Audiobearbeitung

Audiobearbeitung

Leitfrage des Kontextes und Ziele

Mobile Media-Player gehören zur Standardausstattung von Schülern. Sie wissen, wie sie Audio-Dateien abspielen. Wie aber entsteht so eine Datei und welche Arbeitsschritte sind dafür notwendig?

Die Unterrichtseinheit »Wir machen eine Nachrichtensendung« will

  • Grundlagen der Audiobearbeitung vorstellen
  • MP3 als Kompressionsverfahren in Grundzügen erklären
  • Für Persönlichkeits- und Eigentumsrechte sensibilisieren
  • Die kritische Urteilskraft im Umgang mit Audio-Medien schärfen.

Hintergrundmaterial

Digitale Medien

 
Digitale Speicher
Vorschaubild zur Vorlesung Digitale Speicher
PDF | MP3
 
Akustik

Vorschaubild zur Vorlesung Akustik
PDF | MP3
 
Digitale Tonspeicher
Vorschaubild zur Vorlesung Digitale Tonspeicher
PDF | MP3
 
Eigentum

Vorschaubild zur Vorlesung Eigentum
PDF | MP3
 

Begegnungsphase

In der Begegnungsphase wird die Unterrichtseinheit im Kontext vorgestellt.

Begegnung 1: Open Culture
Der Lehrer führt Beispiele für freie Musik, Audioproduktionen, Podcasts und Netlabels vor. Die Schüler sollen überlegen, was sie produzieren möchten. Beispiele sind eine Nachrichtensendungen bzw. ein Podcast über die Schule oder über ihre Stadt.

Begegnung 2: Das kritische Ohr
Der Lehrer präsentiert Audioaufnahmen in verschiedener Qualität, darunter welche, die mit zu geringer Lautstärke, mit starkem Rauschen, mit Brummschleife, mit Kompressionsartefakten erzeugt wurden. Die Schüler sollen die Qualität beurteilen.

Begegnung 3: Die gescheiterte Vorführung
Der Lehrer macht eine Audio-Aufnahme von der Vorstellung der Unterrichtseinheit, konvertiert sie in MP3 und veröffentlicht sie auf der Kurs-Webseite. Beim Abspielen klingt die Datei dumpf.

Mögliche Schülerfragen
Warum ist die Aufnahme schlecht geworden?
Wie kann man sie besser machen?
Was passiert eigentlich bei der Konvertierung in MP3?
Wie kann ich Musik von meiner CD konvertieren?
Was muss ich bei digitaler Musik beachten?

Neugier- und Planungsphase

In dieser Phase wird die Unterrichtseinheit mit den Schülern gegliedert. Ziel sollte sein, eine eigene Audio-Produktion zu machen. Das kann eine Nachrichtensendung zum Schulalltag sein, je nach Länge der Einheit kann aber auch ein umfangreicheres Projekt geplant werden.
Die Gliederung kann in Rekonstrukion der Lehrer-Demonstration dem Ablauf einer Audio-Produktion folgen.

Erarbeitungsphase

Zumindest die folgenden Themen müssen bearbeitet werden. Die Klasse teilt sich dazu in Arbeitsgruppen, die den Auftrag bekommen, Informationen zu ihren Themen zu recherchieren, zu verstehen und im Anschluss ihren Mitschülern vorzustellen.

1. Wie funktioniert ein Mikrofon? (Webquest)

Dieser Abschnitt kann je nach Interesse der Schüler zu einer eigenen Unterrichtseinheit über die Elektrodynamik gängiger Mikrofontypen ausgebaut werden. Um den Focus auf informatische Inhalte zu behalten, kann dies auch in Kooperation mit dem Physikunterricht erfolgen.

Es sind unterschiedliche Grade an fachübergreifendem Arbeiten denkbar.

  • Wenn eine physikalische Vertiefung erwünscht ist, könnten die Schülerinnen und Schüler einfache Mikrofonmodelle (Kohlemikrofon, dynamisches Mikrofon) selbst bauen und ausprobieren. Ein entsprechender Unterrichtsentwurf ist im Anhang zu finden.
  • Als Schritt vor dem Einsatz von Audacity könnte es sinnvoll sein, ein Mikrofon an ein Oszilloskop anzuschließen, um zu verdeutlichen, dass ein Mikrofon Audiosignale in Spannungsänderungen umsetzt. Dabei wird ein Audiodokument gespeichert.
  • Der gespeicherte Audio-Schnipsel wird mit Audacity visualisiert (Demonstration). Die SuS vergleichen mit der Anzeige des Oszilloskops.

2. Wie kommt das Audiosignal des Mikrofons in den Rechner?

Webquest: Bitraten, Sampling-Rate

3. Wie werden die Audiodaten im Rechner verarbeitet?

Webquest: Audacitiy

4. Wie wird die bearbeitete Datei gespeichert?

5. Welche Regeln gibt es zu beachten?

Das Arbeitsblatt Urheber- und Persönlichkeitsrechte behandelt grundlegende Fragen im Umgang mit dem Recht auf das eigene Wort und den Eigentumsinteressen kommerzieller Musikanbieter. Mögliche Fortsetzungen sind Unterrichtseinheiten zu Open Content und Open Culture, zu Creative Commons und

6. Projektdurchführung

Anschließend werden die folgenden Schritte durch geführt. Hierfür sollte ausreichend Zeit eingeplant werden.

Vorbereiten (Aufstellen und Einstellen von Hard- und Software)
Das Wissen über Aufbau und Funktionsweise von Mikrofonen hilft bei der geeigneten Wahl des Standorts. Kenntnisse zu Bitraten und Samplingraten kommen bei der Konfiguration der Audiosoftware zum Einsatz.

Aufnehmen (Proben und Einsprechen)

Verarbeiten (Schneiden, Mischen, Filtern)
Software der Wahl ist Audacity, mit der grundlegende Operationen der Audeobearbeitung durchgeführt werden können.

Exportieren (MP3-Parameter einstellen)
Der in Audacity integrierte LAME-Encoder erlaubt detaillierte Einstellung der Kompressionsparameter.

Vertiefungsphase

Je nach Kenntnisstand können die Themen vertieft werden:

  • Wie funktioniert MP3? falls die Beschreibung des Kompressionsverfahrens im Projekt vor lauter operativer Kompetenz nicht behandelt wurde.
  • Wie funktioniert das Gehör? Das psychoakustische Modell kann nur verstehen, wer versthet, wie Schall im Ohr verarbeitet wird.
  • Huffman-Codierung: Während MP3 eine Relevanz-Codierung ist, bei der für unwichtig erachtete Inhalte entfernt werden, dient die nachgeschaltete Huffman-Codierung der Redundanz-Komprimierung, um möglichst viel Platz zu sparen. Jetzt, wo der Sinn gesehen wird, öffnen sich Einstiege in Kompressions- und Codieralgorithmen. Ein interessanter Einstieg ist die Frage, wie man sein Zimmer aufräumt. Man kann redundanten Platz schaffen, indem Dinge zusammen gestellt werden (Redundnazkompression) und man kann unnütze Dinge wegwerfen (Relevanzkompression).
  • DRM und kryptografische Hüllen.
  • Digitale Wasserzeichen und Steganografie.
  • Tagging und Cover mit iTunes. Die fertige Datei kann mit Zusatzinformationen angereichert werden.
  • Veröffentlichung auf der Homepage. Hier geht es in Richtung Webdesign.

Vernetzungsphase

Dekontextualisierung und Rekontextualisierung

Im Projekt werden Kompetenzen der Bildungsstandards gestärkt.
Diese Kompetenzen können in anderen Kontexten ebenfalls zum Einsatz kommen.

Evaluation

Verknüpfung

Bei geeigneter Fächerkombination oder Kooperation bieten sich folgende Verknüpfungen an:

Biologie: Physiologie des Ohres
Physik: Elektronik und Akustik
Deutsch: Lesekompetenz
Musik: Inhalte der Aufnahme
Mathematik:
Platzverbrauch und Kompressionsbedarf

Projektionen auf Dimensionen der Informatik

Informationstechnik: Kompression, Codierung, Kryptografie
Informationsmathematik:
MDCT, Codierungstheorie, Asymmetrische Verschlüsselung
Informationsgeschichte:
Geschichte der Tonaufzeichnung
Informationsrecht:
Eigentumsrechte, Persönlichkeitsrechte
Informationsethik: Vertrauen in und Verfälschung von digitalen Tonaufnahmen
Informationsökonomie: Wirtschafaktor Digitale Musik, Open Music, Creative Commons
Informationsökologie: Elektroschrott: From iPod to iWaste
Informationsästhetik: Gestaltung digitaler Audio-Medien