Ist MP3 eine deutsche Erfindung? Stimmt tatsächlich: Das weltweit bekannteste digitale Audioformat wurde in Deutschland entwickelt. Bereits 1987 patentierten Forscher das zugrunde liegende Kompressionsverfahren, das maßgeblich zur massenhaften Verbreitung von Musik über das damals noch junge Internet beitrug. Allerdings gab und gibt es noch viele andere Audioformate. Manche von ihnen sind – anders als MP3 – sogar verlustfrei.

Der Beginn des MP3-Zeitalters

Bereits Anfang der 1980er-Jahre begann das Fraunhofer-Institut in Erlangen, an einem digitalen Kompressionsverfahren für Audio- und Videodaten zu arbeiten, der sogenannten MPEG-Kodierung. Ende 1991 wurde der Standard erstmals veröffentlicht. Die meisten Patente rund um MP3 sind inzwischen ausgelaufen, weshalb das Format heute frei genutzt werden kann.

MP3 wurde weltbekannt und steht bis heute geradezu synonym für den Siegeszug digital gespeicherter Musik. Ohne effiziente Kompressionsverfahren wären Musikdownloads über das Internet kaum möglich gewesen. Besonders in den frühen 2000er-Jahren verbreiteten sich digitale Musikdateien rasant über Filesharing-Plattformen und später über legale Downloadshops. Die vergleichsweise kleinen Dateigrößen machten es möglich, tausende Songs online bereitzustellen und herunterzuladen.

Verlustbehaftete Audioformate

Um voll in die Welt der digitalen Musikformate eintauchen zu können, ist es wichtig, das Grundprinzip der Audiokompression zu verstehen. Zu den verlustbehafteten Verfahren gehören nahezu alle heute verbreiteten Formate wie:

• MP3
• AAC
• OGG Vorbis
• WMA

„Verlustbehaftet“ bedeutet, dass beim Komprimieren Teile des ursprünglichen Audiosignals entfernt werden, um die Dateigröße zu reduzieren. Dabei kommen sogenannte psychoakustische Modelle zum Einsatz. Diese nutzen aus, dass das menschliche Gehör bestimmte Frequenzen oder überlagerte Signale ohnehin kaum wahrnimmt. Der hörbare Frequenzbereich des Menschen liegt ungefähr zwischen 20 Hertz (Hz) und 20 Kilohertz (kHz). Signale außerhalb oder unterhalb bestimmter Wahrnehmungsschwellen können daher entfernt werden, ohne dass die Klangqualität für viele Hörer stark leidet.

Genau das machten sich die Forscher des Fraunhofer-Instituts zunutze und stellten fest: Eine stark komprimierte MP3-Datei lässt sich vom menschlichen Ohr häufig nicht zuverlässig vom ursprünglichen Ausgangsmaterial unterscheiden.

Ganz so einfach scheint es dann aber doch nicht zu sein, wenn man Musikpuristen Glauben schenkt. Sie behaupten, dass durchaus ein hörbarer Unterschied vorhanden sei, auch wenn man ihn nicht immer bewusst wahrnimmt. MP3-Kritiker bemängeln, dass die starke Kompression den Hörgenuss verringere und feine Klangdetails verloren gehen könnten.

Kopfhörer von Teufel

Neue Formate und der Aufstieg von AAC

Der MP3 folgten schnell andere, teils bessere Formate. Als Napster 2001 schließen musste, waren Musikdownloads in der Mitte der Gesellschaft angekommen, und schon bald folgten massenweise legale Downloadmöglichkeiten. Einer der bis heute bekanntesten Anbieter für legale Musikdownloads war der iTunes Store von Apple. Der kalifornische Computer-Riese hat das AAC-Format (Advanced Audio Coding) zwar nicht entwickelt, setzte aber von Anfang an darauf und trug so in großem Maße zu dessen Verbreitung bei.

Auch heute nutzt Apple für viele Musikdateien das AAC-Format Allerdings steht inzwischen mit Apple Lossless (ALAC) auch ein verlustfreies Audioformat zur Verfügung (mehr dazu unten).Eine AAC-Datei bietet bei gleicher Größe häufig eine bessere Klangqualität als eine MP3-Datei. Wenn du viele Musikdateien lokal speichern möchtest, lohnt sich daher ein Blick auf das verwendete Dateiformat. Viele Programme zur Musikverwaltung können MP3-Dateien abspielen und bei Bedarf auch in das AAC-Format konvertieren. Dabei solltest du immer auf die Höhe der Abtastrate achten.

Lesetipp: Dein Speicherplatz ist begrenzt? So wandelst du FLAC in MP3 um. 

Bitrate und Samplingrate – entscheidend für die Audioqualität

Die Qualität digitaler Audiodateien hängt stark von zwei Faktoren ab: Samplingrate und Bitrate.

• Samplingrate beschreibt, wie oft pro Sekunde ein Audiosignal digital abgetastet wird.
• Bitrate gibt an, wie viele Daten pro Sekunde gespeichert werden.

Eine Audio-CD arbeitet beispielsweise mit einer Samplingrate von 44,1 kHz.

Bei verlustbehafteten Formaten ist vor allem die Bitrate entscheidend. Sie wird in Kilobit pro Sekunde (kbit/s) angegeben.

Bitrate	typische Klangqualität
64 kbit/s	geringe Qualität
96 kbit/s	etwa UKW-Radio
128 kbit/s	akzeptable Qualität
192 kbit/s	gute Qualität
256–320 kbit/s	sehr gute Qualität

Bei MP3 gelten Bitraten von 192 bis 320 kbit/s heute als Standard für hochwertige Dateien.

Verlustfreie Audioformate

Willst du wirklich hochwertige Musikdateien haben, ohne dass dabei Klanginformationen verloren gehen, greifst du am besten zu verlustfreien Audioformaten. Diese komprimieren die Daten zwar ebenfalls, entfernen jedoch keine Bestandteile des Audiosignals. Beim Abspielen entspricht das Signal daher exakt dem Original.

Zu den bekanntesten Formaten gehören:

• FLAC (Free Lossless Audio Codec)
• ALAC (Apple Lossless Audio Codec)
• WAV

FLAC ist ein frei verfügbares Format und hat sich besonders im HiFi-Bereich etabliert. Die Dateien lassen sich typischerweise auf etwa 50 bis 60 Prozent der ursprünglichen Größe reduzieren, ohne dass dabei Klanginformationen verloren gehen.

Musik-Streaming-Dienste wie Spotify oder Deezer erlauben es mittlerweile, digitalisierte Musik auch verlustfrei zu hören. Das FLAC-Format bietet sich hierfür besonders an, da es sich mit relativ geringer Rechenpower dekodieren lässt. Dadurch findet es auf vielen Abspielgeräten Verbreitung und hat sich außerhalb des Apple-Ökosystems als Standard im HiFi-Bereich etabliert. Wenn du deine verlustfreien Audioformate nicht nur abspielen, sondern zentral organisieren, mit HiFi-Komponenten verknüpfen und auf Top-Niveau streamen willst, dann wirf mal einen Blick auf Roon.

Überblick: Die wichtigsten Audioformate im Vergleich

Die folgende Tabelle zeigt, wie sich verbreitete Formate hinsichtlich Kompression, Klangqualität und typischer Nutzung unterscheiden.

Format	Kompression	Qualität	typische Nutzung
MP3	verlustbehaftet	gut	Downloads, Podcasts
AAC	verlustbehaftet	sehr gut	Streaming
OGG Vorbis	verlustbehaftet	sehr gut	Streaming
FLAC	verlustfrei	sehr hoch	HiFi-Streaming
ALAC	verlustfrei	sehr hoch	Apple-Ökosystem
WAV	unkomprimiert	sehr hoch	Studio, Musikproduktion

Für Streaming und mobile Geräte reichen komprimierte Formate meist völlig aus. Wer dagegen das Maximum aus seiner Musik herausholen möchte, setzt eher auf verlustfreie Formate.

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Fazit: Verlustfreie Formate auf dem Vormarsch

• Obwohl das MP3-Format längst Konkurrenz von besseren Kompressionsverfahren bekommen hat, ist es nach wie vor das am weitesten verbreitete digitale Audioformat.
• Alternativen wie AAC oder OGG sind ebenfalls verlustbehaftet, bieten aber sehr gute Klangqualität.
• HiFi-Puristen setzen auf verlustfreie Formate wie FLAC, WAV oder ALAC. Diese sind einer CD vollkommen ebenbürtig, der Dateiumfang fällt aber nur etwa halb so groß aus.

• Titelbild: ©Richard Horvath. UnsplashIm neuen Tab öffnen. Unsplash LicenseIm neuen Tab öffnen
• Bild 2: Mike Wren, FLAC logo vector. Quelle: Wikimedia CommonsIm neuen Tab öffnen. Lizenz: CC BY-SA 3.0Im neuen Tab öffnen.