Verfahren zur Schallwiedergabe, insbesondere in abgeschlossenen Räumen, und Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Schallwiedergabe insbesondere in abgeschlossenen Räumen, mittels einer Schallaufzeichnung, die ausser einer einzigen Spur oder mehreren gegebenenfalls eine stereophonische Aufzeichnung tragenden Spuren eine zusätzliche Spur aufweist, deren Signal nach dem Abtasten einer Anzahl über den Wiedergaberaum verteilter z. B. längs seiner Begrenzung angeordneter Lautsprecher zur Erzielung von diffusem Schall zu geführt wird.
Unter letzterem ist im vorliegenden Fall Schall zu verstehen, der den Hörer im wesent lichen aus sämtlichen Richtungen mit etwa gleicher Intensität und etwa gleicher Verzögerung erreicht. Es ist aber möglich, im diffusen Schallbild eine Lo kalisierung des Schalles in bestimmten Lautsprechern zu bewirken, z. B. im Fall eines zusammen mit einem Orchester auftretenden Solisten.
Ein solches Verfahren hat den Vorteil, dass die Anwesenheit oder Abwesenheit und die Art des diffusen Schalles bei der Aufzeichnung bestimmt werden kann und dies deshalb nicht mehr an der Wiedergabestelle zu erfolgen braucht. Dies ist ein wichtiger Vorteil zumal die Aufzeichnung, oder Kopien derselben, gewöhnlich an vielen Orten wie dergegeben werden muss bzw. müssen.
Ein solches Verfahren kann z. B. in einem Kino saal Anwendung finden, wo die Schallaufzeichnung zusammen mit dem Bildfilm synchronisiert auf einem Filmstreifen vorkommen kann. Die Lautsprecher zur Wiedergabe der gegebenenfalls stereophonischen Signale in den verschiedenen Spuren, die in einem Kinosaal im allgemeinen hinter dem Projektions schirm angeordnet sind und die Abstrahlung des direkten Schalles bewirken, werden im folgenden als direkte Lautsprecher, die übrigen Lautsprecher als indirekte Lautsprecher bezeichnet.
Um eine Beeinträchtigung der naturgetreuen Wiedergabe zu verhüten, die durch die starke Richt- wirkung der direkten Schallabstrahlung herbeigeführt wird, ist es bereits bekannt, den Schall der indirekten Lautsprecher dem Hörer mit der gleichen Verzöge rung zuzuführen. In dieser Weise ist eine gewisse Diffusion des wiedergegebenen Schalles erreichbar, und das Klangbild entspricht besser der Wirklichkeit, wo ebenfalls ein beträchtlicher Anteil des Schallein druckes von der Reflexion an den Wänden herrührt.
Dieses Verfahren erscheint jedoch keineswegs unbedenklich. Mitunter ist es nämlich erwünscht, Schall eines bestimmten Charakters, wie z. B. Musik, mittels direkter Lautsprecher ohne Lokalisierung des Schallbildes wiederzugeben, so dass die Gesamt schallwiedergabe für den Hörer in sämtlichen Rich tungen die gleiche ist. Hierbei sei auf die sog. Stim- mungs-(Hintergrund)musik Bezug genommen, die als Begleitung eines Bildfilms wiedergegeben wird, wobei kein direkter Zusammenhang zwischen akustischer und visueller Beobachtung besteht, so dass ein Be dürfnis nach Lokalisierung fehlt.
Bei dem obengeschilderten Verfahren tritt nun die Schwierigkeit auf, dass ein Hörer den Schall zu nächst von dem nächstgelegenen Lautsprecher emp fängt, bei dem die Laufzeit des Schalles am gering sten und die Stärke am grössten ist. Infolgedessen entsteht der Absicht des Spielleiters zuwider eine Lokalisierung des Schallbildes an diesem Lautspre cher.
Die einheitliche Verzögerung des Signals, mit dem die indirekten Lautsprecher beim geschilderten Verfahren gespeist werden, kann innerhalb gewisser Grenzen beliebig gewählt werden. Es hat sich aber gezeigt, dass folgende Bedingungen erfüllt werden müssen: einerseits darf der indirekte Schall einen be- iiebigen Hörer im Raum nicht eher als der direkte Schall erreichen, da sonst eine falsche Lokalisierung des Schallbildes erfolgt; anderseits soll der Zeitunter schied zwischen indirektem und direktem Schall einen bestimmten Grenzwert von etwa 50 ms nicht über steigen, da sonst zwei getrennte Signale gehört wer den (Echowirkung).
Es hat sich gezeigt, dass diese beiden Bedingun gen um so schwieriger erfüllbar sind, je grösser der Wiedergaberaum bemessen wird. Dies rührt daher, dass die durch die Entfernung des Lautsprechers von dem Hörer bedingten Schallaufzeiten bei einer Raumvergrösserung ebenfalls zunehmen und sich in folgedessen für die richtige Beobachtung an einer be liebig gewählten Stelle störend auswirken können. Dies wird im folgenden an Hand der Zeichnung näher erläutert.
Die Anmelderin hat festgestellt, dass es möglich ist, die geschilderten Schwierigkeiten auch für Räume, in denen die Verzögerungszeiten von der gleichen Grössenordnung oder grösser als diejenigen sind, die bei der Aufzeichnung zwischen dem direk ten und indirekten Schall aufgenommen worden sind, zu verringern.
Beim Verfahren nach der Erfindung wird die zusätzliche Spur von mehreren, auf dieser Spur hin tereinander angeordneten Wiedergabeelementen ab getastet und das Signal eines jeden Wiedergabeele mentes mit verschiedener Intensität und; oder Klang- farbe bestimmten Lautsprechern oder Lautsprecher gruppen zugeführt. Durch die Massnahme nach der Erfindung ist es möglich, verschiedene Lautsprecher oder Lautsprechergruppen mit verschiedenen Ver zögerungszeiten zu speisen.
Hierdurch lassen sich die vorerwähnten Nachteile beseitigen, indem die Lauf zeitunterschiede der verschiedenen indirekten Laut sprecher untereinander und gegebenenfalls auch noch in bezug auf die direkten Lautsprecher, wenn diese auch bei der Wiedergabe verwendet werden, ausge glichen werden. Hierdurch wird erreicht, dass die Lautsprecher einen diffusen Schall erzeugen, bei dem nahezu keine Richtung lokalisierbar ist, und deshalb Hintergrundmusik in der gewünschten Weise wieder gegeben werden kann. Als Beispiel sei hier der Fall eines mit einem Orchester zusammenarbeitenden Solisten angenommen.
Es ist dann erreichbar, dass die indirekten Lautsprecher die Orchesterwiedergabe mit sämtlichen Vorteilen der Erfindung als diffusen Schall wiedergeben, während der Solist von den di rekten Lautsprechern lokalisiert wird. Hieraus geht hervor, dass es beim Verfahren nach der Erfindung tunlich ist, eine diffuse Schallabstrahlung mit den indirekten Lautsprechern für den Fall zu bewirken, dass die direkten Lautsprecher ein anderes Signal wiedergeben.
Wenn, wie es z. B. bei Stimmungsmusik denkbar ist, sämtliche Spuren, einschliesslich der zusätzlichen Spur, das gleiche Signal enthalten oder falls sie wenigstens ein gemeinsames Signal enthalten, ist es möglich, die Verzögerung der von den indirekten Lautsprechen wiedergegebenen Signale richtig zu wählen, um eine Lokalisierung an den direkten Laut sprechern zu bewirken. Ein Beispiel hierfür ist der Fall, dass die Darbietung eines Sängers von sämt lichen Lautsprechern wiedergegeben wird und Loka lisierung an den direkten Lautsprechern erwünscht ist.
Beim Verfahren nach der Erfindung kann, um eine Lokalisierung der virtuellen Schallquelle mit dem (der) nicht von der zusätzlichen Spur gespeisten Lautsprecher oder Lautsprechergruppe zu ermög lichen, die Wiedergabe des gemeinsamen Signals mit tels des ersten Wiedergabegerätes, das die zusätz liche Spur abtastet, in hinreichendem Masse zweck mässig um 5 bis 50 ms gegenüber der Wiedergabe der andern Spuren verzögert werden.
Dies beruht auf der Erscheinung, dass unterhalb einer Verzöge rungszeit von 5 ms die Wirkungen, hinsichtlich der Lokalisierung, von Zeitunterschieden und Intensitäts unterschieden den gleichen Einfluss haben (wobei die Wirkung einer Verzögerung von 1 ms annähernd den gleichen Einfluss wie eine Intensitätsschwächung von 5 dB hat) und die Wirkungen sich addieren, während bei einer Verzögerungszeit von mehr als 5 ms die Richtung des erstankommenden Schalles überwiegt und nur von praktisch sehr grossen Inten sitätsunterschieden beeinflusst werden könnte.
Die Verzögerung ist dadurch erreichbar, dass sie bereits bei der Aufnahme in die Aufzeichnung ein geführt wird oder dass das erste Wiedergabegerät entsprechend längs der zusätzlichen Spur versetzt an geordnet wird.
In der beiliegenden Zeichnung ist ein Ausfüh rungsbeispiel einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt Fig. 1 einen abgeschlossenen Raum, an dessen Wänden sowohl direkte als auch indirekte Lautspre cher verteilt angeordnet sind und Fig. 2 einen Teil einer Tonaufzeichnung mit mehreren magnetischen Wiedergabeköpfen.
In Fig. 1 sind in einem abgeschlossenen Raum 1 an einer Seite direkte Lautsprecher 2, 3 und 4 ange ordnet. Diese strahlen drei zusammengehörende stereophonische Signale ab. An den andern Seiten sind ebenfalls Lautsprecher 5, 6 und 7 angeordnet, welche den indirekten Schall abstrahlen. Die Laut sprecher 5 und 6 sind miteinander verbunden.
Zur Schallwiedergabe im Raum 1 sind die Laut sprecher bzw. Lautsprechergruppen mit eine Schall aufzeichnung abtastenden Wiedergabegeräten ver bunden. Diese Aufzeichnung umfasst drei stereo phonische Spuren zur Speisung der Lautsprecher 2, 3 und 4. Daneben gibt es eine zusätzliche Spur, die ein Signal enthält, das von dem Signal der übrigen Spuren verschieden oder auch bereits in diesen Spu ren vorhanden ist.
Ein bei A befindlicher Hörer wird bei einer be stimmten Grösse des Raumes 1 den direkten Schall z. B. nach 70 ms empfangen. Dies entspricht- einem Abstand von etwa 24 m. Soll hierbei der Ort des Schallbildes nicht am Ort A lokalisiert werden, so muss der indirekte Schall aus dem Lautsprecher 7 um mindestens 70 ms verzögert werden. Falls die gleiche Verzögerung ebenfalls den Lautsprechern 5 gegeben wird, so hört ein Hörer bei B, der etwa gleich weit von dem Lautsprecher 3 wie von dem Lautsprecher 5 entfernt ist, den indirekten Schall als Echo des direkten Schalles. An Hand von Fig. 2 wird beschrieben, wie diesem Übelstand abgeholfen worden ist.
In Fig. 2 ist ein Teil einer Tonaufzeichnung mit einer Wiedergabevorrichtung zur Verwendung beim Verfahren nach der Erfindung dargestellt. Auf einem Träger 8 sind vier magnetische Tonspuren 9, 10, 11 und 12 aufgezeichnet, von denen die ersten drei stereophonische Signale darstellen; 12 ist eine zu sätzliche Spur.
Diese Spuren werden von Wieder gabeköpfen 2, 3, 4, 5, 6 und 7 abgetastet, deren Numerierung entsprechend den Lautsprechern ge wählt ist, mit denen sie verbunden sind. Da die Köpfe 5, 6 und 7 längs der zusätzlichen Spur 12 hintereinander angeordnet sind, besitzen die den Lautsprechern 5, 6 und 7 zugeführten Signale ver schiedene Verzögerungszeiten, die durch Verschie bung der Köpfe längs der Spuren derart gewählt wer den, dass die Lautsprecher mit um so grösserer Ver zögerung gespeist werden, je grösser ihr Abstand von den direkten Lautsprechern ist.
In dieser Weise ist es möglich, an jedem beliebigen Ort eine derart in direkte und direkte Schallabstrahlung zu bewirken, dass die vorgenannten Bedingungen erfüllt sind.