12.3 Audio

Nachdem wir uns in den vorangegangenen Abschnitten intensiv mit der Verfügbarkeit und dem Installieren von Codecs beschäftigt haben, macht es Sinn, sich die Sound-Architektur von Ubuntu detaillierter anzusehen.

Eine Sound-Architektur ist essenziell nötig für sämtliche Klänge, die Ihr Computer aus den Lautsprechern ausgeben kann. Diese Aufgabe ist bei Weitem nicht so trivial, wie es zu Beginn den Anschein hat. Eine Sound-Architektur besteht aus zwei Komponenten:

• dem Soundsystem – Es stellt die Grundlage dar (Treiber für Hardware, Aus- und Eingabe).

• dem Soundserver – Er richtet die Infrastruktur für die Kommunikation verschiedener Anwendungen mit dem Soundsystem ein.

Wir werden uns im Folgenden näher mit diesen beiden Komponenten beschäftigen.

12.3.1 ALSA und PulseAudio – das Soundsystem

ALSA (Advanced Linux Sound Architecture) ist ein freies Linux-Kernel-Modul, das eine große Anzahl von unterschiedlichen Kernel-Treibern für Soundkarten durch einen einzelnen Gerätetreiber abstrahiert. Diese Abstraktion hat den Vorteil, dass die Unterschiede verschiedener Soundkarten intern behandelt werden und somit den darüberliegenden Soundservern eine einfache Kommunikation mit verschiedenen Soundgeräten ermöglicht wird.

Das Projekt entstand 1998 ursprünglich als Treiber für eine einzelne Soundkarte und wurde erst 2002 in den Entwicklungszweig der Kernel-Version 2.5 aufgenommen. Mit der Kernel-Version 2.6 löste ALSA im Dezember 2003 das veraltete Open Sound System (OSS) ab.

ALSA bietet folgende Vorteile:

• guter Support für alle Arten von Audioschnittstellen wie normale Soundkarten oder professionelle Multichannel-Soundkarten

• modularisierte Soundtreiber

• ein multiprozessor- und thread-sicheres Design

• eine Userspace-Bibliothek (alsa-lib), die die Anwendungsentwicklung vereinfacht und eine höhere Funktionalität bietet

• Unterstützung für das alte OSS-Interface zwecks Kompatibilität mit den meisten OSS-Programmen

• bessere Qualität der Treiber gegenüber den entsprechenden OSS-Varianten.

Die Konfiguration von ALSA läuft dabei gar nicht so anders wie die von OSS ab. Sie müssen auch die entsprechenden Module samt Parametern laden. Damit man die ALSA-Module von ihren entsprechenden OSS-Äquivalenten unterscheiden kann, haben diese alle ein snd- vor ihrem Namen.

Listing 12.1 Ausgabe der Module

# lsmod 
Module                  Size  Used by 
... 
snd_via82xx            25184  3 
snd_seq_oss            34560  0 
snd_seq_midi_event      7936  1 snd_seq_oss 
... 
snd                    52516  17 ...

PulseAudio

Mit der Version 8.04 »Hardy Heron« leitete Ubuntu den Wechsel von dem einen zum anderen Soundserver ein. Der vorher weitverbreitete Enlightened Sound Daemon (ESD) wird sukzessive durch eine völlige Neuentwicklung ersetzt. Dieser neue Soundserver hört auf den NamenPulseAudio (ehemals Polypaudio, http://pulseaudio.org/). ESD wurde ursprünglich u. a. für GNOME entwickelt; bei KDE heißt der Soundserver analog RealTime synthesizer (aRTs).

Ein Soundserver ist ein Prozess, der im Hintergrund auf eingehende Audiodateien wartet und diese an eine sogenannte Senke weiterleitet. Eine Senke kann hierbei Folgendes sein:

• eine lokale Soundkarte in Ihrem PC

• ein anderer Soundserver im Netzwerk

• ein Client, der das Real-Time Transport Protocol versteht

Real-Time Transport Protocol

Das Real-Time Transport Protocol (RTP) ist ein Protokoll zur kontinuierlichen Übertragung von audiovisuellen Daten (Streams) über IP-basierte Netzwerke. Es dient dazu, Multimedia-Datenströme (Audio, Video, Text etc.) über Netzwerke zu transportieren, d. h., die Daten zu kodieren, zu paketieren und zu versenden.

Es findet Anwendung in vielen Bereichen, u. a. wird es bei den IP-Telefonie-Technologien H.323 und SIP dazu verwendet, die Audio-/Video-Streams des Gesprächs zu übertragen.

Adapter

PulseAudio verwendet sogenannte Adapter, die es den Anwendungen erlauben, andere Soundsysteme zu nutzen. Diese Adapter sorgen unter anderem dafür, dass wirklich alle Audioströme über PulseAudio umgeleitet werden. Der Server arbeitet als Vermittler dieser Daten.

In Abbildung können Sie sehen, wie die typischen Arbeitsabläufe des PulseAudio-Servers sind. Die Daten werden ausgehend von einer Anwendung an den Soundserver übergeben, der diese dann meistens direkt bis zu den Hardware-Treibern »durchschleift«. An dieser Stelle erfolgt nun entweder eine direkte Wiedergabe, also die Ausgabe an die entsprechende Hardware, oder die Weiterleitung zurück an den Soundserver. Der Soundserver wiederum kann nun entscheiden, ob er die Daten anderen Anwendungen zur Verfügung stellt oder sie eventuell über ein Netzwerk verteilt.

Probleme mit Flash

PulseAudio hat aufgrund der noch recht jungen Integration in Ubuntu einige Probleme mit der Abstimmung von verschiedenen Audioquellen. Eines dieser Probleme betrifft das Flash-Plug-in. So führt das Abspielen von MP3-Dateien zu einem Tonverlust von gleichzeitig laufenden Flash-Filmen.

Die Lösung besteht in der Installation des Pakets libflashsupport:

sudo apt-get install libflashsupport

Abbildung 12.8 Diese Darstellung der Kommunikationswege zeigt auf, wie der PulseAudio Server vom Netzwerk über die Hardware und den Kernel bis hin zu den Anwendungen Daten verarbeitet (Quelle: http://rudd-o.com/). An der Darstellung kann man erkennen, warum der Server zu Beginn den Namen »PolypAudio« erhielt.

12.3.2 Wiedergabe von CDs

»Normale« Audio-CDs lassen sich ohne Probleme mit dem integrierten CD-Abspieler wiedergeben. Legen Sie dazu einfach die CD in Ihr CD/DVD-Laufwerk.

CDDB-Datenbank

Unter Ubuntu/GNOME startet kurze Zeit nach dem Einlegen einer CD eine Abfrage, mit der Sie das für die Wiedergabe von CDs verantwortliche Standardprogramm Rhythmbox starten können. Besteht eine Verbindung zum Internet, so holt sich das Programm die Titelliste aus der CDDB-Datenbank.

Unter KDE ist der Dragon Player auch für die Wiedergabe und K3b für das Auslesen von AudioCDs zuständig. Allerdings ist nur K3b mit eingelegten Audio-CDs verknüpft, sodass nach dem Einlegen der CD das Auslesen mit k3B aus einer Liste gewählt werden kann. Zum Abspielen muss zunächst der Dragon Player gestartet werden und dann Medien wiedergeben gewählt werden. Sowohl Dragon Player als auch K3b holen sich die Titelliste aus der CDDB-Datenbank.

Abbildung 12.9 CDs anhören mit dem Dragon Player

12.3.3 Codieren von Audiomaterial

Immer beliebter werden die kleinen praktischen USB-Memorysticks, die über integrierte Encodierroutinen für MP3- bzw. Ogg-Vorbis-Dateien verfügen. Um Ihre Musikstücke zunächst zu codieren, gibt es mehrere Möglichkeiten.

Soundjuicer

Um CDs auszulesen (neudeutsch rippen), eignet sich das Programm Soundjuicer, das Sie mithilfe von Synaptic oder über die Kommandozeile installieren können:

sudo apt-get install soundjuicer

Über die Schaltfläche Auslesen werden die vorgewählten Titel als Ogg-Vorbis-Dateien in das Heimatverzeichnis transcodiert und können danach auf einen gängigen USB-Ogg-VorbisPlayer (immer mehr Memorystick-Player beherrschen mittlerweile auch die Decodierung von Ogg-Vorbis-Dateien) befördert werden.

Abbildung 12.10 CDs anhören und rippen mit dem Soundjuicer

Mit K3b

Ubuntu-Nutzer können den oben beschriebenen Sound Juicer auch zum Codieren von Audiomaterial nutzen. Kubuntu-Nutzer greifen hier auf K3b zurück.

Abbildung 12.11 CDs auslesen mit K3b

Nach dem Start von K3b wählen Sie den Menüpunkt Extras • Audio-CD auslesen ... aus. Im folgenden Dialog wählen Sie Audio-Stücke anzeigen aus. Ihnen werden nun alle auf der CD befindlichen Musikstücke angezeigt, Sie können nun einzelne Stücke abwählen, falls diese nicht ausgelesen werden sollen. Nach einem Klick auf Auslesen starten (über der Titelliste) erscheint ein Dialogfenster, in dem Sie weitere Einstellungen wie das gewünschte Codierungsformat vornehmen können. Sofern Sie das Paket lame installiert haben, steht Ihnen auch das MP3-Format zur Verfügung. Das Codieren als Ogg Vorbis ist ohne zusätzliche Pakete möglich. Mit Auslesen starten beginnt der Codiervorgang.

Über die Kommandozeile

Die folgende Kurzanleitung zeigt Ihnen, wie Sie von einer Kommandozeile ausgehend Stücke von einer CD in die entsprechenden Formate umwandeln. Stellen Sie sicher, dass folgende Pakete bzw. Programme auf Ihrem PC installiert wurden:

• cdparanoia

• vorbis-tools

• lame (für MP3-Unterstützung)

Zusatzpaket zur Wiedergabe

Einige der Pakete befinden sich im Universe- bzw. Multiverse-Repository. Wollen Sie MP3- Dateien auch wiedergeben können, so benötigen Sie zusätzlich das Paket gstreamer0.10plugins-ugly.

cdparanoia <Titelnummer> titel_nr.wav

ls –lah titel_nr.wav

oggenc titel_nr.wav –q 6 –o titel_nr.ogg

lame –h –V 6 titel_nr.wav titel_nr.mp3

ls –lah 
2,8M 2005-12-05 20:22 titel_nr.mp3 
4,2M 2005-12-05 20:16 titel_nr.ogg 
33M 2005-12-05 20:11 titel_nr.wav

12.3.4 Bearbeitung von Audiodateien

Nachdem nun einige Musikstücke ihren Weg auf den Rechner gefunden haben, wünscht man sich oft, diese neu abzumischen oder auch einfach nur zu schneiden. Dazu bietet sich der Soundeditor Audacity an, der sogar als professionelles Mehrkanaltonstudio eingesetzt werden kann.

Installieren Sie die Software mittels sudo apt-get install audacity.

Abbildung 12.12 Audacity – das Linux-Tonstudio

Nach der Installation rufen Sie das Programm über Anwendungen • Unterhaltungsmedien • Audacity auf. Nach dem Start müssen Sie zunächst die Menüsprache auswählen, danach können Sie über Datei • Öffnen ein Audiosample in den Editor laden, z. B. einen der im letzten Abschnitt gerippten CD-Tracks.

Anwendungsbeispiel

Als kleines Projekt soll im Folgenden der Mittelteil eines importierten Stücks isoliert werden sowie mit einer Ein- und Ausblendung und einem Effekt versehen werden.

3.	Nun sollten Sie einen weiteren Effekt testen. Spaßeshalber möchten wir das geschnittene Stück rückwärts abspielen. Dazu wählen Sie zunächst das komplette Stück mittels + aus und wählen den Punkt Effekt • Reverse im Hauptmenü. Eine erneute Wiedergabe des Stücks mit der Play-Taste zeigt, ob die obigen Schritte erfolgreich waren.

Selbstverständlich können Sie auch »ernsthaft« mit Audacity arbeiten. Über den Punkt Projekt • Neue Tonspur können Sie beliebig viele Tracks zum Projekt hinzufügen und abmischen, sodass Ihrer Kreativität keine Grenzen gesetzt sind. Nach vollendeter Arbeit kann das Ergebnis dann je nach Anzahl und Art der installierten Audio-Encoder-Bibliotheken in das WAV-, Ogg-Vorbis- oder MP3-Format exportiert werden (Datei • Exportieren als ...).

Gstreamer

GStreamer (http://gstreamer.freedesktop.org/) ist ein Multimedia-Framework, das das Abspielen, Codieren, Decodieren etc. von Audio- und Videodateien ermöglicht. Anders, als der Name vermuten lässt, ist GStreamer desktop-unabhängig. Zwar ist GStreamer seit Gnome 2.2 ein fester Bestandteil der Desktop-Umgebung, funktioniert aber auch genauso problemlos mit anderen Desktop-Umgebungen wie z. B. KDE oder auch Xfce. Viele Audio- und Video-Player können die Fähigkeiten von Gstreamer nutzen, so z. B. Totem, Rhythmbox oder Banshee. Amarok unterstützt in der Version 1.4 GStreamer leider nicht mehr und verwendet stattdessen Xine (siehe Abschnitt »Xine« ab Seite . GStreamer ist prinzipiell modular aufgebaut und arbeitet dreistufig. Es gibt die Eingabe (»Source«), den Filter/Transformer (beispielsweise den Ogg-Vorbis-Decoder zum Abspielen von .ogg-Audio-Dateien) und die Ausgabe (»Sink«). Alle drei Stufen werden über Plug-ins realisiert und sind somit grundsätzlich erweiterbar. Die Blöcke sind über sogenannte Pipelines verbunden.

GStreamer ist in der Standardinstallation von Ubuntu enthalten, kann ansonsten aber über das Paket libgstreamer0.10-0 installiert werden. Weiterhin sind noch die Pakete gstreamer0.10-tools und gnome-media (enthält das Paket gstreamer-properties) sinnvoll.

Um Multimedia-Dateien abzuspielen bzw. zu kodieren, benötigt man noch ein entsprechendes Plug-in, das den Decoder/Encoder enthält. Codecs für GStreamer, die lizenzrechtlich geschützt sind, können im Fluendo-Webstore gekauft und heruntergeladen werden. Nutzt man ein Audio- oder Videoprogramm, das GStreamer im Backend einsetzt, so verwendet man GStreamer, ohne direkt auf GStreamer zuzugreifen. Durch den Aufruf des Hilfsprogramms gstreamer-properties kann man jedoch die Vorgabe für die Eingabe (Source) und Ausgabe (Sink) getrennt für Audio und Video mittels einer grafischen Benutzeroberfläche auswählen.

Kategorien

Die Codecs sind in fünf Kategorien aufgeteilt, abhängig von der Lizenz, der sie unterliegen. Base und good beinhalten Codecs, bei denen es keinerlei lizenzrechtliche Probleme gibt. In der Kategorie bad liegen neue Codecs, die noch nicht ganz ausgereift sind. Nach ausführlicher Erprobung wandern sie in base oder good.

Klangthemen

Klangthemen werden in GNOME nun durch libcanberra verwaltet, welche die Freedesktop.org »Sound Theme and Naming«-Spezifikation implementiert. Klangthemen können nun genauso einfach wie grafische Themen installiert werden. Dank libcanberra geraten Alarmklänge von Anwendungen nicht mehr in Konflikt mit Ihrer Musik- oder Videoanwendung. Sie können beispielsweise diese wichtigen Klänge eingeschaltet lassen, während sie im Vollbild-Modus einen Film anschauen. Sie erreichen die Einstellung dieser Klangthemen über System • Einstellungen • Audio (Klänge).

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