







Entwicklung der Tonträger auf
mechanischer und analoger Ebene
Als Tonträger werden
technische Medien bezeichnet, die man zur Speicherung von Klanginformationen
nutzt. Im Laufe ihrer Entwicklungsgeschichte haben sich diese Medien sehr
stark verändert, sowohl was ihre Speicherkapazität anbelangt,
als auch im Bereich der Tonqualität.
Eine Einteilung der Tonträger kann man auf unterschiedliche Art
und Weise vornehmen.
So gibt es von der Bauform her scheibenförmige und bandförmige
Tonträger.
Betrachtet man eher die Art der Datenspeicherung im Hinblick auf ihre
Informationsverarbeitung, so hat man in der frühen Vorentwicklung
eine mechanische Ebene, später dann die analoge und digitale Ebene.
Schließlich kann man das Aufnahmeverfahren
auch von der physikalischen Seite her betrachten. Hier unterscheidet man
mechanische, magnetische und optische Aufzeichnungs- und Wiedergabeprozesse.
In der beigefügten Übersicht wird versucht, alle genannten Aspekte
der Einteilung zu berücksichtigen (Bild 1).
Wie die Übersicht zeigt, entwickelten sich die Tonträger in zwei Hauptsträngen. Auf der einen Seite findet man flexible, dafür meist aber mechanisch anfällige Tonträger in Bandform. Demgegenüber stehen kompaktere und robustere Ausgangsmaterialien in Scheibenform. Gemeinsam und in Abhängigkeit vom technischen Fortschritt durchliefen diese beiden Stränge zwei Entwicklungsebenen und stehen zur Zeit auf der dritten.
Die mechanische Ebene stellt eigentlich eine Vorform der Tonträger
dar, da man hier noch keine Musik aufzeichnete, sondern lediglich Steuerinformationen
für verschiedenartige Musikautomationen festgehalten wurden. So diente
die Klavierrolle - ein perforiertes
Papierband - der Steuerung von Hammerklavieren, die durch eine meist
pneumatische Automation erweitert worden waren. Hergestellt wurden diese
Klaviere bis 1930 von verschiedenen Firmen mit jeweils anderen Normen.
Mit der Stiftwalze dagegen war es möglich,
in Musikautomaten verschiedene Tonerzeugungen zu steuern. Dazu wurden
auf einer Holzwalze Metallstifte so angeordnet, dass sie wie bei einer
Spieluhr die einzelnen zu spielenden Töne auslösten.
Die Entstehung der eigentlichen Tonträger fand auf der analogen Ebene statt. Analog bedeutet, dass das Tonsignal bei der Speicherung immer als Wellenform, also als Schwingung erhalten bleibt (siehe unten). In Anlehnung an die Bandform der Klavierrolle erfand zu Beginn des 20. Jahrhunderts VLADEMAR POULSEN das Verfahren des Drahttones. Dabei konnten Schallereignisse auf ein magnetisierbares Stahlband aufgenommen werden. Daraus entwickelte BASF 1936 ein mit Metalloxid beschichtetes Polyestherband - das Magnettonband, welches eine wesentlich bessere Klangqualität aufwies (Bild 2).
Nachdem 1953 das erste Tonband mit Stereo-Aufnahmen entwickelt worden war, modifizierte man dieses so weiter, dass bald mehrere Spuren nebeneinander aufgenommen werden konnten; also bei einer Rockgruppe zum Beispiel jedes Instrument einzeln. Andererseits stellte man aber auch bald für den Heimbedarf Tonbandgeräte her.
Zumindest im Heimbereich konnte das Tonband fast vollständig durch die Musikkassette (engl. musicassette, MC) verdrängt werden. Diese wurde 1963 von der Firma Philips auf den Markt gebracht. Dabei handelte es sich im Prinzip um das gleiche Aufzeichnungsverfahren, nur die Handhabung wurde wesentlich erleichtert. Als Nebenprodukt wurden auch Endloskassetten auf den Markt gebracht, die sich aber nicht durchsetzten. Die Bezeichnung MusiCassette steht speziell für industriell bespielte Kassetten. Leere Tonträger gleicher Ausführung werden dagegen Compact-Cassette genannt.
Während für den Heimgebrauch die Qualität der Compact-Cassette
ausreichend war, stellten die Studiotechniker höhere Anforderungen,
so dass das Magnettonbandgerät immer mehr zum Profigerät mit
vielen zusätzlichen Möglichkeiten avancierte und das vielspurige
Magnettonband entstand, welches auch heute noch in einigen Tonstudios
verwendet wird.
Wie schon die Klavierrolle wurde auch die Stiftwalze zum Vorbild für
die Tonträgerentwicklung. Bereits 1877 - also noch vor dem Stahlband
- erfand THOMAS ALVA
EDISON (1847-1931) die auf dem Phonographen abzuspielende Walze.
Diese trug zur Speicherung der Toninformationen eine in Wachs gekratzte
Rille, die sich um den zylindrischen Walzenkörper wand. Ab 1888 gab
es die ersten bespielten Walzen zu kaufen, was gleichzeitig die erstmalige
Vermarktung eines Tonträgers darstellte.
Entwicklung der Tonträger auf
digitaler Ebene
In den 1980er-Jahren begann die Entwicklung der Tonträger auf der
digitalen
Ebene. Digital bedeutet, dass die Toninformationen
vor ihrer Speicherung in Zahlenwerte umgewandelt werden bzw. beim Abspielen
der umgekehrte Prozess erfolgt (siehe unten). Dies bewirkt eine wesentliche
Verbesserung der Klangqualität. Der erste Tonträger dieser neuen
Generation war die Compact Disc
(CD),
die 1981 in Gemeinschaftsarbeit von Philips, Sony und PolyGram
entstand und von da ab die Schallplatte nach und nach verdrängte
(Bild 4).
Eine Weiterentwicklung der Compact Disc ist die von Sony 1991 entwickelte Mini Disc (MD). Sie konnte sich allerdings auf dem Tonträgermarkt nicht behaupten, obwohl sie im Gegensatz zur CD selbst bespielbar war.
Auch die Tonbänder und Kassetten wurden auf die digitale Ebene gehoben. Das mehrspurige Magnettonband hat an seiner äußeren Form nichts verändert. Nur die Aufzeichnung erfolgt beim digitalen Spulentonband jetzt auf digitalem Wege.
Die Compact Cassette dagegen konnte zunächst nicht aus ihrer Marktposition verdrängt werden, obwohl es bereits zwei digitale Weiterentwicklungen dieses Tonträgers gab.
Das Digital Audio Tape (DAT), welches seit 1986 auf dem Markt ist, konnte mit einer ausgesprochen guten Klangqualität aufwarten. Da aber die Abspielgeräte im Gegensatz zum analogen Gerät sehr teuer ausfielen, waren die Marktchancen von Anfang an begrenzt. Allerdings fand das Digital Audio Tape Anklang in kleineren Studios oder bei Amateurmusikern mit Heimstudio, weshalb die Aufnahmegeräte ähnlich dem Magnettonband aufwendiger ausgestattet wurden, um dem Studiostandard zu entsprechen. Außerdem fand ebenfalls eine Entwicklung zur Mehrspurigkeit statt, wodurch die beiden Aufzeichnungsverfahren ADAT und R-DAT entstanden.
Der zweite aus der Compact Cassette hervorgegangene Tonträger ist die Digital Compact Cassette (DCC), welche etwa zeitgleich mit der Mini Disc entstand, aber auch ähnlich dieser keine großen Marktanteile erobern konnte.
Um 1994 entwickelte man die selbst beschreibbare CD in den Varianten einmal beschreibbar (CD-R) und mehrfach beschreibbar (CD-RW). Obwohl sowohl die zugehörigen Geräte (Brenner) als auch die Rohlinge in den Anfangsjahren recht teuer waren, entwickelte sich diese Technologie bald zur Massenware. Ein Brenner gehört heute zur Standardausrüstung jedes Computers.
Seit 2001 sind Bestrebungen im Gange, ein Nachfolgemedium für die CD zu finden. Ein Produkt dieser Entwicklung ist die Super-Audio-CD (SACD), die wieder durch Sony und Philips auf den Markt gebracht wurde. Um die Akzeptanz beim Kunden zu erleichtern, wurden sogenannte Hybrid-Discs entwickelt, die auch auf herkömmlichen CD-Playern abspielbar sind, dann allerdings auch nur in CD-Qualität.
Das zweite Produkt ist eine DVD-Variante, die nur Tonmaterial enthält,
die DVD-Audio
(DVD-A).
Vorteil dieses Tonträgers ist eine Spielzeit von bis zu 12 Stunden
in CD-Qualität oder aber bei geringerer Spielzeit die Wiedergabe
von mehreren Tonkanälen, wie man es von Film-DVDs kennt. Ein weiterer
angeblicher Vorteil soll die Wiedergabe eines Frequenzganges bis zu 85 kHz
sein, obwohl der Mensch nur bis 20 kHz hören kann. Befürworter
der DVD-A schwören trotzdem auf den besseren Klang.
Sowohl SACD als auch DVD-A konnten sich bis jetzt nicht auf dem Markt
behaupten. Der größte Nachteil beider Formate ist, dass man
jeweils ein separates Abspielgerät benötigt. Dieser Umstand
hatte auch schon bei den Formaten DAT, MD und DCC die Breitenwirksamkeit
verhindert.
In Verbindung mit der Weiterentwicklung der Computertechnik entstand Mitte der 1990er-Jahre ein neues Verfahren der Tonaufzeichnung, welches man als Harddisk-Recording bezeichnet. Hierbei wird auf eine vom Computer bekannte Festplatte aufgezeichnet, was im Prinzip eine Verbindung der beiden Entwicklungsstränge darstellt, da mit einem magnetischen Verfahren auf einen scheibenförmigen Träger aufgenommen wird. Allerdings konnte dieses Verfahren nur zu Produktionsprozessen eingesetzt werden, nicht aber als Verkaufsmedium. Neben der Anwendung im Tonstudio interessierten sich relativ schnell die Rundfunksender für diese Technologie. So wurde auf einen sogenannten Server eine Vielzahl von Musiktiteln aufgenommen, die nur noch über den Computermonitor angewählt werden brauchten. Somit entfiel das Archivieren herkömmlicher Tonträger.
Mit der Entwicklung des Harddisk-Recordings entstanden mehrere Datei-Formate, in denen die Musiktitel gespeichert wurden. Am wichtigsten sind die Formate *.wav mit unverfälschter Speicherung und *.mp3 mit ganz leichter bis starker Klangeinbuße - je nach Grad der Komprimierung, die allerdings auch Speicherplatz-Ersparnis bedeutet.
Schnell fand man heraus, dass das MP3-Format
nicht auf Festplatten in stationären Computern beschränkt sein
muss, sondern es entwickelten sich in den letzten Jahren sogenannte MP3-Player,
welche mit transportablen Festplatten, Speicherkarten oder MP3-CDs arbeiten.
Die Bauformen der Player reichen inzwischen vom normalen Disc-Man bis
hin zum Kugelschreiber mit MP3-Speicher.
Sowohl die CD-R als auch die MP3-Technik haben inzwischen die MusiCassette
stark vom Markt verdrängt, da man auf der CD-R in guter Qualität
aufnehmen kann und durch MP3 Musik platzsparend transportabel ist.
Analog - Digital
Als analog wird die Schallspeicherung
und -verarbeitung bezeichnet, wenn das Klangsignal während aller
Bearbeitungsgänge in einer Wellenform erhalten bleibt. Das kann zum
Beispiel das Schwingen der Plattenspielernadel, die elektromagnetische
Schwingung im Tonkopf eines Bandgerätes oder auch die wellenförmige
Rille einer Schallplatte sein. Der Begriff selbst existierte zu Zeiten
der analogen Tontechnik noch nicht, sondern erst, als die Digitaltechnik
aufkam, hat man im Nachhinein eine begriffliche Unterscheidungsmöglichkeit
gesucht.
Unter digital versteht man, dass das aufzuzeichnende Material in Zahlenwerte umgewandelt und dann gespeichert wird. Zuständig dafür ist ein Analog-Digital-Wandler (A/D-Wandler), der überall zum Einsatz kommt, wo man herkömmliche Klanginformationen in computergerechte Daten umwandeln möchte (zum Beispiel bei einer Soundkarte). Für die Rückwandlung sorgt dann der D/A-Wandler (beispielsweise in jedem CD-Player). Der größte Vorteil der Digitaltechnik ist der nahezu unverfälschte Klang, den analoge Geräte kaum bieten können
Aufnahmeverfahren
Haltbarkeit von Tonträgern
Die Haltbarkeit
von Tonträgern hängt im Wesentlichen von den Lagerungs-
und Nutzungsbedingungen ab. Nach heutigen Erkenntnissen sind die mechanisch
aufgezeichneten Tonträger die haltbarsten. Eine Schallplatte beispielsweise
verschlechtert sich zwar in der Klangqualität durch Kratzer, Fingerabdrücke,
Staub und häufiges Abspielen. Die grundsätzlichen Klanginformationen
bleiben aber erhalten, solange die Platten nicht bei heißen Temperaturen
gelagert werden. Den Alterungsprozess von Kunststoff kann man vernachlässigen.
Die magnetisch aufgezeichneten Tonträger unterliegen zwei Alterungserscheinungen. Einerseits werden sie mechanisch beansprucht durch das Ab- und Aufwickeln sowie das Vorbeiführen am Tonkopf. Andererseits werden die magnetischen Informationen über die Jahrzehnte hinweg durch das Erdmagnetfeld abgeschwächt.
Was die Haltbarkeit von optischen Tonträgern anbelangt, ist man sich heute noch nicht wirklich sicher. Hersteller bescheinigen der CD eine 100-jährige Haltbarkeit. Da aber die Kunststoff-Alterung und die Veränderungen der Reflexionsschicht in Bezug auf die optischen Eigenschaften noch nicht vollständig erfasst sind, kann man relativ schlecht genaue Angaben machen. Besonders kritisch in der Handhabung sind CD-Rs, die bei Sonnenbestrahlung schon nach mehreren Tagen unbrauchbar sein können.
Problematisch sind die Folgen immer bei einer teilweisen Nichtlesbarkeit
von digitalen Tonträgern, ob Band oder CD. Während sich bei
analoger Wiedergabe ein Lesefehler durch ein meist leises Störgeräusch
oder einen leiseren dumpferen Klang bemerkbar macht, sind die Auswirkungen
im Digitalbereich viel gravierender. Zwar können kleine Lesefehler
korrigiert werden, aber alles, was nicht korrigierbar ist, fällt
durch erhebliche Störgeräusche oder Totalausfälle des Klanges
auf. Im Extremfall kann ein ganzer Tonträger unbrauchbar werden,
wenn zum Beispiel bei der CD das Inhaltsverzeichnis nicht mehr ausgelesen
werden kann.
Mono - Stereo - Surround
Ziel der Weiterentwicklung von Tonträgern war und ist neben der besseren
Handhabung vor allem der klangliche Fortschritt. Hierbei spielt die räumliche
Information, die man einer Aufnahme mitgibt, eine entscheidende Rolle.
Über viele Jahrzehnte hinweg war es nur möglich, Klanginformationen
eines einzigen Kanals zu konservieren. Damit fehlte dem Hörer die
Möglichkeit der räumlichen Ortung bestimmter Klangelemente (Instrumente,
Stimmen), da ein einzelner Tonkanal keine Richtungsinformationen übermitteln
kann. Bei der Wiedergabe in mono
kann man zwar für ein besseres Klangbild mehrere Lautsprecher benutzen.
Da aber aus allen die gleichen Klanginformationen kommen, ändert
sich nichts in Bezug auf die Rauminformation.
Das Patent für stereofone Aufnahmen existiert bereits seit 1931. Eine wirkliche Anwendung (sowohl bei Platte als auch bei Band) gibt es erst seit Mitte der 1950er-Jahre. Stereo bedeutet, dass für die Schallaufzeichnung zwei Kanäle verwendet werden. Damit kann man dem Gesamtklang mehr räumliche Tiefe geben. Andererseits ist auch eine bessere Ortung einzelner Klangelemente möglich. In den Anfangstagen der Stereophonie verteilte man einfach die Instrumente und Stimmen auf den rechten und linken Kanal, was sich aus heutiger Sicht recht merkwürdig anhört. Später nutzte man das Stereo-Klangbild bewusst, um damit auch zusätzliche Effekte zu erzielen, zum Beispiel das Wandern einer Klangquelle von einer Seite zur anderen oder den stetigen Wechsel zwischen rechts und links.
In den 1970er-Jahren begannen Bestrebungen, mehr als 2 Kanäle
für die Tonspeicherung und Wiedergabe zu verwenden, um auch hinter
dem Hörer Lautsprecher mit separaten Klangsignalen zu platzieren.
Die verschiedenen damals getesteten Verfahren wurden alle unter dem Begriff
Quadrophonie zusammengefasst.
Insgesamt konnte sich diese Technologie aber im Musikbereich nicht durchsetzen
- lediglich die Kinotechnik arbeitete an der Weiterentwicklung der
Mehrkanaligkeit. Seitdem nun durch die DVD diese mehrkanaligen Filmaufnahmen
auch für den Heimgebrauch zum Standard geworden sind, zeigt man auch
in den Tonstudios wieder mehr Interesse an Mehrkanalproduktionen im Musikbereich
(surround).
(Hörbeispiel 1)
Die übliche Kanalzahl reicht heute von zwei (stereo) bis hin zu
acht (vorn links/ vorn Mitte/ vorn rechts/ hinten links/ hinten linke
Mitte/ hinten rechte Mitte/ hinten rechts/ separater Basskanal). Eine
CD kann bis zu vier Kanäle speichern. Allerdings muss auch die Wiedergabeanlage
diese Klanginformationen "verstehen". Bei herkömmlicher
Wiedergabe bleibt es bei stereo.
Effektgeräte
Neben der Kanalzahl spielt heute sowohl bei der Produktion von Tonträgern
als auch bei Live-Konzerten der Einsatz von sogenannten Effektgeräten
oder Effektprozessoren
eine wichtige Rolle. Das grundsätzliche Ziel besteht darin, den Ausgangsklang
eines Instrumentes oder einer Stimme zu verfeinern. Die richtige Auswahl
eines Effektes und dessen dosierter Einsatz machen einen guten Tonproduzenten
aus und bedürfen einer gewissen Erfahrung. Im Prinzip geht es dabei
zu wie beim Kochen: Ein Gericht ohne Gewürz schmeckt meist fade.
Greift man aber zum falschen Gewürz oder nimmt vom zwar richtigen
zu viel, ist die Mahlzeit vielleicht ganz verdorben.
Die verwendeten Effektgeräte unterscheidet man hauptsächlich
nach den erzeugbaren Effekttypen
(siehe unten), wobei es auch sogenannte Multi-Effektgeräte gibt,
welche mehrere Effekttypen zur Verfügung stellen. Nebenbei gibt es
die Unterscheidungsmöglichkeit nach Bauformen. Recht häufig
sind die Geräte in sogenannter Rack-Einbautechnik.
Dies sind genormte Gehäuse, welche 19 Zoll (48,26 Zentimeter)
breit sind. Die Höhe gibt man in Höheneinheiten an, wobei eine
Höheneinheit 4,4 Zentimetern entspricht. Da sich im Prinzip
alle Hersteller an diese Norm halten, hat man unterm Schlussstrich Effektprozessoren
und auch andere Geräte in einheitlicher Größe. Der zugehörige
Schrank wird als Rack bezeichnet. In
ihn werden dann die Geräte eingebaut. Für Live-Einsätze
sind diese Racks häufig auf Rollen beweglich.
Vor allem für Gitarristen sind kleinere Geräte interessant,
die mit dem Fuß während des Spielens bedient werden können.
Sie heißen offiziell Bodeneffekt, werden aber im Musikerjargon liebevoll
"Tretminen" genannt.
Neben diesen "Hardware"-Effektgeräten gibt es auch für den Computer verschiedene Programme, mit denen Effekte simuliert werden können. Mittlerweile sind viele dieser Programme von der Klangqualität so weit entwickelt, dass sie ihren Vorbildern kaum nachstehen. (Bild 6)
Effekttypen
Bestimmte Musikstile erfordern bestimmte Effekte. Auch wird das typische
Klangbild einer Band durch den Effekteinsatz und die speziellen Effekteinstellungen
mitbestimmt. Während in den 1970er-Jahren nur wenige Effekttypen
zur Verfügung standen, haben sich seit Mitte der 1980er Jahre vor
allem durch die Digitaltechnik viele verschiedene Effekttypen entwickelt,
die nachfolgend geordnet nach vier Effektgruppen kurz vorgestellt werden
sollen.
Effekte zur Beeinflussung des Zeitverhaltens und der Raumakustik
Effekte zur Beeinflussung der Dynamik
Effekte zur Beeinflussung der Tonhöhe
Andere Effekte
Es gibt noch eine Reihe anderer Effekte, von denen hier nur zwei stellvertretend
genannt werden sollen.