QR-Codes, die uns mit Musik versorgen, kennen wir – in der Regel leiten sie uns direkt zu Youtube oder Spotify weiter, sodass wir Augenblicke nach dem Scan bereits die ersten Töne hören. Ein Projekt auf der Maker-Plattform instructables.com geht jetzt noch einen Schritt weiter: Der QR-Code selbst enthält alle Daten des Musikstücks, ganz ohne Streamingdienst, Internetzugang oder Mobilfunknetz.
Das Projekt des indischen Entwicklers Makestreme denkt also quasi die klassische Audiokassette neu. Anstelle eines Magnettonbands ist es jetzt aber ein einfaches Stück Papier mit unzähligen schwarzen und weißen Kacheln, das die Daten abspielbar bereithält.
Wie neuronale Netze MP3-Dateien für QR-Codes komprimieren
„Was wäre, wenn man ein ganzes Lied auf einem Blatt Papier mit sich führen könnte?“, diese Frage nennt Makestreme als Ausgangspunkt seiner verrückten Idee. Das Experiment sollte zeigen, was passiert, „wenn man die Infrastruktur entfernt, die wir normalerweise für selbstverständlich halten, und versucht, eine völlig unabhängige Methode zum Speichern und Teilen digitaler Medien zu entwickeln.“
Was der Entwickler zum Spaß „Doomsday Spotify“ und offiziell QR-Musikkassette nennt, soll jede MP3-Datei in Form von QR-Codes auf ein einzelnes Blatt Papier bringen können. „Würden wir die MP3-Datei direkt in den QR-Code einfügen, bräuchten wir für dieses eine Lied etwa 1000 QR-Codes der Version 40“, schreibt Makestreme auf seiner Projektseite mit dem Titel Paper Tunes. Wichtigster Prozess des Experiments ist deshalb die Komprimierung.
Makestreme nutzt dafür EnCodec von Meta. Der Codec reduziert Datensätze mittels neuronaler Netze auf die „absolut notwendigen Informationen zur Rekonstruktion“, wie Hackaday erklärt. So lässt sich eine etwa 2,9 MB große MP3-Datei auf 21 KB reduzieren. Das ist immer noch zu umfangreich für einen QR-Code, der lediglich 3 KB umfassen kann. Die Lösung: Die Musikdatei wird einfach auf insgesamt acht QR-Codes aufgeteilt – vier auf der Vorder-, vier auf der Rückseite eines einzigen Blatts.
Klangqualität der QR-Kassette: Überraschend gute Tonwiedergabe trotz Kompression
Wie zu erwarten, leidet der Klang unter der starken Komprimierung. Der Entwickler hat zunächst mit einer Übertragungsrate von 1,5 Kilobit pro Sekunde (kbps) getestet. Die Tonqualität wir hier aber deutlich zu schlecht. Mit 3 kbps war Makestreme dann selbst vom guten Klang überrascht.
Wer sich selbst überzeugen möchte, findet sowohl auf der Projektseite als auch im ausführlichen Projektvideo einige Hörproben:
Von Python-Skript bis LoRa: Die technische Umsetzung ohne Netzwerk
Zur Aufteilung des komprimierten Musikstücks hat Makestreme ein Python-Skript geschrieben. Das fügt auch automatisch die jeweilige Nummer hinzu, generiert die QR-Codes und gibt sie schlussendlich in zwei druckbaren PNG-Bildern mit jeweils vier QR-Codes aus. Das Programm kann empfangene QR-Codes dann auch wieder dekodieren und zu Musik rekonstruieren.
Um die Musik auch ohne WLAN oder Mobilfunknetz übertragen zu können, nutzt Makestreme eine „drahtlose Technologie mit großer Reichweite und geringem Stromverbrauch, die für die Übertragung relativ kleiner Datenmengen über große Entfernungen entwickelt wurde“: LoRa.
Für sein Experiment hat der Entwickler zwei Sender aus günstigen ESP32-Entwicklungsboards und Reyax RYLR998 LoRa-Modulen gebaut und programmiert. Zwischen diesen lassen sich die Musikstücke direkt und unabhängig von Netzwerken per Funk übertragen.
DIY-Anleitung: So kannst du das Experiment selbst durchführen
Den gesamten Versuchsaufbau samt Bau- und Programmierungsanleitung stellt Makestreme auf der Paper-Tunes-Projektseite auf instructables.com zur Verfügung. Wer Lust hat, seine eigenen QR-Musikkassetten zu erstellen und per LoRa zwischen zwei Geräten zu verschicken, kann sich also selbst an den Versuch wagen.
Ob das Speichern von Musik in Form von QR-Codes praktisch ist, darf dabei jede:r selbst entscheiden – möglich ist es in jedem Fall, das wissen wir jetzt.
