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Audio-Grundlagen

Im folgenden sollen einige Begriffe aus der modernen Audio-Technik erklΣrt und ihre technischen Hintergrⁿnde erlΣutert werden. Da einige dieser Konzepte und Standards in dazu kompatiblen Varianten beim AudioCutter Cinema implementieret wurden, ist es sicher keinensfalls verkehrt, darⁿber informiert zu sein:



Dolby-Surround«

Das aktuelle Thema in der Unterhaltungselektronik lautet nach wie vor: Dolby-Surround Pro-Logic«. Was das ist, dⁿrfte inzwischen allgemein bekannt sein: dieses System bringt den Raumklang in die Wohnstube. Beinahe alle Stereo-Quellen eignen sich hier als Quelle: Video- und Audio-Casetten, Stereo-Fernsehsendungen und jetzt auch ein ganz normaler Computer zusammen mit einer Soundkarte und dem AudioCutter Cinema.

Mehrkanaltonfilme gibt es bereits seit den 70er Jahren. Mit der Einfⁿhrung von Stereo-Videorecordern brachte die Firma Dolby« 1982 auch ihren ersten Dolby-Surround«-Decoder, damals noch mit einfacher Matrix-Decodierung, heraus. Der eigentliche Durchbruch dieses Systems gelang allerdings erst 1987 mit der Einfⁿhrung des Pro-Logic«-Chips, der eine bessere Kanaltrennung zu einem niedrigen Preis erm÷glichte.

Das Dolby-Surround«-Funktionsprinzip beruht auf den Eigenschaften des menschlichen Ohrs und der Umsetzug von Geh÷rtem im Gehirn. Findet ein Schallereignis statt, z.B. in einem Konzertsaal, so dringt der Schall, abhΣngig von seiner Position, zuerst direkt an das eine Ohr und dann an das andere. Aus der LΣnge dieses Zeitunterschiedes berechnet das Gehirn die Position der Schallquelle, wir erkennen die Richtung und die Lage. Mit diesem Direktschall identifiziert das Gehirn weiterhin die Schallquelle z.B. als ein Musikinstrument. Als nΣchstes erreichen die ersten Reflexionen das Ohr. Diese kommen noch ungefΣhr aus bestimmten Richtungen, nur mit einem gr÷▀eren zeitlichen Versatz zum ursprⁿnglichen Schallereignis. Mit diesem Schall berechnet das Gehirn dann die Entfernung der Schallquelle und gewinnt noch einige Informationen ⁿber die Gr÷▀e des Raumes. Anschlie▀end wird der Schall durch die WΣnde mehrfach zurⁿckgeworfen und gebrochen, ab diesem Zeitpunkt ist nur noch ein gro▀es "Schallwirrwar" vorhanden. Dieser Hall oder auch Diffusschall besteht jetzt aus - zum Originalschall - phasenverschobenen Wellen. Da dieser Schall auch von den WΣnden hinter dem H÷rer reflektiert wird, ist das bereits ein echter Raumklang. Anhand der jetzt eintreffenden Schallwellen gewinnen wir auch einen Eindruck von dem Raum (z.B. "Wasserrohr", "Kerker" oder aber auch "Konzertsaal").

Der Dolby«-Decoder seinerseits macht nun nichts weiter, als das Schallgemisch eines Stereosignals zu trennen und auf verschiedenen, im Raum positionierten Lautsprechern wiederzugeben. Alle phasen- und amplitudengleichen Anteile des Stereosignals sind Direktschall und kommen aus der Stereomitte. Die Anteile, bei denen Links gleich Rechts ist, werden vom Centerlautsprecher dargestellt. Alle anderen gleichphasigen, aber in der Amplitude unterschiedlichen Anteile werden durch die Boxen Links (L) und Rechts (R) wiedergegeben. Bleibt nur noch der Surroundkanal: dieser setzt sich aus den ungleichphasigen Anteilen des Stereosignals zusammen. Der Dolby«-Decoder sortiert diese, im verwendeten Stereosignal zusammengewⁿrfelten Schallbestandteile also nur wieder dahin, wo sie hingeh÷ren.

Das kuriose an diesem Verfahren ist, das es auch ohne eine explizite Surround-Encodierung funktioniert. Eine Stereoaufnahme wird in den meisten FΣllen auch stark phasenverschobenen Diffusschall enthalten, der vom Decoder "entdeckt" und auf die hinteren KanΣle gelegt werden wird. Natⁿrlich lΣ▀t sich dieser Diffusschall auch gezielt erzeugen und in ein Stereosignal integrieren.

Diese Wirkungsweise kann man sich nun mit Hilfe des AudioCutter Cinema zu Nutze machen, indem man einen Sound mittels des Positionseditors entweder fest im Raum positioniert oder den Sound sogar in seiner Position verΣndert, d.h. ihn bewegt. Das Programm selber berechnet nun - natⁿrlich abhΣngig vom gewΣhlten Ausgabe- und Encodemechanismus - die Hintergrund- und Vordergrundinformationen fⁿr die einzelnen Lautsprecher und encodiert diese. Falls 2.0 Surround selektiert wurde, geschieht das mit einem Verfahren, das zu Dolby-Surround« und Circle-Surround« kompatibel ist. Dieses Audiosignal kann anschlie▀end mit jedem heute handelsⁿblichen Surround-Decoder wiedergegeben werden.

Im folgenden soll nun noch etwas zu den technischen Spezifikationen des doch recht begrenzten Dolby-Surround« Systems gesagt werden. Dieser Algorithmus decodiert ein Stereosignal auf dann vier getrennte KanΣle. Zu den KanΣlen Links und Rechts kommt zum einen der Center-Kanal hinzu. Dieser kann - je nach Einstellung am Decoder - einmal das volle Frequenzspektrum darstellen (Betriebsart "WIDE") oder aber nur ein auf Frequenzen von >100Hz begrenztes (Betriebsart "NORMAL"). Das hΣngt in erster Linie von der QualitΣt des verwendeten Center-Lautsprechers ab. Der Surround-Kanal ist ebenfalls nur einkanalig, das hei▀t, es besteht kein Unterschied zwischen hinten links und hinten rechts. Die beiden hinteren Lautsprecher hΣngen am gleichen Kanal und sind - je nach Decoder / VerstΣrker - nur in Reihe oder parallel geschaltet oder allenfalls noch mit ein paar technischen Tricks so modifiziert, das die hinten wiedergegebenen Signale leicht unterschiedlich sind. Die Dolby-Surround«-Spezifikation gibt fⁿr diese Lautsprecher an, das hier nur ein Frequenzspektrum von ca. 100Hz bis 7kHz dargestellt wird. In der Praxis hat sich aber gezeigt, das der ProLogic«-Decoderchip - besonders wenn es auf allen KanΣlen sehr heftig zugeht - mitunter doch mehr als nur dieses Frequenzband durchlΣ▀t. Es sollte also bei einer Neuinstallation eines Surroundsystems unbedingt darauf geachtet werden, das hinten auch vollwertige Lautsprecher installiert werden.

Dolby-Digital« (=Dolby-AC-3«)

Ausgehend von der Dolby-Surround«-Technik wurde fⁿr gro▀e Kinos ein weiteres, verbessertes Sytem entwickelt. Dieser Standard, Dolby-AC-3«, oftmals auch Dolby-Digital« genannt, besitzt insgesamt 6 SoundkanΣle: die bekannten KanΣle Links, Rechts und Center sowie zwei in Surround-Links und Surround-Rechts aufgeteilte, diesmal separate hintere KanΣle. Weiterhin gibt es hier noch einen Subwoofer-Kanal, der nur fⁿr die tiefen Frequenzen zustΣndig ist (die Anzahl der KanΣle wird oftmals auch kurz mit 5.1 angegeben, wobei 5 fⁿr die herk÷mmlichen KanΣle und .1 fⁿr den LFE, den Subwoofer-Effektkanal steht).

Die entscheidenden Verbesserungen gegenⁿber dem einfachen Dolby-Surround« sind einmal der bessere Klang auf Grund des nicht mehr eingeschrΣnkten ▄bertragungsbereiches, sowie die M÷glichkeit, zwischen Surround-Links und -Rechts zu unterscheiden, was natⁿrlich wesentlich mehr M÷glichkeiten fⁿr Effekte bietet.

Logische Konsequenz aus dem Vorhandensein von jetzt 6 KanΣlen ist natⁿrlich, das diese nicht mehr alle auf ein Stereosignal aufcodiert und spΣter wieder beliebig decodiert werden k÷nnen. Bei Dolby-AC-3« mⁿssen schon von vornherein alle KanΣle auf dem jeweiligen DatentrΣger vorhanden sein. AC-3«-Signale bzw. -KanΣle finden sich heute auf den original Kino-Filmen, auf der DVD und vereinzelt sogar schon im Fernsehen.

Aus technischer Sicht ist ein AC-3«-Datenstrom nichts weiter als ein 6-kanaliges Audiosignal, das mit einem verlustbehaftetem Kompressionsalgorithmus komprimiert wurde. Das Kompressionsverfahren beruht dabei auf einem Σhnlichen Prinzip wie die MPEG-Audiokompression.

dts« - Digital Theater Surround«

Nun gibt es ein weiteres Audiosystem, das etwas spΣter entwickelt wurde, und darum sowohl die Nachteile des ProLogic«-Systems (die kniffligen PhasenverhΣltnisse fⁿr nur einen einzigen Surroundkanal) und des AC-3«-Systems (bei dem die Daten fⁿr die hinteren KanΣle zuerst mit einem startk verlustbehafteten Algorithmus komprimiert und dann als Lichttonspur zwischen die Perforationsl÷cher (!!!) des Kinofilms gequetscht wurden) nicht kennt. Bei diesem System wurde konsequent auf die QualitΣt der CD gesetzt, die im Kino synchron zum Film lΣuft. Es ist dabei eindeutig der Leistung der dts-Ingenieure zu verdanken, das es heute m÷glich ist, eine Daten-CD perfekt synchron zum gezeigten Film laufen zu lassen.

Technisch gesehen ist dts« auch als DVD-Tonformat klar im Vorteil, da die Kompressionsrate wesentlich geringer ist als bei Dolby-Digital« obwohl auch dts« noch einen verlustbehafteten Algorithmus fⁿr die Kompression verwendet.

Einen ersten spektakulΣren Einsatz hatte dts« im Film "Jurassic Park«", der nicht nur fⁿr seine damals genialen Special-Effects soundern auch fⁿr den bombastischen Sound bekannt geworden ist. Wie bei sehr vielen Filmen aus den Universal«-Studios kam hier das dts«-Soundsystem zum Einsatz.

Dolby Surround EX«

Dieses Verfahren ist eine Weiterentwicklung von Dolby Digital. Das "EX" steht hier fⁿr "Extended Surround". Dabei wurden die Surround-KanΣle ebenfalls um einen Center erweitert. Der Grund ist der gleiche wie fⁿr den Front-Center: Die Positionierbarkeit von Einzelsounds wird wesentlich erleichtert und es wird auch fⁿr H÷rer, die sich abseits der Mitte befinden, ein besserer Surround-Klang m÷glich.

dts ES«

"Digital Theater Surround Extended Surround" ist ebenfalls ein 6.1 Audioformat, das einen zusΣtzlichen Centerkanal im Rear-Bereich benutzt. Auch hier gilt im Vergleich zu Dolby Surround EX wieder: Aus technischer Sicht ist das dts-Verfahren deutlich hochwertiger, da die Kompressionsrate geringer und die QualitΣt des dekomprimierten Audiosignals deswegen besser ist.

THX«

THX« steht fⁿr "Tomlinson Holemans Experience" und ist nicht etwa noch ein weiterer Standard fⁿr Raumklangsysteme, sondern ein Gⁿtesiegel der Firma Lucasfilm« fⁿr Beschallungssysteme, das hier der VollstΣndigkeit halber mit vorgestellt werden soll. Kurz gesagt bedeuten sie fⁿr ein Kino: tolles Bild und bombastischer Klang. Der THX«-Standard stellt unter anderem folgende (akustische) Anforderungen an ein Soundsystem: Wer sich mit dem THX«-Label schmⁿcken will, mu▀ seine Anlage einmal jΣhrlich checken lassen und bekommt dann - gegen Bezahlung natⁿrlich - die Erlaubnis, sich das THX«-Logo an die Tⁿr oder sonstwo hin zu kleben.

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