30 Jahre MP3 – Die Musikwelt war danach keine Scheibe mehr

Der historische Erfolg der Erfinder des MP3-Formats war eine Kombination aus Vision, Überstunden und Sturheit - sowie einer gehörigen Portion Glück. Vor 30 Jahren, am 14. Juli 1995, trat mit MP3 ein neues Dateiformat an, die Welt des Musikhörens und des Musikgeschäfts zu revolutionieren. An diesem Tag trafen Forscher des Fraunhofer-Instituts für Integrierte Schaltungen in Erlangen die Entscheidung, ihre Erfindung zur Audiokomprimierung auf die Dateiendung «.mp3» zu taufen. 30 Jahre später ist Musik-Streaming allgegenwärtig. Doch erst die in Erlangen erfundene Komprimierung machte es möglich, Musik aus dem Internet zu hören.

Die Ursprünge des MP3-Projekts reichen bis in das Jahr 1982 zurück. Damals ging es darum, Musikdateien so kleinzumachen, dass man sie in ordentlicher Qualität über eine digitale Telefonleitung (ISDN) übertragen kann. Der Student Karlheinz Brandenburg machte die scheinbar unlösbare Aufgabe zum Thema seiner Doktorarbeit am Lehrstuhl für Technische Elektronik in Erlangen.

Von Milliarden Menschen genutzt Brandenburg war sich anfangs über die Tragweite seiner Forschung nicht ganz sicher. Belegt ist ein Ausspruch von ihm aus dem Jahr 1988: «Entweder meine Dissertation verstaubt in der Bibliothek oder die Technik wird ein Standard, der von Millionen Menschen genutzt werden wird.» Tatsächlich hat der von ihm maßgeblich mitentwickelte Standard «MPEG Layer-3» (MP3) den Musikkonsum von Milliarden beeinflusst.

Die Entwicklungsarbeit von Brandenburg und Forschern wie Heinz Gerhäuser, Harald Popp, Stefan Krägeloh, Harmut Schott, Berhard Grill, Ernst Eberlein, sowie Thomas Sporer sollte nämlich nicht nur die Rundfunktechnik grundlegend erneuern, sondern in der Musikindustrie den Anfang vom Ende der Compact Disc (CD) einleiten. Der Erfolg hält bis heute an: ob beim Streaming, im Digitalradio, im digitalen Fernsehen oder bei Videotelefonaten wie Apples Facetime – überall wird eine Form des MP3-Nachfolgers AAC eingesetzt.

Wie funktioniert MP3? Aber wie war es überhaupt möglich, Musikdateien stark zu verkleinern, ohne dass sie für das menschliche Ohr deutlich schlechter klingen? Die Forscher in Erlangen nutzten beim MP3-Verfahren die Tatsache aus, dass das menschliche Ohr viele Details in der Musik oder anderen komplexen Geräuschen gar nicht wahrnimmt. Manche Töne sind zu leise oder werden von lauteren Tönen überdeckt. Der Wecker tickt weiter, auch wenn er klingelt. Man hört das Ticken dann allerdings nicht mehr.

Beim Umwandeln in eine MP3-Datei werden genau die Teile der Musik entfernt beziehungsweise vereinfacht, die der Mensch vermutlich ohnehin nicht hören kann. Nur das, was für das menschliche Gehör wichtig ist, bleibt erhalten. Eine Musikdatei kann so auf etwa ein Zehntel ihrer ursprünglichen Größe schrumpfen, ohne dass der Klang für die meisten Menschen merklich schlechter wird. Musik-Puristen wie der kanadische Sänger Neil Young bestreiten das allerdings.

Von Analog-Sound kaum zu unterscheiden MP3-Miterfinder Brandenburg kann die Kritik am Original-MP3 noch halbwegs nachvollziehen. Die neuen MP3-Codes wie AAC seien bei höheren Datenraten aber inzwischen so gut, dass sie vom menschlichen Ohr nicht von analogen Soundübertragungen etwa von Vinyl-Schallplatten zu unterscheiden seien. Das hätten auch Blindtests mit geübten Hörern erwiesen.

Doch bis in den 1990er Jahren der Klang einer MP3-Datei nur halbwegs mit dem Sound einer CD oder Vinyl-Schallplatte mithalten konnte, mussten die Forscher unzählige Stunden lang experimentieren. Ein Plattenladen in Erlangen profitierte von diesem Forschungsprojekt. Brandenburg kam vorbei, um für rund 1.000 Deutsche Mark Tonträger einzukaufen. «Einfache Stücke, komplexe Stücke, Musik aus allen Genres, querbeet», erinnerte sich Brandenburg 2020 in einem Zeitungsinterview. «Wir wussten ja nicht, was funktionieren würde und, noch wichtiger, was nicht.»

Als Brandenburg seine Doktorarbeit fast abgeschlossen hatte, las er in einer Audio-Fachzeitschrift, dass der Song «Tom's Diner» von Suzanne Vega im HiFi-Handel häufig zum Soundtest eingesetzt wird. Ein Kollege beschaffte schnell die CD. Die Experimente mit einer Acapella-Version des Songs aus dem Jahr 1982 fielen zunächst ernüchternd aus: Der erste Versuch mit «Tom's Diner» habe sich damals noch so angehört, «als ob jemand am linken und rechten Ohr kratzt», sagte Brandenburg, als die Sängerin aus New York im Jahr 2007 im Institut in Erlangen vorbeischaute.

Der Erfinder ließ sich durch den Rückschlag aber nicht beeindrucken. Er hörte sich den Song Tausende Male an, um ständig Verbesserungen an dem MP3-Algorithmus vorzunehmen. Ein Lösungsansatz war, die tieferen Frequenzen sehr genau zu übertragen - viel präziser als bei den höheren Tonlagen, bei denen man Speicherplatz einsparen konnte.

Cyberkrimineller hilft beim Durchbruch Nach der offiziellen Namensvergabe hob das Format zunächst nur langsam ab. Das Fraunhofer-Institut in Erlangen hatte eigentlich geplant, die Software zur Umwandlung in MP3 an interessierte Entertainmentfirmen zu lizenzieren. Ein junger Cyberkrimineller durchkreuzte diese Absicht: 1997 erwarb ein australischer Student mit einer gestohlenen Kreditkartennummer die Encoder-Software und stellte das Programm frei verfügbar ins Netz. Schnell sprach sich das herum. Das «Rippen» von CDs - also das Umwandeln in MP3-Dateien - wurde zum Volkssport.

Vor allem die Online-Tauschplattform Napster schadete ab 1999 der Musikindustrie und den Künstlerinnen und Künstlern enorm. Die Software ermöglichte es Millionen von Nutzern, ihre MP3-Dateien unkompliziert und kostenlos miteinander zu teilen. Das Prinzip war einfach: Napster durchsuchte die Festplatten der Nutzer nach MP3-Dateien und vermittelte dann den direkten Austausch zwischen den Computern über das Internet. Ganze Plattensammlungen konnten plötzlich mit wenigen Klicks getauscht werden. Napster machte das MP3-Format quasi über Nacht zum Standard für digitale Musik und sorgte dafür, dass sich das Format weltweit durchsetzte. Die Musikwelt war danach keine Scheibe mehr.

Napster veränderte nicht nur die Art, wie Menschen Musik konsumierten, sondern zwang auch die Musikindustrie, sich mit digitalen Vertriebswegen auseinanderzusetzen. Die Plattform zeigte, wie einfach und attraktiv der Austausch von Musik im MP3-Format sein konnte - und ebnete so den Weg für spätere legale Musikdienste und die Digitalisierung der gesamten Branche. Mit dem Erfolg des iPods (2001) und iTunes Music Stores ab 2003 und legalen Streamingdiensten wie Spotify ab 2008 erholte sich die Musikbranche langsam wieder.

Wer hat von MP3 finanziell profitiert? Mit den legalen MP3-Nutzungsszenarien kam auch das Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen (IIS) zu Einnahmen: Brandenburg schätzt, dass sein damaliger Arbeitgeber 50 bis 100 Millionen Euro jährlich an Gebühren von Herstellern der MP3-Player, Musik-Plattformen und anderen Lizenznehmern kassiert hat, bis 2017 das letzte MP3-Patent in den USA auslief. Insgesamt hätten alle Technologien rund um MP3 mindestens eine halbe bis eine Milliarde Euro an Einnahmen gebracht. Fraunhofer IIS sagt, die Vermarktung habe über die gesamte Patentlaufzeit «Einnahmen im hohen dreistelligen Millionenbereich» generiert.

Das richtig große Geschäft hat aber nicht Fraunhofer gemacht, sondern die kommerziellen Anwender der MP3-Technologie, darunter die Hersteller von MP3-Playern wie Apple, Sony, SanDisk, Creative, iRiver und Archos. Apple hat allein mit dem iPod von 2001 bis zur Einstellung der Produktlinie im Jahr 2022 schätzungsweise 60 bis 70 Milliarden US-Dollar Umsatz gemacht und einen Gewinn von mindestens 15 Milliarden Dollar erzielt. Dafür findet sich bis heute im iPhone auch der Hinweis, dass die Audio-Coding-Technologie MPEG Layer-3 von Fraunhofer IIS lizenziert wurde.

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