Vorbis

Vorbis (auch Ogg Vorbis genannt) 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/Dekodierung benötigten Bibliotheken wurden unter einer BSD-artigen Lizenz veröffentlicht.

Vorbis-Daten sind normalerweise in Ogg-Containerdateien (.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 das Fraunhofer-Institut 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 . Im März 2001 wurde die Lizenz des Codecs in eine BSD-artige, weniger restriktive Lizenz geändert, um die Verwendung des Codecs in kommerziellen Produkten zu vereinfachen .

Im Juli 2002 wurde die Version 1.0 veröffentlicht . 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 . Im September 2002 wurde der vorher nicht frei verfügbare Decoder Tremor, der für den Einsatz auf besonderer Hardware zugeschnitten ist , 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 .

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 .

Im September 2004 wurde die Version 1.1.0 des Codecs veröffentlicht .

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 .

Vergleich mit MP3

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

Technisch gesehen komprimiert Vorbis effizienter als MP3, und die Tonqualität ist bei einer sehr starken Komprimierung (40kbit/s) noch für Sprachaufnahmen nutzbar. Darüberhinaus definiert die Spezifikation von Vorbis, im Gegensatz zu der von MP3 keine festen Bitraten (CBR). Diese werden aber von vielen Codecs und auch der Referenzimplementierung unterstützt .

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

Analog zu den ID3-Tags zur Speicherung von Metadaten bei MP3-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
7 oder mehr	anwendungsspezifisch, keine Vorgabe

Verbreitung

In der IT-Branche hat sich Vorbis mittlerweile deutlich hinter MP3 und AAC etabliert. Audiodateien in der Wikipedia sind grundsätzlich in diesem Format. Vorbis wird nur von einigen mobilen Musikabspielgeräten unterstützt.

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 - das ist allerdings nicht zwingend nötig - Tremor führt die Rechnung in ganzen Zahlen durch.

Im Vergleich zu MP3 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. Cowon oder iRiver) andere nur nach einem Firmwareupdate. Für manche Hardware, wie z. B. Apples iPod nano, gibt es alternative Firmware von Dritten, die Vorbis-Support bietet. Das „rockbox“-Projekt stellt eine unter GPL stehende Firmware mit Vorbis-Decoder zur Verfügung.

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 oder Winamp, bringen ebenfalls Vorbis-Unterstützung mit. Seit der Vorbis-Decoder Tremor 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 optimierter Vorbis-Encoder mit dem Ziel, die Klangqualität weiter zu verbessern. Dies gilt insbesondere für niedrige Bitraten bzw. hohe Kompression – 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. Mittlerweile gibt es auch Beta 4 und 5 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 Ergbnis erwarten lässt.

Hörtests

Es wurden im Laufe der Zeit immer wieder eine Vielzahl von Hörtests gemacht. Bei Vergleichen dieser Art ist zu beachten, dass sich alle Codecs im Laufe der letzten Jahre stark weiterentwickelt haben. Aus diesem Grund sind hier nur Tests jüngeren Datums angegeben.

• 128kbps Hörtest (01/2006) – engl.
• 180kbps (08/2005) – engl.

Siehe auch

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

Weblinks

• Webseite des Projekts (englisch)
• Vorbis im Xiph.Org-Foundation-Wiki (englisch)
• aoTuV-Projektseite (englisch)
• Interview mit Christopher Montgomery auf Slashdot (englisch)
• Einführung in komprimiertes Audio mit Ogg Vorbis – deutsche Übersetzung
• Cross Reference and Data Structures (englisch)
• Linkkatalog zum Thema Ogg Vorbis bei curlie.org (ehemals DMOZ) (englisch)