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Lossless Audio: Was ist das eigentlich?

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Lossless-Audio richtet sich an Musikliebhaber. Bild: © TURN ON 2020

Immer mehr Musikstreaming-Dienste wie Spotify, Apple Music und Amazon Music bieten Lossless-Audio-Qualität an. Doch was steckt dahinter und wer kann überhaupt davon profitieren? Wir gehen der Sache nach.

Was bedeutet Lossless Audio?

Übersetzt man "lossless" ins Deutsche, dann bedeutet es "verlustfrei". Es handelt sich also um ein verlustfreies Audioformat in dem Sinne, das die Musik zwar als komprimierte Datei gespeichert und abgespielt wird, durch die Kompression aber kein Qualitätsverlust zu erwarten ist.

MP3, AAC und Co.: Verlustbehaftete Audioformate

Für das Musikhören im digitalen Zeitalter hat sich vor allem das Format MP3 durchgesetzt. Es wurde seit den 1980er-Jahren vom Fraunhofer Institut in Erlangen und Nürnberg entwickelt und sollte dabei helfen, ein digitales Musikformat zu finden, das auf Festplatten und Speichermedien der 80er- und 90er-Jahre Platz hat. Damals waren viele handelsübliche Festplatten nämlich noch so klein, dass selbst die Daten einer einzelnen CD zu groß dafür waren.

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Mobile Player wie der iPod haben zum Durchbruch von komprimierten Musikformaten geführt. Bild: © Apple 2019

Auf einer Musik-CD befindet sich die Musik in der Regel unkomprimiert, wodurch einzelne Songdateien sehr groß ausfallen. Dateigrößen von 30 MB für ein einziges Lied sind dabei keine Seltenheit. Durch die Kompression zu einer MP3-Datei lässt sich die Speichergröße jedoch etwa auf ein Zehntel der ursprünglichen Größe komprimieren. Aus einem 30-MB-Song wird somit eine 3-MB-MP3-Datei.

Erreicht wird die starke Kompression der Musik vor allem, indem ein Großteil der auf einer CD gespeicherten Tonfrequenzen gelöscht wird. Dabei handelt es sich vor allem um Frequenzen, die das menschliche Ohr ohnehin nicht wahrnehmen kann, die jedoch beim Spielen und Aufnehmen von Musik automatisch mit erzeugt werden. Ein Algorithmus berechnet, welche Frequenzen beim Komprimieren einer Sounddatei wegfallen können und welche benötigt werden.

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Die CD ist der Gradmesser für Lossless-Formate. Bild: © Vastram/Adobe Stock 2020

Das klappt überwiegend gut, jedoch nicht perfekt. Besonders bei klassischer Musik, bei Jazz oder Rock kann es vorkommen, dass auch natürliche Verzerrungen, die beim Spielen echter Instrumente entstehen, mit wegkomprimiert werden. Dadurch kann ein Song einen Teil seiner Dynamik verlieren. Verlustbehaftete Formate wie die MP3 gelten deshalb zwar als gut, aber nicht als perfekt. Bei Audio-Puristen haben sich deshalb seit Längerem andere digitale Formate durchgesetzt, die eine verlustfreie Kompression versprechen.

Lossless-Formate: FLAC und ALAC

Das bekannteste Lossless-Audio-Format hört auf den Namen FLAC (Free Lossless Audio Codec) und wird unter anderem dazu genutzt, um Audiodateien von Musik-CDs verlustfrei zu komprimieren. Auch FLAC stellt nämlich eine Kompression der Ausgangsdatei dar. Anders als etwa bei MP3 werden dabei allerdings keine Daten beziehungsweise Frequenzbereiche gelöscht. Die Kompression erfolgt vielmehr durch eine effizientere Anordnung und Zusammenfassung der vorhandenen Daten. Beim Abspielen einer FLAC-Datei mit einem kompatiblen Wiedergabegerät wird das Originalsignal wieder zu 100 Prozent rekonstruiert. Es gibt also keinerlei qualitative Einbußen.

Mit dem Verfahren lassen sich Audiodateien im Vergleich zu einer CD ungefähr auf die halbe Größe herunterkomprimieren, ohne dass es zu einem Qualitätsverlust kommt. Die FLAC-Datei eines Songs ist somit etwa halb so groß wie die CD-Version und fünf Mal so groß wie die MP3.

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FLAC ist der bekannteste Lossless-Audio-Codec. Bild: © Xiph.Org Foundation 2021

Ein weiteres verlustfreies Kompressionsverfahren ist das von Apple entwickelte ALAC (Apple Lossless Audio Codec), das nach einem ähnlichen Prinzip wie FLAC arbeitet und eine ähnlich gute Kompression erreicht. Allerdings sind die Formate untereinander nicht kompatibel.

Ist Lossless das Gleiche wie Hi-Res-Audio?

Bei der CD-Qualität ist noch nicht das Ende der Fahnenstange erreicht. Für absolute Audio-Puristen existieren sogar noch hochauflösender Audioformate, die das komplette Datenspektrum enthalten, das bei der Aufnahme der Musik im Studio erfasst wird. Dabei spricht man von Hi-Res-Audio oder Studio-Master-Qualität. Musik wird mit 24-Bit-Sampling-Tiefe ausgespielt. Sinn und Unsinn von derart hochauflösendem Audio-Material ist aber selbst unter Enthusiasten umstritten.

Wie funktioniert Lossless-Audio bei Spotify, Apple und Amazon?

Auch Musikstreaming-Anbieter nutzen in der Regel komprimierte Audioformate, um die Millionen von Songs aus ihren Datenbanken ohne großen Datenverbrauch zu den Nutzern zu bringen. Apple Music setzt beispielsweise auf AAC, Amazon Music auf MP3 und Spotify nutzt ein vergleichbares komprimiertes Format namens OGG.

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Apple Music bietet seit Juni 2021 Lossless Audio in großem Stil an. Bild: © Apple 2021

Während die kostenlosen Anbieter der Streaming-Dienste häufig stark komprimierte Audiofiles streamen, bietet Spotify Premium mit einer Datenrate von 320 kBit/s sogar die höchste Qualitätsstufe, die im MP3-Format möglich ist.

In Zukunft soll aber auch in Lossless-Qualität gestreamt werden. Apple Music streamt seit Juni 2021 über 75 Millionen Songs in CD-Qualität mit 1411 kBit/s und einer Sample-Rate von 16 Bit/44,1 kHz. 20 Millionen Songs stehen zudem in Hi-Res-Qualität mit 24 Bit/192 kHz zur Verfügung. Das Lossless-Angebot wird für Abonnenten ohne Aufpreis verfügbar sein.

Amazon Music Unlimited bietet HD-Qualität im FLAC-Format mit 16 Bit/44,1 kHz aktuell für über 70 Millionen Songs und zusätzlich über sieben Millionen Hi-Res -Songs (von Amazon als Ultra HD bezeichnet). Auch hier zahlen Kunden von Amazon Music Unlimited keinen Aufpreis mehr.

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Amazon Music HD ist das Lossless-Angebot von Music Unlimited. Bild: © Amazon 2021

Auch Spotify Premium möchte sein Angebot noch in diesem Jahr in Lossless-Qualität zur Verfügung stellen, hat jedoch noch keine Details zum Umfang genannt. Tidal und Qobuz verlangen für ihr Portfolio an hochauflösenden Titeln aktuell noch einen Aufpreis.

Wie groß ist der Unterschied zwischen MP3 und Lossless-Audio?

Wie groß die qualitativen Unterschiede zwischen einer MP3 und einem digitalen Song in einem Lossless-Format sind, hängt von verschiedenen Faktoren ab.

Der Grad der Kompression: MP3 erlaubt unterschiedliche Kompressionsgrade. Je stärker ein Song bei der Umwandlung in eine MP3-Datei komprimiert wird, desto mehr akustische Informationen fallen weg und desto größer ist der potenzielle Qualitätsverlust. Sehr gute MP3s bieten beispielsweise nur selten einen hörbaren Qualitätsverlust im Vergleich zu einer FLAC-Datei.

Die Art der Musik: Einige Genres lassen sich besser komprimieren als andere. Bei elektronischer Musik sind die Qualitätsverluste oft nicht wahrnehmbar, während bei Klassik, akustischer Musik oder auch Rockmusik oft natürliche Verzerrungen der Instrumente mit wegkomprimiert werden, was sich mehr oder weniger stark auf den Klang auswirken kann.

Das eigene Gehör: Jeder Mensch hört anders und mit zunehmendem Alter oder durch Schädigung in Folge von hoher Lautstärke nimmt unser Hörvermögen immer weiter ab. Besonders hohe Frequenzen können viele Menschen im Alter nicht mehr so gut hören wie in jüngeren Jahren. Darüber, wie viele Menschen den Unterschied zwischen MP3-Qualität und Lossless-Formaten hören können, wurden im Laufe der Jahre zahlreiche Studien durchgeführt – ohne ein eindeutiges Ergebnis.

Das richtige Equipment für Lossless-Audio

Weil die Unterschiede zwischen komprimierten Audioformaten und Lossless-Audio oft gar nicht oder nur schwach wahrnehmbar sind, ist es wichtig, die hochauflösenden Audiosignale nicht durch kompromissbehaftete Technik zu behindern. Musik-Enthusiasten hören FLAC und Co. häufig an hochwertigen Anlagen mit ebenso hochwertigen Lautsprechern und Kopfhörern, um sicher zu gehen, dass auch wirklich kein noch so kleines Detail der Musik auf dem Weg zur Ohrmuschel verlorengeht.

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Hochwertige kabelgebundene Kopfhörer sind für den Lossless-Genuss geeignet. Bild: © TURN ON 2020

Wer seine Musik hingegen über das Smartphone streamt und mit In-Ear-Kopfhörern hört, geht schon an dieser Stelle eine ganze Menge technischer Kompromisse ein. Manchmal sind beispielsweise die Kopfhörerausgänge der Smartphones von schlechter Qualität und die Umwandlung der digitalen Musikdaten in analoge Signale funktioniert nur auf einem ausreichenden Niveau, ist jedoch nicht in der Lage, ein wirklich hochauflösendes Klangbild zu erzeugen.  In-Ear-Kopfhörer selbst sind in den meisten Fällen zudem rein physikalisch nicht in der Lage, ein ausreichend großes Frequenzspektrum darzustellen, um Lossless-Dateien in voller Breite wiedergeben zu können – vor allem im Tieftonbereich.

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Bluetooth-In-Ear-Headsets können Lossless-Audio nicht abbilden. Bild: © TURN ON 2019

Noch problematischer sind Bluetooth-Lautsprecher und Kopfhörer, da die Bluetooth-Übertragung aufgrund ihrer Bandbreiten-Beschränkung hier einen Flaschenhals darstellt. Selbst wenn entsprechende Codecs unterstützt werden, entsteht also durch den Übertragungsweg wieder ein Verlust. Eine Ausnahme ist der von Sony entwickelte LDAC-Codec, der nahezu die Übertragungsrate liefern soll, die für Lossless-Audio in CD-Qualität benötigt wird. Dafür sind jedoch optimale Übertragungsbedingungen erforderlich.

Hat Lossless Audio auch Nachteile?

Die Nachteile von Lossless Audio haben vor allem mit der größeren Datenmenge zu tun, die dafür benötigt wird. Bei lokal gespeicherten Dateien wird entsprechend viel mehr Speicherplatz benötigt als für MP3s. Beim Streaming wird deutlich mehr Datenvolumen verbraucht – und demzufolge auch mehr Energie. Vor allem für die mobile Nutzung sind Lossless-Formate deshalb eher weniger geeignet.

Lohnt sich Lossless Audio?

Die Frage, ob sich Lossless Audio lohnt, muss wohl jeder für sich selbst beantworten. Um das Format wirklich genießen zu können, müssten die meisten wohl erstmal umfangreich in hochwertiges Audio-Equipment investieren. Wer sich Zeit für seine Musik nimmt und diese vorzugsweise in Ruhe an einer hochwertigen Anlage genießt, kann mit verlustfreien Formaten sicher seinen Spaß haben – und genießt auch unabhängig davon eine höhere Audioqualität. Wer jedoch keinen Unterschied zwischen CD und guten MP3-Dateien hört, wird auch mit Lossless-Codecs keinen Unterschied feststellen können.

Bei der mobilen Nutzung mit Smartphones und In-Ear-Kopfhörern dürfte es hingegen schwer sein, einen Unterschied zu guter MP3-Qualität zu hören. Umso mehr bei einer Bluetooth-Übertragung. Vor allem bei Streaming-Lösungen könnten dann sogar die Nachteile wie höherer Daten- und Energieverbrauch überwiegen.

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