Mono zu (Pseudo)Stereo

Tipps, Tricks und "Kochrezepte" für den guten Ton

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RainerG
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Beitragvon RainerG » 31.05.2010, 09:24

syntheticwave hat geschrieben:
klar, wenn ich im Freien hinter meiner Frau hergehe, verstehe ich kaum, was sie sagt. Deshalb laufe ich ja so ungern vor ihr. :-D
Aber, die Frauen sind alle gleich, in akustischer Beziehung.


Da sagst Du etwas wahres! Ich meine Frau auch immer wieder dazu anhalten, wenn sie spricht, zu mir hin zu sprechen und nicht von mir weg ins Diffusfeld. :-)

MfG
Rainer
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syntheticwave
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Beitragvon syntheticwave » 31.05.2010, 12:28

RainerG hat geschrieben:Zwei Dinge sind unendlich: 1. Das Weltall, 2. die Dummheit der Menschen. Im 1. Fall bin ich mir allerdings nicht ganz sicher! (Albert Einstein)


Hallo Rainer,
mein Lieblingszitat von Einstein ist ein anderes:

Wir leben in einer Zeit vollkommener Mittel und verworrener Ziele.

Auf kaum ein Gebiet trifft das so zu wie auf den Audiobereich. Was wir erreichen wollen ist die perfekte Wiedergabe, aber nirgendwo ist definiert was das eigentlich ist. Die Einschätzung darüber bleibt immer subjektiv.
Ich beschäftige mich schon seit einigen Jahren mit einem Ansatz, eine dreidimensionale virtuelle Kopie des Ausgangsschallfeldes zu erzeugen. Immer wieder höre ich aber das Argument, das dies gar nicht das Ziel sei, Audio sei eher ein Kunstprodukt.

Das stimmt zwar, aber ich bin sicher dass sich auch dafür völlig neue Möglichkeiten eröffnen, wenn wir in der Lage sind, eine dreidimensionale virtuelle Kopie des Schallfeldes im Aufnahmeraum auch im Wohnzimmer über Lautsprecher zu reproduzieren.

Eine Möglichkeit dazu wäre es, virtuelle Schallquellen ( http://www.holophony.net/virtuelle_Schallquelle.htm ) geschickt hinter einem Lautsprecherfeld zu positionieren, so wie es diese kleine Animation für die ersten schallstarken Reflexionen zeigt:

http://www.syntheticwave.de/pictures/WF ... nciple.swf

Die Mittel, das praktisch umzusetzen, gäbe es schon lange.

Gruss Helmut

noki
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Beitragvon noki » 31.05.2010, 13:58

syntheticwave hat geschrieben:der Flügel ist aufgrund seiner grossen abstrahlenden Fläche nicht das beste Beispiel für diese These.

Aber in diesem Tread ging es doch gerade um Klavieraufnahmen, und ein Gegenbeispiel ist die einfachste Möglichkeit eine These zu widerlegen :-) . Du hattest ja von Allgemeingültigkeit gesprochen:
syntheticwave hat geschrieben:am Ende ist doch jede Schallqelle Mono, alle Räumlichkeit entsteht doch nur dadurch, dass der Aufnahmeraum dieses Monosignal reflektiert.


Aber auch bei Instrumentengruppen funktioniert die Lokalisation natürlich im Wesentlichen über den Direktschall und gewinnt allenfalls durch den reflektierten Schall an räumlicher Tiefe und Distanz.
Erst bei Entfernungen deutlich größer als dem Hallradius gilt dies nicht mehr, aber dann existiert auch keine Lokalisation mehr. Das diffuse Schallfeld kann nur noch statistisch beschrieben werden.

Ich verstehe daher auch den Benefit Deiner These nicht, denn ob für eine Wellenfeldsynthese über den Direktschall oder über Spiegelschallquellen an Wänden lokalisiert wird ist äquivalent (da geometrisch umrechenbar), bringt aber für den Fall der Spiegelquellen den Nachteil mit sich, den Raum kennen zu müssen.

Für die vollständige Beschreibung eines Schallfeldes mit Reflexionen reicht es auch nicht aus, Schalldruck-Hüllflächen zu kennen, sondern man muß die Intensitätsverteilung kennen. Reflektierende Wände haben nämlich keine frequenzunabhängig unendlich hohe Impedanz! Außerdem muß man wissen, bei welchen Frequenzen spiegelnd und wann diffus reflektiert wird. Die Komplexität ist unvorstellbar hoch und pratisch nicht analytisch beherrschbar.

Daher arbeiten alle derzeit kommerziell erhältlichen "akustischen Kameras" zur Schallquellenlokalisation (z.B. mit inverser Wellenfeldsynthese) selbstverständlich am besten im Freifeld.

Nils

syntheticwave
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Beitragvon syntheticwave » 31.05.2010, 18:31

noki hat geschrieben:Aber in diesem Tread ging es doch gerade um Klavieraufnahmen, und ein Gegenbeispiel ist die einfachste Möglichkeit eine These zu widerlegen :-) . Du hattest ja von Allgemeingültigkeit gesprochen.


...auch wenn ich zugeben musste dass ein Konzertflügel eine nicht zu vernachlässigende räumliche Ausdehnung hat, bleibe ich doch der Ansicht, dass die Reflexionen des Aufnahmeraumes den wesentlichen Anteil bei der räumlichen Wahrnehmung der Darbietung haben.

noki hat geschrieben:Aber auch bei Instrumentengruppen funktioniert die Lokalisation natürlich im Wesentlichen über den Direktschall und gewinnt allenfalls durch den reflektierten Schall an räumlicher Tiefe und Distanz.
Erst bei Entfernungen deutlich größer als dem Hallradius gilt dies nicht mehr, aber dann existiert auch keine Lokalisation mehr. Das diffuse Schallfeld kann nur noch statistisch beschrieben werden.


...das betrifft den Nachhall, aber würde das heissen, das es egal ist, aus welcher Richtung die ersten schallstarken Reflexionen eintreffen ':?:'

noki hat geschrieben:Ich verstehe daher auch den Benefit Deiner These nicht, denn ob für eine Wellenfeldsynthese über den Direktschall oder über Spiegelschallquellen an Wänden lokalisiert wird ist äquivalent (da geometrisch umrechenbar), bringt aber für den Fall der Spiegelquellen den Nachteil mit sich, den Raum kennen zu müssen.


Nun, der Benefit über die Spiegelschallquellen zu arbeiten besteht darin, dass Du nicht acht Wochen hinter Deiner Frau herlaufen musst, damit Du das Gemecker über die an allen Wohnzimmerwänden montierten Lautsprecher nicht verstehst. :-D

Den Wiedergaberaum kennen zu müssen sehe ich nicht als Nachteil, so eine grosse Anlage wäre ja nicht transportabel. Vom Prinzip her werden in meinem Ansatz die zusätzlichen Schallumwege und Reflexionseigenschaften der Wände des Wiedergaberaumes im Signalweg subtrahiert. Das geht nicht, ohne seine Eigenschaften zu kennen.

noki hat geschrieben:Für die vollständige Beschreibung eines Schallfeldes mit Reflexionen reicht es auch nicht aus, Schalldruck-Hüllflächen zu kennen, sondern man muß die Intensitätsverteilung kennen. Reflektierende Wände haben nämlich keine frequenzunabhängig unendlich hohe Impedanz! Außerdem muß man wissen, bei welchen Frequenzen spiegelnd und wann diffus reflektiert wird. Die Komplexität ist unvorstellbar hoch und pratisch nicht analytisch beherrschbar.
8-) 8-)

Im Prinzip sind die virtuellen Schallquellen dort wahrnehmbar, wo auf der Winterwiese die Lautsprecher montiert wären. Aus welchem grund unterscheidet sich dieses Schallfeld physikalisch vom Original?

Gruss Helmut
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Beitragvon noki » 01.06.2010, 01:00

syntheticwave hat geschrieben:...auch wenn ich zugeben musste dass ein Konzertflügel eine nicht zu vernachlässigende räumliche Ausdehnung hat, bleibe ich doch der Ansicht, dass die Reflexionen des Aufnahmeraumes den wesentlichen Anteil bei der räumlichen Wahrnehmung der Darbietung haben.

Aber wie kommt es dann trotzdem zu wunderbar stereophonen Aufnahmen im Freien? Warum können wir Schallquellen auch auf dem schneebedeckten Acker wunderbar orten? Wie funktionieren dann Mikrofonarrays zur Schallquellenlokalisation in reflexionsarmen Räumen?
Oder meinst Du mit Räumlichkeit nur die "Tiefenstaffelung"?

syntheticwave hat geschrieben:...das betrifft den Nachhall, aber würde das heissen, das es egal ist, aus welcher Richtung die ersten schallstarken Reflexionen eintreffen ':?:'

Wie sollen denn die frühen Reflexionen wesentlich zur realistischen Lokalisation beitragen, wenn der Hörer den Aufnahmeraum nie gesehen hat (also auch seine Größe und Form nicht kennt) und sein Gehör nicht über die Augen kalibrieren konnte?

syntheticwave hat geschrieben:Nun, der Benefit über die Spiegelschallquellen zu arbeiten besteht darin, dass Du nicht acht Wochen hinter Deiner Frau herlaufen musst, damit Du das Gemecker über die an allen Wohnzimmerwänden montierten Lautsprecher nicht verstehst. :-D

???

syntheticwave hat geschrieben:Den Wiedergaberaum kennen zu müssen sehe ich nicht als Nachteil, so eine grosse Anlage wäre ja nicht transportabel. Vom Prinzip her werden in meinem Ansatz die zusätzlichen Schallumwege und Reflexionseigenschaften der Wände des Wiedergaberaumes im Signalweg subtrahiert. Das geht nicht, ohne seine Eigenschaften zu kennen.

Ich bezog mich zwar auf den Aufnahmeraum, aber auch für den Wiedergaberaum ist es nicht nur ein Nachteil, es ist schlicht unmöglich, die akustischen Eigenschaften realer Räume mit der für Deine Zwecke notwendigen Genauigkeit analytisch abzubilden. Meßtechnisch bräuchte man für die Position JEDER einzelnen Elementarschallquelle eine (komplexwertige!) Impulsantwort. Wenn man sich auf Räume mit extrem schallharten und glatten Wänden beschränkt mag es zwar gehen, nur klingt es dann nicht mehr. Was aber noch wichtiger ist: die Kompensation des Wiedergaberaums kann nur für einen einzigen Raumpunkt zur Zeit erfolgen. Was wenn Deine Frau mit Dir zusammen Musik hören möchte? Wie ist sichergestellt, daß der Kopf an der richtigen Position bleibt?
Wellenfeldsynthese kann doch nur dann richtig funktionieren, wenn bei der Wiedergabe Freifeldbedingungen herrschen.

syntheticwave hat geschrieben:Im Prinzip sind die virtuellen Schallquellen dort wahrnehmbar, wo auf der Winterwiese die Lautsprecher montiert wären. Aus welchem grund unterscheidet sich dieses Schallfeld physikalisch vom Original?


Weil spätestens wenn man Reflexionen betrachtet, über die Impedanz auch die Schnelle mit ins Spiel kommt (außer bei unendlichen Impedanzen/-unterschieden). Ein Schallfeld wird vollständig nur durch Druck und Schnelle gemeinsam (daher Intensität) charakterisiert. Ohne die Betrachtung beider Größen ließe sich gar keine Wellengleichung formulieren, also gäbe es keine Schallwellen...

Nils

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Mono zu Pseudo-Stereo

Beitragvon Musikmeister » 01.06.2010, 03:43

syntheticwave hat geschrieben: ...auch wenn ich zugeben muss, dass ein Konzertflügel eine nicht zu vernachlässigende räumliche Ausdehnung hat, bleibe ich doch der Ansicht, dass die Reflexionen des Aufnahmeraumes den wesentlichen Anteil bei der räumlichen Wahrnehmung der Darbietung haben.

Ein Flügel wird bei einer Stereoaufnahme niemals als eine Punktschallquelle abgebildet. Die Lokalisation der Direktanteile zeigen deutlich ein stereomäßiges Aufspreizen des Klangs, nicht unbedingt in popübliche "Höhen-Tiefen"-Teilung links und rechts. Gute klare Klavieraufnahmen vermeiden frühe starke Reflexionen. Der nach der Anfangszeitlücke eintreffende Räumlichkeitsschall, der den Direktschall nicht mehr zerstören kann, darf von überall her kommen.

syntheticwave hat geschrieben: Würde das heißen, dass es egal ist, aus welcher Richtung die ersten schallstarken Reflexionen eintreffen?

Durch eine Anfangszeitlücke ITDG (Initial Time Delay Gap) größer 30 ms bis zu den ersten schallstarken Reflexionen wird eine Raumgröße eines anständigen Konzertsaals erzeugt. Die danach eintreffenden Diffusschallanteile können dekorreliert egal woher von überall her kommen. Die Direktanteile haben die übliche Flügelabbildung in AB-Stereofonie schon deutlich am Anfang geprägt.

http://www.google.com/search?q=Anfangsz ... o&filter=0
http://www.sengpielaudio.com/WirkungEin ... prache.pdf

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Re: Mono zu Pseudo-Stereo

Beitragvon syntheticwave » 01.06.2010, 20:00

Hallo Noki,

wenn wir schon bei Einteinzitaten sind sollte man das nicht vergessen, dass eine Diskussion, in der sich alle einig sind, verlorene Zeit ist. Lass mich also versuchen, Deine Argumente zu widerlegen:

noki hat geschrieben:
syntheticwave hat geschrieben:...auch wenn ich zugeben musste dass ein Konzertflügel eine nicht zu vernachlässigende räumliche Ausdehnung hat, bleibe ich doch der Ansicht, dass die Reflexionen des Aufnahmeraumes den wesentlichen Anteil bei der räumlichen Wahrnehmung der Darbietung haben.

Aber wie kommt es dann trotzdem zu wunderbar stereophonen Aufnahmen im Freien? Warum können wir Schallquellen auch auf dem schneebedeckten Acker wunderbar orten? Wie funktionieren dann Mikrofonarrays zur Schallquellenlokalisation in reflexionsarmen Räumen?
Oder meinst Du mit Räumlichkeit nur die "Tiefenstaffelung"?


Richtungsbestimmung funktioniert wunderbar auf dem Acker, weil die ITDs sehr ungestört sind. nicht aber Lokalisation, also Ortsbestimmung. Dazu braucht es die Enfernung. Im Freifeld ist sie nur anhand der Lautstärke von bekannten Schallquellen und dem luftfeuchteabhängigen Höhenabfall mit der Entfernung grob bestimmbar.

Im Raum ist das Verhältnis Dirktschall/ Reflexionen wichtig, unterstützt von den Zeitverzögerungen der ersten schallstarken Reflexionen. Selbst die durch die Ueberlagerung mit ihnen entstehenden Kammfiltereffekte sind erlernte Reizmuster, aus denen wir Rückschlüsse auf die Entfernung zur Quelle ziehen können. Die Bedeutung der ITDG- Lücke ist das bekannteste Beispiel dafür.

noki hat geschrieben:
syntheticwave hat geschrieben:...das betrifft den Nachhall, aber würde das heissen, das es egal ist, aus welcher Richtung die ersten schallstarken Reflexionen eintreffen ':?:'

Wie sollen denn die frühen Reflexionen wesentlich zur realistischen Lokalisation beitragen, wenn der Hörer den Aufnahmeraum nie gesehen hat (also auch seine Größe und Form nicht kennt) und sein Gehör nicht über die Augen kalibrieren konnte?


...dann brauchen blinde nicht mehr ins Opernhaus zu gehen, sondern nur noch zum Platzkonzert.

noki hat geschrieben:
syntheticwave hat geschrieben:Nun, der Benefit über die Spiegelschallquellen zu arbeiten besteht darin, dass Du nicht acht Wochen hinter Deiner Frau herlaufen musst, damit Du das Gemecker über die an allen Wohnzimmerwänden montierten Lautsprecher nicht verstehst. :-D

???


...na gut, dann ausführlicher: WFS ist eigentlich nicht auf die horizontale Ebene reduziert, wie das an den Forschungsinstituten mit den horizontalen Lautsprecherreihen rings um den Zuhörer praktiziert wird. Für einen dreidimensionalen Ansatz müssten wir dann aber ALLE Wände des Wohnzimmers dicht an dicht mit Lautsprechern bestücken.
Der Benefit, über die Spiegelschallquellen zu arbeiten ist, dass man nur Lautsprecher hinter der Bildwand braucht. Das würde zwar nicht alles "Gemecker" vermeiden, aber es doch deutlich abschwächen. :lol:

noki hat geschrieben:
syntheticwave hat geschrieben:Den Wiedergaberaum kennen zu müssen sehe ich nicht als Nachteil, so eine grosse Anlage wäre ja nicht transportabel. Vom Prinzip her werden in meinem Ansatz die zusätzlichen Schallumwege und Reflexionseigenschaften der Wände des Wiedergaberaumes im Signalweg subtrahiert. Das geht nicht, ohne seine Eigenschaften zu kennen.

Ich bezog mich zwar auf den Aufnahmeraum, aber auch für den Wiedergaberaum ist es nicht nur ein Nachteil, es ist schlicht unmöglich, die akustischen Eigenschaften realer Räume mit der für Deine Zwecke notwendigen Genauigkeit analytisch abzubilden. Meßtechnisch bräuchte man für die Position JEDER einzelnen Elementarschallquelle eine (komplexwertige!) Impulsantwort. Wenn man sich auf Räume mit extrem schallharten und glatten Wänden beschränkt mag es zwar gehen, nur klingt es dann nicht mehr. Was aber noch wichtiger ist: die Kompensation des Wiedergaberaums kann nur für einen einzigen Raumpunkt zur Zeit erfolgen. Was wenn Deine Frau mit Dir zusammen Musik hören möchte? Wie ist sichergestellt, daß der Kopf an der richtigen Position bleibt?
Wellenfeldsynthese kann doch nur dann richtig funktionieren, wenn bei der Wiedergabe Freifeldbedingungen herrschen.


Denk doch nicht so kompliziert. Auf der Winterwiese mit den Lautsprechern kannste doch auch umhergehen. Die Veränderungen in der Wahrnehmung sind dabei exakt die gleichen wie bei gleichen Bewegungen im Konzertsaal. Sogar die gleichen Dopplereffekte treten auf. Die Schallquellen sind nämlich keine Phantomschallquellen, sondern virtuelle Schallquellen, die Wellenfronten entsprechen denen von realen Schallquellen. Folglich werden sie auch an den Wänden genauso reflektiert wie reale Wellenfronten. Und die wissen ja oft gar nicht, dass sie aus Elementarwellen bestehen. :roll:


noki hat geschrieben:
syntheticwave hat geschrieben:Im Prinzip sind die virtuellen Schallquellen dort wahrnehmbar, wo auf der Winterwiese die Lautsprecher montiert wären. Aus welchem grund unterscheidet sich dieses Schallfeld physikalisch vom Original?


Weil spätestens wenn man Reflexionen betrachtet, über die Impedanz auch die Schnelle mit ins Spiel kommt (außer bei unendlichen Impedanzen/-unterschieden). Ein Schallfeld wird vollständig nur durch Druck und Schnelle gemeinsam (daher Intensität) charakterisiert. Ohne die Betrachtung beider Größen ließe sich gar keine Wellengleichung formulieren, also gäbe es keine Schallwellen...

Nils


Wenn die Schallquelle den Gleichen Ausgangspunkt hat, hat auch die Schallschnelle den gleichen Vektor, die Wellenfront kommt ja aus der gleichen Richtung. Und was unterscheidet denn zwei Wellenfronten, die gleichen Betrag und Richtung haben?

Musikmeister hat geschrieben:
syntheticwave hat geschrieben: ...auch wenn ich zugeben muss, dass ein Konzertflügel eine nicht zu vernachlässigende räumliche Ausdehnung hat, bleibe ich doch der Ansicht, dass die Reflexionen des Aufnahmeraumes den wesentlichen Anteil bei der räumlichen Wahrnehmung der Darbietung haben.

Ein Flügel wird bei einer Stereoaufnahme niemals als eine Punktschallquelle abgebildet. Die Lokalisation der Direktanteile zeigen deutlich ein stereomäßiges Aufspreizen des Klangs, nicht unbedingt in popübliche "Höhen-Tiefen"-Teilung links und rechts. Gute klare Klavieraufnahmen vermeiden frühe starke Reflexionen. Der nach der Anfangszeitlücke eintreffende Räumlichkeitsschall, der den Direktschall nicht mehr zerstören kann, darf von überall her kommen.


...Hallo Musikmeister, ich sehe das eher unter technischem Aspekt,von der Aufnahmepraxis verstehste sicher mehr. Und ich bin auch ganz sicher, dass zwei Mikrofone im Nahfeld eines Flügels eine sehr räumliche, sicher auch angenehm anzuhörende Wiedergabe erzeugen. Zwischen zwei Punkten im Nahfeld entstehen ja erheblich Signaldifferenzen, die Kanäle sind kaum korreliert. Das erzeugt natürlich bei der Wiedergabe einen starken räumlichen Eindruck. Aber es ist ein, gewiss zulässiger, gestalterischer Effekt. Mit der Räumlichkeit des Instrumentes, die ein Zuhörer im Konzertsaal wahrnimmt, hat das nichts zu tun.

Musikmeister hat geschrieben:
syntheticwave hat geschrieben: Würde das heißen, dass es egal ist, aus welcher Richtung die ersten schallstarken Reflexionen eintreffen?

Durch eine Anfangszeitlücke ITDG (Initial Time Delay Gap) größer 30 ms bis zu den ersten schallstarken Reflexionen wird eine Raumgröße eines anständigen Konzertsaals erzeugt. Die danach eintreffenden Diffusschallanteile können dekorreliert egal woher von überall her kommen. Die Direktanteile haben die übliche Flügelabbildung in AB-Stereofonie schon deutlich am Anfang geprägt.

http://www.google.com/search?q=Anfangsz ... o&filter=0
http://www.sengpielaudio.com/WirkungEin ... prache.pdf


...mein Google findet die Seite zuerst, wenn ich nach "Anfangszeitlücke" suche:
http://www.syntheticwave.de/Anfangszeit ... 20ITDG.htm

Irgendwo ist dann später beschrieben, dass die korrekte ITDG nur durch das gerichtet abstrahlende Lautsprecherfeld wiederhergestellt werden kann, ungerichtete Abstrahlung trifft die Wände des Wiedergaberaumes viel zu früh. Schallquellen vor den Lautsprechern sind dann nicht möglich.


Gruss Helmut

noki
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Re: Mono zu Pseudo-Stereo

Beitragvon noki » 01.06.2010, 21:49

syntheticwave hat geschrieben:Richtungsbestimmung funktioniert wunderbar auf dem Acker, weil die ITDs sehr ungestört sind. nicht aber Lokalisation, also Ortsbestimmung. Dazu braucht es die Enfernung. Im Freifeld ist sie nur anhand der Lautstärke von bekannten Schallquellen und dem luftfeuchteabhängigen Höhenabfall mit der Entfernung grob bestimmbar.


Sorry, aber daß es im Freifeld keine Lokalisation geben soll ist einfach absurd. Ich habe früher viele Messungen mit Phased-Arrays im Freifeld gemacht, die genau dies durch inverse Wellenfeldsynthese (zur Auswertung der Laufzeitdifferenzen) tun. Bei Abständen von wenigen Metern spielt Dissipation durch Luft absolut sicher keine Rolle.

Irgendwie schaffe ich es nicht, Dir meine Argumentation darzulegen und deshalb reden wir glaube ich aneinander vorbei. Hier nochmal die Fakten ohne Prosa, die man auch überall nachlesen kann:

1. Im Freifeld gibt es per definitionem keine Anfangszeitlücke.
2. Lokalisation funktioniert immer über Pegel- (auch frequenzabhängig) und Laufzeitdifferenzen mit beliebiger Genauigkeit.
3. Lokalisation funktioniert im Freifeld am besten, da es keine Beeinflussing des Direktschalls gibt!
4. Der Einfluß eines realen Raumes kann aufgrund der Vieldimensionalität des Problems wenn man viele endlich große Schallquellen (oder Hörplätze) hat, nicht vollständig eliminiert werden. Man bräuchte für jede Elementarschallquelle (Monopolzerlegung) eine eigene Impulsantwort.

Ich sehe auch im Gegensatz zum Direktschall keine Möglichkeit mit der Spiegelquellenmethode Schallquellen im Freifeld zu lokalisieren: Wie lokalisierst Du die Instrumente eines Streichquartetts im refl.armen Raum, wenn es keine Spiegelquellen gibt?.

Daß die Wellenfeldsynthese gut funktioniert, stelle ich nicht in Zweifel, aber es ist völlig egal, ob das abzubildende Schallfeld Reflexionen enthält oder nicht. Für die Wiedergabe braucht man aber Freifeld.

Nils

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Re: Mono zu Pseudo-Stereo

Beitragvon syntheticwave » 01.06.2010, 22:44

noki hat geschrieben:Ich sehe auch im Gegensatz zum Direktschall keine Möglichkeit mit der Spiegelquellenmethode Schallquellen im Freifeld zu lokalisieren: Wie lokalisierst Du die Instrumente eines Streichquartetts im refl.armen Raum, wenn es keine Spiegelquellen gibt?.

Daß die Wellenfeldsynthese gut funktioniert, stelle ich nicht in Zweifel, aber es ist völlig egal, ob das abzubildende Schallfeld Reflexionen enthält oder nicht. Für die Wiedergabe braucht man aber Freifeld.
Nils


...wir sind uns erstmal drüber einig, im Freifeld entstehen keine Spiegelschallquellen. Es gibt nichts, ausser der direkten Welle. Sie läuft auf einer Gerade vom Sender zum Empfänger, der Empfänger hat keine Information über den Startzeitpunkt, dann gibt es keine Möglichkeit, die Entfernung zu bemessen. Höchstens eine grobe Einschätzung über subjektive Erfahrungswerte bezüglich Pegel und Hochtonanteil. Ohne Entfernung aber ist eine Schallquelle nicht lokalisiert. Nur ihre Richtung ist bestimmt. Für die Lokalisation brauchen wir die Reflexionen. Weil die sich im Nachhall zu einem statistischen Brei vermengen, bleiben nur die ersten Einzelreflexionen für die differenzierte Auswertung. Aus Einfallsrichtung und Zeitverzögerung "berechnen" wir die Entfernung. Wenn die ersten Reflexionen aber, genau wie die direkte Welle, panpotverteilt, aus dem gleichen Lautsprecher kommen, fehlt uns diese Möglichkeit.



Bei der WFS braucht man nach dem theoretischen Ansatz ein Quellfreies Volumen zur Wiedergabe, respektive einen schalltoten Raum oder ein Freifeld.
Dieser Ansatz ist aber in der Praxis nicht durchführbar, solange wir uns nicht von der Hegemonie der Frauen bezüglich der Einrichtung unserer Wohnzimmer befreit haben. :wink:

Deshalb finde ich, dass mein patenierter Vorschlag, die zusätzlichen Schallumwege im Wiedergaberaum durch die Positionierung der virtuellen Quellen bei der Synthese zu subtrahieren und die Reflexionsfaktoren zu verrechnen, de Facto die Wiedergaberaumakustik weitgehend aus dem Signalweg zu subtrahieren statt sie zu bedämpfen, ein diskussionsfähiger Ansatz ist.


Gruss Helmut

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Re: Mono zu Pseudo-Stereo

Beitragvon noki » 01.06.2010, 23:35

syntheticwave hat geschrieben:...wir sind uns erstmal drüber einig, im Freifeld entstehen keine Spiegelschallquellen. Es gibt nichts, ausser der direkten Welle. Sie läuft auf einer Gerade vom Sender zum Empfänger, der Empfänger hat keine Information über den Startzeitpunkt, dann gibt es keine Möglichkeit, die Entfernung zu bemessen. Höchstens eine grobe Einschätzung über subjektive Erfahrungswerte bezüglich Pegel und Hochtonanteil. Ohne Entfernung aber ist eine Schallquelle nicht lokalisiert. Nur ihre Richtung ist bestimmt. Für die Lokalisation brauchen wir die Reflexionen.

Natürlich kann man Quellen ohne Reflexionen im Freifeld lokalisieren: man trianguliert einfach über min. 3 Mikrofone (der Schnittpunkt der 3 Ereignisebenen ist die 3D-räumliche Quellposition)!

Nur für die Stereophonie benötigt man Reflexionen, um die Illusion räumlicher Tiefe, die eingangs erwähnte "Tiefenstaffelung", zu erzeugen. Ein exaktes Rückrechnen der Tiefe ist aber aufgrund des Informationsverlustes nur in Ausnahmefällen möglich (wozu bräuchte man es auch...).

Aber ich verstehe jetzt: es geht Dir tatsächlich um die räumliche Tiefe, die sich natürlich durch die Wellenfeldsynthese vollständig darstellen läßt. Aber dafür braucht man doch keine Spiegelquellen, das funktioniert im Freifeld ebensogut (bzw. besser) mit dem direkten Schallfeld (eben durch Laufzeitdifferenzen zwischen mehr als 2 Mikros geeigneter Positionen).
Deshalb verstehe ich den Ansatz nicht: die WFS benötigt die Spiegelquellen nicht, weil sie sowieso schon 3D liefert, und der stereophonen Wiedergabe nützt die Tiefeninformation nichts, da sie sie nicht darstellen kann.

Was die Kompensation des Wiedergaberaums angeht, bin ich sehr skeptisch. Wir haben hierzu schon viele Ansätze untersucht, und ich kann mit tiefster Überzeugung sagen, daß momentan die Bedämpfung eines Raumes die um Größenordnungen einfachste Lösung ist, leider.

edit: Ich habe erst jetzt bemerkt, daß Du Dich mit Lokalisation auf die subjektive Fähigkeit des Menschen bezogen hast. Mir ging es um die meßtechnisch/mathematische Möglichkeit der Lokalisation. Insofern gebe ich Dir Recht, daß wir Menschen die räumliche Tiefe sicher besser durch Reflexionen abschätzen können, die auch richtungskorrekt wiedergegeben werden, wie es bei der WFS der Fall ist.

Nils

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Re: Mono zu Pseudo-Stereo

Beitragvon syntheticwave » 02.06.2010, 07:12

Hallo Nils,

freut mich dass wir doch noch auf einen Nenner kommen. Natürlich kann man mit einer ausreichend breiten Basislinie zwischen den Mikrofonen im Freifeld hervorragend lokalisieren, aber wer hat schon drei Meter Ohrabstand? Im Gegensatz zur optischen Signalverarbeitung benutzen wir die Signalunterschiede zwischen den Rezeptoren ja um die Richtung der Schallquelle zu bestimmen, nicht ihre Entfernung.

Deshalb sind wir bei Phantomschallquellenwiedergabe in der Lage, mit psychoakustischen Mitteln eine Entfernung vorzutäuschen. In Wirklichkeit sind die Phantonschallquellen aber nicht unterschiedlich weit weg vom Zuhörer. Das kann man mit dieser einfachen Überlegung aus dem Absatz 1.2 in www.holophony.net nachvollziehen:

Der Ausgangspunkt aller Phantomschallquellen liegt ohnehin eindimensional auf der Linie zwischen beiden Lautsprechern. Das lässt sich nachvollziehen, wenn wir uns im Raum bewegen. Steht im Konzertsaal zum Beispiel die Violine von der Mitte aus gesehen genau vor der Pauke, so hören wir beide Instrumente aus derselben Richtung. Setzen wir uns nun aber auf den äußeren rechten Platz so hören wir die Violine deutlich links von der Pauke. Mit Phantomschallquellen reproduziert bleiben aber beide Instrumente in der gleichen Richtung, unabhängig von der Zuhörerposition. Beide Phantomquellen haben demnach einen gemeinsamen Ausgangspunkt.


noki hat geschrieben:Deshalb verstehe ich den Ansatz nicht: die WFS benötigt die Spiegelquellen nicht, weil sie sowieso schon 3D liefert, und der stereophonen Wiedergabe nützt die Tiefeninformation nichts, da sie sie nicht darstellen kann.

Was die Kompensation des Wiedergaberaums angeht, bin ich sehr skeptisch. Wir haben hierzu schon viele Ansätze untersucht, und ich kann mit tiefster Überzeugung sagen, daß momentan die Bedämpfung eines Raumes die um Größenordnungen einfachste Lösung ist, leider.

Nils


Die Wellenfeldsynthese, wie sie in der Praxis mit den horizontalen Lautsprecherreihen realisiert ist, ist nicht dreidimensional. Das ist ein Marketing- Gag, auch in den Forschungsinstituten weiss man dass eine horizontale Ebene zweidimensional ist. Mit dem frontalen Lautsprecherfeld wirklich auch die Elevationsebene zu beherrschen, wäre sicher ein deutlich hörbarer Fortschritt. Aber zweidimensional ist sie wirklich, dass die Violine am rechten Platz links von der Pauke zu hören ist, kann ich bestätigen. Das halte ich für einen Riesen- Fortschritt, weil mit den festen Quellpositionen auch die korrekten Doppler- Effekte verbunden sind. Die nutzen wir glaube ich mehr, als uns bewusst ist für die Lokalisation.

Die Skepsis bei der Kompensation teile ich, sie wird nicht perfekt gelingen. Aber wenn ich es genau betrachte, wundert mich immer wieder dass wir bei der konventionellen Lautsprecherwiedergabe von der Musik doch deutlich mehr wahrnehmen können, als den Takt. Unsere auditive Wahrnehmung ist offensichtlich sehr fehlertolerant. Wenn wir die räumliche Staffelung der Schallwellen wenigstens annähernd korrekt reproduzieren werden wir eine athemberaubende Natürlichkeit wahrnehmen.


Gruss Helmut

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Re: Mono zu Pseudo-Stereo

Beitragvon noki » 02.06.2010, 09:56

syntheticwave hat geschrieben:Die Wellenfeldsynthese, wie sie in der Praxis mit den horizontalen Lautsprecherreihen realisiert ist, ist nicht dreidimensional. Das ist ein Marketing- Gag, auch in den Forschungsinstituten weiss man dass eine horizontale Ebene zweidimensional ist.

Ja, ich meinte schon die vollständige WFS in 3D.

Es ist auch interessant, daß selbst mit einer 5.1 Anordnung bereits ansatzweise die Krümmung von Wellenfronten abgebildet werden können und dadurch die Entfernungswahrnehmung verbessert wird.

Nils

p.s., meßtechnisch reichen bereits Mikrofonabstände von deutlich <1m um im Freifeld beeindruckende Quellenkartierungen zu erstellen.

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Re: Mono zu Pseudo-Stereo

Beitragvon RainerG » 02.06.2010, 10:36

noki hat geschrieben:Natürlich kann man Quellen ohne Reflexionen im Freifeld lokalisieren: man trianguliert einfach über min. 3 Mikrofone (der Schnittpunkt der 3 Ereignisebenen ist die 3D-räumliche Quellposition)!



Hallo Nils,


ich glaube kaum, daß das präzise möglich ist. Wenn man 3 Mikrofone auf einer Schiene - so wie wir sie von der AB-Technik her kennen - montieren und dann in unsere Übertragungskette integrieren: Wo soll das 3. Mikrofon zugeschaltet werden? Das L und R- Mikrofon ist klar, aber das 3. Mikrofon können wir nur entweder auf einen 3. separaten Kanal legen wie bei Surround oder auf beide Stereokanäle gleichpegelig legen. Dann haben wir aber eine Fehllokalisation weil die Schallquelle mehrfach abgebildet wird und weil die Signale des 3. Mikrofons in beiden Stereokanälen 100% korreliert sind. Jedes der 3 Mikrofone bildet mit jedem anderen ein "Stereopaar" welches seine eigene Lokalisationsfunktion entwickelt.
Meßtechnisch kann dies funktionieren, aber es bedarf dazu 3 separater Kanäle die dann von einem entsprechenden Algorithmus ausgewertet werden müssen um die exakte Position der Schallquelle zu bestimmen.

Ich erinnere mich an die Mitte der 70-er Jahre wo die Kunstkopftechnik startete. Da wurde anfangs eine Demonstration des KK durch Dr. Georg Plenge von Heinrich-Hertz-Institut vorgenommen, wo er draußen im Freien den Kunstkopf von der Seite ansprach aus Enfernungen von 5m, 10m, 20m, 40m und 80m. Es war nicht möglich, die Entfernung exakt zu bestimmen, die Sprache wurde einfach nur leiser.
Ich denke, wir können Enfernungswahrnehmung im Freien nur dadurch bewerkstelligen, daß uns gewisse "Hörmuster" bekannt sind. Wenn es völlig unbekannte Schallereignisse sind, dürfte dies sehr schwer fallen oder völlig unmöglich sein.



MfG
Rainer
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noki
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Re: Mono zu Pseudo-Stereo

Beitragvon noki » 02.06.2010, 12:22

RainerG hat geschrieben:Meßtechnisch kann dies funktionieren, aber es bedarf dazu 3 separater Kanäle die dann von einem entsprechenden Algorithmus ausgewertet werden müssen um die exakte Position der Schallquelle zu bestimmen


Genau so war es gemeint. Natürlich dürfen die Mikros dazu nicht in einer Linie angeordnet sein, sondern müssen eine Fläche bilden, deren Normale ungefähr in Richtung der Schallquellen weist.

Ich hatte ursprünglich Helmuts Aussagen so interpretiert, daß generell keine Lokalisation im Freifeld möglich sei, was meßtechnisch natürlich möglich ist (siehe Systeme von B&K, GfAI etc.). Das hat mich in meiner Physiker-/Ingenieurs-Ehre getroffen. :-P
Er bezog sich aber nur auf das menschliche Gehör, und da hat er recht.

Es ist interessant, daß Du Kunstköpfe ansprichst; ich hatte bei der Diskussion über WFS auch den Gedanken, daß man hier im Grunde das gleiche Endergebnis erhält, nur mit dem Nachteil, daß man nicht den Kopf im Schallfeld drehen oder bewegen kann. Denn auch hier nimmt man durch die HRTF die Reflexionen aus der richtigen Richtung war. Das steht und fällt natürlich mit der Ähnlichkeit der HRTF des Kunstkopfes zur eigenen. Wir haben Kunstköpfe und Kopfbügelmikrofone von HEAD-Acoustics, und die sind in dieser Hinsicht meiner Meinung nach nicht so gut (dafür aber im System kalibrierbar).

Nils

syntheticwave
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Re: Mono zu Pseudo-Stereo

Beitragvon syntheticwave » 02.06.2010, 12:22

noki hat geschrieben:
Ja, ich meinte schon die vollständige WFS in 3D.

Es ist auch interessant, daß selbst mit einer 5.1 Anordnung bereits ansatzweise die Krümmung von Wellenfronten abgebildet werden können und dadurch die Entfernungswahrnehmung verbessert wird.


... die dreidimensionale WFS ist , soweit ich weiss, bisher noch nicht praktisch realisiert. Was ich gehört habe ist, dass man in Detmold bei einer WFS- Anlage nun mit Zusatzlautsprechern an der Decke experimentiert hat, um die Elevationsebene darzustellen. Sicher zielt man damit aber nicht auf einen breiten Einsatz im Heimbereich ab.

Von 5.1 über WFS halte ich gar nichts. Da werden nur sogenamnnte "virtual panning spots", simulierte Lautsprecherboxen, als virtuelle Schallquelle ausserhalb des realen Aufnahmeraumes plaziert. Dann werden Pegel- und Richtungsänderungen zu diesen weit entfernten Quellen natürlich klein, wenn sich der Zuhörer im Abhörraum bewegt. Entsprechend gross wird der Sweet- Spot. Für einen stationären zuhörer in Zimmermitte bringt das aber überhaupt keinen Vorteil. Er hört wieder Lautsprecherboxen, nicht die Quelle selbst. Die Wiedergabe ist wieder phantomschallquellenbasiert, nicht besser als die konventionellen Verfahren und auch nicht dreidimensionaler.

Das kann man mit einem billigen Soundprojektor auch haben, die Ausgangspunkte der Wellenfronten liegen da auch hinter den realen Wänden.


Gruss Helmut


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