Ogg-Vorbis

Vorbis (im entsprechenden Containerformat auch als Ogg Vorbis bezeichnet) ist ein freier Codec zur verlustbehafteten Audiodatenkompression, der von der Xiph.Org Foundation als patentfreie Alternative zum weit verbreiteten MP3-Format entwickelt wird. Es unterstützt bis zu 255 Kanäle mit variabler Bitrate und ist streamingfähig. Die zur Kodierung und Dekodierung benötigten Bibliotheken wurden unter einer BSD-artigen Lizenz veröffentlicht.

Vorbis-Daten sind normalerweise in Ogg-Containerdateien (.oga, früher .ogg) eingebettet, die ebenfalls von der Xiph.Org Foundation entwickelt werden. Vorbis-Daten können aber auch in Matroska- oder OGM-Containern enthalten sein.

Geschichte

Im Herbst 1998 sandte die Fraunhofer-Gesellschaft Nachrichten an verschiedene Audio-Codec-Entwickler, dass das Verteilen oder Verkaufen von MP3-Audio-Codec-Software lizenzrechtlich geschützt ist und dafür eine Lizenzgebühr entrichtet werden muss. Von dieser Ankündigung waren vor allem viele Freie-Software-Projekte betroffen, die daraufhin ihre Entwicklung meistens einstellten (siehe auch LAME).

Christopher Montgomery begann daraufhin, den freien und nicht von Lizenzen oder Patenten betroffenen Audiocodec Vorbis zu entwickeln. Der Name Vorbis stammte dabei von der Figur „Exquisitor Vorbis“ aus Terry Pratchetts Scheibenwelt-Roman Einfach Göttlich.

Im April 2000 trat das Projekt erstmals an die Öffentlichkeit und stellte den damals noch unter der LGPL stehenden Audiocodec vor.^[1] Im März 2001 wurde die Lizenz des Codecs in eine BSD-artige Lizenz geändert, um die Verwendung des Codecs in kommerziellen Produkten zu vereinfachen.^[2]

Im Juli 2002 wurde die Version 1.0 veröffentlicht.^[3] Damit stand die erste Version von Vorbis für Endanwender zur Verfügung. Kurz darauf gab auch die Firma Real Networks bekannt, Vorbis in ihrem Helix-Projekt zu unterstützen.^[4] Im September 2002 wurde der vorher nicht frei verfügbare Decoder Tremor, der für den Einsatz auf besonderer Hardware zugeschnitten ist,^[5] ebenfalls unter der BSD-artigen Lizenz kostenlos angeboten.

2003 begannen Hardwarehersteller, tragbare Musikgeräte mit Vorbis-Support auszuliefern. So veröffentlichte zum Beispiel iriver im Oktober ein Firmware-Update für den iHP-100 und brachte den Nachfolger gleich mit passender Firmware heraus.^[6]

Real Networks folgte im August 2004 dem Versprechen, Vorbis im Helix-Projekt zu unterstützen, und veröffentlichte Versionen des Helix- und des RealPlayers, die Vorbis abspielen konnten.^[7]

Im September 2004 wurde die Version 1.1.0 des Codecs veröffentlicht.^[8]

2005 veröffentlichte Microsoft eine Lizenz für das damals neue DRM-System Janus, in dem Hardwareherstellern die Unterstützung alternativer Audioformate wie Vorbis untersagt wurde. Dieser Bedingung wurde aber im Oktober 2005 durch Richterin Colleen Kollar-Kotelly widersprochen.^[9]

Vergleich mit MP3 und AAC

Einer der wesentlichen Unterschiede sind die unterschiedlichen Lizenzen: Während die MP3- und AAC-Techniken patentiert sind und für die Nutzung Lizenzen erworben werden müssen, ist Vorbis vollständig frei.

MP3 und AAC sind von der ISO standardisierte Formate – im Gegensatz zu Vorbis.

Technisch gesehen komprimieren Vorbis und AAC effizienter als MP3 (welches aber auch wesentlich älter ist), und die Tonqualität ist bei einer sehr starken Komprimierung (40kbit/s) noch für Sprachaufnahmen nutzbar.

Wie mittlerweile auch bei MP3, definieren die Spezifikationen von Vorbis keine festen Bitraten (CBR). Diese werden aber von vielen Codecs und auch der Referenzimplementierung unterstützt.^[10]

Das Vorbis-Format ist weniger verbreitet als das MP3-Format. Deutlich weniger portable Abspielgeräte („MP3-Player“) können dieses Format wiedergeben.

Analog zu den ID3-Tags zur Speicherung von Metadaten bei MP3- oder AAC-Dateien gibt es auch Vorbis comments.

Belegung der Kanäle

Die Vorbis I specification gibt in Abhängigkeit von der Anzahl der Kanäle die Belegungen vor.

Anzahl Kanäle	Belegung
1	monophon
2	Stereo: links, rechts
3	1D-Surround: links, mittig, rechts
4	Quadrophonisches Surround: vorne links, vorne rechts, hinten links, hinten rechts
5	5-Kanal-Surround: vorne links, vorne mittig, vorne rechts, hinten links, hinten rechts
6	5.1-Surround: vorne links, vorne mittig, vorne rechts, hinten links, hinten rechts, LFE-Kanal (Subwoofer)
7 oder mehr	anwendungsspezifisch, keine Vorgabe

Verbreitung

In der IT-Branche hat sich Vorbis mittlerweile neben MP3 und AAC etabliert. Audiodateien in der Wikipedia sind grundsätzlich in diesem Format.^[11] Unter mobilen Musikabspielgeräten ist die Unterstützung mittelmäßig verbreitet. Zu den Internetradio-Sendern, die Vorbis benutzen, gehören u.a. Bermudafunk und Deutschlandradio.

Hardware-Unterstützung

Vorbis selbst wird nicht auf jeder Hardware unterstützt, da die Originalimplementierung einen Gleitkommazahl-Koprozessor benötigt, der insbesondere auf tragbaren Geräten selten zur Verfügung steht. Der Ganzzahl-Vorbis-Decoder Tremor führt die Dekodierung ohne Verwendung einer Gleitkommaeinheit durch.

Im Vergleich zu MP3 und AAC ist die Dekodierung von Vorbis rechnerisch einfacher, hat aber einen größeren Speicherbedarf, da es kein statisches Wahrscheinlichkeitsmodell gibt und Huffman-Tabellen sowie Daten für den Vektorquantisierer im Datenstrom selbst mitgeliefert werden. Diese Daten sind in komprimierter Form nur wenige Kilobyte groß, müssen aber dekomprimiert und im Speicher abgelegt werden.

Einige Hardware-Hersteller unterstützen das Vorbisformat mittlerweile standardmäßig (z. B. Trekstor, Cowon, Samsung oder iRiver), andere nur nach einem Firmwareupdate (z.B. Sandisk Sansa). Für manche Hardware, wie z. B. Apples iPod nano (allerdings nicht für die Geräte der sogenannten „2nd Generation“) gibt es alternative Firmware von Dritten, die Vorbis-Support bietet. Das „rockbox“-Projekt stellt eine unter GPL stehende Firmware mit Vorbis-Decoder zur Verfügung. Für die Playstation Portable existiert mit Modo ein Homebrew Player, der auch das OGG-Format unterstützt, kann aber nur auf mit Custom Firmware ausgerüsteten Geräten ausgeführt werden.

Mittlerweile wird Vorbis-Unterstützung auch direkt, parallel zur MP3-Dekodierung, in der Hardware von Signalprozessoren implementiert, so dass zukünftig immer mehr Player das alternative Format beherrschen sollten.

Abspielsoftware

Software zum Abspielen von Vorbis-Audiodaten steht für alle modernen Betriebssysteme zur Verfügung. In den meisten Linux-Distributionen ist sie von vornherein enthalten, verbreitete Multimedia-Player unter Windows, wie der VLC media player, Winamp, foobar2000, Songbird oder der Windows Media Player ab Version 11, bringen ebenfalls Vorbis-Unterstützung mit.^[12] Seit der Vorbis-Decoder Tremor, der an Prozessoren wesentlich geringere Anforderungen stellt, ähnlich verfügbar ist wie die ursprüngliche Vorbis-Implementierung, gibt es auch für einige portable Medienspieler entsprechende Software.

aoTuV

aoTuV (Aoyumi’s Tuned Vorbis) ist ein Vorbis-Encoder mit dem Ziel, die Klangqualität weiter zu verbessern. Dies gilt insbesondere für niedrige Bitraten (unter 64 kb/s) – bisher eher ein Schwachpunkt von Vorbis. Der aoTuV Code basiert auf dem Code von Xiph.Org und erzeugt Dateien, die den Vorbis-Spezifikationen entsprechen. Seit Vorbis v1.1 ist aoTuV Beta-2 offizieller Bestandteil des Vorbis-Encoders von Xiph.Org. Mit der Version Beta-3 wurden 2 neue Qualitätsstufen (32 kb/s und 48 kb/s) eingeführt, um noch stärkere Kompression zu erlauben. Aktuelle Version ist die Beta 5.7 (03. März 2009) mit weiter verbessertem Klang. Verbessert wurde auch der Klang in höheren Bitraten. Bei Hörtests, in denen Vorbis mit anderen Formaten verglichen wird, kommt häufig der aoTuV-Encoder zum Einsatz, da er ein besseres Ergebnis erwarten lässt.

Hörtests

Im Laufe der Zeit wurden eine Vielzahl von Hörtests durchgeführt. Bei Vergleichen dieser Art ist zu beachten, dass sich die Codecs in den letzten Jahren stark weiterentwickelt haben. Deshalb sind hier nur Tests jüngeren Datums angegeben.

• 64 kpbs (07/2007) - engl.
• 48 kbps (11/2006) - engl.
• 128 kbps (01/2006) – engl.
• 180 kbps (08/2005) – engl.

Siehe auch

• Vorbis comment
• FLAC, Musepack (freie Audiocodecs)
• MP3, AAC, WMA, ATRAC, ATRAC3plus (proprietäre Audiocodecs)
• Speex (Audiocodec für Sprachaufzeichnungen)

Weblinks

• Webseite des Projekts (englisch)
• Links zum Thema Ogg Vorbis im Open Directory Project (englisch)
• Vorbis im Xiph.Org-Foundation-Wiki (englisch)
• Einführung in komprimiertes Audio mit Ogg Vorbis – deutsche Übersetzung

Quellen

1. ↑ Peter Nonhoff-Arps: Neue Konkurrenz für MP3 auf Heise online, 13. April 2000
2. ↑ Dr. Volker Zota: Ogg Vorbis: Freier Audio-Codec in Aufwind auf Heise online, 5. März 2001
3. ↑ Nico Jurran: Freies Audio-Format Ogg Vorbis glänzt golden auf Heise online, 12. Juli 2002
4. ↑ Dr. Volker Zota: Real will freies Audioformat Ogg Vorbis unterstützen auf Heise online, 25. Juli 2002
5. ↑ Sven Hansen: Audio-Codec für Hardware-Player von Ogg Vorbis auf Heise online, 4. September 2002
6. ↑ Dr. Volker Zota: Portabler MP3-Player spielt Ogg Vorbis auf Heise online, 23. Oktober 2003
7. ↑ Jürgen Kuri: RealNetworks gibt Medienplayer für Linux frei auf Heise online, 3. August 2004
8. ↑ Dr. Volker Zota: Neue Version des Audioformats Ogg Vorbis auf Heise online, 23. September 2004
9. ↑ Thomas C Greene: Judge blasts MS bid to monopolize music devices bei theregister.co.uk, 27. Oktober 2005
10. ↑ Ralph Giles: Vorbis and Wikipedia in einem Blog als Antwort auf eine Wikipedia-bezogene Anfrage, 29. Dezember 2005
11. ↑ Hilfe:Audio
12. ↑ Hilfe:Audio#Ogg-Vorbis-Player