Time Correct Hearing In Space

Raum und Hördistanz Ein Tondokument enthält mehr oder weniger ausgeprägte Rauminformationen über die ursprüngliche akustische Umgebung. Im Idealfall der perfekten Reproduktion eines aufgenommenen Schallereignisses gibt es keine Reflexionen durch einen Abhörraum. In der Praxis gibt es diesen Idealfall nicht. Ein Wiedergaberaum fügt dem eine eigene, weitere Raumcharakteristik hinzu. Das Zeitfenster für den raumunabhängigen Direktschall umfasst dabei eine sehr kurze Zeitspanne von wenigen Millisekunden (Transienten). Was ist also die klangrelevante Information? Es ist letztlich die Schwingungsform, die wir als Zuhörer am Hörplatz, an unseren Hörorganen, erhalten. Wir sollten diese Schwingungsform messen und uns den Einfluss des Raumes darauf anschauen. Wie verändert eine Reflexion die Schallwellen? Wann haben Raumresonanzen Einfluss, und in welcher Form? Wie wirkt sich eine Rigips-Wand bei der Reflexion von Schall auf die Wellenform aus? Was passiert mit einer Schallwelle, wenn sie einen Vorhang durchdringt und an der dahinter liegenden Wand reflektiert wird? Was passiert mit der Wellenform, wenn Schall von einer Schrankwand reflektiert wird? Welche Summe bilden Direktschall und Reflexion in Bezug auf das, was wir hören, nämlich die Wellenform? Je nach Raumgegebenheiten wird der Anteil des "raumunabhängigen" Schalls (Direktschall) mehr oder weniger groß sein. Wir können die Raumakustik nur bedingt kompensieren. Der Kopf des Zuhörers befindet sich an einer bestimmten Stelle im Raum. Nur wenn wir ihn stets an exakt demselben Punkt im Raum platzieren, ergibt sich eine bescheidene Chance auf Erfolg. Sich beim entspannten Hören in den Sessel rutschen zu lassen oder den Sitzplatz zu wechseln, stellt aber alle Korrekturmaßnahmen auf den Kopf. Und wenn mehrere Personen gleichzeitig hören wollen? Man könnten noch am Lautsprecher basteln - aber für welche der unzähligen Raumakustiken? Es gibt nahezu genau so viele unterschiedliche Räume, wie es Wohnungen gibt. Was sind also häufige Gemeinsamkeiten in den Wohnräumen der Personengruppe, die einen bestimmten Lautsprecher kaufen? Eines haben alle Wohnräume gemeinsam: einen Fußboden. Dieser befindet sich bei Standboxen und bei Kompaktboxen auf einem Ständer sehr nah bei den akustischen Zentren. Der Fußboden ist beim Anwender eine immer vorhandene Begrenzungsfläche mit einer bedeutenden Wirkung auf das Bassverhalten. Daraus folgt: Lautsprecher sollten eine deutliche vertikale Bündelung aufweisen. Das zweite, was die meisten Wohnräume gemeinsam haben: Es befinden sich mehrere Sitzmöglichkeiten im Raum. Diese sind nicht übereinander, sondern nebeneinander angeordnet. Daraus folgt: Lautsprecher sollten horizontal eine Bündelung aufweisen, die eine praxisgerechte, weite Abstrahlung ermöglicht. Zudem sollten die, vom Lautsprecher aus gesehen, seitlichen Wände eher abgeneigt und weit genug entfernt sein. Und die Sitzplätze sollten ebenfalls einen ausreichenden Abstand von reflektierenden Flächen haben. Besonders vorteilhaft ist ein dicker Teppich im Bereich zwischen den Lautsprechern und den Sitzplätzen. Falls ein Tisch vor den Sitzplätzen steht, dann sollte man dessen Fläche mit einer schallabsorbierenden Auflage versehen, Tischläufer usw. oder zahlreiche Objekte darauf stellen. Auch das kann helfen. Da jeder Hörraum sein eigenes Reflexionsverhalten aufweist, gibt es keine Allgemeingültigkeit für ein irgendwie definiertes Abstrahlverhalten von Lautsprechern. Der Lautsprecher sollte unter den direktschallrelevanten Abstrahlwinkeln eine möglichst exakt gewandelte Schallstruktur abstrahlen. Die direktschallrelevanten Abstrahlwinkel sind in der Praxis: horizontal ca. 0 bis +/- 15° vertikal ca. 0 bis +/- 5° Wer sein eigenes Haus baut, kann versuchen, einen Architekten zu finden, der Räume so gestaltet, dass sie keine parallelen Wände aufweisen. Nur ein paar Grad Neigung zueinander bewirken Wunder. Nicht nur beim Lautsprecherhören, sondern jedes Geräusch schaukelt sich dann weniger auf.

Datei:2380350990 3 g-4.jpg Myro a priori 10.02

Die am Hörort dort eintreffenden Schallstrukturen setzen sich aus den vom Raum unbeeinflussten (Ausnahme: tiefe Frequenzen) direkten Schallanteilen und den durch die Reflexion veränderten indirekten Schallanteilen zusammen. Der Tieftonbereich ist der Bereich, in dem sich die ersten Reflexionen bereits auf den Einschwingvorgang überlagern. Hier gibt es so gut wie keinen unbeeinflussten Direktschallanteil mehr. Als Beispiel betrachte man einen 3-Wege Wandler, die Myro Time 2. Bei der Größe dieses Lautsprechers und dem erforderlichen größeren Messabstand sieht man (links) sehr schön die erste Raumreflexion und deren Überlagerung der Sprungantwort. Die ersten Millisekunden des Direktschalls, die von Reflexionen unbeeinflusst unser Hörorgan erreichen, nehmen wir gleichermaßen wahr wie die eines natürlichen Schallereignisses. Impulse und Einschwingvorgänge gelangen, mit Ausnahme des tieffrequenten Bereichs, direkt zum Hörorgan. Für die Wandlung und Übertragung von Impulsen und Einschwingvorgängen ist folgerichtig eine Messung am Ort des Hörorgans vorzunehmen. Bei geringem Hörabstand und großem Abstand der Lautsprecher von reflektierenden Flächen ist der Direktschall-Anteil groß. Bei großem Hörabstand und geringem Abstand der Lautsprecher zu reflektierenden Flächen ist der Direktschall-Anteil gering. Bei Nahfeldmonitoren ist demzufolge die Übertragungsfunktion in der Regel besonders im Direktschall, also in direkter Abstrahlrichtung, wichtig. Bei Fernfeldmonitoren ist demzufolge die Übertragungsfunktion in der Regel auch außerhalb der direkten Albstrahlrichtung wichtig.

Die Deformationen der Schallwellen beim Reflexionsvorgang sind ebenso wie die Deformation durch inkohärente Schallwandler Fremdeinflüsse. Doch pflanzen sich Fehler in der Wiedergabe auch in der Raumakustik fort:

• Raumreflexionen originalgetreu gewandelter Schallstrukturen klingen wie Reflexionen des Originals.
• Raumreflexionen nicht originalgetreu gewandelter Schallstrukturen klingen nicht wie Reflexionen des Originals.

Für das Ausklingen von Instrumenten oder für Dauertöne spielt die Interaktion des Hörraumes mit dem vom Lautsprecher abgestrahlten Schall neben dem Direktschallanteil die entscheidende Rolle, denn insbesondere im eingeschwungenen Zustand bestimmt die Interaktion von Lautsprecher und Raum das Geschehen. Dazu sollte ein Lautsprecher natürlich eine möglichst gleichbleibende Qualität der Schallstruktur unter verschiedenen Abstrahlwinklen aufweisen. Die Orgel ist ein bestes Beispiel für ein Instrument mit starkem Pegel im eingeschwungenen Zustand und gerade dabei wirkt die Interaktion von Lautsprecher und Raum.

Datei:GrandConcertEntwurf08 631x337.jpg Myro Grand Concert II Designstudie

Letztendlich zählt die Schallstruktur, die am Hörorgan angelangt / wirksam wird. Der Direktschallanteil hat in Räumen, obwohl anteilmäßig geringer als der Indirektschall, eine größere Bedeutung, weil nur in ihm raumunabhängige Informationen über das Original enthalten sind. Das Erkennen und Orten der Schallereignisse innerhalb des Originals (Aufnahme), also auch das Erkennen des originalen Raumklanges ist nur im Direktschall eindeutig möglich. Die nächst größere Bedeutung haben die frühen, kurzzeitig folgenden, energiestarken, ersten Reflexionen. Alles, was mehrfach reflektiert und abgeschwächt unser Hörorgan erreicht, geht eher im allgemeinen Reflexions-Chaos unter und ist von nachrangiger Bedeutung. Für die indirektschallrelevanten größeren Abstrahlwinkel ist ebenfalls die Qualität der vom Lautsprecher abgestrahlten Schallstruktur für den Eindruck der "Echtheit" ausschlaggebend. Die Hörerfahrung mit signal- / zeitgenauen Lautsprechern ist: Durch die hervorragende Verständlichkeit und die Losgelöstheit des Klanges vom Lautsprecher gewinnt die Wahrnehmung der Originalinformation die Vorherrschaft über die Wahrnehmung des Abhörraumes. Der Direktschall ist für die Wahrnehmung des Originalklanges von eindeutig übergeordneter Bedeutung. Quantitativ lässt sich diese Erfahrung nicht begründen, denn der Direktschallanteil beträgt etwa nur ein Fünftel des Gesamtschalls. Für das Orten und das Erkennen einer in einer Aufnahme gespeicherten Schallstruktur gilt daher die folgende Rangfolge: 1. Direktschall (Transienten) 30-fach (!) erhöhte Nervenfeuerungsrate vom Hörorgan zum Gehirn, somit maximale Aufmerksamkeit maximale Dynamik / Amplitudenwerte der einzige Schallanteil mit der Chance, Originalstrukturen zu übertragen 2. Erste frühe Reflexionen die kürzeste Zeitfolge zum Direktschall hoher Energiegehalt kann Direktschall überlagern und verfremden 3. Mehrfach reflektierte Schallanteile (Nachhall) lange Zeitfolge auf den Direktschall abgeschwächter Energiegehalt starke Strukturverformungen durch die Reflexionsvorgänge (nichtlineare Absorption) 4. quasi eingeschwungene Zustände (Raum-Moden) lange Zeitfolge auf den Direktschall hoher Energiegehalt enthalten keine originalen Schallstrukturen mehr Und es gibt die Aspekte der transformierten Schallanteile angeregte Eigen-Resonanzen der Raum-Grenzflächen angeregte Eigen-Resonanzen aller Gegenstände im Raum die als Frequenzfilter wirken und bestimmte Schallanteile in mechanische Schwingungen und Wärme wandeln. Die mechanischen Schwingungen wirken wiederum als Schallquellen und sind nicht unwesentlich am Raumklang beteiligt. Bei allen Betrachtungen zählt zudem allein die Qualität der Schallstruktur. Erste frühe Reflexionen, welche die Einschwingvorgänge überlagern, stehen neben der starken Dynamikkompression bei manchen Aufnahmen ganz oben auf der Liste der Faktoren, die den Vorteil der signal- / zeitgenauen Wandlung relativieren können. Für die Wiedergabe mit Lautsprechern gilt daher: Optimierung der Raumakustischen Parameter, des Aufstellungsortes der Lautsprecher, der Sitzposition usw. eine möglichst perfekte Wiedergabe des Direktschallanteils. Auch dabei haben die Einschwingvorgänge eine besondere Bedeutung. möglichst wenig Lautsprecherschall in Richtung naher Raumflächen. ein möglichst gleichmäßig gerichtetes Abstrahlverhalten des Lautsprechers.

Für die Wiedergabe mit Lautsprechern gilt:

• Optimierung der raumakustischen Parameter, des Aufstellungsortes der Lautsprecher, der Sitzposition usw.
• eine möglichst perfekte Wiedergabe des Direktschallanteils. Auch dabei haben die Einschwingvorgänge eine besondere Bedeutung.
• möglichst wenig Lautsprecherschall in Richtung naher Raumflächen
• ein möglichst gleichmäßig gerichtetes Abstrahlverhalten des Lautsprechers

Kann eine Raumkorrektur helfen?
Der Hörsinn ist zu einer Differenzierung der eintreffenden Druckschwankungen der Luft (Schallwellen) in der Lage. Er bildet nicht einfach, wie ein Messverfahren, die Summe der Amplitudenwerte, sondern nimmt die darin enthaltenen Einzelinformationen war. Ohne diese Fähigkeit wären all die vielen erstaunlichen Höreigenschaften nicht zu erklären.
Eine elektronische Raumkorrektur, die, wenn sie dem Ideal des originalen Eingangssignal verpflichtet ist, eine Über-alles-Korrektur ist, müsste zur einer differenzierten Korrektur des Direktschalls und der aus unterschiedlichen Richtungen, mit unterschiedlicher Laufzeit am Hörplatz eintreffenden Reflexions-Schallanteile mit deren individueller Struktur fähig sein. Das ist prinzipbedingt jedoch nicht möglich. Insofern ergeben sich die folgenden Empfehlungen:

1. Lautsprecher mit linearem Frequenzband verwenden
2. Die Lautsprecher sollen eine regelmäßige Direktivität haben (über den ganzen Frequenzgang gleichmäßiger Abfall der Pegel abseits der Achse)
3. eine günstige Aufstellung der Lautsprecher und des Hörplatzes mit Hinsicht auf Anregung und Auswirkung der Moden
4. gleichmäßige Nachhallzeiten des Raumes
5. Erst dann, wenn es immer noch Probleme mit Moden gibt, schmalbandige Reduktion der Frequenzen der störenden Moden

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