Eingehüllt

3D Audio Systeme im Überblick

Mit 3D Audio Systemen lassen sich räumliche Klangerlebnisse schaffen – der Zuhörer hat das Gefühl, vom Klang eingehüllt zu sein. Sie können außerdem die Raumakustik und die akustischen Bedingungen beeinflussen. PROFESSIONAL SYSTEM stellt aktuelle Systeme vor! 

3D Audiosystem
(Bild: Christiane Bangert)

Ob Planetarien, Konzerthallen, Theater, Kinos oder Themenwelten. Immer mehr Betreiber dieser Einrichtungen erkennen die attraktive Wirkung des „immersive Sound“ auf die Zuhörer und nutzen Systeme, die dieses Gefühl des einhüllenden Klangs erzeugen. Sie nutzen dabei nicht die herkömmlichen 5.1 oder 7.1 Surroundsound-Verfahren, bei denen sich das wirklich einhüllende Hörerlebnis auf einen relativ kleinen Bereich im Raum – den sogenannten Sweet-Spot – beschränkt.

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Bei den 3D-Sound-Lösungen sind Klänge nicht mehr fest an einen oder mehrere bestimmte Lautsprecher gebunden. Stattdessen sind sie mit Metadaten gekoppelt, die Informationen darüber enthalten, wie und wo der entsprechende Klang im realen Raum wahrgenommen werden soll. Die Kombination aus Audio- und Metadaten wird dann als Objekt bezeichnet. Letztlich wird ein komplexes raumbezogenes Schallfeld berechnet und dargestellt. Lesen Sie hierzu auch den Grundlagenbeitrag über immersive Sound.

Die Technologien der 3D-Sound erzeugenden Systeme basieren letztendlich auf der Wellenfeldsynthese, deren Entwicklung bereits in den 80er Jahren des vorigen Jahrhunderts begann und 2001 bis 2003 im Rahmen des EU Forschungsprojekts Carruso u. a. vom Fraunhofer IDTM weiter vorangetrieben wurden. Bei der Wellenfeldsynthese handelt es sich um ein 3D-Sound-Verfahren, bei dem nicht wie bei anderen konventionellen Mehrkanal-Verfahren die räumliche Wahrnehmung der Zuhörer auf Phantomquellen beruht. Vielmehr wird hier ein komplexes Schallfeld berechnet und generiert, basierend auf einer Vielzahl von Elementarwellen. Dies ermöglicht ein sehr stabiles Klangfeld und erlaubt es, einzelne Klangquellen auf Wunsch auch frei im Raum zu positionieren und zu bewegen.

In den letzten Jahren sind auch im D-A-CH Raum prominente Bauprojekte realisiert worden, die 3D- oder immersive Sound bieten: So zum Beispiel das Panoramakino in der Autostadt Wolfsburg, das in Wirklichkeit ein Multifunktionsraum für Kino und Liveevents ist. Weitere prominente Beispiele sind der Kuppelsaal im Hannover Congress Centrum  das Opernhaus Zürich sowie das Planetarium Hamburg und das Zeiss Großplanetarium Berlin.

 

Unser Systemüberblick zeigt, wie breit die Palette an Lösungen mittlerweile ist. Es geht dabei noch nicht um eine Bewertung, denn die Systeme sind so vielfältig und unterschiedlich, dass sie schwer zu vergleichen sind. Der gemeinsame Nenner findet sich in ihren Fähigkeiten, durch die „Zusammenstellung“ von mehrkanaligen Signalen und ihrer Wiedergabe über Lautsprecher den Hörern ein räumliches Klangerlebnis zu ermöglichen, das über Stereo und 5.1 hinausgeht.

Die Hersteller haben wir gebeten, einige Eckdaten ihrer Lösungen tabellarisch anzugeben und die Fragen zu diesen Herausforderungen zu beantworten: Welche Vorteile entstehen durch den Einsatz des Akustik und Raumakustik beeinflussenden 3D-Systems? Welche besonderen Funktionen (USPs) zeichnen das System aus, und welche Entwicklungen werden für die Zukunft erwartet?

Unser Fokus liegt dabei auf Möglichkeiten zur virtuellen Optimierung der Raumakustik und akustischen Bedingungen. 3D- bzw. Ortungsfähigkeiten, die einige der genannten Systeme ebenfalls leisten, werden künftig in unserer Schwesterzeitschrift PRODUCTION PARTNER vorgestellt.

Einige Systeme des Marktes sind hier leider nicht vertreten. Entweder, weil sich ein System gerade in einem Entwicklungsprozess befand oder, weil ganz banal keine Rückantwort auf unsere Fragen zu erhalten war.

ACS

Vorteile von 3D-Audio sieht Arthur van Maurik von Acoustic Control Systems BV, Hersteller des ASC-Systems, vor allem in der Verbesserung der Raumqualität. Zudem bieten die Aufführungen seiner Meinung nach eine größere Vielfalt und bessere Wahrnehmung, die die Einbildungskraft stimuliert. Zu den Vorteilen in Bezug auf akustische Bedingungen und Raumakustik sagt van Maurik, dass Akustik immer eine signifikante Rolle bei der Präsentation eines Programms spiele und unterschiedliche Aufführungstypen spezifische akustische Bedingungen benötigten.

Er führt weiter aus: „Ein System, das gut proportioniert ist, macht Kompromisse nicht mehr erforderlich.“ Anpassen und Optimieren der Akustik eines gegebenen Raums stelle sicher, dass die Aufführung der Qualität entspricht, die der Komponist bzw. Schaffende angestrebt hat. Als besondere Funktionen des ASC-Systems nennt van Maurik die Optimierung der Akustik für jede Art der Aufführung, ohne den Bedarf an viel Arbeit und Zeit für die Veränderung.

In Bezug auf zukünftige Entwicklungen denkt van Maurik, dass die Akzeptanz der Technologie eine größere Bandbreite an Anwendungen erlauben und neue Produkte für kleinere und größere Räume fördern wird: „Wir erwarten eine höhere Akzeptanz unseres Systems bei Beratern und Designern. Weil sie lernen, der Lösung zu vertrauen.“

AFC3

Ron Bakker vom Hersteller Yamaha sagt zu den Vorteilen in Bezug auf akustische Bedingungen und Raumakustik: „Das Wiedergeben einer akustischen Antwort mit vorprogrammiertem Material ist noch nicht einmal der halbe Job. Das Einhüllen der Zuhörer in eine reale, akustische Umgebung umfasst das gesamte Publikum.

Wenn ein Sänger in einer Umgebung mit einer Nachhallzeit von 3 Sekunden singt, dann gehört in die akustische Umgebung auch das unumgängliche Auspacken von Süßigkeiten und der Applaus.“ Zu den besonderen Funktionen von AFC3 zählt Bakker die Qualität der akustischen Verstärkung, da sie das System natürlich interessant macht.

Besonders sei aber auch die Fähigkeit, dass sich externe 3D-Systeme nahtlos in die Ausgangs-Infrastruktur einbinden ließen. Zu den Entwicklungen für die Zukunft sagt Bakker: „Mit zunehmender DSP-Leistung wird die Wellenfeldsynthese ein Standardwerkzeug in objektbasierten Audio sein und die kreativen Möglichkeiten erweitern.“

Amadeus Active Acoustics

In Bezug auf akustische Bedingungen und Raumakustik bei Amadeus Active Acoustics sieht Fabio Kaiser vom Hersteller Rohde-BeSB GmbH Vorteile im homogenen Klangerlebnis im gesamten Publikumsbereich, optimalen akustische Bedingungen für verschiedene Veranstaltungen, besserer Hörsamkeit der Musiker untereinander sowie der Flexibilität und somit Auslastung eines Raums/Saals. Zu den USPs zählt Kaiser einen kongruenten Raumeindruck durch geometrisch an den bestehenden Raum angepasste Reflexionen (kein Sekundärraum – Dual Slope) und die räumliche Gestaltung des frühen Nachhalls bzw. einen natürlich klingenden späten Nachhall. Zudem erwähnt er, dass das System mit Musikern abgestimmt ist. Weitere besondere Eigenschaften sind die Erhöhung der Lautheit und der Sprachverständlichkeit. Kaiser siehtzukünftige Entwicklungen darin, dass vor allem Mehrzwecksäle, Opern und Theater vermehrt aktive Akustik zum Einsatz bringen werden. Zudem würden Mehrkanal-Audionetzwerke weiter günstiger werden.

Asto Spatial Audio

Bjorn van Munster vom Hersteller Van Munster BV nennt als Vorteile in Bezug auf akustische Bedingungen und Raumakustik die aktive Veränderung der akustischen Umgebung zu verändern und Verbesserung der Hörbedingungen für die Zuhörer und Darsteller. Zudem könne das Lautsprechersystem in Verbindung mit 3D-Audio genutzt werden. Besondere Funktionen sind für van Munster 6 bis 8 dB mehr Gain vor Rückkopplungen im Vergleich zu kanalbasierten Systemen. Zudem gebe ihnen das Platzieren von Objekten die Möglichkeit, den Raum aktiv umzuformen. Weiterhin nennt er einfache Bedienoberflächen und eine sehr kurze Einrichtungszeit und:

„Das System kann fast mit jedem beliebigen Lautsprecheraufbau arbeiten – es ist kein fester Lautsprecheraufbau notwendig. Bei den Entwicklungen für die Zukunft sagt van Munster: „Die genauen Entwicklungen sind vertrauliche Informationen, ein Fokus der kontinuierlichen Entwicklungen wird aber u. a. auf der Verbesserung der Bedienoberflä- chen und Vereinfachung der Handhabung liegen.“ Van Munster weiter: „In der Zukunft wird objektbasiertes Audio in fast allen Audio- Anwendungen zu finden sein, z. B. AR/VR (erweiterte und virtuelle Realität) zu Hause, in Autos und anderswo. Mit unserem System haben wir die komplette Lösung für Aufnahmen, Produktionen, Broadcast und Wiedergabe mit geeigneten Formaten, die sich auf die Größenordnung verschiedener Anwendungen anpassen lassen.“

Constellation

Richard Bugg, Meyer Sound Laboratories, antwortet auf die Frage nach den Vorteilen in Bezug auf akustische Bedingungen und Raumakustik: „Genauso wie Beleuchtung einen Raum von den Grenzen durch Umgebungslicht befreit, so hebt die elektronische Kontrolle der akustischen Bedingungen die Grenzen durch eine feste Nachhallzeit auf. Es ist jetzt möglich, die Verständlichkeit, die Einhüllung und die Stärke in einem Raum zu optimieren und diese so einfach zu ändern wie man das Licht einschaltet. Per Knopfdruck lässt sich ein Raum für Sprache und Unterhaltung, für Kammermusik, für orchestrale Konzerte optimieren und für alle Anforderungen dazwischen.“

Als besondere Funktionen von Constellation nennt Bugg das Kreieren und Automatisieren von mehrkanaligem Panning mittels SpaceMap, mit dem sich Quellen überall im Raum positionieren lassen. Außerdem besitze das System optional ein digitales Wiedergabegerät, das mehrkanalige Aufnahmen und Wiedergabe (bis zu 256 Kanäle gleichzeitig) unterstützt. Zudem ließe sich der Übergang zwischen unterschiedlichen Einstellungen automatisieren, es könne sofort umgeschaltet oder das Überblenden in Zeiträumen von bis zu 15 Minuten eingestellt werden.

Zu den Entwicklungen für die Zukunft konstatiert Bug: „Hörer merken jetzt, dass die Genauigkeit der Klangwiedergabe genauso entscheidend ist wie hochaufgelöste Bilder. Wir erwarten, dass dies weiter die Nachfrage nach linearen Systeme in allen Anwendungsbereichen beflügelt, von Live-Sound bis zu Ausstellungen oder Heimanwendung und dass die Kanalanzahl und kontrollierte Umhüllung zunehmen muss, um die Anforderungen zu erfüllen. Wir glauben, dass digitale Kontrolle, Bearbeitung und Transport von Audio sich weiter als der einzige Weg beweisen wird, um die Erfahrung zu schaffen, die die Kreativen und Hörer möchten.“

Immersive Audio Processor(IAP 16)

Als Vorteile von 3D-Audio nennt Christof Faller von Illusonic GmbH die Lokalisierung nicht nur im Sweet Spot, realistisches Rendering des virtuellen Raums und die 3D-Lokalisierung. Bei den akustischen Bedingungen und Raumakustik erwähnt er, dass der Raum grundsätzlich bei Surround-Systemen so trocken wie möglich sein soll, „damit der virtuelle Raum des 3D-Systems schöner gerendert wird.“ Die (vorhandene) Raumakustik sei zwar wichtig; man könne aber bei Bedarf „mit Raum EQ oft viel herausholen, wenn man es richtig macht.“

Zu den Besonderheiten von IAP 16 sagt Faller: „Unser System ist spezialisiert auf bestehende Musik bzw. Filme.“ Zudem würden Stereo- und 5.1/7.1-Quellen hochqualitativ 3D immersive gerendert. Auch ein professioneller Raum EQ sei integriert. Weiterhin könne man das System inklusive Bass Management, Cross overs etc. auf Distanz professionell testen und optimieren. Last, but not least sei das System sehr flexibel in Bezug auf Lautsprecherpositionen und Anzahl. In Bezug auf Entwicklungen für die Zukunft, glaubt Faller, dass es nicht allzu viele Lautsprecher haben wird. „Es gibt immer den Trade-Off zwischen Qualität und Anzahl Lautsprecher. Lieber eine vernünftige Anzahl guter Lautsprecher wie sehr viele Lautsprecher.“

SIAP

Für das System SIAP von SIAP Acoustics B.V. antwortet M.Sc. CEO Wim Prinssen auf die Frage nach den Vorteilen in Bezug auf akustische Bedingungen und Raumakustik: „Mit der Nutzung eines Systems zur Verbesserung der Akustik ist es möglich, die Akustik – Räumlichkeit, Nachhallzeit, Einhüllung – passend zu den unterschiedlichen Typen von Aufführungen wie Reden, Pop, Musical, Drama, klassische Musik Chor, Orgel etc. einzustellen.

Ein Aufführungsort, der normalerweise nur für einen Typ von Aufführung geeignet ist, wird mit einem System zur Verbesserung der Akustik zum Multifunktionsraum. Dadurch entstehen für den Kunden viele zusätzliche Möglichkeiten, seinen Aufführungsort zu nutzen.“ Zu den besonderen Funktionen sagt Prinssen: „Unser weltweit patentiertes System ist das einzige, dass eine ‚natürliche akustische Architektur‘ schafft, d. h., dass die akustische Verstärkung nahtlos eine Einheit mit der natürlichen Akustik der Halle formt. Sie ist zeitkonstant, es gibt also keine künstliche Methode mit all den nicht gewollten Nebeneffekten.

Es gibt frühe und späte Reflexionen aus jedem Lautsprecher. Darüber hinaus liefert unsere Matrix viele Möglichkeiten und Flexibilität. Es steht eine automatische Redundanz-Option zur Verfügung, die dem Kunden Betriebssicherheit gibt. Unsere Prozessoren nutzen nachhaltige Komponenten.“ Als Entwicklungen für die Zukunft nennt Prinssen zum einen die adaptive Rückkopplungs- und Hintergrundgeräusche-Reduktion und zum anderen Lösungen zur Minderung es Nachhalls (live).

Vivace

Bei den Vorteilen des 3D-Systems Vivace vom Hersteller MüllerBBM Acoustic Solutions GmbH betont Bernd Noack vor allem die Möglichkeit, hochwertig ausgestatteter Räume multifunktional zu nutzen. Zudem sei eine kostengünstige Sanierung von Räumen mit ungünstigen raumakustischen Bedingungen möglich. Weiterhin gäbe es eine höhere Variabilität in der Auswahl von Ausweichspielstätten durch elektronische Anpassung.

Zu den besonderen Funktionen zählt Noack die bis zu dreifache Verlängerung der frühen Nachhallzeit ohne hörbare Artefakte, Optimierung für spezifische Raumbedingungen durch individuell anpassbare Impulsantworten, dynamische Veränderung raumakustischer Parameter für Effekte und volle Integration von frühen energiereichen Reflexionen in die raumakustische Beeinflussung. Als Entwicklungen für die Zukunft nennt Noack die weitere Erhöhung der Akzeptanz elektronischer Raumakustik im klassischen Bereich und die häufigere Nutzung derartiger Systeme in Mehrzwecksälen für unterschiedliche Anwendungen.

Laden Sie sich hier die ausführliche Übersicht der Systeme samt Funktionen und Einsatzgebieten kostenlos herunter! 


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