Ich bin ja selbst Informatiker (UND ich habe eine Tochter
) und mir hilft es bei solchen Fragen immer, das Ganze auf die unterste Ebene herunterzubrechen:
- Dass eine WAV-Datei (also ein digitalisiertes "Geräusch") aus Einsen und Nullen besteht, ist klar.
- Eine 1-sekündige 16-bit/44,1kHz Stereo-WAV besteht aus insgesamt 1.411.200 Bits (Nullen oder Einsen)
- Das bedeutet, es gibt 44.100 Samples (Zustände) pro Sekunde, die jeweils 4.294.967.296 (2^(16*2)) unterschiedliche Zustände annehmen können.
- Das bedeutet, dass es theoretisch 189.408.057.753.600 ((2^(16*2))*44.100) verschiedene einsekündige Stereo-WAV-Dateien geben kann.
- Diese Zahl kommt (insbesondere, wenn man bedenkt, dass es sich nur um eine Sekunde handelt) schon sehr nahe an meine Vorstellung von Unendlichkeit heran (auch wenn sie davon natürlich unendlich weit entfernt ist
)
- Natürlich sollte man nun mal bedenken, was man da eigentlich modelliert. Bei analogen Audiosignalen ist die Anzahl möglicher Zustände tatsächlich unendlich, weil bspw. elektrische Spannungen als irrationale Zahlen vorliegen. Allerdings ist auch das Audiosignal selbst schon nur eine Modellierung eines physisch-biologischen Effekts (Schallübertragung über die Luft, Übertragung über unsere Trommelfelle an unser Hirn) und unterliegt damit einer Veränderung. Das hört auch jeder, der mal in ein Mikrofon gesungen hat, dieses auf ein Tonband aufgenommen und sich das danach angehört hat. Selbst wenn wir das Tonband dazwischen weglassen, klingt eine normale, unverstärkte Stimme immer deutlich erkennbar anders als eine verstärkte Stimme durch Mikrofon, Verstärker und Lautsprecher. Selbst dann, wenn es sich um ein ultralineares Kondensatormikrofon mit dem teuersten Verstärker der Welt und den teuersten Lautsprechern der Welt handelt.
- Nun sollte man dazu noch bedenken, dass ein beliebiges analoges Audiosignal, aufgenommen z.B. auf ein Tonband niemals exakt gleich ist zu demselben Signal, das ich zu einem anderen Zeitpunkt (auch nur Millisekunden später/früher) abspiele. Denn die Netzspannung, Luftdruck und Feuchtigkeit im Raum und sogar die Magnetisierung auf dem Tonband verändern sich stetig. Wie hoch diese Abweichungen jetzt sind, das müsste ein Elektrotechniker berechnen, ich kann das nicht.
- Im Vergleich zu dem Unterschied analog verstärktes oder aufgenommenes Signal / unverstärkte Schallwellen ist die Differenz zwischen analog aufgenommenen Signal und digital aufgenommenen Signal unglaublich gering. Ist die Hardware davor dieselbe und nur ein AD-Wandler dazwischen, ist es mindestens schwer, einen Unterschied zu erkennen. Der Unterschied hier liegt nun an der Rundung, die zwischen einem deterministischen Signal (endlich viele Zustände, exakt reproduzierbar) und einem nichtdeterministischen Signal (unendlich viele Zustände, nicht exakt reproduzierbar) entsteht.
- Wenn ich nun die Annahme aus dem vorhergehenden Punkt nehme, dass ich ein beliebiges analoges Signal so originalgetreu in ein digitales Signal verwandeln kann, dass es mindestens schwer ist, einen Unterschied zu erkennen, dann kann ich zumindest theoretisch dieses digitale Signal auch so bearbeiten, wie es ein analoges Gerät machen würde und es ist mindestens schwer, einen Unterschied zu erkennen. Der Algorithmus verändert NUR Einsen und Nullen, das analoge Gerät verändert allerdings auch NUR die Spannung.
Fazit: Es besteht eindeutig ein Unterschied zwischen analoger und digitaler Audiobearbeitung. Dieser Unterschied besteht aber nur in der Rundung zwischen unendlich vielen Zuständen zu über vier Milliarden Zuständen pro 0,000023 Sekunden und es ist zumindest zweifelhaft, ob ein Mensch diesen Unterschied wahrnehmen kann. Hingegen kann WIRKLICH JEDER den Unterschied zwischen einer Schallplatte und einem Tonband hören. Dazu kommt, dass ein analoges Signal niemals zweimal genau gleich klingt (ein digitales Signal IST zwar immer exakt gleich, KLINGT aber ebenfalls immer unterschiedlich, da auch dieses analog ausgegeben werden muss).
Ich habe ja die Hoffnung, dass Quantencomputer uns irgendwann von dieser ewigen Diskussion analog vs. digital wegbringen, denn ein Quantencomputer kann tatsächlich unendlich viele Zustände annehmen und ist indeterministisch wie ein Tonband. Allerdings vermute ich, dass dann von "Quantenklirren", "Qubitkälte" und "Elektronenrauschen" geredet wird.