551

Kapitel 10 AufnahmeverfahrenStefan Weinzierl

10.1SignaleigenschaftenundKontrollinstrumente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 552 10.1.1AussteuerungundPegel. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 552 10.1.2KorrelationundPolarität. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56510.2MonofoneAufnahme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 569 10.2.1Mikrofonabstand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 569 10.2.2Ausrichtung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57010.3ZweikanalstereofoneAufnahmen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 571 10.3.1Intensitätsstereofonie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 574 10.3.2Laufzeitstereofonie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 578 10.3.3Äquivalenzstereofonie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 582 10.3.4Trennkörperstereofonie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 584 10.3.5BinauraleAufnahme. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58610.4MehrkanalstereofoneAufnahmen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 588 10.4.1Koinzidenzverfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 592 10.4.2Laufzeitverfahren. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 594 10.4.3GemischteVerfahren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59510.5MikrofonierungundKlanggestaltung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 600 10.5.1HauptmikrofonversusEinzelmikrofone . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 601 10.5.2KlanglicheEigenschaftenvonHauptmikrofonverfahren. . . . . . . . . 602 10.5.3HauptmikrofoneundStützmikrofone........................ 604NormenundStandards. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 606Literatur. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 606

Die Aufnahme ist der Teil einerAudioübertragung, bei dem akustische Signale(Luftschall,Körperschall)mitHilfeelektroakustischerWandlerinelektrischeSig­naleumgewandeltwerden.BeistereofonerÜbertragungwerdendieSignalebereitsbeiderAufnahmemehrkanaligsokodiert,dassbeiderWiedergabeeinebestimmteklanglicheundräumlicheAbbildungerzieltwerdenkann.DieWahleinesAufnahme­verfahrensberührtalsostets

S.Weinzierl552

• technischeAspekte,(WandlungundKodierungdesAudiosignals),• psychoakustischeAspekte(VerhältniszwischenSignaleigenschaftenundWahr­

nehmung)und• ästhetischeAspekte(EinsatzvonAufnahmeverfahrenmitdemZieleinerspezi­

fischen Klanggestaltung).

Die Eigenschaften und Unterschiede verschiedener Aufnahmeverfahren könnenakustischbzw.psychoakustischohneWeitereserklärtwerden.AlsErklärungfürdiegroßeVielfaltaneingesetztenWandlertypenundAufnahmeverfahrenvorallemimBereichderMusikproduktionkommtalsonurdieoffensichtlichgroßeBandbreiteklanggestalterischerIntentionenbeiderAbbildungvonSchallquelleninFrage.DasKapitelgibteinensystematischenÜberblicküberelektroakustischeAufnahmever­fahren,ohnedasseseineAnleitungfürdaspraktischeVorgehenbeiderAufnahmebestimmterKlangquellengebenwill.

10.1 Signaleigenschaften und Kontrollinstrumente

FürdieÜberwachungundBeurteilungvonAudiosignalenstehteinbreitesSpektrumvonKontrollinstrumentenzurVerfügung.EssolleinerseitsdenSignalverlaufintech­nischerHinsichtundfürdieAnforderungeneinesbestimmtenWiedergabeverfahrensoptimieren und andererseits die letztendlichmaßgebliche auditiveKontrolle durchvisualisierteMesswertebestätigenbzw.ergonomischentlasten.NeueÜbertragungs­systeme,Aufnahme­undWiedergabeverfahrenmiterweitertemDynamikbereich,hö­hererKanalzahl,breiteremFrequenzspektrumundanderemStörverhaltenerforderneineständigeAnpassungderKontrollinstrumente.DabeigeratenneueAnforderungenhäufig in Konflikt mit eingespielten Verfahrensweisen bei Aufnahme, Bearbeitung undWiedergabe.EinenÜberblicküberAudio­KontrollinstrumenteundderenEinsatzgeben(Brixen2001)und(Friesecke2003).

10.1.1  Aussteuerung und Pegel

AlsAussteuerung bezeichnetmaninderAudiotechnikeineimHinblickaufdenÜber­tragungskanaloptimierteEinstellungdesSignalpegels.Angestrebtwirddabei

• eineoptimaleAusnutzungderSystemdynamikund• eineAnpassungderLautheitdesProgramminhalts,insbesondereinderBalancezu

anderenProgramminhalten.

DietechnischeSystemdynamikderÜbertragungsketteistnachobendurchdieÜber­steuerungsgrenze und nach unten durch das Eigenrauschen des Systems begrenzt.EineoptimaleAusnutzungderSystemdynamikwirdbeiVollaussteuerung erreicht,d.h.wenndieObergrenzedesAussteuerungsbereichsgeradeerreichtwird.EinÜber­schreitendieserGrenzewirdalsÜbersteuerung bezeichnet.

Kapitel10 Aufnahmeverfahren 553

DieVollaussteuerungdigitalerSystemeistnachAES17beieinerSignalamplitudevon0dBFS(dBbezogenaufFull Scale)erreicht,diedemMaximumdesdarstell­barenZahlenbereichszugeordnetist.OberhalbdieserEingangsamplitudewirdderSignalverlauf abgeschnitten, dieses sog. Clipping induziert einen steilenAnstiegnichtlinearerVerzerrungen(Abb.10.1).WenigereindeutigistdieVollaussteuerunganalogerSysteme(Übertrager,Verstärker,elektroakustischeWandler,analogeBand­aufzeichnung) definiert. Analoge Systeme weisen oberhalb eines bestimmten Sig­nalpegelsmeisteinenallmählichenAnstiegnichtlinearerVerzerrungenauf,bedingtdurch eine zunehmende Nichtlinearität der Übertragungskennlinie in diesem Be­reich.DieAussteuerungsgrenzedesSystemswirddanndurchdiezulässigennichtli­nearen Verzerrungen definiert, wobei die Grenzwerte nicht einheitlich definiert sind. BeiMikrofonenwirdderSchalldruck,beidemdasSignalmiteinemKlirrfaktorvon0,5%(seltener:1%)verzerrtwird,alsGrenzschalldruck definiert (DIN EN 60268­4). Bei magnetischer Bandaufzeichnung ist als Vollaussteuerung ein Signalpegeldefiniert, der am Ausgang einen Klirrfaktor von (in der Regel) 1 % entsprechend 40dBKlirrdämpfunghervorruft(DIN45510,Abb.10.1).BeiVerstärkernbeziehensichdieAngabenzurAussteuerungsgrenzejenachHerstelleraufKlirrfaktorenvon0,1bis1%,DINEN60268­3siehthierfüreinensog.Nenn-Klirrfaktorvon0,2bis0,25 % vor. Auch bei Lautsprechern ist die Grenze nicht einheitlich definiert. Wäh­renddieMaximalbelastungvonStudiomonitoreninderPraxisbei1bis3%Klirr­faktorangesetztwird,geltenfürBeschallungssystemetypischeGrenzwertevon3%bis10%(vgl.Kap.8.4.7).WiesteilnichtlineareVerzerrungenoberhalbdieserGren­zeansteigen,hängtvondeneingesetztenelektrischenSchaltungenab.Soverhaltensich Röhrenverstärker „gutmütiger“ als Transistoren und Operationsverstärker, die inihremÜbersteuerungsverhaltendemClippingdigitalerSystemeähneln.Diemitdem Sättigungsverhalten analoger Systeme wie Röhrenverstärker und analoger Bandmaschinen verbundene Kompression und ein Anstieg nichtlinearer Verzer­rungenkanndabeiauchalsMittelderKlanggestaltungeingesetztwerden.

Bei Rundfunkaufnahmen spricht man von Vollaussteuerung, wenn das Programm einen festgelegten Signalpegel (Rundfunknormpegel, in Deutschland 1,55 V = +6 dBu), angezeigt auf einem Spitzenspannungs­Aussteuerungsmesser mit definierten EigenschaftennachDIN IEC60268­10 erreicht undnurunwesentlichund seltenüberschreitet.

BeimÜbergangvomanalogenindendigitalenBereichmusseinanalogerÜber­nahmepegel definiert werden, der 0 dBFS auf digitaler Ebene entspricht. Da bei A/D­ undD/A­Wandlern selbst hierfür keinStandard existiert (s.Kap. 17.1.3.4),wirdderÜbernahmepegelmiteinemvorgeschaltetenAnalogverstärkerhergestellt,mitdemprofessionelleWandlersystemeimAudiobereichausgestattetsind.WichtigisteinidentischerÜbernahmepegelbeiA/D­undD/A­Wandlung,dasonst–etwabeimAbhörenvorundhinterdemWandler–unerwünschtePegelsprüngeentstehen.DieserÜbernahmepegelwirdinderPraxisunterschiedlicheingestellt.Lediglichbeiden Rundfunkanstalten besteht wegen des Austauschs von Programmmaterial auch über die Landesgrenzen hinweg die Notwendigkeit von einheitlichen Richtlinien. Dabei gilt in Europa für den Übernahmepegel eine Empfehlung von +18 dBu (EBU R68), in den USA +24 dBu (SMPTE RP155).

S.Weinzierl554

Abb. 10.1 ÜbersteuerungsverhaltenanalogerunddigitalerSysteme:AbnahmederKlirrdämp­fungak3füranaloge,magnetischeBandaufzeichnung(schematisch)undfüreinen20­bit­A/D­Wandler (Messwerte). Bereits bei einer Übersteuerung von +1 dBFS sind die Verzerrungen des digitalenSystemsgrößeralsdiedesanalogenSystems,dessenAussteuerungsgrenzehierbei40dBKlirrdämpfungentsprechend1%Klirrfaktorangesetztwird.

Abb. 10.2 HörbarkeitsschwellefürdigitaleÜbersteuerungenbeiunterschiedlichenProgrammin­halten,angezeigtdurcheinenAussteuerungsmessermit0msIntegrationszeit(samplegenaueAnzeige)und10msIntegrationszeit,nach(Jakubowski1984)

Kapitel10 Aufnahmeverfahren 555

10.1.1.1 Eigenschaften von Aussteuerungsmessern

AusdenobengenanntenKriterienfüreineguteAussteuerungergebensichunter­schiedlicheAnforderungenandieeingesetztenAussteuerungsmesserundihrdyna­mischesVerhalten.FüreineoptimaleEinstellungdesSignalpegelsisteineAnzeigemit kurzer Mittelungszeit (definiert als Integrationszeit oder Einschwingzeit, s. Ta­belle10.1)erforderlich,dieauchkurzzeitigePegelspitzensichtbarmacht,dieinsbe­sondere bei digitalen Systemen zu hörbaren Verzerrungen führen können (Abb.10.1 und 10.2). Für eine optimaleEinstellung der Lautheit ist eineAnzeigemitlängererMittelungszeitgeeigneter,dakurzzeitige,nichtübersteuerndePegelspitzenfürdenLautheitseindruckweitgehendirrelevantsind.DasichdieVerwendungvonseparatenPegel­undLautheitsanzeigeninderPraxis(noch)nichtdurchgesetzthat,folgendiemeistenmarktgängigenAussteuerungsmessereinemKompromisshin­sichtlichderMittelungszeit.SowohlderBetrag,umdenderSpitzenpegeldurchdieMittelungbeiderAnzeigeverfehltwird,alsauchdieHörbarkeitvoneventuellenÜbersteuerungen,istvomProgramminhaltabhängig.FüreinbreitesSpektrumanProgramminhalten(Musik,Sprache)ergebensichDifferenzenzwischen2und7dBzwischen samplegenauerAnzeige und einerAnzeigemit 10ms Integrationszeit,wiesiebeiSpitzenspannungs­Aussteuerungsmessern(PPM)üblichist.GleichzeitigkannbeibreitbandigenundimpulshaftenSignalenmithohemVerdeckungspotenti­al(Hi­hat,Becken,Cembalo,Applaus)eindigitalesClippingerstbeiÜbersteue­rungenvon8–12dBhörbarwerden,währendbeiKlaviermusikschongeringfügigeÜbersteuerungenzuhörbarenArtefaktenführen(Abb.10.2).

DasVerhaltenvonAussteuerungsmessernwirdnachDINIEC60268­10,DINIEC 60268­17 und IEC 60268­18 durch folgende Eigenschaften definiert:

Tabelle 10.1 Spezifizierte Eigenschaften von AussteuerungsmessernEigenschaft Bedeutung/Messverfahren StandardBezugsanzeige Jedes Instrument hat einen Referenzpunkt auf

seiner Anzeige. Dieser Referenzpunkt ist per se keinembestimmtenSignalpegelzugeordnet,solljedochsogewähltsein,dasservomProgramm­pegelnurseltenüberschrittenwird.

DINIEC60268­10DINIEC60268­17ITU­TJ.27

Bezugs­Eingangs­spannung(Bezugspegel)

EffektivwerteinesstationärenSinussignalsvon1000Hz,derdieBezugsanzeigeergibt.

DINIEC60268­10DINIEC60268­17

Integrationszeit DauereinesTonimpulseseines5kHz­Sinussig­nalsbeiBezugspegel,dieeineAnzeige2dBunterBezugsanzeigeergibt.

DINIEC60268­10

Einschwingzeit Zeit,inderderZeigerbeiAnlegendesBezugs­pegels99%derBezugsanzeigeerreicht.

DINIEC60268­17

Rücklaufzeit Zeit,inderdieAnzeigenachdemAbschalteneinesstationärenEingangssignalsvonderBezugsanzeige auf einen definierten Punkt der Skalaabfällt.

DINIEC60268­10DINIEC60268­17

S.Weinzierl556

10.1.1.2 Peak programme level meter (PPM)

Ein Spitzenspannungs­Aussteuerungsmessgerät nach DIN IEC 60268­10 bestehtauseinemVerstärker,einemGleichrichterinBrückenschaltung(Doppelweggleich­richter),einerIntegrationsschaltungundeinerAnzeige.DiesekannalsDrehspul­messgerät,alsgestufteAnzeigemitLeuchtdioden(LEDs)oderalssegmentiertesPlasma­Display ausgelegt sein (Abb. 10.3). Die Schaltung wird auch als „Quasi­spitzenspannungsmesser“ (QPPM) bezeichnet, da zwar eine Spitzenspannung ge­messen, aber nur der 0,71­facheWert angezeigt wird. Für sinusförmige SignaleentsprichtdiesdemEffektivwert,nichtaberbeistochastischenSignalenwieSpra­cheoderMusik.UmdenunterschiedlichenTraditionenundStandardsdereuropä­ischen Rundfunkanstalten Rechnung zu tragen, wurden in DIN IEC 60268­10 drei Typen des PPM spezifiziert mit jeweils unterschiedlichen Anzeigeskalen und unter­schiedlichenBezugspunkten,sowieleichtunterschiedlichemdynamischenVerhal­ten.AllePPM­InstrumenteweisenimVergleichzuVU­AnzeigeneinekurzeInte­grationszeit auf. Die Rücklaufzeit muss hoch sein, damit auch kurzzeitige SpitzenpegelabgelesenwerdenkönnenunddasBewegungsbildinsgesamtnichtzuunruhigwird.

DIN IEC 60268­10 Typ I („DIN Skala“) entspricht dem bis zum Jahr 2000 in DIN 45406 spezifizierten deutschen Aussteuerungsmesser. Bezugsanzeige ist der „0 dB“­Punkt, entsprechend einer Eingangsspannung von 1,55 V (+6 dBu). Die Skala muss mindestens einen Bereich von – 40 dB bis +3 dB umfassen. Die in den skandinavischen Rundfunkanstalten übliche „NORDIC Skala“ ist weitgehend mit Typ I konform, allerdings entspricht der „0 dB“­Punkt hier einer Eingangsspannung von 0,775 V (0 dBu). Typ IIa („BBC Skala“) ist Standard bei Rundfunkanstalten in Großbritannien, sie hat Skalenmarkierungen von „1“ bis „7“ mit Abständen von 4 dB zwischen den Skalenstrichen. Der Bezugswert ist „6“ und entspricht einer Eingangsspannungvon1,94V(8dBu).TypIIbisteineVariantemitzwölfteiligerSkala und Markierungen im Abstand von 2 dB mit einem Referenzpunkt von „+9 dB“ entsprechend 2,18 V (ca. 9 dBu).

BeiPPM­Aussteuerungsmessern für digitaleSignalekanndie IntegrationszeitderAnzeigemeistzwischensamplegenauerAnzeigeunddenbeianalogenGerätenüblichen5oder10msumgeschaltetwerden.Esgibtsiemiteinerauf0dBFSbezo­genen Skala mit „0 dB“ als oberem Skalenende und in einer auf die Gewohnheiten der Rundfunkanstalten zugeschnittenen Version mit „+ 9dB“ als oberem Ende. Die­se Variante korrespondiert mit der analogen Aussteuerungspraxis, bei der „0 dB“ nichtdenhöchstmöglichenSignalpegelmarkiert,sonderndenangestrebtenVollaus­steuerungspegeldesProgramms(PermittedMaximumLevel,PML).Fürdieeuro­päischen Rundfunkanstalten gilt hier nach EBU R68 eine Empfehlung von –9 dBFS. Da in Deutschland der analoge Vollaussteuerungspegel beim Rundfunk traditionell bei 1,55 V (+6 dBu) liegt, ergibt sich daraus ein analog/digitaler Übernahmepegel von +15 dBu für 0 dBFS. Um die Verwirrung perfekt zu machen, wird der digitale PPM­AussteuerungsmesserauchnochmiteinerdemanalogenDIN­Aussteuerungs­messer entsprechenden Skala mit „+5 dB“ am oberen Ende angeboten (Abb. 10.3). HierliegteindigitalvollausgesteuertesSignaldannbereitsaußerhalbderSkala.

Kapitel10 Aufnahmeverfahren 557

BeisamplegenauerAnzeigekannmeisteingestelltwerden,abwelcherAnzahlauf­einander folgender Samples mit 0 dBFS eine OVER­Anzeige ausgelöst wird. Üb­lich sind hier Werte zwischen 1 und 10. Auch bei maximaler Empfindlichkeit (ein Sample)istjedochzuberücksichtigen,dassdieAnzeigezwardenSpitzenwertdesdigitalen Signals, nicht zwangsläufig jedoch den Spitzenwert des zugehörigen ana­logenSignalverlaufsanzeigt,derjazwischenzweiAbtastzeitpunktenliegenkann.Insbesondere nach einer Umtastung (sample rate conversion, SRC) kann daher auch einzunächstmit0dBFSangezeigtesSignalübersteuertsein.Dieskönntemiteiner„True Peak“­Anzeige nach ITU­R BS.1770 vermieden werden, die auf einer inter­nenÜberabtastungdesSignalsbasiert.SiehatjedochnochkeineVerbreitungge­funden.

Spitzenspannungs­Aussteuerungsmesser sind häufig mit folgenden Funktionen ausgestattet:DieFast­OptionverringertdieIntegrationszeitauf0,1ms,diePeak hold oderMemo­Option hält denMaximalpegel für eine einstellbareZeit (hold)oderbiszumZurücksetzenderAnzeige(reset),undzurKontrolleniedrigausge­

Abb. 10.3 Spitzenspannungs­AussteuerungsmessgerätenachDINIEC60268­10.A–C:AnalogeAussteuerungsmesser(DINSkala,BritishSkala,NordicSkala),D:DigitalerAussteuerungsmes­ser bezogen auf 0 dBFS, E–F: Digitale Aussteuerungsmesser bezogen auf 0 dB = –9 dBFS nach EBU R68. Zusätzlich zur Spitzenwertanzeige mit 10 ms (A–C) bzw. 0 ms (samplegenau, D–F) Integrationszeit wird als helligkeitsüberlagerter Balken ein Lautheitswert nach (RTW 2005) angezeigt(s.Abschn.10.1.1.4),beidigitalenAnzeigen(D–F)wahlweiseeinLautheitswertoderein Spitzenwert mit auf 10 ms verlängerter Integrationszeit (© RTW Köln).

S.Weinzierl558

steuerter Programmteile lässt sich eine Verstärkung der Anzeige um +20 oder +40 dBzuschalten(Abb.10.3).

Tabelle 10.2 EigenschaftenvonSpitzenspannungs­Aussteuerungsmessgeräten(PPM)DINSkala NORDIC Skala BritishSkala EBUSkala Digital

PeakmeterStandard DINIEC

60268­10TypI

DINIEC60268­10TypIIa

DINIEC60268­10TypIIb

IEC60268­18

Bezugsanzeige „0 dB“ „0 dB“ „6“ „+9 dB“ „0dB“Bezugsspannung 1,55V 0,775V 1,94V 2,18V 0dBFS

(Variantens.Text)

Integrationszeit 5ms 5ms 10ms 10ms 0ms/10ms(umschaltbar)

Rücklaufzeit 1,7s(0dBbis–20dB)

1,7s(0dBbis–20dB)

2,8s(„7“ bis „1“)

2,8s(„+12 dB“ bis „–12 dB“)

1,7s(0dBbis–20dB)

10.1.1.3 VU-Meter

Dasvorallem indenUSAverbreiteteVU(volume unit)Meter (die inDIN IEC60268­17 vorgesehene Kleinschreibung „vu“hatsichinderPraxisnichtdurchge­setzt)besteht–wiedasPPM–auseinemMessgerätmitDoppelweggleichrichterundeinemAbschwächermiteinstellbarerDämpfung.Abhängigvondereingesetz­tenGleichrichterschaltung,fürdieesindenStandardskeineVorgabengibt,misstdas VU­Meter einen Wert zwischen dem Gleichrichtwert und dem Effektivwert(Wilms1977,s.Kap.1.2.3).DieAnzeigeistjedochsokalibriert,dassfürSinussig­nale(undnurfürdiese)derEffektivwertangezeigtwird.DasVU­Meterweistmit300mseinewesentlichhöhereEinschwingzeitaufalsderinEuropaweiterverbrei­tete Spitzenspannungsmesser. Die Skala umfasst einen Bereich von –20 bis +3 VU miteinerzusätzlichenProzentskala,bezogenaufdieEingangsspannungvon1,228V (+4 dBu), die der Bezugsanzeige von „0 VU“ ohne Dämpfung entspricht. Durch dieEffektivwert­CharakteristikdesGleichrichtersunddielangeEinschwingzeitderAnzeigekannderSpitzenpegeldesangelegtenSignals,abhängigvonderImpuls­haftigkeitdesProgramms,allerdingsbiszu20dBhöherliegenalsderangezeigteWert.

Würde man dies berücksichtigen, um Übersteuerungen nachfolgender (insbe­sonderedigitaler)Übertragungsgliederzuverhindern,müsstesichdieAnzeigebeiderAussteuerungvonimpulshaftenProgramminhaltenstetsamunterenEndederSkalabewegen.Umdieszuvermeiden,sindmancheVU­Metermiteinereinstell­barenVerstärkung(lead) von üblicherweise zwischen +4 und +14 dB ausgestattet, um die Anzeige wieder in die Mitte der Skala „zurückzuholen“. Allerdings sind einfacheVU­MeterinMischpultenundanalogenBandmaschinenseltenmitdiesem

Kapitel10 Aufnahmeverfahren 559

Zusatzausgestattet.DadasVU­MeterfürdieAussteuerungdigitalerÜbertragungs­streckenweniggeeignetist,hatesinjüngererZeitanBedeutungundanVerbreitungverloren. Details zu Geschichte und Schaltungstechnik findet man bei (Ballou 2002).

10.1.1.4 Aussteuerung und Lautheit

ImmerwenndurchAussteuerungunterschiedlicheProgramminhalteineinausge­glichenesLautheitsverhältnisgebrachtwerdensollen,stelltsichdasProblem,dassAudiomaterialmitgleichemSpitzenpegeleinensehrunterschiedlichenLautheits­eindruckhervorrufenkann.InAbb.10.5istdieseTatsachefürdreikommerzielleAudioproduktionen (Sinfonische Musik, Sprache, Popmusik) mit gleichemSpit­zenpegelillustriert,beidenensichdieenergieäquivalentenMittelwertedesSignal­pegelsnach(1.10)alseinmöglichesMaßfürdieLautheitdesProgrammsummehrals7dBunterscheiden.UmLautheitssprüngenbeimWechselvonProgramminhal­ten vorzubeugen, gelten insbesondere beim Rundfunk Aussteuerungsrichtlinien, nachdenenSprachemiteinemPPM­Aussteuerungsmesser6dBleiseralsklassischeMusik,undPopularmusik6dBleiseralsSpracheausgesteuertwerdensoll(Dick­reiter1997).DadieseWerteangesichtsderVielfaltvonProgramminhaltennurgro­be Anhaltspunkte darstellen können, und da insbesondere die häufig weitgehend automatisierten Sendedabläufe von Rundfunkstationen keine auditive Kontrolle mehrvorsehen, ist eine technischeLautheitsmessungundbeiBedarf auchLaut­heitsanpassungvonzunehmenderBedeutung.DievonzahlreichenkommerziellenAussteuerungsmessgerätenangebotenenLautheitsanzeigenbasierenallerdingsaufunterschiedlichenLautheitsmodellenundlieferndaherzumTeilstarkabweichendeAnzeigen.EinenausführlichenÜberblicküberdieseVariantengeben(Skovenborgu.Nielsen2004).

Abb. 10.4 StandardVUDisplayalsZeigerinstrument

S.Weinzierl560

Leq-Messungen

Ein häufig verwendeter Indikator für die Lautheit von Schallsignalen ebenso wie vonbreitbandigemAudiomaterialistderübereinevorgegebeneZeitspanneTge­mittelteenergieäquivalenteMittelwertdesPegelsLeqfüreinAudiosignalx(t):

(10.1)

DerMittelungspegelLeqkanndabeiaufeinevorgegebeneSignalamplitudexrefbe­zogenwerden.UnabhängigvonderzeitlichenMittelungkönnenzurBerücksichti­gung der frequenzabhängigen Empfindlichkeit des Gehörs verschiedene Bewer­tungsfilter zum Einsatz kommen (Abb. 10.6): Dazu gehört die bei akustischen Geräuschmessungen meist verwendeteA­Kurve und die für höhere SchallpegelvorgesehenenB­undC­KurvennachDINEN61672sowiediefürStörspannungs­messungen in der Tontechnik ursprünglich in CCIR 468­3 spezifizierte und in DIN

Abb. 10.5 SignalamplitudeundenergieäquivalenterMittelwertLeq,bezogenauf0dBFS,fürAufnahmenmitgleichemSpitzenpegelOben:SinfonischeMusik(L.v.Beethoven,Fünfte Symphonie,Anfang)Mitte:Sprache(GerdWamelingliestFontane)Unten:Popmusik(Prince,Thunder)

Kapitel10 Aufnahmeverfahren 561

45405 übernommene „CCIR­Kurve“, die in modifizierter Form von der Fa. Dolby unterderBezeichnungLeq(M)auchfürLautheitsbestimmungenimKinotongenutztwird(Mfürmovie,vgl.Abschn.21.3.2).DazukommteineinZusammenhangmitITU­R BS.1770 spezifizierte sog. RLB­Kurve (Soulodre u. Norcross 2003, s. Abb. 10.8)alsKompromisszwischenderB­undC­Kurve.

BeiLeq­MessungenmussstetseinZeitfenstervorgegebenwerden, fürdasdieBerechnungnach(10.1)danneinenEinzahlwertalsMaßfürdieLautheitdesSeg­mentsliefert.

PPM- oder VU-Messungen

Auch dasAusgangssignal eines Spitzenspannungs­Aussteuerungsmessers (PPM)kann mit einer Frequenzbewertungskurve gewichtet werden. So verwendet dieLautheitsanzeige der Fa. RTW (in Abb. 10.3 angezeigt durch den hellbeleuchteten TeildesAussteuerungsbalkens)einPPMmitgegenüberdenüblichen10msverlän­gerterIntegrationszeitundeinereigenenFrequenzbewertungskurve,dieausgehendvon der 80 dB­Isophone nach ISO/R26 durch Hörversuche optimiert wurde (RTW 2005).DasLoudnessMeterderFa.DorroughentsprichteinerVU­Anzeigemitei­neraufetwadasDoppelteverlängertenMittelungszeitohneFrequenzbewertung.Um aus den so gewonnenenZeitsignalen einenMittelwert für vollständigePro­grammsegmente zu gewinnen, kann eine Häufigkeitsanalyse der Pegelwerte durch­geführtwerden.

HierbeifandenSpikofskiu.Klar(2004)eineoptimaleKorrelationvonimHör­versuch ermitteltenLautheitsangabenmit demPegelperzentilL50, d.h. demmiteinem Spitzenspannungs­Aussteuerungsmessgerät (PPM) ermittelten Pegel, derwährend50%derAnalysedauerüberschrittenwurde(Abb.10.7).Hierfürwareine

Abb. 10.6 Frequenz­Bewertungsfilter zur Lautheitsbestimmung von Audiosignalen

S.Weinzierl562

Analysedauer von mindestens 3 s erforderlich. Dieses am Institut für Rundfunk­technik (IRT) entwickelte und als „IRT Lautheit“ bezeichnete Verfahren ist in eini­genAussteuerungsmessern(PinguinAudioMeterSoftware) implementiert,konntesich im Rahmen der internationalen Standardisierung durch die ITU (s.u.) aber nicht durchsetzen.

Zwicker-Modelle

Einige inzwischen auch als Echtzeit­Implementierungen vorliegende Verfahren(Hansen1996)beruhenaufdemZwickerschenLautheitsmodell(Kap.2.2.4.3)undsummierendie ineinzelnenFrequenzgruppenbestimmtenTeillautheitenzueinerGesamtlautheit, die Maskierungseffekte zwischen den Frequenzbändern berück­sichtigt.WährenddasZwicker­Verfahrenursprünglichnur für stationäreSignalevorgesehen war, berücksichtigen neuereAlgorithmen, die zum Teil FFT­basiert,zumTeilFilterbank­basiertarbeiten,auchVor­undNachverdeckungseffekte(Sko­venborgu.Nielsen2004),wiesiebeiimpulshaftemAudiomaterialvonBedeutungsind.

Lautheitsmessung bei mehrkanaligem Audiomaterial nach ITU-R BS.1770

Insbesondere beim Rundfunk (Hörfunk und Fernsehen) ist die Lautheitsanpassung einvordringlichesProblem,daLautheitssprüngezwischenverschiedenenSendern,aber auch innerhalb eines Senders zwischen verschiedenem Programmmaterial(Wort/Musik), oder bei eingeschobenen, durch starke Kompression bereits laut­heitsmaximiertenWerbeblöcken,vondenHörernalsbesondersstörendempfundenwerden.EinevonderInternationalTelecommunicationUnion(ITU)imJahr2002eingesetzte Arbeitsgruppe führte daher eine Reihe von Hörversuchen zur Korrela­

Abb. 10.7 LautheitsbestimmungaufGrundlagevonPPM­Pegelperzentilen.Links:Zeitsignal(grau) und PPM­Signalverlauf mit 10 ms Integrationszeit (schwarz) für ein Sprachsignal. Rechts: Relative Häufigkeit der PPM­Werte und Pegelperzentile L50, L75 und L95

Kapitel10 Aufnahmeverfahren 563

tionvonempfundenerLautheitmiteinerAuswahlverschiedenertechnischerLaut­heitsmaße durch, wobei typisches Programmmaterial im Rundfunk (Sprache, Mu­sik) als Teststimulus diente (Soulodre 2004). Hierbei ergab sich eine maximaleÜbereinstimmungzwischenperzeptivundtechnischbestimmterLautheitfüreineLeq­Messung mit einer Frequenzbewertung anhand einer sog. RLB­Kurve (fürRLB­Kurve (für re-vised low-frequency B-curve,Abb.10.8).Überraschenderweise lieferten die in derÜberraschenderweiseliefertendieinderBerechnungweitauskomplexerenZwicker­ModellehierdieschlechtesteÜberein­stimmung. In der 2006 veröffentlichten Empfehlung ITU­R BS.1770 kommt daher eine Leq(RLB)­Messung zu Einsatz. Bei der Lautheitsberechnung mehrkanaliger Signale werden die Kanalsignale mit einem Vorfilter beaufschlagt, das eine am Fre­quenzgang des Schalldrucks auf der Oberfläche einer schallharten Kugel (als Mo­dell für den Kopf des Hörers) orientierte Frequenzbewertung des einfallendenSchallsvornimmt(Abb.10.8,vgl.Abb.7.23).

Für die durch beide Filterkurven bewerteten Kanalsignale yi wird analog zu(10.1)einquadratischerMittelwertzigebildetmit

(10.2)

Abb. 10.8: Oben: Flussdiagramm für den Lautheitsalgorithmus nach ITU­R BS.1770 mit unterschiedlichenGewichtungsfaktorenGi für die Frontkanäle (L, R, C) und die Surroundkanäle (LS, RS). Unten: Frequenzbewertung durch das Vorfilter und das RLB­Filter

S.Weinzierl564

DieGesamtlautheitwirdalsLeistungssummederEinzelkanäleberechnet,wobeidie Surround­Kanäle um den Faktor 1,41 (+1,5 dB) höher bewertet werden, da rückwärtigeinfallenderSchall,vorallemimfürSprachewichtigenmittlerenFre­quenzbereich,imMittellauterwahrgenommenwirdalsfrontaleinfallenderSchall(vgl.Abb.1.8undAbb.2.9).DieGesamtlautheitergibtsichsomitdurch

(10.3)

DieKonstantevon–0,691dBwurdesogewählt,dassein1kHz­SinussignalaufeinemderdreiFrontkanälezueinerLautheitvon–3dBführt.AuchwenndiesoberechnetenLautheitswerteinsgesamtsehrhochmitdenvonVersuchspersonenan­gegebenenLautheitenkorrelieren,könnenfürbestimmteProgramminhalteimmernochAbweichungenvonbiszu5dBauftreten(Abb.10.9).Esbleibtdaherabzu­warten, inwieweit dieses, durch ein digitales IIR­Filter 2. Ordnung für die Fre­quenzbewertungleichtzuimplementierendeVerfahreninHörfunkundFernseheninZukunftzueinerausgeglichenerenLautheitbeitragenkann.

AuchinderTonträgerproduktionwirdbeiKompilationenvonunterschiedlichemMaterialmeistaufausgeglicheneLautheitgeachtet:DasMedium(dieCD,DVD)insgesamtwirdzwarvollausgesteuert,nichtaberjedereinzelneTitel.Allerdingsistdie Firmenphilosophie hier nicht einheitlich und man findet bei Programmmaterial mithoherLautheit(Cembalo)vereinzeltauchganzeTonträgerunterVollaussteue­rung.

Abb. 10.9 KorrelationvonimHörversuchbestimmterLautheitmittechnischermittelterLautheitnachdemLeq(RLB)­Verfahren für verschiedene Datensätze (verschiedene Symbole) mit monofonem, stereofonem und mehrkanaligem Audiomaterial und typischen Rundfunk­Programminhalten,nach(Soulodre2004)

Kapitel10 Aufnahmeverfahren 565

10.1.2  Korrelation und Polarität

10.1.2.1 Korrelationsgradmesser

DieKorrelationwirdinderStatistikebensowiebeiderBeschreibungvonstatis­tischenSignalenalsMaßfürdieÄhnlichkeitzweierSignalebenutzt(Girodetal.2003). In der Audiotechnik ist allerdings häufig nicht eindeutig definiert, was ge­meintist,wennvonkorreliertenoderunkorrelierten(auch:dekorrelierten)Signalendie Rede ist. Die Anzeige des als Kontrollinstrument verbreiteten Korrelationsgrad­messers lässt sich als normierteKurzzeit­Kreuzkorrelation zwischen linkemundrechtemKanaleinesStereosignalsinterpretieren.Dabeigilt

(10.4)

xL:SignallinkerKanalxR:SignalrechterKanal

DieWertefürdenKorrelationsgradr liegen somit zwischen –1 und +1. Für iden­tischeSignalexLundxRistr = 1, für identische Signale mit vertauschter Polarität (gegenphasigeSignale)istr = –1. Die schaltungstechnische Realisierung des Kor­relationsgradmessers hat sich seit seiner Einführung in der Frühzeit stereofonerÜbertragung kaum verändert (Ribbeck u. Schwarze 1965). Ein Prinzipschaltbild zeigtAbb.10.10.UmeinevomSignalpegelunabhängigeAnzeigezuerhalten,wer­denbeideKanälestarklimitiert,sodassPegelschwankungenzwischen–30dBund+10 dB ohne Einfluss auf die Anzeige bleiben. Ein Ringmodulator multipliziert die vom Begrenzer gelieferten Rechtecksignale.

Abb. 10.10 Korrelationsgradmesser: Prinzipschaltbild (oben) und Anzeige (unten, © RTW Köln)

S.Weinzierl566

FürstarklimiterteunddamitannäherndrechteckförmigeSignaleistderKorrela­tionsgradsomitnichtsanderesalseinMaßfürdiemittlerePolaritätsbeziehungderSignale,d.h.

(10.5)

T1:Zeit,inderxLundxR gleichesVorzeichenhabenT2:Zeit,inderxLundxR ungleichesVorzeichenhaben

WennxLundxRstetsgleichePolaritätaufweisen,istr = 1, für stets ungleiche Pola­ritätistr = –1. Für unkorrelierte Signale mit zufälliger Polaritätsbeziehung ist r = 0. Die IntegrationszeitTwird schaltungstechnisch aufWerte zwischen0,5 und1 seingestellt,umeinruhigesBewegungsbilddesKorrelationsgradmesserszuerrei­chen.DigitaleKorrelationsgradmessersimulierendurcheinengeeignetenAlgorith­musdasVerhaltenderanalogenSchaltung,umeinekonsistenteAnzeigezugewähr­leisten.

FürsinusförmigeSignale,allerdingsnurfürdiese,gibtrdenCosinusderPha­sendifferenzφzwischenlinkemundrechtemKanalan,d.h.

(10.6)

Hierentsprichtr = 1 einer Phasendifferenz von 0°, r = 0 einer Phasendifferenz von 90° und r = –1 einer Phasendifferenz von 180°. Für Audiosignale mit statistischem Charakterhatdieaus(10.6)abgeleitete,stationärePhasendifferenzallerdingskeineBedeutung.

InderFrühzeitderStereofonieundinderSchallplattenfertigungwareineAnzei­gederPolaritätunverzichtbar,datieffrequentegegenphasigeSignaleaufeinerLPeinen unzulässig tiefen Rillenschnitt erzeugt hätten. Beim Rundfunk wurde aus Gründen der Mono­Kompatibilität überwiegend mit koinzidentenAufnahmever­fahrengearbeitet.HierergibtsichfürEinzelschallquellenstetseinKorrelationsgradvonr = 1, da die Pegelunterschiede zwischen den Kanälen durch den Begrenzer ausgeglichen werden, und das Signal phasengleich auf beiden Kanälen vorliegt.ZweiSchallquellen,vondeneneineüberwiegendaufdemlinken,dieandereüber­wiegendaufdemrechtenKanalrepräsentiert ist, lieferneinweitgehendunkorre­liertesSignalmitr = 0...1. Ein Wert von r<0warsomitstetseinWarnsignal,daesentwedereineelektrischeVerpolungeinesKanalsangezeigthatodereineSchall­quelle,diesichimgegenphasigenBereicheinesMikrofons(etwaimrückwärtigenTeil eines Achter­Mikrofons) befindet. Stereosignale mit stark gegenphasigen An­teilensindnureingeschränktmonokompatibel,dabeiderAdditionbeiderKanäle,die zur Bildung eines Monosignals notwendig ist, frequenzabhängige Auslö­schungen auftreten, die als kammfilterartige Verzerrungen vor allem im tieffre­quenten Bereich deutlich hörbar sein können. Im Bereich von Rundfunk und Fern­sehen,womiteinergroßenZahlmonofonerWiedergabegerätegerechnetwerden

Kapitel10 Aufnahmeverfahren 567

muss,wirdauchheutenochdaraufgeachtet,dassderKorrelationsgradnichtüberlängerePassagen imnegativenBereich liegt. InderTonträgerproduktionhatdieAnzeigeanBedeutungverloren.

10.1.2.2 Vektorskop

EineAnzeigederPolaritätsbeziehungvonStereosignalengewinntmanauchdurchdasVektorskop (auchStereosichtgerät oderGoniometer).Dabeihandeltessichumein um 45° gedrehtes Oszilloskop, bei der ein Signal mit positiver Polarität im lin­kenKanaleineAuslenkungnachlinksoben,einSignalmitpositiverPolaritätimrechtenKanaleineAuslenkungnachrechtsobenbewirkt.DiePositiondesLeucht­punktsergibtsichsomitalsVektoradditionderbeidenKanalsignale.AufgrundderNachleuchtzeitderAnzeige(beiälterenGeräteneinKathodenstrahlschirm,beineu­erenGeräteneinTFT­Display)werdenWechselspannungenalsgeschlosseneLinienumoderdurchdenUrsprungabgebildet.Stereosignalemitüberwiegendgleicher

Abb. 10.11 Anzeigeneineszweikanaligen(A–C)undeinesvierkanaligen(D)VektorskopsA:ZweiidentischeSignale(Mono)B:ZweiidentischeSignalemitungleicherPolaritätC:StereosignalmitüberwiegendgleichphasigenAnteilen(monokompatibel)D:VierkanaligesVektorskopmitgeteilterAnzeigefürFront­undSurroundkanäle(© DK­Audio A/S, RTW Köln)

S.Weinzierl568

PolaritäterscheinenzurvertikalenMittelachsehinzentriert,Stereosignalemitüber­wiegend gegensätzlicher Polarität erscheinen zur Horizontalachse zentriert. ZurAnzeigederPolaritätsbeziehungvierkanaligerSignalekannjeweilseineHälftederAnzeigeabgeschnittenwerden,dadiemeistenAudiosignalesymmetrischeWellen­formen besitzen und somit jeweils eine Hälfte derAnzeige redundant ist (Abb.10.11).

10.1.2.3 Surround-Sichtgeräte

EinekombinierteDarstellungvonSignalpegelundKorrelationenfürmehrkanaligeSignalelieferteinSurround­Sound­Analyzer(Abb.10.12).AusderFormeinesViel­ecks,andessenEckendieWiedergabekanäleliegen,kannmandiePegeldereinzel­nen Kanäle und die Korrelationen zwischen benachbarten Kanälen ablesen. DerAbstand der Eckpunkte vom Ursprung gibt den Signalpegel des Kanals an. DieFormderVerbindungsliniezwischendenKanälenzeigtdenKorrelationsgradan:EinegeradeLiniestehtfüreineKorrelationvon0,einenachaußengeknickteLiniefüreinepositiveundeinenachinnengeknickteLiniefüreinenegativeKorrelation.

Abb. 10.12 DarstellungverschiedenerSignalbeziehungen(Pegel,Korrelation)fürvierkanalige(oben) und fünfkanalige (unten) Signale mit einem Surround­Sound­Analyzer (© RTW Köln)

Kapitel10 Aufnahmeverfahren 569

10.2 Monofone Aufnahme

DerBegriffmonofone Aufnahme stehtfürdieeinkanaligeKodierungvonSchall­quellen, d.h. für eineAufnahme, bei der Schallquellen ausschließlich oder ganzüberwiegend einkanalig (d. h. in der Regel: mit einem Mikrofon) aufgenommen werden.DiessagtnochnichtsüberdasnachgeordneteWiedergabeverfahrenaus.EinemonofoneAufnahmekannstereofonwiedergegebenwerden,etwadurchZu­ordnungzumehrerenWiedergabekanälenmitdemPanorama­Potentiometer,eben­sokann eine stereofoneAufnahmemonofonwiedergegebenwerden.Bei stereo­fonenAufnahmenwerdendieLaufzeit­undPegeldifferenzenzwischenmehrerenMikrofonenbzw.mehrerenKanälenbewusstzurKodierungderräumlichenEigen­schaftenderSchallquelleeingesetzt.BeimonofonenAufnahmendagegenistjederSchallquelle zunächst einMikrofon bzw. einÜbertragungskanal zugeordnet; dieKlangbalanceunddieräumlicheAbbildungerfolgtbeiderMischung.AlsFreiheits­gradebeiderAufnahmestehensomitnebenderAuswahldesMikrofon­TypsmitdemihmeigenenrichtungsabhängigenFrequenzgangnurseinAbstandundseineAusrichtungrelativzurSchallquellezurVerfügung.Beiüberwiegendjeweilsmo­nofonerAufnahmevonmehrerenSchallquellensprichtmanauchvonEinzelmikro-fonie oder Polymikrofonie.

10.2.1  Mikrofonabstand

DerAbstand zwischenSchallquelle undMikrofon ist einwichtigesElement derKlanggestaltungbeiderAufnahme.BeiSchallquellenmitallseitigerAbstrahlung– die meisten natürlichen, akustischen Quellen wie Musikinstrumente oder Spre­cherkönnennäherungsweisesobehandeltwerden–nimmtderFreifeldanteil imSchallfeld (Direktschall) mit 6 dB pro Entfernungsverdopplung ab. Mit zuneh­mender Entfernung von einer Schallquelle im Raum liefert somit der im idealisier­ten Schallfeld eines Raums überall gleiche Diffusfeldpegel einen zunehmenden und jenseits des Hallabstands einen dominierenden Beitrag zum Schallfeld der Quelle (Abb. 5.1). Damit ändert sich nicht nur die Räumlichkeit des vom Mikrofon aufge­nommenenKlangbildssondernauchdieKlangfarbe.DerFrequenzgangeiner imDiffusfeldaufgenommenenSchallquelleweistausdreiGründeneineHöhendämp­fung auf. Zum einen führt die Luftabsorption, die bei Frequenzen oberhalb von8kHzeineDämpfungvonetwa10dBfüreinenLaufwegvon100mbewirkt(ISO9613­1), zu einer Höhendämpfung der mehrfach reflektierten, diffusen Schallan­teile im Raum. Zum anderen bewirkt auch die bei Reflexionen wirksame Absorpti­onderWändemeisteinemehroderwenigerstarkausgeprägteHöhendämpfung.UndschließlicherreichendiffuseSchallanteiledasaufnehmendeMikrofonausEin­fallsrichtungen,fürdieesaufgrundseinesrichtungsabhängigenFrequenzgangseineempfangsseitigeDämpfunghoherFrequenzanteileaufweist.AlleFaktorengemein­sam bewirken in der Regel eine mit dem Abstand von der Schallquelle zunehmende

S.Weinzierl570

HöhendämpfungfürdenamMikrofonwirksamenFrequenzgangeinerSchallquelleim Raum (Abb. 10.13).

DieserHöhendämpfung für diffuse Schallanteile kann durch dieVerwendungvondiffusfeldentzerrtenDruckempfängernmiteiner typischenAnhebungvon6–8dB im Bereich von 8–10 kHz entgegengewirkt werden, oder durch eine elek­trischeEntzerrungdesSignals,diedenHöhenabfallkompensiert.

EineweiterespektraleBesonderheittrittinunmittelbarerNähevonSchallquel­lenauf,allerdingsnurbeiMikrofonen,diealsGradienten­oderSchnelleempfängerwirken.HierführtdieüberproportionaleZunahmedesDruckgradientenbzw.derSchallschnelleimNahfeldvonSchallquellenmitallseitigerAbstrahlungzueinerAnhebungtieferFrequenzen(vgl.Abb.1.18undAbb.7.21).Diedurchdiesensog.NahbesprechungseffektbedingteBetonungtieferFrequenzanteilewirdvoralleminder Popularmusik häufig bewusst eingesetzt, um das klangfarbliche „Volumen“ und diesonorenKlanganteileinsbesonderebeiweiblichenGesangsstimmenzubetonen.SolldieseÜberbetonungtieferFrequenzanteilevermiedenwerden,mussbeigerin­genMikrofonabständenmiteinerelektrischenBassabsenkungentzerrtwerden.

10.2.2  Ausrichtung

NichtnurderAbstand,auchdieAusrichtungeinesMikrofonsrelativzurSchallquel­le hat Einfluss auf die spektrale Verteilung des aufgenommenen Signals. Unabhängig vomEmpfängertypweisenalleMikrofoneeinemehroderwenigerstarkzunehmendeRichtwirkung zu hohen Frequenzen auf. Dies ist gleichbedeutend mit der Tatsache,

Abb. 10.13 Raumübertragungsfunktion (Betragsfrequenzgang) für verschiedene Abstände (3 m, 6 m, 20 m) zwischen Quelle (Lautsprecher) und Empfänger (Mikrofon), jeweils bezogen auf den Verlaufin1mEntfernungundinOktavbänderngemittelt.GemessenimAudimaxderTUBerlin(V = 8700 m3,Tmid = 2 s, Hallabstand für die verwendete Quelle: rH ≈ 6 m, Raummodell s. Abb. 1.9)

Kapitel10 Aufnahmeverfahren 571

dassderFrequenzgangeinesMikrofonsbeinichtfrontalemSchalleinfalleinenHö­henabfallaufweist,derumsostärkerist,jemehrdieSchalleinfallsrichtungvonderMikrofonhauptachse (0°­Richtung) abweicht. Der Höhenabfall ist umso ausgeprägter undsetztumsofrüherein,jegrößerdieMikrofon­Membranist(Abb.10.14).

EinerseitserschwertdieserrichtungsabhängigeVerlaufdesFrequenzgangsdieklangfarblich ausgewogene Abbildung ausgedehnter Klangkörper, andererseitskann er auch zurAusbalancierung der klangfarblichenPräsenz einzelnerKlang­quellendurchdieAusrichtungdesMikrofonseingesetztwerden.Allgemeinprodu­zieren Großmembranmikrofone stärkereVerfärbungen im diffusen Schallfeld (s.Abb. 10.14) und werden daher überwiegend zur Direktabnahme von einzelnenSchallquelleneingesetzt.

10.3 Zweikanalstereofone Aufnahmen

Schallquellenwerden stereofonaufgenommen,umausgedehnteKlangkörperbeiderWiedergabenichtpunktförmig,sondernmiteinergewissenAbbildungsbreiteerscheinen zu lassen. Dies wird erreicht, indem die Quelle in Abhängigkeit von

Abb. 10.14 Freifeld­FrequenzgangeinesKleinmembranmikrofons(NeumannKM184,oben)undeinesGroßmembranmikrofons(NeumannTLM103,unten)fürunterschiedlicheSchallein­fallsrichtungen, bezogen auf das Übertragungsmaß in der 0°­Achse

S.Weinzierl572

ihrerPositionzumstereofonenMikrofonsystemmitLaufzeitund/oderPegelunter­schiedenindenbeidenKanälenkodiertwird,diesiebeiderWiedergabealsPhan­tomschallquelle zwischen den Lautsprechern erscheinen lassen. Je nach derArtdieserKodierungunterscheidetmanIntensitätsstereofonie(nurPegeldifferenzen),Laufzeitstereofonie (nurLaufzeitdifferenzen)undÄquivalenzstereofonie bzw. ge-mischte Verfahren(Laufzeit­undPegeldifferenzen).EinSonderfall istdieTrenn-körperstereofonie,beiderdurcheinenTrennkörperzwischendenMikrofonenfre­quenzabhängigePegeldifferenzenerzeugtwerden.DasGleichetrifftfürbinauraleAufnahmenzu(Kunstkopfstereofonie),derenSignaleallerdingsnichtfürLautspre­cher­sondernfürKopfhörerwiedergabeoptimiertsind.

DiePositionstereofonaufgenommenerSchallquellenbeiderWiedergabeergibtsichausdenLokalisationskurven fürPhantomschallquellen inAbhängigkeit vonderstereofonenPegel­bzw.Laufzeitdifferenz.DerVerlaufdieserzumerstenMalvondeBoer(1940)durchHörversucheempirischbestimmtenKurvenhängtstarkvon den im Versuch benutzten Quellsignalen (Rauschen, Sinustöne, Sprache, Mu­sik) ab, außerdem von der Tatsache, ob die Versuche mit fixiertem Kopf oder mit frei beweglichem Kopf durchgeführt werden. Eine Zusammenstellung verschie­denerDaten zeigtAbb. 10.15.Bis zu einer seitlichenAuslenkungderPhantom­schallquellevon75%aufderLautsprecherbasisistderZusammenhangzwischenPegel­ und Laufzeitdifferenz undAuslenkung weitgehend linear (s.a. Wittek u.

Abb. 10.15 LokalisationvonPhantomschallquellenaufderLautsprecherbasis(s.Abb.13.5)inAbhängigkeitvonPegel­undLaufzeitdifferenzenstereofonerSignaleaufderGrundlagevonHörversuchenmitverschiedenenTeststimuli:Sprache(Leakey1960,Simonson1984),rechteck­förmiggeschalteteKnacke(Wendt1964)sowieGaußpulseundTerzbandrauschen(Mertens1965)

Kapitel10 Aufnahmeverfahren 573

Theile 2002), zu größeren Auslenkungen flacht er zunehmend ab. Als Näherungs­werte aus Abb. 10.15 für verschiedene Quellsignale und Versuchsreihen können die WerteinTabelle10.3benutztwerden.

Tabelle 10.3 Faustregel für die Konfiguration stereofoner Aufnahmesysteme. Angegeben ist die HörereignisrichtungaufderLautsprecherbasiszwischenMitte(0%)unddemOrtdesLautspre­chers(100%)inAbhängigkeitvonPegelundLaufzeitunterschieden(vgl.DateninAbb.10.15)

Hörereignisrichtung 0% 25% 50% 75% 100%

ΔL[dB] 0 3 6.5 10 16

Δt[ms] 0 0.2 0.4 0.6 1.2

AusdiesenWertenergebensichdieAbbildungseigenschaftenstereofonerMikro­fonanordnungeninAbhängigkeitvonihrerGeometrie,d.h.vonAbstand,Ausrich­tung und Richtcharakteristik der Mikrofone. Am Beispiel einer ORTF­Anordnung vonzweiMikrofonenmitNierencharakteristiksolldiedabeiverwendeteTermino­logienachDINEN60268­4erläutertwerden.

AlsHauptachsenwinkelwird der Winkel zwischen den Bezugsachsen (0°­Achsen) derbeidenMikrofonebezeichnet.AlsAkzeptanzwinkelwirdderWinkelzwischendenRichtungen der größten Pegeldifferenz zwischen linkem und rechtem Mikrofonsignal bezeichnet. In der Regel ist dies der Winkel zwischen den Richtungen minimaler Empfindlichkeit für eines der beiden Mikrofone, im obigen Beispiel der Auslöschwin­kelderbeidenNieren.JenseitsdesAkzeptanzwinkelsnimmtdiePegeldifferenz,mitder die Quelle kodiert wird, wieder ab, wodurch sie bei der Wiedergabe in die Mitte rückt.AlsAufnahmewinkelwirdderWinkelzwischendenSchalleinfallsrichtungenbezeichnet, die eine Lokalisation der Quelle ganz links bzw. ganz rechts ermöglichen. NachdenWerteninTabelle10.3wärendiesdieEinfallsrichtungen,indeneneinPe­gelunterschiedvonetwa16dBodereinLaufzeitunterschiedvonetwa1,2msentsteht.DerAufnahmewinkeliststetskleineralsderAkzeptanzwinkel.Hauptachsenwinkelund Aufnahmewinkel verhalten sich gegenläufig, d. h. eine Vergrößerung des Haupt­achsenwinkelsbewirkteineVerkleinerungdesAufnahmewinkels.

DerAufnahmewinkelhatinsofernpraktischeBedeutung,alsbeiderAufnahmenur Schallquellen oder Gruppen von Quellen, die den ganzen Aufnahmewinkel aus­füllen,beiderWiedergabedasganzeStereopanoramazwischendenLautsprechernausfüllen.NimmtderKlangkörpernureinenTeildesAufnahmewinkelsein,wirderbeiderWiedergabeentsprechendschmalerabgebildet.AlleSchallquellen,diesichjenseits des durch den Aufnahmewinkel eingegrenzten Bereichs befinden, werden beiderWiedergabe–räumlichkomprimiert–amOrtdesrechtenbzw.linkenLaut­sprechersabgebildet.EinensystematischenÜberblicküberdieEigenschaftenzwei­kanalstereofoner Aufnahmeverfahren findet man bei (Williams 1987).

S.Weinzierl574

10.3.1  Intensitätsstereofonie

Als Intensitätsstereofoniewerden alleAufnahmeverfahren bezeichnet, bei denensichlinkerundrechterKanalnurimPegel,nichtaberinLaufzeitbzw.Phasenlageder Signale unterscheiden. Eine Quelle, die auf dem rechten Kanal lauter als auf demlinkenist,wirdaufderStereobasisrechtslokalisiert.IntensitätsstereofoneAuf­nahmenkönnenmiteinerXY-AnordnungodereinerMS-Anordnung hergestelltwer­den. Beide Anordnungen werden auch als Koinzidenzverfahren bezeichnet, daSchallwellen beliebiger Einfallsrichtung (annähernd) zeit­ und phasengleich aufdemrechtenundlinkenKanalaufgenommenwerden.

10.3.1.1 XY-Verfahren

XY­Anordnungen bestehen aus zwei gerichteten Kapseln mit gleicher Richtcharak­teristik,dieidealerweiseamselbenOrtangeordnetundumdenHauptachsenwinkelαgegeneinanderangewinkeltsind(Abb.10.17).InderPraxiswerdensieunmittel­barübereinandermontiert,umzumindestfürSchallquelleninderHorizontalebeneKoinzidenzherzustellen.FürAufnahmeninXY­TechnikwerdenentwederspezielleStereomikrofoneverwendet,beidenenzweiKapselnineinemGehäuseübereinan­dermontiertsindoderseparateMikrofone,dieaufeinerSchieneangewinkeltmon­tiertwerden.(Abb. 10.18).(Abb.10.18).

Abb. 10.16 GeometrieundAbbildungseigenschaftenstereofonerMikrofonanordnungen:Hauptachsenwinkel,AkzeptanzwinkelundAufnahmewinkel

Kapitel10 Aufnahmeverfahren 575

LegtmandieLokalisationswerteausTabelle10.3zugrunde, soergeben sich fürverschiedene Richtcharakteristiken und Hauptachsenwinkel die in Abb. 10.19 be­rechnetenAufnahmewinkel.

In Abhängigkeit von Richtcharakteristik und Hauptachsenwinkel ergibt sich auchdieBalance,mitderfrontaleundseitlicheSchallquellenübertragenwerden.NurfüreineDämpfungvonfrontal,d.h.ausderSymmetrieachsederAnordnungeinfallenden Quellen um 3 dB auf beiden Kanälen erscheinen diese bei stereofoner Wiedergabe gleich laut wie Quellen in der Hauptachse der Einzelmikrofone.

Abb. 10.17 XY­StereofoniemitNieren(links)undSupernieren(rechts)undeinemHauptach­senwinkelα

Abb. 10.18 VariantenderIntensitätsstereofonie:a:KoinzidenzmikrofonauszweidrehbarenKapseln mit einstellbarer Richtcharakteristik, b: XY mit gekreuzten Nierenmikrofonen, c: MS­AnordnungmitNiereundAcht,d:Blumlein­VerfahrenmitgekreuztenAchtermikrofonen(Fotos:Fa.SchoepsMikrofone,GeorgNeumannGmbH)

S.Weinzierl576

EinSpezialfallderXY­Stereofonie,zweigekreuzteAchtenmiteinemAchsenwin­kel von 90°, wird als Blumlein-Verfahrenbezeichnet,benanntnachdemIngenieurAlanBlumlein,derbereitsinden1930erJahrenmitstereofonerAufzeichnungex­perimentierte und dieses Verfahren patentieren ließ (Blumlein 1931, Alexander1999,Burns2000,s.Kap.3.3.4.1).

10.3.1.2 MS-Verfahren

BeiMS-VerfahrenwerdenimGegensatzzuXY­SystemenzweiMikrofonemitver­schiedenen Richtcharakteristiken senkrecht übereinander montiert: Ein seitlich aus­gerichtetesAchtermikrofon zur Erzeugung eines Seitensignals (S) und ein nachvornezeigendesMikrofonfürdasMittensignal(M)(Abb.10.20).DasM­Mikrofonkann im Prinzip beliebige Richtcharakteristik haben.

VorderWiedergabewirddasMS­SignaldurchSummen­undDifferenzbildungineinXY­Signalumgewandelt.WennmandasXY­undMS­SignalpaaraufgleicheSignalleistungnormiert,gilt:

(10.7)

Abb. 10.19 XY­Verfahren.AufnahmewinkelfürverschiedeneHauptachsenwinkelundRichtcharakteristiken. Entlang der –3 dB­Linie werden frontale Schallquellen von beiden Mikrofonenum3dBgedämpftaufgenommenunderscheinensomitinderSummederLaut­sprechersignalemitgleicherIntensitätwieseitlicheSchallquellen.ZukleinerenHauptachsen­winkelnhinerscheinenfrontaleSchallquellenüberbetont(–1,5dB­Linie),zugrößerenHaupt­achsenwinkelnunterbetont(–4,5dB­Linie).

Kapitel 10 Aufnahmeverfahren 577

(10.8)

Die Summen- und Differenzbildung kann durch eine passive Differentialübertra-ger-Schaltung oder eine aktive Summen-/Differenzverstärkerschaltung erfolgen (Kap. 7.6.6. und Görne 2004:108f.), die häufig als Teil eines MS-Richtungsmischers in Mischpulten integriert sind. Sie kann jedoch auch „von Hand“ durch Phasenum-kehr und Addition im Mischpult erfolgen. Durch die Summen- und Differenzbil-dung der Signale entsteht eine effektive Richtcharakteristik, wie sie auch durch ein XY-System erzielt werden könnte (Abb. 10.21).

In Abhängigkeit von der für das M-Signal verwendeten Richtcharakteristik und dem Mischungsverhältnis zwischen M und S ergeben sich Stereo-Aufnahmewinkel nach Abb. 10.22.

Für Aufnahmen in MS-Anordnung können wie bei XY integrierte Koinzidenz-mikrofone oder zwei übereinander montierte Einzelmikrofone verwendet werden. Obwohl die Summen- und Differenzbildung nach (10.7) und (10.8) mathematisch auf eine idealisierte Richtcharakteristik führt, wie sie auch mit XY-Mikrofonen er-reichbar wäre, gibt es einige Unterschiede zwischen MS- und XY-Systemen. Zum einen verändert sich die Richtwirkung von Achter-Mikrofonen zu höheren Frequen-zen weniger stark als die von Kugel- und Nierenmikrofonen. MS-Systeme weisen also eine insgesamt stabilere Richtwirkung auf, somit bleibt auch der Aufnahme-winkel über den ganzen Frequenzbereich weitgehend konstant. Zum anderen be-steht die Möglichkeit, den Richtungsmischer erst bei der Mischung zu verwenden

Abb. 10.20 MS-Anordnung mit Kugel (links) und mit Niere (rechts) als Mittensignal

Abb. 10.21 Äquivalente XY-Anordnung für ein MS-Paar mit Kugel und Acht (links) und Niere und Acht (rechts) mit jeweils gleichem Signalpegel

S.Weinzierl578

undzunächstdasMS­Signalselbstaufzuzeichnen.DadurchkannbeiderMischungnoch Einfluss auf den Aufnahmewinkel genommen werden, z. B. wenn bei der Auf­nahmekeineausreichendeAbhörkontrollemöglichwar.WeiterhinkanndurchVer­wendungeinerKugelalsMittenmikrofonderimBassbereichüberlegeneFrequenz­gang von Druckempfängern ausgenutzt werden. Und schließlich liefert dasM­MikrofoneinMono­Signal,dasnichterstdurchSummierungderbeidenStereo­kanälemitmöglichenPhasenauslöschungenerzeugtwerdenmuss.DasM­Signalkannalsoauchparallelaufgezeichnetwerden,wenn–vorallembeimFernsehen–eingutesMonosignalerforderlichist.

Als MS­Anordnung in drei Raumdimensionen kann das sog. Soundfield-Mikro-fon angesehenwerden. ImGegensatz zuMSwerden allerdingsvier koinzidenteSignaleerzeugt.ObwohldieseauchfüreinezweikanaligeStereowiedergabedeko­diertwerdenkönnen,solldieAnordnungdaherbeidenmehrkanalstereofonenVer­fahrenbehandeltwerden(Abschn.10.4.1.1).

10.3.2  Laufzeitstereofonie

AlsLaufzeitstereofoniewerdenalleAufnahmeverfahrenbezeichnet,beidenensichlinkerundrechterKanalnurinderLaufzeit,nichtaber(odernurgeringfügig)imPegelunterscheiden.EinSignal,dasamrechtenMikrofonfrühereintrifftalsamlinkenMikrofon,wirdbei derWiedergabe auf derStereobasis rechts lokalisiert.

Abb. 10.22 MS­Verfahren. Aufnahmewinkel in Abhängigkeit von der Richtcharakteristik für das M­Signal(Kugel,Niere,Hyperniere,Acht)undderPegeldifferenzzwischenMundS.PunktemarkierendiePegeldifferenz,beiderfrontaleSchallquellenum3dBgedämpftundsomitinderLeistungssumme der Lautsprechersignale mit gleicher Intensität wie seitliche Quellen abgebildet werden.MiteinerKombinationausKugelundAchtisteinevolleAusnutzungderStereobasisbeigleicherIntensitätfrontalerundseitlicherSchallquellennichterreichbar.

Kapitel10 Aufnahmeverfahren 579

LaufzeitstereofoneAufnahmenkönnenmiteinerAB-AnordnungauszweiMikro­fonenrealisiertwerdenodermitAnordnungenmehrererMikrofone,zwischende­nensichjenachSchalleinfallsrichtungunterschiedlicheLaufzeitenausbilden.

10.3.2.1 AB-Verfahren

Ein AB­System besteht aus zwei Kapseln mit gleicher Richtcharakteristik, die in einemBasisabstandanebeneinandermontiertsind.MeistwerdenDruckempfängermit Kugelcharakteristik verwendet, es sind jedoch auch andere Richtcharakteris­vttikenmöglich,wennetwaderAnteilrückwärtigaufgenommenenSchallsunter­drücktwerdensoll.MaßgeblichfürdieLokalisationistdieeffektiveWegdifferenzΔs von der Schallquelle zu den beiden Mikrofonen. Sie beträgt für Quellen, deren AbstandzudenMikrofonengroßgegenüberdemBasisabstandaist(Abb.10.23):

(10.9)

BeiAufnahmen inLaufzeitstereofonie besteht – stärker als bei intensitätsstereo­fonenAufnahmen – das Problem der Nichtlinearität zwischen LaufzeitdifferenzundLokalisierungaufderLautsprecherbasis(Abb.10.15).AlsKonsequenzkannbei der Wiedergabe ein „Loch in der Mitte“ auftreten: Wenn die Mikrofonbasis so dimensioniert wird, dass seitliche Quellen bei der Wiedergabe 100 % seitlich abge­bildet werden, erscheinen auch Quellen, die mit der halben Laufzeitdifferenz bei denMikrofoneneintreffen,bereits75%(statt50%)seitlichausgelenkt(s.Tabelle10.3).BetrachtetmaneineLaufzeitdifferenzvonetwa1,2msalsausreichendfüreine100%seitlicheAbbildung,soergebensichinAbhängigkeitvomBasisabstandderMikrofoneAufnahmewinkelnachAbb.10.24.

Die häufig als Klein-ABbezeichneteAufstellungvonzweiparallelausgerichte­tenMikrofonenungefährimOhrabstandvon17cmerzeugtLaufzeitunterschiedevonetwa0,5msfürlateraleSchallquellen,sodassdieLautsprecherbasisbeider

Abb. 10.23 AB­Stereofonie. Die Laufzeitunterschiede zwischen L und R ergeben sich als FunktiondesSchalleinfallswinkelsθ unddesBasisabstandsa.

S.Weinzierl580

Wiedergabe nur zu etwa 50% ausgenutzt wird. Die durch das natürliche HörensuggerierteOrientierungamOhrabstandkannhier irreführendsein,dadie inter­auraleLaufzeitdifferenzbeimnatürlichenHörenzuanderenLokalisationswinkelnführtalsLaufzeitunterschiedeimüberlagertenSchallfeldzweierStereo­Lautspre­cher(vgl.Abb.3.12undAbb.10.15).InsbesondereführtdiedurchdenKopfbe­dingteAbschattungbeimnatürlichenHörenzuPegeldifferenzenzwischendenOhr­signalen,diebeiAB­Stereofoniefehlen.

BeiAB­AnordnungenachtetmanmeistaufeineparalleleAusrichtungderMi­krofone.BeiangewinkeltenMikrofonenentstehendurchdiemithöhererFrequenzzunehmende Richtwirkung von Kugelmikrofonen zusätzliche Pegelunterschiede. SiekönnenzueinerfrequenzabhängigenunddamitinsgesamtunscharfenLokali­sierungführen.DieAusrichtungvonKugelmikrofonenaufbestimmteSchallquel­leneinesgrößerenEnsemblesistjedochaucheinMittelderKlanggestaltungundzur Einstellung der Klangbalance, weshalb man in der Praxis häufig auch eine nichtparallele Ausrichtung von Kugelmikrofonen vorfindet.

EineparalleleAusrichtungvonzweiBändchenmikrofoneninAchtcharakteristikimAbstandvon20cmwirdauchalsFaulkner-Anordnungbezeichnet(Streicheru.Dooley1984).

10.3.2.2 Laufzeitstereofonie mit mehr als zwei Mikrofonen

Bei einer Aufnahme breiter Klangkörper (Symphonieorchester, Chöre) werdendurchAB­MikrofonierungenmitschmalerBasisdiezentralenInstrumenteinderNähederMikrofonebevorzugtabgebildet.ErhöhtmandenMikrofonabstand,umeinegleichmäßigereAbbildungzuerzielen,verkleinertsichderAufnahmewinkel(Abb. 10.24), sodass ein Großteil der Quellen an den Rändern der Lautsprecher­basis abgebildet wird. Um dies zu vermeiden, wird die Anordnung häufig durch ein drittes Mikrofon in der Mitte zu einer ABC-Anordnung erweitert. Das mittlereMikrofonwirdimPanaromamittigeingeordnet,d.h.gleichmäßigaufrechtenundlinkenKanalverteilt.DieohnedasMittenmikrofonweitaußenabgebildetenSchall­quellenwerdendurchdaszusätzlicheSignal,dasohneLaufzeitdifferenzzubeidenKanälen addiertwird, indieMittegezogen.DieseAdditionvon ähnlichen, aberlaufzeitbehafteten Signalen auf beiden Stereokanälen (Mitte/Links und Mitte/Rechts) kann allerdings zu kammfilterartigen Verzerrungen führen, deren Hörbar­keitdurchprobeweisesAbschaltendesMittenmikrofonsüberprüftwerdenkann.

SpezialfalleinerABC­Anordnungistdersog.Decca-Tree,einvonIngenieurendesenglischenDecca­Labelsinden1960erJahreneingeführtesundspäterauchbei Aufnahmen des deutschen Teldec­Labels häufig benutztes Verfahren für Auf­nahmenmitgroßenKlangkörpern(Gernemann2002).DreiDruckempfängersindineinemetwagleichseitigenDreieckvon1bis2,5mKantenlängeangeordnet.Die Vorzüge des eingerückten, mittleren Mikrofons liegen in einer gleichmä­ßigerenAbbildung von Klangkörpern, die nicht auf einer Linie, sondern halb­kreisförmigangeordnetsind.Diesbetrifftz.B.diebessereAbbildungdermittle­renStreicherbeiOrchesteraufnahmen,wennderDecca­TreeetwaüberdemKopf

Kapitel10 Aufnahmeverfahren 581

desDirigentenangebrachtist.DurchdenrelativzurGesamtabmessungdesSys­temsmaximalenAbstandderMikrofoneuntereinander (imgleichseitigenDrei­eck)unddienichtparalleleAusrichtungderMikrofone(Abb.10.25)werdendieEinzelsignale „unterschiedlicher“, wodurch kammfilterartige Verfärbungen mini­miertwerden.

VerfahrenzurAufnahmesehrbreiterKlangkörpermitvieroderfünfKugelmi­krofonenwerdenalsABCD-,ABCDE-VerfahrenoderalsKugelvorhangbezeichnet.DieAdditioneinergroßenAnzahlvonSignalenmitunterschiedlichenLaufzeitenbedingt eine insgesamt unscharfe Richtungsabbildung, da jede Schallquelle durch mehrere Phantomschallquellen abgebildet wird, die sich zwischen denjenigenMikrofonpaarenbilden,diebeiderWiedergabedemrechtenundlinkenSummen­kanalzugeordnetsind.BereitsbeidreiMikrofonenentstehenfürjedeSchallquelledreiPhantomschallquellenfürdieMikrofonpaareA/B,A/CundB/C.Diemangeln­de Lokalisationsschärfe von Einzelquellen wird jedoch häufig auch als „dichtes“, „volles“ Klangbild wahrgenommen. Wie bei ABC ist eine Kontrolle auf Verfär­bungen durch kammfilterartige Verzerrungen notwendig.

Abb. 10.24 AB­Stereofonie.AufnahmewinkelfürverschiedeneBasisabständea

Abb. 10.25 DreiDruckempfänger(ABC)ineinerAnordnungalsDecca­Tree

S.Weinzierl582

10.3.3  Äquivalenzstereofonie

AlleAufnahmeverfahren,diesowohlPegel­alsauchLaufzeitunterschiedezurAb­bildungbenutzen,werdenalsgemischte VerfahrenoderÄquivalenzstereofoniebe­zeichnet.DieBerechnung ihresAufnahmewinkelsberuhtaufderAnnahme,dasssichdieWirkungvonPegel­undLaufzeitunterschiedenaufdieLokalisationderPhantomschallquelle annähernd linear überlagert. In Hörversuchen zur WirkungvongleichsinnigenPegel­undLaufzeitunterschiedenwurdeeineÄquivalenzvon1dBPegeldifferenzund60μsLaufzeitdifferenzermittelt,ebensoinVersuchenmitäquivalenzstereofonenMikrofonsystemen(Theile1984,Abb.10.26).

DieWirkungvongegensinnigen Pegel­ und Laufzeitunterschieden („links frü­her“ und „rechts lauter“) wird durch die sog. Tradingkurvebeschrieben(Franssen1962).SieweisteinehöhereSteigungvonetwa250μsLaufzeitdifferenzentspre­chend1dBPegeldifferenzaufalsdieÄquivalenzkurve.BeiMikrofonaufnahmenwirddieErzeugunggegensinnigerPegel­undLaufzeitunterschiedeallerdingsge­nerellvermieden,weilsiezuunscharfenbzw.mehrdeutigenAbbildungenführt.

BeispielefürgemischteVerfahrensinddievonToningenieurendesfranzösischenRundfunks vorgeschlagene ORTF-Anordnung (Office de Radiodiffusion­Télévi­sion Française, bis 1974 die öffentlich­rechtliche Rundfunkanstalt Frankreichs), sowie die vom niederländischen Rundfunk eingeführte NOS-Anordnung (fürNe­derlandsche Omroep Stichting, eine Rundfunkanstalt innerhalb des öffentlich­rechtlichen Rundfunks der Niederlande).

Abb.10.28zeigtdieausderÄquivalenzkurve(Abb.10.26)undderLokalisati­onskurvefürPegeldifferenzen(Abb.10.15)abgeleitetenAufnahmewinkelfürge­mischteSystemeinAbhängigkeitvomBasisabstandafürverschiedeneHauptach­senwinkelα.WiebeiXY­SystemenwerdenfrontaleSchallquellennurbeieinem

Abb. 10.26 ÄquivalenzvonPegel­undLaufzeitunterschiedenbeiderLokalisationvonPhantomschallquellen

Kapitel10 Aufnahmeverfahren 583

Hauptachsenwinkel,beidemsieinbeidenMikrofonenum3dBgedämpfterschei­nen, in der Leistungssumme der Lautsprechersignale mit gleicher Intensität wieseitliche Quellen abgebildet. Hierfür müssen die Mikrofone in einem Hauptachsen­winkel von 180° (Breite Nieren), 130° (Nieren), 114° (Supernieren), 104° (Hyper­nieren) bzw. 90° (Achten) montiert werden (vgl. Tabelle 7.2).

Abb. 10.28 AufnahmewinkelfürgemischteAufnahmeverfahreninAbhängigkeitvomBasisab­standa für die Richtcharakteristiken Breite Niere, Niere, Superniere und Acht und verschiedene Hauptachsenwinkelα

Abb. 10.27 Varianten der Äquivalenzstereofonie (gemischte Verfahren): ORTF und NOS

S.Weinzierl584

10.3.4  Trennkörperstereofonie

EinSpezialfalldergemischtenStereofonieistdieTrennkörperstereofonie,beiderdie Pegelunterschiede zwischen linkem und rechtem Kanal nicht durch die Richt­charakteristik der Mikrofone, sondern durch einen Trennkörper zwischen zweiDruckempfängernmitKugelcharakteristikerzeugtwerden.DerTrennkörpererfülltkonzeptionelldieFunktiondesKopfesbeimnatürlichenHörenunderzeugtauf­grundseinesBeugungsverhaltensfrequenzabhängigeSchalldruckpegelunterschiedeandenMikrofonen,die zubeidenSeitenderKonstruktionangebracht sind.DerAbstandderMikrofoneentsprichtmeistinetwademOhrabstand.

BeidemvomSchweizerToningenieurJürgJecklinentwickeltenOSS-Mikrofon(fürOptimalesStereo­Signal)sindzweiDruckempfängerimAbstandvon20cmzubeidenSeiteneinerScheibe (Jecklin-Scheibe)von30cmDurchmessermontiert.Die Scheibe hat eine bei hohen Frequenzen absorbierende Schaumstoffoberfläche, um kammfilterartige Verzerrungen durch den an der Scheibe reflektierten Schall zu unterdrücken (Jecklin 1981). Eine kugelförmige Verdickung der absorbierendenBeschichtungbeidervonderFa.MBHOvertriebenenVariantederScheibe(Schnei-der-Scheibe) bewirkt eine bessere Unterdrückung von Reflexionen, höhere stereo­fonePegeldifferenzenunddamiteinegrößerestereofoneAbbildungsbreitebereitsbeiFrequenzenoberhalbvon200Hz.

Bei der Konstruktion Clara sind zwei Druckempfängerkapseln bündig in dieOberfläche einer parabelförmigen Acrylscheibe eingelassen (Breh 1986). Auch hier entsprichtdieGrößedesAcrylkörpersetwadenKopfabmessungen.Durchdiebün­dige Montage der Kapsel werden Klangverfärbungen durch Schallreflexionen an der Oberfläche des Trennkörpers vermieden.

Den gleichen Vorzug weist das vom Münchener Institut für Rundfunktechnik (IRT) entwickelte Kugelflächenmikrofon auf, das seit 1990 von der Fa. Schoepshergestelltundvertriebenwird.ZweidiffusfeldentzerrteDruckempfänger­KapselnsindbündigineineschallharteKugelvon20cmDurchmessereingelassen.Durchdie Entzerrung der Kapseln und durch die Kapselpositionen bei ±100° relativ zur stereofonenHauptachsederKugelüberlagernsichAbschattungs­undDruckstau­

Abb. 10.29 Verschiedene Varianten der Trennkörperstereofonie: SASS, Kugelflächenmikrofon, Jecklin­Scheibe,Clara(Fotos:Fa.SchoepsMikrofone,Fa.Crown)

Kapitel10 Aufnahmeverfahren 585

effektso,dasssicheinannäherndlinearerFrequenzgangimFreifeldebensowieimDiffusfeldergibt,und,damitgleichbedeutend,ein frequenzunabhängigesBünde­lungsmaß (Theile 1986, Geyersberger 1990). Das Kugelflächenmikrofon der Fa. Schoeps (KFM 6) hat einen stereofonen Aufnahmewinkel von 90° (Wuttke 1992).

Das SASS Mikrofon der Fa.Crown (für Stereo Ambient Sampling SystemTM)verwendet zwei Grenzflächenmikrofone, die im Abstand von 17 cm in einen Trenn­körpereingelassensind,dersichnachhintenkeilförmigverbreitert.DurchdenEin­satz von Grenzflächenmikrofonen wird, ebenso wie beim Kugelflächenmikrofon, das Problem von Reflexionen am Trennkörper vermieden. Die schaumstoffverklei­deteTrennscheibemindertdasÜbersprechenbeihohenFrequenzen,während fürFrequenzenunterhalbvon500HzpraktischkeinePegeldifferenzenentstehen.DerAufnahmewinkel des Systems liegt bei etwa 90°, für Einfallswinkel von >125° zu beidenSeitenderstereofonenHauptachsetrittaufgrundderFormdesTrennkörperseine starkeAbschattung auf (Bartlett u. Billingsley 1990a, Bartlett u. Billingsley1990b).

AucheinvonDefossez(1986)vorgeschlagenerGrenzflächen-KeilnutztfüreinTrennkörperverfahren Grenzflächenmikrofone, die in einen nach vorne spitz zulau­fenden Keil eingesetzt sind. Der Winkel zwischen den Keilflächen ist hier allerdings variabel zwischen 60° und 90° einstellbar.

TrennkörperstereofoneSystemezeichnensichbeiHörversuchen,ebensowiege­mischteVerfahren imAllgemeinen, durch eineguteLokalisierbarkeit der aufge­nommenenSchallquellenaus.DiemitderVerwendungvonabsorbierendenTrenn­körpernwiebeiOSSeinhergehendeHöhendämpfungfürdiejeweilsabgewandteMikrofonkapsel wird in Hörvergleichen allerdings häufig als „verfärbt“ bewertet (Wöhru.Nellessen1986).EininderPraxisauftretendesProblemallerTrennkör­perverfahrenistderdurchdieKonstruktionfestvorgegebeneAufnahmewinkel.SolässtsichdieAbbildungsbreitedesaufgenommenenKlangkörpersnurverändern,indemdieSchallquellenrelativzumMikrofonneupositioniertwerden.

Abb. 10.30 SASS Mikrofon – Querschnitt

S.Weinzierl586

10.3.5  Binaurale Aufnahme

BinauraleAufnahmenwandelndenSchalldruck,wieerbeimnatürlichenHörenvordenTrommelfellenderbeidenOhrenvorliegt.EswerdendaherzweiDruckempfän­ger­Kapseln verwendet, die im Gehörgang des eigenen Ohres oder eines demmenschlichenKopfnachgebildetenKunstkopfesangebrachtsind.AufdieseWeisewird das einfallende Schallsignal durch die Außenohrübertragungsfunktion gefil­tert,welchefürjedeSchalleinfallsrichtungdieWirkungunsererKopfanatomieaufdeneinfallendenSchallbeschreibt(s.Kap.3.1.1).BeiderWiedergabebinauralerSignale über Kopfhörer wird somit im Idealfall das Schallfeld amAufnahmeortoriginalgetreureproduziert.

Die Außenohrübertragungsfunktion (AOÜF, auch HRTF für head-related transfer function)ist das Ergebnis von akustischer Abschattung, Beugung, Verzögerung, Re­sonanzen und Reflexionen durch Torso, Schulter, Kopf, Ohrmuscheln (pinnae), den Eingang indenOhrkanal (cavumconchae)unddenOhrkanal selbst.DengrößtenEinfluss auf den Verlauf der HRTF haben Kopf und Ohrmuscheln, während die Schul­ter bei bestimmten Frequenzen einen Einfluss von etwa ±5 dB und der Torso von etwa ±3 dB auf den Frequenzgang der HRTF hat (Gierlich 1992, s.a. Abb. 7.36).

ObwohldieBedeutungvonSchulterbereichundTorsofürdiePlausibilitätvonbinauralenAufnahmendurchHörversuchebelegtist(Minnaaretal.2001),werdensie imGegensatzzuKopfundOhrmuschelnnichtvonallenKunstkopfsystemennachgebildet (Abb. 10.33). Von großer Bedeutung für den Verlauf der HRTF ober­halbvon1kHzistderAufnahmeortinnerhalbdesOhrkanals(Abb.10.32).Aller­dings hat sich dieser Einfluss in zahlreichen Untersuchungen als unabhängig von derSchalleinfallrichtungerwiesen.Erkanndaherdurcheinekonventionelle,rich­tungsunabhängigeEntzerrungausgeglichenwerden,ohnedieräumlicheZuordnungderHörereignissezubeinträchtigen.

Da die interindividuellen Unterschiede von HRTFs bei einer Messung am ge­blocktenOhrkanalamgeringstensind,wirdbeiKunstkopfsystemenmeisteinMinia­

Abb. 10.31 Richtungsabhängige und richtungsunabhängige Komponenten der Außenohrübertra­gungsfunktion. Die richtungsabhängigen Einflüsse von Korpus, Schulter, Kopf und Ohrmuschel sind das Ergebnis von Schallbeugung und ­reflexion. Die richtungsunabhängigen Einflüsse sind das Ergebnis von Resonanzen im Ohrkanal.

Kapitel10 Aufnahmeverfahren 587

turmikrofonbündigeinigeMillimeterinnerhalbdesOhrkanalseingesetzt.Daaberauch hier oberhalb von 2 kHz erhebliche Unterschiede zwischen den HRTFs ver­schiedenerPersonenbestehen,istesnichterstaunlich,dassdieräumlicheZuord­nungvonbinauralaufgenommenenundwiedergegebenenSignalenmitdemeige­nen Kopf in der Regel besser als über einen „fremden“ Kunstkopf gelingt. Hierbei istallerdingseingewisserLerneffektzubeobachten,alsodieFähigkeit,sichaufdieEigenschaftendesfremdenKopfeseinzustellen(Minnaaretal.2001).DiemeistenKunstkopfsysteme sind „Durchschnittsköpfe“, die sich an Mittelwerten aus anthro­pometrischen Datenbanken orientieren (DIN V 45608, IEC TR 60959, ANSI S3.36, ITU­TP.58).

AufdemMarkt isteineVielzahlvonKunstkopfsystemenfürverschiedeneAn­wendungenverfügbar.DerKunstkopfKU100derFa.Neumannwirdüberwiegendfür Musik­ und Sprachaufnahmen eingesetzt.Als Nachfolger der Systeme KU80(1973–81)undKU81(1982–93)isterbereitsdiedritteGerätegeneration.Erverwen­det zwei Druckempfänger vom Typ KM83 (ø = 21 mm) am Ende einer 4 mm langen NachbildungdesOhrkanals.WährendderKunstkopfKU80zunächstübereinenfrei­feldentzerrtenFrequenzgangverfügte,sinddieTypenKU81undKU100aufeinenlinearenFrequenzgangimDiffusfeldentzerrt,umKlangfarbenfehlerbeiderWieder­gabeüberLautsprecherzuminimieren(Theile1981).AndereSystemewerdenüber­wiegendinderakustischenMesstechnikeingesetzt,etwabeiderMessungbinauralerraumakustischerKriterien, imBereichSound Quality oder beim akustischenPro­duktdesign.DieFormvonKopfundTorsogehtvonstilisierten(Brüel&KjæerHATS4100) bzw. durch mathematische Funktionen definierten Modellen (Head Acoustics HMS III) bis zu weitgehend detailgetreuen Nachbildungen (KEMAR 45BA, Cortex ElectronicMK1).ZurAnpassungandieakustischenVerhältnissebeiAufnahmeundWiedergabe sind häufig verschiedene Entzerrungsarten wählbar. Dazu gehört eine Freifeldentzerrung, eine Diffusfeldentzerrung oder eine benutzerspezifische bzw. auf bestimmteKopfhörermodellezugeschnitteneEntzerrung(s.Kap.11.8.4.3).EinigeModelle (KEMAR) werden mit verschiedenen Aussenohrtypen angeboten, die ty­pischfürweibliche,männliche,amerikanisch/europäischeundasiatischeHörersind.FürAnwendungen in derTelekommunikation, etwa bei der messtechnischen und

Abb. 10.32 AußenohrübertragungsfunktionenvonzwölfPersonen,gemessenanverschiedenenPositionen:VordemTrommelfell(links),amoffenenEingangzumOhrkanal(Mitte)undamgeblocktenEingangzumOhrkanal(rechts),nach(Hammershøiu.Møller2002)

S.Weinzierl588

Abb. 10.33 VerschiedeneKunstkopfsysteme:A:HeadAcousticsHMSIII,B:NeumannKU100,C: Cortex MK1, D: KEMAR KB 4004, E: Brüel & Kjær HATS 4128, F: Brüel & Kjær HATS 4100;G:FABIAN;H:Moldrzyk(Fotos:Fa.HeadAcoustics,GeorgNeumannGmbH,01dBGmbH, G.R.A.S. Sound & Vibration, Brüel & Kjaer GmbH, TU Berlin, C. Moldrzyk/Fa. Visaural)

Kapitel10 Aufnahmeverfahren 589

perzeptivenEvaluationvonMobiltelefonengibtesModellemitvollständigerOhrka­nal­ und Trommelfellimpedanzsimulation, Sprachsimulator und zusätzlich erhält­lichenHandapparatehalternund­positionierern(Brüel&Kjæer4128).

EinigeneuereSystemeverfügenüberSchrittmotorenoderServomotoren,mitdenenderKopfinderHorizontalebene(Moldrzyketal.2004,Christensenetal.2005)oderinmehrerenFreiheitsgraden(FABIAN,Lindauu.Weinzierl2007)soft­waregesteuertbewegtwerdenkann.AufdieseWeisekönnenohnemanuellenEin­griff komplette Datensätze von binauralen Raumimpulsantworten für ein definiertes Raster von Kopforientierungen gemessen werden, wie sie in der Binauraltechnik fürdieSimulationvirtuellerakustischerUmgebungenverwendetwerden(s.Kap.11.8.4).

DieerstenKunstkopfsystemewurdenbereitsEndeder1960erJahreentwickelt(Küreretal.1969,Damaskeu.Wagener1969)undzunächstfürUntersuchungenzursubjektiven,vergleichendenBeurteilungderHörsamkeitinKonzertsäleneingesetzt(Wilkens 1972, Lehmann & Wilkens 1980). Nachdem die ersten Rundfunksen­dungenbinauralaufgenommenerHörspiele(Demolition,1973)mitEuphorieaufge­nommenwurden,habensichinsbesondereimBereichderMusikaufnahmedieun­vermeidlichen Klangverfärbungen bei der Lautsprecherwiedergabe von binauralaufgenommenenSignalenalsproblematischerwiesen,ebensodiefehlendeGestal­tungsmöglichkeitbeiderKlangregie,damitdemEinsatzzusätzlicherMikrofonezurEinstellungderKlangbalancedieVorzügederKunstkopfstereofonie,insbesonderedieAußer­Kopf­LokalisationunddieguteLokalisierbarkeitvonSchallquellenimRaum auch bei Kopfhörerwiedergabe verloren gehen. Ein weiteres Manko von KunstkopfaufnahmenistdasPhänomen,dass frontaleundrückwärtigeSchallein­fallsrichtungen,welchediegleicheinterauraleLaufzeitdifferenzhervorrufen,kaumunterschiedenwerdenkönnen(cones of confusion,Kap.11.8.4.4).DiefürdieseUn­terscheidungnotwendigenPeilbewegungendesKopfesbleibenbeiderWiedergabevonkonventionellenKunstkopfaufnahmenohneWirkungaufdasbinauraleSignal,andersalsinderbinauralenSimulation,woKopfbewegungenvoneinemPositions­sensorabgetastetwerdenunddieAuralisationentsprechendnachgeführtwird.

ImBereichderMusikproduktionhatderKunstkopfalsAufnahmeverfahrenda­hernienennenswerteVerbreitunggefunden.ImBereichderakustischenMesstech­nik,imakustischenProduktdesign(Telefonie,Fahrzeugentwicklung),inderPsycho­akustik, imBereichLärmschutzundLärmwirkungsforschungund inderMusik­rezeptionsforschungisterheutejedocheinunverzichtbaresWerkzeugfürForschungundEntwicklung.

10.4 Mehrkanalstereofone Aufnahmen

BeimehrkanalstereofonenAufnahmenwerdenSchallquellendurchLaufzeit­und/oderPegelunterschiedezwischenmehralszweiKanälenkodiert,umbeiderWieder­gabeübermehrkanaligeWiedergabesystemeeine räumlicheAbbildungdurchdieAusbildungvonPhantomschallquellenzwischendenLautsprechernzuerzielen.Im

S.Weinzierl590

GegensatzzueinzelmikrofoniertenAufnahmendürfendieLaufzeit­undPegeldiffe­renzen,mitdereineSchallquelleaufverschiedeneKanälenaufgezeichnetwird,hiernichtzugroßsein,damitbeiderWiedergabeeinePhantomschallquellezwischendenLautsprechernentstehenkann.FürdieNutzungderdreiFrontkanäle,wiesiefürdie Wiedergabe von Tonträgern nach ITU­R BS 775­1 (Abb. 11.13) und für alle gängigenKinoformatevorgesehensind,gibtesimWesentlichenzweiVarianten.

Bei Variante 1 („Stereo plus Center“) werden Phantomschallquellen nur zwi­schen den Kanälen L und R abgebildet, während der Center­Kanal für monofon aufgenommene Quellen (Abb. 10.34 links) genutzt wird. Dieses Verfahren ist üb­lichimBereichdesFilmtons,wostereofoneSignale(v.a.FilmmusikundAtmo)überwiegend über L und R wiedergegeben werden, während der Centerkanal für den Dialog benutzt wird.Auch bei mehrkanaligen Musikproduktionen wird derCenterkanal häufig für monofon mikrofonierte Solisten genutzt, während ausge­dehnte Quellen (Orchester, Instrumentalgruppen) stereofon über L und R aufge­nommenundwiedergebenwerden.FürAufnahmendieserArtkönnensomit,trotzmehrkanaligerWiedergabe,traditionellemonofoneundzweikanalstereofoneAuf­nahmeverfahrenzumEinsatzkommen.

Bei Variante 2 (segmentiertes Schallfeld) werden Phantomschallquellen zwi­schen den Kanälen L und C sowie C und R abgebildet (Abb. 10.34 rechts). Um eine kontinuierlicheundeindeutigeAbbildungausgedehnterKlangkörperaufderLaut­sprecherbasis LCR zu erreichen, müssen die Aufnahmewinkel der Mikrofonpaare LC und CR daher lückenlos und ohne Überlappung aneinander anschließen. Der AufnahmewinkelderbeidenMikrofonpaareergibtsichausAbstand,PositionundAusrichtungderMikrofone,einezusätzlicheDrehungderstereofonenHauptachsen

Abb. 10.34 ZweiVariantenderAbbildungvonPhantomschallquellenüberdreiFrontlautspre­cher: Links: Phantomschallquelle nur zwischen L und R, C als wird als reale Schallquelle für monofone Signale eingesetzt. Rechts: Phantomschallquellen zwischen L und C sowie C und R. Die unerwünschte Phantomschallquelle zwischen LR und CR (für eine linksseitige Quelle) kann durch Reduktion des Übersprechens zwischen L und R durch geeignete Richtcharakteristiken unterdrücktwerden.

Kapitel10 Aufnahmeverfahren 591

kanndurchLaufzeit­oderPegeldifferenzenzwischendenMikrofonpaarenaufelek­tronischemoderakustischemWegerreichtwerden.EinesystematischeDiskussiondieser Varianten findet man bei (Williams u. Le Dû 1999). Unerwünschte, aber un­vermeidlicheDoppelabbildungendurchPhantomschallquellen,diesichzwischenLund R und, wie in Abb. 10.34 exemplarisch für eine halblinks positionierte Schall­quelle gezeigt, C und R bilden, können nur durch Reduktion des Übersprechens zwischen L und R durch eine geeignete Richtcharakteristik und Ausrichtung der äußerenMikrofoneunterdrücktwerden.

DiemeistendiesermehrkanalstereofonenAufnahmeverfahrennehmeneineSeg­mentierungdesSchallfeldsdurchdieAufnahmewinkelzweierstereofonerMikro­fonpaaremiteinemgemeinsamenMittenmikrofonvor.WiebeiZweikanalsystemenunterscheidet man auch hier intensitätsstereofone, laufzeitstereofone, gemischteundtrennkörperstereofoneVerfahren.

10.4.1  Koinzidenzverfahren

10.4.1.1  Soundfield-Mikrofon

Das Soundfield­Mikrofon basiert auf einer mathematischen Theorie der Schall­feldabtastung auf einer kugelsymmetrischen Oberfläche (Gerzon 1975). Es liefert Mikrofonsignale,diefüreineWiedergabeimAmbisonics­Verfahrengeeignetsind(s.Kap.11.8.2)undistseitMitteder1970erJahrealsintegriertesMikrofonsystemerhältlich.DasAufnahmeverfahrenlässtsichalsErweiterungdesMS­Verfahrensauf drei Raumdimensionen verstehen (Abb. 10.35).

Tabelle 10.4 SchallfeldanteileundKoordinatenimB­FormatKoordinate(B­Format) Schallfeldkomponente Mikrofon­Richtcharakteristik

W Schalldruck KugelX Druckgradient Acht(vorne­hinten)Y Druckgradient Acht(links­rechts)Z Druckgradient Acht(oben­unten)

WährendbeimMS­VerfahreneinDruckanteil(M­Signal)undeinGradientenanteilin Richtung der Ohrachse (S­Signal) aufgenommen wird, liefert das Soundfield­Mikrofon einen Druckanteil (W­Signal) und drei Gradientenanteile in X­Richtung (vorne­hinten), Y­Richtung (links­rechts) und Z­Richtung (oben­unten). In der Am­bisonics­TerminologiewirddieKombinationdieservierSignalealsB-Formatbe­zeichnet. ImGegensatz zu einemMS­Mikrofonwerden dieMitten­ undSeiten­signale beim Soundfield­Mikrofon jedoch nicht direkt durch die Richtcharakteristiken KugelundAchterzeugt,daessichimHinblickaufeinsymmetrischesMikrofonde­sign als günstiger erwiesen hat, vier Kapseln mit der Richtcharakteristik Breite Nie­reinFormeinesTetraedersanzuordnen(Abb.10.36).DurchelektronischeKom­pensationderKapselabständewerdendieSignaleaufdenMittelpunktdesTetraeders

S.Weinzierl592

Abb.10.35 ZerlegungdesSchallfeldsamHörerortineinenDruckanteil(w)undGradientenan­teileinx­undy­Richtung (z­Richtung nicht sichtbar)

Abb. 10.36 Soundfield­Mikrofonsystem. Oben: Anordnung der vier Mikrofonkapseln zurOben:AnordnungdervierMikrofonkapselnzurAufnahme im A­Format (Left Front LF, Right Front RF, Left Back LB und Right Back RB) und geschlossenesMikrofongehäuse.Unten:ControllerzumProcessingderA­Format­Signale(Fotos: Soundfield Ltd.)

Kapitel10 Aufnahmeverfahren 593

interpoliert, sodass sich eine messtechnisch verifizierbare Koinzidenz bis zu einer Frequenzvonetwa10kHzerreichenlässt.

Die Ausgangssignale des Tetraeder­Mikrofons (LF, RF, LB, RB) werden als A-Format bezeichnet. Durch Summen­ und Differenzenbildung in einem nachge­schaltetenControllerwerdendieSignaleinentsprechendeB­Format­Signaleumge­wandelt.Dabeigilt

(10.10)

NebendieserMatrizierungerlaubtderControllerdurchunterschiedlicheGewich­tungundPhasenlagedereinzelnenMikrofonsignaleauchdieBildungeineszweika­naligen, koinzidenten Signals. Die ebenfalls durch Summen­ und Differenzen­bildung erzeugte, scheinbare Richtcharakteristik dieses Stereo­Systems kann durch eineEinstellungvonAzimuthundElevationhorizontalundvertikalgedrehtundinseiner Richtwirkung stärker oder schwächer fokussiert werden (Dominance).BeivierkanaligerAufzeichnungimB­FormatkönnendieseEinstellungenauchinderNachbearbeitung vorgenommen werden, was das Soundfield­Mikrofon zu einem sehr flexiblen Aufnahmeinstrument macht. Im Bereich der Musikproduktion hat das Ambisonics­VerfahrenallerdingskeinebreiteAkzeptanzgefunden.Zu den theoretischen Grundlagen des Soundfield­Mikrofons s. (Gerzon 1975), zur praktischenAusführungs.(Farrar1979a)und(Farrar1979b).

10.4.1.2 Doppel-MS

EineKombinationvonzweiseparatenMS­SystemenanunterschiedlichenMikro­fonpositionenzurAufnahmedirekterundräumlicherSchallanteilewurdeaufgrundder gutenMonokompatibilität koinzidenter Systemebereits für zweikanalstereo­foneAufnahmenvorgeschlagen(Pizzi1984).UmeinmehrkanalstereofonesHaupt­mikrofonsystemzuerhalten,lässtsichjeeinnachvorneundnachhintenausgerich­tetesNierenmikrofonmiteinemgemeinsamenS­SignalfürFront­undSurround­kanälekombinieren,wodurchdieAnordnungaufdreiMikrofone reduziertwird.BeiderWiedergabestehensomitzweiMS­SystemefürFront­undSurroundkanälezurVerfügung,derCenter­KanalkannausdemvorderenM­Signalgespeistwerden(Wuttke2001).

S.Weinzierl594

10.4.2  Laufzeitverfahren

10.4.2.1 Decca-Tree Multichannel

EinelaufzeitstereofoneAnordnungergibtsich,wenndiedreiMikrofoneeinesDec­ca­Trees(s.Abschn.10.3.2)aufdiedreiFrontkanäleeinerSurround­Wiedergabegeroutet werden. Das Problem multipler Phantomschallquellen zwischen LR, LC und CR besteht im Grundsatz auch hier, allerdings kann durch ausreichenden Mi­krofonabstandundentgegengesetzteAusrichtungderMikrofonedasÜbersprechenzwischen L und R verringert werden.

Vernachlässigt man die Phantomschallquelle zwischen den äußeren Mikro­fonen, so können die Druckempfänger L, C und R so angeordnet werden, dass das SchallfeldbeiderAufnahmedurchdieAufnahmewinkelderMikrofonpaareLCund CR lückenlos und ohne Überlappung abgetastet wird. Bei fünfkanaliger Wie­dergabe nach ITU­R BS 775­1 werden alle Schallquellen als Phantomschallquel­len zwischen den frontalen Lautsprechern LC und CR abgebildet. Um einen be­stimmten Gesamt­Aufnahmewinkel zu erreichen, sind Mikrofonabstände nachTabelle10.5erforderlich(Herrmannetal.1998).ZurAnordnungs.Abb.10.38,allerdingswerdenfürdenDecca­TreeDruckempfängermitKugelcharakteristikeingesetzt.

Tabelle 10.5 GesamtaufnahmewinkelundMikrofonabständefüreineAnordnungmitdreiDruckempfängernentsprechendAbb.10.38

Gesamtaufnahmewinkel Mikrofonabstandaincm

Mikrofonabstandbincm

100 87,5 158,5120 74 128140 64,5 105,5160 57,5 88

Abb. 10.37 Doppel­MSAnordnungmitzweiNierenundAcht(links),sowiemiteinemRichtrohrmikrofon als frontales Mittenmikrofon und einer Niere als rückwärtiges Mittenmikro­fon(rechts)(Fotos:Fa.SchoepsMikrofone)

Kapitel10 Aufnahmeverfahren 595

10.4.3  Gemischte Verfahren

10.4.3.1 INA 3 und INA 5

Für das Verfahren INA 3 (für „Ideale Nieren­Anordnung“) werden drei Nierenmi­krofone L, C und R so angeordnet, dass die Aufnahmewinkel der Mikrofonpaare LC und CR aneinander angrenzen, ohne sich zu überlappen. Dadurch soll ein aus­gedehnterKlangkörpervordemMikrofonbeiderWiedergabeüberdreiFront­Laut­sprecherlückenlosabgebildetwerden,ohnedassMehrfachabbildungenvoneinzel­nen Schallquellen entstehen (Herrmann et al. 1998). Die erforderlichenMikrofonabstände und Hauptachsenwinkel wurden von denAutoren nach (Wil­liams1987)bestimmt(Tabelle10.6).AufgrundderhohenLaufzeit­undPegeldiffe­renz wird angenommen, dass sich zwischen L und R keine Phantomschallquelle ausbildet, die sich mit den Phantomschallquellen zwischen LC und CR überlagert.

Tabelle 10.6 AufnahmewinkelundMikrofonabständefürdieAnordnungINA3Aufnahmewinkel Mikrofonabstand

aincmMikrofonabstandbincm

Systemtiefetincm

100° 69 126 29120° 53 92 27140° 42 68 24160 32 49 21

BeiderVarianteINA5wirddasSystemumzweizusätzlicheNierenmikrofonefürdieSurroundwiedergabezueinerfünfkanaligenAnordnungerweitert,beiderdiegesamtehorizontale Hörfläche durch die Aufnahmewinkel der benachbarten Mikrofone in fünf nichtüberlappende Segmente geteilt wird (Abb. 10.39). Unter dem Namen „At­mos 5.1“ wird die Anordnung mit einem externen Controller für Vorverstärkung und PanoramaalsintegriertesSystemfürSurroundaufnahmenundinsbesonderefürdie

Abb. 10.38 IdealeNieren­AnordnungINA3

S.Weinzierl596

Atmo­AufnahmebeiFilm­undFernsehproduktioneneingesetzt.IndieserVariantesind die Richtcharakteristiken und die Ausrichtungen der Mikrofone einstellbar.

10.4.3.2 OCT

Auch die vom Münchener Institut für Rundfunktechnik vorgeschlagene OCT­An­ordnung(OptimizedCardioidTriangle)fürdreiFrontkanälenimmteineSegmen­tierung des frontalen Schallfelds durch zwei Mikrofonpaare LC und CR vor. Durch den Einsatz von Mikrofonen mit Supernierencharakteristik für L und R wird das ÜbersprechenzwischendenäußerenMikrofonenunddamitdieAusbildunguner­wünschter Phantomschallquellen zwischen L und R bei der Wiedergabe reduziert.

DerAufnahmewinkeldesGesamtsystemsergibtsichausderMikrofonbasiszwi­schen L und R. Die Tiefenwiedergabe wird optional durch zwei zusätzliche, tief­passgefilterte Druckempfänger mit Kugelcharakteristik an den Positionen von L und R verbessert. Die Anordnung kann durch zwei rückwärtig ausgerichtete Nie­renmikrofonezueinem fünfkanaligenAufnahmesystem (OCT Surround) ergänztwerden(Theile2001,Abb.10.40).

10.4.3.3 Fukada Tree

Ein ähnliches Konzept wie OCT Surround wird mit einem bei der japanischenRundfunkgesellschaft NHK unter der Bezeichnung Fukada TreepraktiziertenAuf­nahmeverfahren mit fünf Nierenmikrofonen für die Kanäle L, R, S, LS und RS,

Abb. 10.39 Links: Aufnahmewinkel und Mikrofonanordnung nach INA 5. Rechts: Atmos 5.1 MikrofonsystemmitController(Fotos:SPLelectronicsGmbH)

Kapitel10 Aufnahmeverfahren 597

sowie zwei zusätzlichen, weiter außen positionierten Druckempfängern verfolgt(Abb.10.41,nachFukada2001).

10.4.3.4  Kugelflächenmikrofon mit Achten

Das Kugelflächenmikrofon KFM360isteineErweiterungderzweikanaligenVari­anteKFM6(s.Abschn.10.3.4)durchzweizusätzliche,nachvorneausgerichteteGradientenempfänger mit Achtcharakteristik, die neben den in die Kugeloberfläche integriertenDruckempfängernaufgesetztsind(Bruck1996).DurchMS­Matrizie­rungvonKugelundAchtaufbeidenSeitenderKugelentstehenzweiäquivalenteNierencharakteristiken. Diese zeigen nach vorne (M+S) und nach hinten (M–S) und können den Wiedergabekanälen L und LS bzw. R und RS zugeordnet werden. Ein zusätzlichesCenter­SignalkannausdenStereokanälendurcheineGerzon­Matrixgewonnenwerden(Gerzon1992).

Abb. 10.40 Oben: Mikrofonkonfiguration und Aufnahmewinkel für eine OCT­Anordnung. Für L und R kommen Mikrofone mit Supernierencharakteristik zum Einsatz, für C eine Nierencharak­teristik. Unten: OCT Surround mit zusätzlichen Nierenmikrofonen für LS und RS

S.Weinzierl598

10.4.3.5 Quadrofones Mikrofonkreuz

Eine Anordnung von vier Nierenmikrofonen an den Ecken eines Quadrates mit 20–25cmSeitenlänge(Abb.10.43)wurdebereitsinden1970erJahrenzurAuf­zeichnungvonSignalenfürdiequadrofoneWiedergabeverwendet.UnterderBe­zeichnungAtmo-KreuzoderIRT-KreuzwirdesvorallemfürdieAufzeichnungvon

Abb. 10.42 Kugelflächenmikrofon KFM 360 mit aufgesetzten Gradientenempfängern in AchtcharakteristikundSteuereinheitzurMatrizierungundEntzerrungderMikrofonsignale(Fotos:Fa.SchoepsMikrofone)

Abb. 10.41 Fukada­Tree

Kapitel10 Aufnahmeverfahren 599

Atmo­Signalen (Publikum, Geräuschatmosphären) oder als Raummikrofon für die AufnahmediffuserSchallanteileeingesetzt.BeifünfkanaligerWiedergabewerdendie rückwärtigen Mikrofone den Surroundkanälen LS und RS, die nach vorne ge­richteten Mikrofone den Frontkanälen L und R zugeordnet.EinealternativequadrofoneAnordnung(Hamasaki Square)verwendetAchtermi­krofoneineinemgrößerenAbstandvon1bis3m(Abb.10.43).DurchdieAusrich­tung derAchtmikrofone zu den Seiten wird eine maximale Unterdrückung vonfrontalem Direktschall erreicht, die vorteilhaft ist, wenn das System als Raummi­krofonzurAufzeichnungderSurround­Signaleeingesetztwerdensoll(Hamasakietal.2001).

10.5 Mikrofonierung und Klanggestaltung

IndertechnischenAkustiklassensichweitgehendobjektiveKriterienfürdieAus­wahl elektroakustischer Wandler formulieren. So werden in der physikalischenMesstechniküberwiegendmonofoneMessmikrofonemit linearemFrequenzgangan definierten Punkten im Schallfeld eingesetzt. In der Psychoakustik, wo es um eine physikalisch exakte und reproduzierbare Übertragung von Ohrsignalen fürVersuchspersonen in einerLaborsituationgeht, etwa imBereichderProduktent­wicklung,derLärmwirkungsforschungoderderperzeptivenValidierungraumakus­tischerParameter,hatsichdiebinauraleAufnahmemiteinemKunstkopfsystemalsStandardetabliert.

Im Bereich der Musikproduktion existiert allerdings ein großes Spektrum anVerfahrenzurAufnahmekomplexerKlangkörperwieOrchester,ChöreoderKam­mermusikensembles.DieseVielfaltlässtsichbereitsäußerlichanderunterschied­lichenAnzahldereingesetztenMikrofoneablesen.WährenddieFa.DenonfürdieGesamteinspielungderSymphonienGustavMahlersEndeder1980erJahreganzüberwiegendnurzweiMikrofoneeinsetzte(sog.one-point recordings, z.B.Denon

Abb. 10.43 IRT Mikrofonkreuz (links) und Hamasaki Square (rechts)

S.Weinzierl600

Co­72589­604),warendieAufnahmendergleichenWerkedurchdenProduzentenVolker Straus für das Philips­Label legendär für den Einsatz von häufig weit über 50 Mikrofonen(z.B.Philips470871­2).IngleicherWeisevariierendieAuswahlvoneingesetzten Mikrofontypen, Mikrofonpositionen und der Einsatz verschiedenerstereofonerAufnahmeverfahren.AlleindieseVielfalt anAufnahmeverfahren,diesichauchüber50JahrenachEinführungderStereofonienocheherzuerweiternalszureduzierenscheint,isteinIndiz,dassoffensichtlichnichteinephysikalischex­akteSchallfeldreproduktionimVordergrundsteht.NichterstdienachfolgendeEin­stellungderKlangbalanceamMischpult,sondernbereitsdieWahldesAufnahme­verfahrensisthiereinekünstlerischenEntscheidungnachästhetischenKriterien.

10.5.1  Hauptmikrofon versus Einzelmikrofone

AlsAufnahmeverfahrenfürkomplexeKlangkörperstehensichzweigegensätzlicheAnsätzegegenüber:EineAufnahmemitEinzelmikrofonen(Polymikrofonie)ordnetjederKlangquelleeineigenesmonofonesoderstereofonesSystemzu,dashinsicht­lich Mikrofontyp und Aufnahmeposition für diese Quelle optimiert ist. Das Über­sprechen anderer Quellen in dieses Mikrofon wird durch die Verwendung gerichte­terMikrofone,geringeMikrofonabständeunddurchzusätzlicheMaßnahmenzurakustischenTrennung imAufnahmeraum(Trennwände,geschlosseneAufnahme­kabine) weitgehend unterdrückt. Durch das bei Pop­ und Rockproduktionen übliche Overdub­Verfahren, bei dem die einzelnen Stimmen sukzessive zu einer bereitsvorhandenenMischungeingespieltwerden, ist das akustischeÜbersprechenvonvornhereinausgeschaltet.Intensität,KlangcharakterundeineräumlicheAbbildungwerdenderSchallquelleerstdurchdieBearbeitungdesaufgenommenenSignals,diePanoramaeinordnungunddenSignalpegelbeiderMischungzugeordnet.InderRegel ist auch eine räumliche Bearbeitung durch künstlichen Nachhall erforderlich, dadasMikrofonsignalaufgrundderdirektenAbnahmewenigDiffusanteilenthält.DasVerfahren erlaubt jedoch bei der Klangregie einen maximalen Gestaltungs­spielraum,dajedeKlangquelleeinesEnsemblesseparatundunabhängigvoneinan­derbearbeitetwerdenkann.

DieAufnahmemiteinemHauptmikrofondagegenordnetdemgesamtenKlang­körpereinzwei­odermehrkanaliges,stereofonesAufnahmesystemzuundverzich­tet im Extremfall auf die Mikrofonierung der einzelnen Quellen. Intensität, Klang­charakter und Abbildungsrichtung werden bereits bei der Aufnahme durch diePosition der einzelnen Quellen relativ zum Hauptmikrofon festgelegt und entziehen sichweitgehendeinernachfolgendenBearbeitung.AucheineräumlicheBearbei­tung durch künstlichen Nachhall ist häufig nicht erforderlich, da die einzelnen Quel­len, insbesondere wenn in akustisch geeigneten Räumen aufgenommen wird, be­reitsmit ausreichendemDiffusanteil aufgezeichnet sind.DasVerfahrenerforderteine minimaleAnzahl an Mikrofonsignalen, auch eine separateAbmischung istnicht erforderlich. Grundgedanke ist die möglichst „unmanipulierte“ Übertragung einerimAufführungsraumbestehendenKlangbalance.

Kapitel10 Aufnahmeverfahren 601

AufnahmenvonPopularmusikoderFilmton(außerAtmo­Aufnahmen)werdenfastausschließlichinEinzelmikrofoniedurchgeführt.LediglichinderklassischenMusikproduktionwerdenbeideVariantenpraktiziert,begleitetvoneinerfortdau­erndenDiskussionüberVorzügeundNachteilederbeidenAnsätze.InderPraxissind die Übergänge allerdings fließend, da auch Aufnahmen mit einem Hauptmikro­fonseltenohnezusätzlicheStützmikrofonedurchgeführtwerden(s.Abschn.10.5.3).In solchenFällen ist es letztlich eine Frage desMischungsverhältnisses,welcheTeiledesKlangkörpersüberwiegendüberdasHauptmikrofonoderüberEinzelmi­krofoneabgebildetwerden.

10.5.2  Klangliche Eigenschaften von Hauptmikrofonverfahren

Umzuermitteln, inwelcherWeisesichdieWahldesAufnahmeverfahrensaufdieEigenschaftendesreproduziertenKlangbildsauswirkt,wurdeeineVielzahlvonHör­versuchendurchgeführt,vondeneninTabelle10.7nureineAuswahlaufgeführtist.

DabeiwurdenverschiedeneHauptmikrofonverfahren verglichen,daeineAuf­nahmemitEinzelmikrofonenüberwiegenddurchdieArtderAbmischungbestimmtwirdundsichkaumalseinVerfahrenuntersuchen lässt.AucheinVergleichvonHauptmikrofon­Verfahren wirft jedoch eine Reihe methodischer Probleme auf. ZumeinenlässtsichdasMikrofonverfahrennurschwerunabhängigvonanderenfürdieAbbildungwesentlichenFaktorenvariieren.AuchbeiVersuchen,beidenensichdiezuvergleichendenMikrofonsystemeandergleichenPositionimSchallfeldbefinden (Wöhr u. Nellessen 1986, Jacques et al. 2002), ist schwer zu entscheiden, obdiewahrgenommenenUnterschiedeaufdasAufnahmeverfahrenselbstoderdieunterschiedlichenDirekt­DiffusverhältnisseundAufnahmewinkelbedingtsind,diesichfürunterschiedlicheSystemeamgleichenOrtergeben.BeianderenTestswur­dejedesVerfahrenvoneinerExpertengruppeseparatklanglichoptimiert(Camereru.Sodl2001),hierkönnenzusätzlichunterschiedlicheklanggestalterische Inten­tionen eine Rolle spielen. Ein weiteres methodisches Problem ist die Vorgabe von AttributenwieRäumlichkeitoderLokalisationsschärfe,anhanddererdieverschie­denenVerfahrenmeistbewertetwerden.DieseVorgabeunterliegtnichtnureinergewissenWillkür,vorallemaberistesunklar,welcheBedeutungdieseKriterienfürden „Kunden“ haben, d. h. wie relevant sie für den Gesamteindruck einer Aufnahme beiLaienhörernsind.

AufgrundderunterschiedlichenmethodischenVorgehensweiselassensichausden durchgeführten Versuchen kaum generalisierbare Eigenschaften einzelnerMikrofonverfahrenableiten.Auffällig istallerdings,dasssowohlbeiVergleichenzweikanaligerHauptmikrofone (Wöhru.Nellessen1986)alsauchbei fünfkana­ligenHauptmikrofonen(Herrmannu.Henkels1998,Camereru.Sodl2001,Jacquesetal.2002)LaufzeitverfahrengegenüberreinenIntensitätsverfahrenperzeptivbes­serbewertetwurden.DiesgiltfürdenGesamteindruckderAufnahmeunddiesub­jektivePräferenz,insbesondereaberfürAttributewieRaumeindruck (Herrmannu.Henkels1998),Realismus des Raums, räumliche Tiefe, Klangfarbe und Natürlich-

S.Weinzierl602

keit (Berg2002).DiehöhereklangfarblicheBewertungwirdüblicherweisedamiterklärt,dassbeiLaufzeitverfahrenDruckempfängerzumEinsatzkommen,diezutiefenFrequenzeneinenannäherndlinearenFrequenzgangaufweisen, imGegen­satzzudenbeiIntensitätsstereofonieverwendetenGradientenempfängern.DieBe­deutung von Laufzeitunterschieden als Erklärung für die Bewertung räumlicherAttributeistdagegenumstritten.EinerseitserzeugenhinsichtlichderinterauralenKorrelation, die auch in der Raumakustik als wesentliches Kriterium für die emp­fundene Räumlichkeit gilt (s. Kap. 5.2.10), auch koinzident aufgezeichnete und da­mithochkorrelierteKanalsignaleeinedemnatürlichenHörenentsprechende,in-teraurale Korrelation bei der Wiedergabe über Lautsprecher (s. Kap. 3.3.4.1).AndererseitsbelegendieobengenanntenHörversuche,dassdurchLaufzeitverfah­

Tabelle 10.7 EinigeHörversuchezurErmittlungsubjektiverEigenschaftenvonzwei­undmehrkanalstereofonenHauptmikrofonverfahrenQuelle Aufnahmeverfahren Aufnahme­und

Wiedergabe­kanäle

Versuchsmethode SubjektiveKriterien

Wöhru.Nellessen1986

AB, XY, MS, ORTF, OSS,Kunstkopf,KFM

2 Paarvergleichmitbipolarer,siebenstufiger Ratingskala

Gesamtpräferenz,Räumlichkeit, Lokalisation

Braunu.Hudelmayer1996

OSS,KFM,Kunstkopf,KaeT

2 Paarvergleichmitbipolarer,fünfstufiger Ratingskala

Klangfarbe,Ortbarkeit

Herrmannetal.1998

ABC,INA,KFM360,MST(3­Kanal­Ambisonics), IRT Kreuz

3/5 Paarvergleichmitbipolarer,fünfstufiger Ratingskala

Raumeindruck, Lokalisation,Klang

Camereru.Sodl2001

Decca­Tree,OCT,Stereo + C, INA 5, KFM 360, Soundfield Microphone,HamasakiSquare

5 Paarvergleichmitbipolarer,fünfstufiger Ratingskala

Räumliche Abbildung Orchester,Klangfarbe,Räumlichkeit (insg. 9 Merkmale)

Jacquesetal.2002

OCTSurround,WilliamsMMA,Soundfield Micro­phone,Fukada­Tree,Hamsaki­Square

5 bipolare,fünfstufige Ratingskala

Raumgröße, Lokalisie­rungsschärfe,TiefeundBreitedesEnsembles, Realismus des Raumes, Gesamt­präferenz

Bergu.Rumsey 2002

FukadaTree,HamasakiSquare,Decca­Tree,3­Kanal­Koinzidenzmikrofon,

5 Repertory Grid Technique

15imVersuchermittelteAttribute

Bergu.Rumsey 2002

FukadaTree,HamasakiSquare,Decca­Tree,3­Kanal­Koinzidenzmikrofon,

5 Repertory Grid Technique

15imVersuchermittelteAttribute

Kapitel10 Aufnahmeverfahren 603

renaufgezeichneteKanalsignalemitihrenvon(Griesinger2001)alsDekorrelation,von(Lipshitz1985)alsPhasigkeitbezeichneten,zusätzlichenLaufzeit­undPha­senunterschieden beim Hörer offensichtlich eine gesteigerte Empfindung von Räumlichkeit auslösen. Auch wenn diese im physikalischen Sinne nicht natürlich ist,sondernaufeinerdurchdasSignalinduziertenIllusion von Räumlichkeit be­ruht,kannsieimErgebnisoffensichtlichalsnatürlicherwahrgenommenwerden.

10.5.3  Hauptmikrofone und Stützmikrofone

Bei komplexen Klangkörpern gelingt es häufig nicht, mit einem einzigen stereo­fonenHauptmikrofoneinebefriedigendeKlangbalancezuerreichen.IndiesemFallistderEinsatzvonStützmikrofonenüblich:EinzelneInstrumentewerdendurcheinmeistineinemAbstandvon1–2mangebrachtesEinzelmikrofonzusätzlichaufge­nommenunddemHauptmikrofonzugemischt.DieFunktiondesStützmikrofonskannsein,

(1) die mikrofonierte Quelle in der Mischung lauter erscheinen zu lassen,(2) den wahrgenommenen Entfernungseindruck zur mikrofonierten Quelle zu ver­

ringern,indemdemHauptmikrofondurchdasStützmikrofonein(aufgrunddesgeringerenMikrofonabstands)vorauseilendesSignalhinzugefügtwird,

(3)durchdasvorauseilendeSignaleinenaufgrunddesPräzedenzeffektsdominie­rendenLokalisationsreizzuerzeugen(s.Kap.3.4.2),dererfahrungsgemäßauchdieLokalisationsschärfederAbbildungerhöht,und

(4) der Klangfarbe der Quelle durch das dicht abgenommene Mikrofonsignal einen höhenbetontenKlanganteilhinzuzufügen,dadurchinsbesonderehochfrequenteGeräuschanteile (Anblas­ bzw.Anstrichgeräusche,Atmen) hörbar zumachenundbeiGesangsstimmenundSprecherndieTextverständlichkeitzuerhöhen.

Wenn nur die Lautheit einer Quelle erhöht werden soll (1), ohne Entfernungsein­druck und Lokalisation zu beeinflussen (2,3), kann es sinnvoll sein, das Signal des Stützmikrofonszeitlichzuverzögern,sodassesinderMischungnachdemHaupt­mikrofonerscheint.DieVerzögerung solltedann so eingestelltwerden,dassdasStützmikrofon nach den ersten Raumreflexionen erscheint, damit das räumliche Gesamtbild desHauptmikrofons nicht beeinträchtigtwird (Raumbezogene Stütz-technik, Theile 1984). In der Praxis stehen jedoch häufig die Intentionen (2), (3) und (4) imVordergrund.HierwirdeinunverzögertesStützmikrofonbereitsbeinied­rigerem Signalpegel wirksam, da ein nacheilendes Mikrofonsignal tendenzielldurchdie inderLautstärkedominierendenAnteiledesHauptmikrofonsverdecktwird.Abb.10.44zeigteinetypischeMikrofonierungfürkomplexeKlangkörpermitHaupt­undStützmikrofonen.

S.Weinzierl604

Abb. 10.44 MikrofonierungmitHaupt­undStützmikrofonen.EinDecca­Treeundzweizusätzliche Druckempfänger als Hauptmikrofon (H), dazu zwei Raummikrofone (R) und StützmikrofonefürdieSolistenundalleInstrumentengruppendesOrchesters,inderMischung5–15dBunterdemPegeldesHauptmikrofons.FürdieSurround­KanälewurdenzweiDruck­empfängerin10mEntfernungvomOrchesterplatziert(nichteingezeichnet).(A.Schönberg,Die Jakobsleiter,DSOBerlin/KentNagano,veröffentlichtalsSACDbeiharmoniamundiHMC801821,AufnahmeteldexStudioBerlin,m.f.G.vonT.Lehmann)

Kapitel10 Aufnahmeverfahren 605

Normen und Standards

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zogen2000)DIN45510 Magnettontechnik.BegriffeDIN V 45608 Vorläufiger Kopf­ und Rumpfsimulator für akustische Messungen an

Luftleitungs­Hörgeräten(identischmitIEC60959)DINEN60268­3:2000 ElektroakustischeGeräte–Teil3:VerstärkerDINEN60268­4:2004 ElektroakustischeGeräte–Teil4:MikrofoneDINIEC60268­10 Spitzenspannungs­AussteuerungsmeßgerätDINIEC60268­17 Standard­vu­MeterDINEN61672 Elektroakustik–Schallpegelmesser–Teil1:AnforderungenIEC60268­18 Spitzenspannungs­Aussteuerungsmeßgeräte–Spitzenspannungsmeßgerätfür

digitalenTonIEC TR 60959:2000 Provisonal head and torso simulator for acoustic measurements on air

conductionhearingaidsDIN EN 61260 Bandfilter für Oktaven und Bruchteile von OktavenEBU R68 EBU Technical Recommendation R68­2000. Alignment level in digital audioAlignmentlevelindigitalaudio

productionequipmentandindigitalaudiorecordersISO9613­1:1993 Acoustics–Attenuationofsoundduringpropagationoutdoors.Part1:

CalculationoftheabsorptionofsoundbytheatmosphereITU­R BS.775­1:1994 Multichannel stereophonic sound system with and without accompanying

pictureITU­R BS.1770 Algorithms to measure audio programme loudness and true­peak audio levelITU­TJ.27 SignalsfortheAlignmentofInternationalSound­ProgrammeConnectionsITU­TP.58 HeadandtorsosimulatorfortelephonometrySMPTE RP155­2004 SMPTE Recommended Practices for Motion Pictures and Television —

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