Bandes wirkt diese Kopfscheibe entgegen, die sich mit einer hohen Drehzahl um sich selbst dreht und das in der Berührung des Bandes gegen dessen Laufrichtung. In Zeitlupe könnte man also sehen wie der einzelne Kopf auf engstem Raum der Bandoberfläche von ganz oben nach diagonal ganz unten geführt wird, bedingt durch Drehrichtung, Laufrichtung und schrägen Winkelversatz. Erreicht ein Kopf das untere Ende beginnt am oberen Ende der nächste. So wird jeder Nanometer des Bandes optimal genutzt und mit sehr hoher Geschwindigkeit abgelesen. Bis hierher entspricht das relativ exakt dem Verfahren einer Aufnahme auf VHS oder sonstiges Videoband mit HiFi-Stereo-Ton.
Die einzelnen Faktoren der analogen Aufnahme gibt es auch hier. Um es zu verdeutlichen eine direkte Gegenüberstellung.
A: Spurbreite = D: Bit : regelt den Platzbedarf der Aufnahme auf dem Medium und nimmt damit auch Einfluss auf die Auflösung und Qualität. Digital nicht ganz so schwerwiegend wie analog, wo die Spurbreite noch auf mehr Faktoren Einfluss hat. Geläufig sind analoge Spuren als Viertelspur (Band hat 4 Spuren, zwei in jede Richtung und kann vor- und rückseitig genutzt werden), Halbspur (Band hat 2 Spuren, die beide doppelte Breite haben und das ganze Band ausfüllen, nur einseitige Nutzung) und Vierspur (quasi Viertelspur aber alle Spuren laufen in eine Richtung, das Band kann nicht rückseitig genutzt werden).
A: Laufgeschwindigkeit = D: Samplefrequenz: Je mehr Platz desto besser und auflösender die Klangqualität.

in irgend einer sendung wurde dass mal ganz auseinadergenommen und der typ hat nebenbei erwähnt, dass die information im unterschied zwischen pit und land stecken, also quasi zwischen 0 und 1, es also noch ein bisschen komplizierter ist, als abzutasten ob es ein hügel oder ein tal ist.

Wenn's nur 0 und 1 gäbe, wäre das ja 1-Bit-Technik. Wenn man 2 Bit hat, kann man schon 4 verschiedene Werte darstellen:
00 = 0
01 = 1
10 = 2
11 = 3
Mit drei Bit werden's entsprechend 8 Werte, mit 4 Bit 16 usw. So wird die Auflösung immer feiner, man braucht aber dementsprechend größere Datenmengen. Bei CD-Qualität hat man 16-Bit-Tiefe (65536 Werte), bei DVDs 24 Bit (16.777.216 Werte).
Man muß sich das so vorstellen, daß aus der stufenlosen Kurve eines Analog-Signals bei der Umwandlung ins Digitale eine Treppe entsteht, bei der der Graph dann je nachdem nur 8, 16, 32,..., 65536 Werte annehmen kann. Bei analoger Wiedergabe bewegt sich die Lautsprechermembran also stufenlos vor und zurück, bei digitaler Wiedergabe hat sie nur eine Reihe festgelegter Positionen ohne Zwischenstufen. Mal ganz blöd gesagt.

ich wollte es ja auch nur vereinfacht erklären und nicht hochtrabend durchziehen. das wäre zuviel des guten... etwas vereinfacht ist meist wesentlich einfacher zu verstehen. vorallem findet der text dann auch mal ein ende... *loool

Ich find das jetzt schon reichlich kompliziert :lol: Aber Physik war noch nie mein Ding...

Naja, ich finde, es ist ja auch recht kompliziert, und wenn man's vereinfacht erklärt, dann wird's meistens verfälscht oder unverständlich. Zumindest was die Nullen und Einsen zu bedeuten haben, kapieren glaub ich die wenigsten Menschen.

Ist doch ganz einfach!

Analog ist rund, digital ist eckig.

Weis gar nicht, was es daran nicht zu verstehen gibt!


:badgrin:

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"Musik ist etwas, was dem einen aus dem Kopf und dem Anderen ins Herz geht!" Dieter Thomas Heck


"Wer ficken will, muss freundlich sein!"

@ edmfe (eddy ?)

mit der these könntest du gewaltigen schiffbruch erleiden. schau dir mal das analoge ausgangssignal eines neuzeitlichen pioneer dj-mixers an. so eckig, da kannst du das winkelmass gegen halten. die pioneer-mixer sind vom handling her 1a aber audiotechnisch vorallem in den ausgängen nicht das gelbe vom ei. in fachkreisen nennt man sie deshalb schon "rechteckgeneratoren". sieht auf einem oszi fast genauso aus. in erster linie betrifft das die modelle 500, 600 (extrem) und 1000, beim 800 ist der effekt noch da, aber schon deutlich mässiger. mit der grund weshalb mein 500er zuhause demnächst bekanntschaft mit ebay schliessen wird.

aber wenn man genug ecken einbaut, ist das eigentlich wie rund :wink:

Von mir aus auch "eddy", du weist allerdings auch, wie ich tatsächlich heisse (ohne das "el" am Ende) :wink:, von daher habe ich mit beidem kein Problem.

Der Kommentar von mir ist nicht allzu ernst zu nehmen, habe das einfach mal so aus dem bisher gesagten spasses und der einfachheit halber abgeleitet.



Je höher die Bit Zahl, desto mehr Ecken und umso näher kommst du ans Runde heran, du wirst es aber nie erreichen. :wink:

Ich wage mal zu behaupten, dass das wahrscheinlich (auch) ein Grund ist, weshalb Digital nie wie Analog klingen wird.

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ist die frage, ob das tatsächlich wirklich rund ist.

kann man das nicht mit einer grafik vergleichen (nicht vektor sondern pixel)? da sieht ein kreis auch rund aus aber umso mehr man ranzoomt, umso eckiger wirds.

Ich würd sagen, wir lassen das mal so stehen, mal schauen was der Chef sagt.

Ich wollte das eigentlich nicht in eine Diskussion ausarten lassen...

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Exakt das ist das Problem des Digitalen. Du brauchst eine unendlich hohe Auflösung, um es in jeder Zoomstufe rund zu haben. Analog ist quasi von Natur aus rund.

Ich vergleiche das gerne mit folgendem Phänomen: Damals bei z.b. Doom 2 ging ich auf eine Mauer zu. Von weitem sah sie gut aufgelöst und nach einer Mauer aus. Je näher ich ging, desto gröber und größer wurden die Pixel. Bis ich irgendwann tatsächlich große einfarbige Pixel wie Kacheln nebeneinander sah.
Jetzt geh mal eine Mauer in real life zu. Wenn du da ganz nah dran gehst, dann siehst du statt nur einzelnen Steinen mit gewissen Muster immer mehr die Körner, aus denen so ein Stein besteht. Noch sind sie grob, gehtst du noch näher, werden sie richtig groß. Nun kannst du diese Körner ja wiederum zerlegen und irgendwann sind es Staubkörner, auf die du sie zerlegt hast. Diese Staubkörner wiederum bestehen aus einem riesen Haufen von chemischem Atomen. Die Atome wiederum bestehen aus dem Elektronen-äußeren und dem Protonen+Neutronen-Kern. Dieser Kern wiederum lässt sich wieder Spalten. Ich glaube dann kommen wir zu Quarks. Dieses Prozedere lässt sich noch weiter führen, wovon ich aber keine Ahnung mehr habe.

Wenn du diese Detailtiefe digital darstellen willst...dann gute Nacht. Diese Speichermengen....und vor allem die Prozessoren, die diese exorbitanten Datenmengen _auf einmal_ _pro Takteinheit_ verarbeiten müssen...gibt´s noch gar nicht.
Das ist auch der Grund, wieso die Spiele erst in den letzten 10 Jahren so viel besser aussehen, weil eben die Hardware wesentlich flotter geworden ist.

Edit: Rechtschreibfehler, etc. korrigiert, sonst verstehe ich den Text selbst nicht mehr.

Der größte sch**** der Physik kommt ja noch. Elektronen schwirren meist in Form von Atomen durch die Leitungen. Meistens. Aber die können sich eben auch plötzlich in Wellen verwandeln (Beispiel: Sinus-Welle) und da ist dann nichts mehr mit 0 und 1. Dann ist eher eine Art Zwischenzustand vorhanden. Das Phänomen, das man in der Quantentheorie beobachtet hat.
Das heißt anders gesagt, daß ein Teilchen an 2 Orten gleichzeitig sein kann. Aber nicht muss. Dieser Zustand in Form von Wellen kann sich wieder zu einem Zustand in Atomform zurück wandeln - bisher sucht man nach Erklärungen.
Deshalb ist Elektronik oft auch gar nicht so zuverlässig und eindeutig erklärbar.

Edit: Verständlicher erweitert.

Ich habe mir jetzt auch mal den 1. Post durchgelesen...und verstehe davon nicht ganz so viel. Ist ein schwieriges Thema.