DE2023377B2 - Verfahren zur raeumlichen wiedergabe von schallsignalen und anordnung zu seiner durchfuehrung - Google Patents
Verfahren zur raeumlichen wiedergabe von schallsignalen und anordnung zu seiner durchfuehrungInfo
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- H04S5/02—Pseudo-stereo systems, e.g. in which additional channel signals are derived from monophonic signals by means of phase shifting, time delay or reverberation of the pseudo four-channel type, e.g. in which rear channel signals are derived from two-channel stereo signals
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Description
Al =0,22
+ sin ^A [ms].
(Hierin ist #1 in rad einzusetzen.)
3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand der Spitze (Z) der beiden
gleichschenkligen Dreiecke von den Basislinien ungleich ist.
4. Anordnung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel #1 = 66°, der
Winkel #2 = 104° gewählt, die Zeitverzögerung so
bemessen ist, daß die diagonalen Schallsignale im Berührungspunkt (Z) der Dreiecke um ca.
At = 0,3 ms verzögert eintreffen und die Filter zur
Frequenzgangbeeinflussung der hinteren Lautsprecher (HL und HR) so gewählt sind, daß die diesen
Lautsprechern (HL und HR) zugeführten Schallsignale einen zusätzlichen Frequenzgang ab 700 Hz
aufwärts mit Absenkung um 6 dB/Oktave und eine Pegelabsenkung von ca. 6 dB bei 1000 Hz erhalten.
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur räumlichen Wiedergabe von Schallsignalen, die mittels
einer Mikrofonanordnung in einem Kunstkopf erfaßt worden sind, über auf beiden Seiten der Symmetrieebene
des Kopfes des Hörers angeordnete Lautsprecher, wobei den Ohren des Hörers Kompensationssignale
zugeführt werden.
Die bekannten stereophonen Aufnahme- und Wiedergabeverfahren sollen in einem Raum erzeugte
Schallereignisse, z.B. die Musik eines Orchesters in einem Konzertraum, einem außerhalb dieses Raumes
befindlichen Hörer in möglichst großer Natuirireue vermitteln, und zwar so, als befände sich der Hörer in
diesem Konzertraum. Hierzu ist es erforderlich, daß einmal, die Schallquelle, also das Orchester, in ihrer
Breite und Tiefe akustisch so abgebildet wird, wie sie sich dem in dem Konzertraum befindlichen Hörer
darbietet, und daß zum anderen dem Hörer ein Raumeindruck vermittelt wird, so daß er der Illusion
unterliegt, er befinde sich in dem Konzertraum selbst
Die bisher bekanntgewordenen derartigen Verfahren vermögen keine dieser Forderungen voll befriedigend
zu erfüllen, da weder das Aufnahmeverfahren noch das Wiedergabeverfahren befriedigende Resultate ergibt
Bei einem bekannten Aufnahmeverfahren werden in der Nähe der Klangquelle, beispielsweise des Orchesters,
in geringem Abstand angeordnete Mikrophone vorgesehen, die mit zwei getrennten Mikrophonkapseln
das am Mikrophonort herrschende Schallfeld in unterschiedlicher Weise abtasten. Da sich diese
Mikrophone nicht an derjenigen Stelle befinden, an der ein Hörer im Zuhörerraum sitzt, kann schon aus diesem
Grunde eine einwandfreie akustische Aufnahme nicht erfolgen.
Auch die bekannte Erweiterung auf 4 Übertragungskanäle, wobei die beiden zusätzlichen vornehmlich der
Übertragung der Raumeigenschaften dienen, bringt keine prinzipielle Verbesserung bezüglich der Erfüllung
der obengenannten Forderungen. Um hier Abhilfe zu schaffen, ist es auch bekannt, die Mikrophone in einen
sogenannten Kunstkopf zu setzen, der im Zuschauerraum an einer günstigen Stelle angeordnet wird. Dieser
Kunstkopf ist beiderseitig mit je einem Mikrophon ausgestattet um bei der Aufnahme der Schallereignisse
einen Zustand zu schaffen, der dem des Hörers ähnlich ist. Diese Mikrophone sind bei dem bekannten
Kunstkopf anstelle der Ohrmuscheln an den Außenseiten des Kopfes befestigt Wenn auch dieser bekannte
Kunstkopf gegenüber den Aufnahmemikrophonen in der Nähe des Orchesters vorteilhaft ist, so werden bei
ihm doch nicht diejenigen akustischen Bedingungen berücksichtigt, die bei dem menschlichen Ohr gegeben
sind. Insoweit ist also das Aufnahmeverfahren mittels eines Kunstkopfes dieser Bauart auch noch mit Mangeln
behaftet.
Diese Mängel entfallen, wenn der Kunstkopf so ausgestaltet wird, daß die Einflüsse des äußeren Ohres
durch entsprechende Nachbildungen nachgeahmt werden.
(Kürer, Plenge, Wilkens Vortrag: 37th Convention AES, New York 1969)
Bei der Wiedergabe der Schallsignale ist es bekannt, in dem Abhörraum zwei Lautsprecher in einem
geeigneten Abstand anzuordnen, und die Membranen so zueinander zu drehen, daß ihre Achsen sich in einem
Punkte der Mittelebene zwischen den Lautsprechern treffen. Fällt hierbei auf einen Hörer Schall aus
mehreren Richtungen gleichzeitig ein, und sind diese Schallsignale untereinander gleich, so werden die
Schalle als ein einziges Signal wahrgenommen, dessen scheinbare Einfallsrichtung von den tatsächlichen
Einfallsrichtungen abweicht.
Hierbei kann von dem Hörer die Schallquelle nur auf der Verbindungslinie zwischen den beiden Lautsprechern
lokalisiert werden. Ausnahmen sind möelich.
nämlich dann, wenn 2 gleiche oder nahezu gleiche Schallsignale Phasenunterschiede aufweisen. (G a r d ner,
M. B.: Image Fusion, Broadening and Displacement in Sound Localization, J. A. S. A [1969], S. 339.) Die
Vermittlung von Entfernungseindrücktn ist bei dieser
Wiedergabemethode nur ersatzweise durch Simulation mit Hilfe von Klangfarben und Lautstärkeänderungen
möglich. Die Vermittlung eines Raumeindruckes ist auf eine Information über die Halligkeit beschränkt
Weiter ist eine Schaltungsanordnung zur Wiedergabe stereophoner Darbietungen im Zweikanalverfatiren
mittels Lautsprecher in einem kleinen, überwiegend schallungünstigen Raum vorgeschlagen worden (DT-AS
20 22 605), die gekennzeichnet ist durch zwei nebeneinander ohne Basisabstand angeordnete, den unveränderten
Gesamtinhalt beider Stereokanäle voll wiedergebende Hauptlautsprecher zur Erzeugung eines auf den
Hörer gerichteten stereotransparenten DLektschalls und durch einen oder mehrere beliebig an Seiten —
oder Rückwänden — des Hörraums in beliebigen Schallrichtungen unkritisch angeordnete Nebenlautsprecher
zur Erzeugung eines geschwächten, aus dem Gesamttonbild nicht mehr vorhörbaren und eine
Laufzeit aufweisenden Nebenschalls, erzeugt mittels eines Raumtongerätes, enthaltend einen wahlweise aus
einem der Stereokanäle des Hauptverstärkers gespeisten, im Vergleich zum Hauptverstärker Ve bis '/2 so
starken, bis gerade an die Wahrnehmbarkeitsgrenze verhallten gesonderten »Monoverstärkers« für den
bzw. die Nebenlautsprecher, ein Laufzeitgerät und eine Einknopf-Reglergruppe zur eine Fehlbedienung ausschließenden Erzeugung von physikalisch richtig nachgebildeten,
akustisch den Hörraum vergrößernden Schallreflexionen und damit einer echten Saalilluision,
die den in der Sendung enthaltenen Rauminformationen der Originaldarbietung eine glaubhaft identifizierende
Projektionsgrundlage bietet und dem Hörer jede freie Ortsveränderung erlaubt
Es gelingt zwar, mit dieser Anordnung eine Art Raumillusion zu erzeugen, jedoch ist dies mit einem
außerordentlichen Aufwand verbunden.
Es sei noch vermerkt, daß Aschoff 1962 bereits
eine Aufnahmeanordnung vorgeschlagen hat, die aus getrennten Aufnahmekanälen für die Direkt- und
Rauminformation besteht, deren Wiedergabe die gleiche Raumillusion herbeiführen soll, wie die vorerwähnte
Schaltungsanordnung (A s c h ο f f: »Über das räumliche Hören«, Sonderdruck aus Arbeitsgemeinschaft
für Forschung des Landes Nordrhein-Westfalen, Heft 138, Westdeutscher Verlag Köln und Oplaüen). Bei
diesem Verfahren gehen Informationen über unterschiedliche Richtungseinfälle der Schallquellen zur
Aufnahmeanordnung völlig, Informationen über die Entfernung der Schallquellen weitgehend verioren.
Eine Verbesserung der räumlichen Wiedergabe bringt das mit dem DT-PS 19 41 636 vorgeschlagene
Verfahren zur richtungsgetreuen breitbandigen Wiedergabe von stereophonen Signalen, bei dem bei
Darbietungen für einen Hörer über ein Lautsprecherpaar dessen Lautsprecher auf beiden Seiten der
Symmetrieebene des Hörerkopfes angeordnet sind, durch Anwendung von Kompensationssignalen die
beiden Ohren des Hörers an einem Hörerplatz getrennt von den Signalen eines stereophonen Signalpaares
erregt werden.
Ziel dieses Verfahrens ist es, an den Ohren des Hörers hinreichend entkoppelte Signale für die beiden Kanäle
eines Stereoübertragungsverfahrens zu erzeugen. Die Anordnung hat den Nachteil, daß die Kompensation des
Übersprechens nur für einen Hörerplatz wirksam werden kann.
Aufgabe der Erfindung ist es, über einen Kunstkopf hörrichtig aufgenommene Schallsignale in einem
Wiedergaberaum so über Lautsprecher abzustrahlen, daß ein Eindruck eines allseitigen Schalleinfalls entsteht
und korrekte Richtungsortung gewährleistet ist Dadurch soll in einem gewissen Bereich des Abhörraumes
ίο um einen optimalen Punkt für einen Hörer die
weitgehende Illusion entstehen, als befände er sich bei dieser elektroakustischen Darbietung tatsächlich in der
Umgebung, beispielsweise in dem Raum, in dem die Schallquelle sich bei der Aufnahme befand und die daher
die vorstehend angegebenen Mängel beseitigt
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren zur räumlichen Wiedergabe von Schallsignalen, die mittels
einer Mikrophonanordnung in einem Kunstkopf erfaßt werden, über auf beiden Seiten der Symmetrieebene des
Kopfes des Hörers angeordnete Lautsprecher, wobei den Ohren des Hörers Kompensationssignale zugeführt
werden gemäß der Erfindung dadurch gelöst daß erste Signale von je einem Mikrophonkanal des Kunstkopfes
unmittelbar oder nach Speicherung auf je einen vorderen Lautsprecher gegeben werden und daß zweite
Signale, die gegenüber den ersten Signalen in der Phase umgekehrt und zeitverzögert sind und entsprechend der
Kopfabschattung unterschiedlichen Frequenzgang und unterschiedlichen Pegel aufweisen, jeweils einem dem
entsprechenden vorderen Lautsprecher diagonal gegenüberliegenden hinteren Lautsprecher zugeführt
werden.
Blei einer Anordnung zur Durchführung des Verfahrens werden die Lautsprecher gemäß weiterer Ausgestaltung
der Erfindung paarweise an den Basiseckpunkten zweier sich mit der Spitze berührender gleichschenkliger
Dreiecke mit parallelen Basislinien angeordnet. Hierbei kann es zweckmäßig sein, die
Entfernung der Spitzen der gleichschenkligen Dreiecke von den beiden Basislinien ungleich zu machen.
Wie erwähnt, unterschieden sich die von den in der Diagonale gegenüberliegenden Lautsprecher abgestrahlten
Signale sowohl bezüglich der gegenseitigen Phasenlage wie auch nach Frequenz und Pegelhöhe.
Außerdem treffen die diagonalen Signale am Berührungspunkt der Dreiecke um ein Zeitintervall At
gegeneinander verzögert ein. Die beispielsweise für eine; bestimmte Aufstellung zu wählende Verzögerung
berechnet sich aus folgender Formel:
,1 t = 0,22 f^- + sin ^A [ms] .
Hierin sind #1 und #2 die Winkel der beiden
gleichschenkligen Dreiecke am Berührungspunkt der Dreiecke. #1 ist in rad einzusetzen.
Das Verfahren nach der Erfindung bietet den Vorteil, daß für einen optimalen Abhörpunkt an der Berührung
der Spitzen der beiden Dreiecke die eingangs erwähnten Forderungen hinsichtlich der räumlichen
Wiedergabe erfüllt werden. Es bietet ferner den Vorteil, daß auch beim Abhören der Wiedergabe für einen
Hörer, der sich nicht im optimalen Abhörpunkt befindet durch den aus den vier Richtungen mit unterschiedlichen
Phasen, Pegeln und Laufzeiten einfallenden Schall der Eindruck eines Schallfeldes mit vielen unterschiedlichen
Schalleinfallsrichtungen erhalten bleibt
Ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung, mit der das
Ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung, mit der das
Verfahren gemäß der Erfindung ausgeübt werden kann, veranschaulicht die Figur. Hierin sind mit VL der vom
linken Kunstkopfmikrophon, mit VR der vom rechten Kunstkopfmikrophon erregte Lautsprecher bezeichnet
Beide Lautsprecher sind an den Eckpunkten der Basis eines gleichschenkligen Dreiecks mit dem Winkel #i an
der Spitze Zdes Dreiecks angeordnet. Die Lautsprecher HL und HR befinden sich an den Basiseckpunkten eines
gleichschenkligen Dreiecks mit dem Winkel #2 an der
Spitze Z, wo sich beide Dreiecke berühren. Der
Lautsprecher HR wird über ein Phasenumkehrglied, ein Filter zur Frequenzgang- und Pegelbeeinflussung und
ein Laufzeitglied vom gleichen Mikrophonkanal — also
IO
dem linken — gespeist wie der Lautsprecher VL
Analog erfolgt die Speisung des Lautsprechers HL vom rechten Mikrophonkanal des Kunstkopfes. Eine gute
räumliche Wiedergabe ergibt sich, wenn #i=66° und
#2 = 104° gewählt, die Laufzeitdifferenz so ausgewählt
wird, daß die von den Lautsprechern HL und HR abgestrahlten diagonalen Schallsignale im Punkt Z um
ca. 4r = 0,3ms verzögert eintreffen und die den
Lautsprechern HL und HR zugeführten Schallsignale nach Phasenumkehr um 180° einen zusätzlichen
Frequenzgang beginnend bei 700 Hz mit Absenkung um 6 dB/Oktave und einem Pegelunterschied von ca. 6 dB
bei 100 Hz erhalten.
Claims (2)
1. Verfahren zur räumlichen Wiedergabe von Schallsignalen, die mittels einer Mikrophonanordnung
in einem Kunstkopf erfaßt worden sind, über auf beiden Seiten der Symmetrieebene des Kopfes
des Hörers angeordnete Lautsprecher, wobei den Ohren des Hörers Kompensationssignaie zugeführt
werden, dadurch gekennzeichnet, daß
erste Signale von je einem Mikrophonkanal des Kunstkopfs unmittelbar oder nach Speicherung auf
je einen vorderen Lautsprecher (VL, VR) gegeben werden und daß zweite Signale, die gegenüber den
ersten Signalen in der Phas*. umgekehrt und zeitverzögert sind und entsprechend der Kopfabschattang
unterschiedlichen Frequenzgang und unterschiedlichen Pegel aufweisen, jeweils einem
dem entsprechenden vorderen Lautsprecher (VL, VR) diagonal gegenüberliegenden hinteren lautsprecher
(HR, HL) zugeführt werden.
2. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei
Lautsprecherpaare (VL und VT? bzw. HR und HL) an
den Basiseckpunkten zweier sich mit den Spitzen in einem Punkt (Z) berührender gleichschenkliger
Dreiecke mit parallelen Basislinien angeordnet sind und daß der Abstand der Basislinien von dem
Berührungspunkt (Z) der Spitzen der Dreiecke so gewählt ist, daß die von den diagonal gegenüberliegenden
Lautsprechern (HR und HL) abgestrahlten Schallsignale an den Berührungspunkten (Z) der
Dreiecke um ein Zeitintervall A t verzögert eintreffen, wobei sich das Zeitintervall At aus den von den
gleichen Schenkeln der Dreiecke eingeschlossenen Winkeln &\ und #2 nach folgender Formel berechnet:
Priority Applications (1)
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DE19702023377 DE2023377C3 (de) | 1970-05-09 | 1970-05-09 | Verfahren zur räumlichen Wiedergabe von Schallsignalen und Anordnung zu seiner Durchfuhrung |
Applications Claiming Priority (1)
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DE19702023377 DE2023377C3 (de) | 1970-05-09 | 1970-05-09 | Verfahren zur räumlichen Wiedergabe von Schallsignalen und Anordnung zu seiner Durchfuhrung |
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BE1020249A4 (fr) * | 2011-09-14 | 2013-07-02 | Bilteryst Pierre Jean | Procede de reproduction "a l'authentique" d'ambiances sonores composites captees globalement detaillees en spectrophonie par resonances electro-acoustiques. |
-
1970
- 1970-05-09 DE DE19702023377 patent/DE2023377C3/de not_active Expired
Also Published As
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