Digitaler Ton — Informatik, 7–10
Ein Computer kann eine bewegte Schallwelle nicht direkt speichern. Deshalb misst er die Welle sehr oft und speichert die Messwerte als Zahlen.
Ton wird zu Zahlen
Wenn du sprichst, schwingt die Luft in einem Muster, das deine Ohren hören können. Ein Mikrofon verwandelt diese Schwingung in ein elektrisches Signal, und ein Computer misst das Signal immer wieder. Aus den Messungen wird eine Zahlenliste. Ein Lautsprecher folgt diesen Zahlen und bringt die Luft ähnlich zum Schwingen.
Warum Ton messen?
Computer arbeiten mit Zahlen, aber Schall in der echten Welt ist eine durchgehende Welle, etwa wie eine glatte Linie. Durch Messen können Computer Ton aufnehmen, kopieren, bearbeiten und senden, genauso wie andere digitale Informationen. Die Schwierigkeit besteht darin, genug Messungen zu machen, damit die wichtige Form erhalten bleibt, ohne jede Aufnahme riesig zu machen.
Eine winzige Aufnahme
Stell dir einen sehr einfachen Ton vor, der viermal gemessen wird. Das Mikrofon liefert 2, 5, 3 und 1, und der Computer speichert diese Zahlen in genau dieser Reihenfolge. Beim Abspielen bewegt sich der Lautsprecher erst nach 2, dann nach 5, 3 und 1. Echte Aufnahmen verwenden Tausende Messungen pro Sekunde und klingen daher viel glatter.
Eine Aufnahme ist nicht die Welle selbst
Du könntest denken, eine Aufnahme enthalte die genaue Schallwelle, eingefroren in einer Datei. Tatsächlich enthält sie einzelne Messwerte, die zu bestimmten Zeitpunkten aufgenommen wurden. Gibt es zu wenige Messwerte, können schnelle Veränderungen fehlen und der Ton rau oder ungenau werden. Mehr Messwerte bewahren meist mehr Einzelheiten, brauchen aber auch mehr Speicherplatz.
Ton überall um dich herum
Sprachnachrichten, Podcasts, Lieder, Hörbücher und Videoanrufe verwandeln Ton in digitale Messwerte. Eine Bearbeitungssoftware kann Stille herausschneiden, die Lautstärke ändern oder Aufnahmen verbinden, weil sie mit diesen Zahlen arbeitet. Mikrofon und Lautsprecher verbinden die digitale Welt anschließend wieder mit der bewegten Luft, die deine Ohren hören.
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