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Vom Heimkino zur Stereofonie



Das 5+1 Heimkinoformat ist im Begriff, die gute alte Stereofonie zu verdrängen. Wer hätte vor einem Jahrzehnt gedacht, dass Leute freiwillig eine 5+1 Kompaktanlage beim Lebensmittel-Discounter kaufen und sich die Böxchen zuhause an die Wand nageln würden, im Wahn, sie erzeugten dadurch Multiplex-Kinoklang im verschandelten Wohnzimmer.

Nun, nachdem wir die Sünde schon begangen haben, können wir zumindest versuchen, das Beste daraus zu machen. Und dabei ergibt sich eine interessante Möglichkeit: 5+1 ist nicht nur ein Heimkinoformat: es lässt sich auch für Stereofonie nutzen. Vom Heimkino zur Stereo, nicht umgekehrt.

Seit 1958 gibt es kommerzielle stereofone Musikwiedergabe. Könnte es sein, dass wir fast ein halbes Jahrhundert lang Stereofonie falsch gehört haben?

Zwei (oder mehr) Mikrofone, zwei Aufzeichnungs- und Wiedergabeketten, und am Ende zwei Lautsprecher oder Kopfhörer: das ist klassische Stereophonie. Hart bedrängt von den neuen mehrkanaligen Formaten schrumpft Stereo mehr und mehr zu einem Nischen-Medium für Türme, Ghettoblaster und ergraute High End-Fanatiker, die finden, dass man von mehreren Kanälen besser die Finger lassen sollte, solange man nicht einmal zwei Kanäle ordentlich wiedergeben kann.

In der Tat muss man sich fragen, ob unsere heutigen, oft sündteuren, Stereo-Anlagen die Stereofonie korrekt wiedergeben. Generell lautet die Antwort: nein. Hauptrichtung der Kritik ist die weitverbreitete Ansicht, Stereo klänge heutzutage artifiziell, technisch, und werde dem originalen akustischen Erlebnis nicht gerecht. Regelmässig wird dieser Missklang den digitalen Tonträgern unserer Zeit angelastet, vor allem der Compact Disc.

Die arme CD! Was wird nicht alles versucht, um ihren angeblich aseptischen Klang wärmer, natürlicher zu machen! Populäre Rezepte reichen von staubigen Vorkriegs-Triodenröhren in CD-Spielern bis zu Sirup auf der Platte oder Watte vor den Lautsprechern.

Was aber wäre, wenn das Problem garnicht bei den digitalen Formaten, sondern bei unserer herkömmlichen Vorstellung von korrekter Stereo-Wiedergabe läge, deren Mängel erst durch die hohe Qualität der CD hörbar gemacht wurden?

Hier sei der Versuch gewagt, umzudenken und die Stereo-Wiedergabe neu anzugehen. Vieles, was im folgenden vorgestellt wird, ist altes Gedankengut, das die Pioniere von Blumlein bis Hafler längst formuliert hatten. Jetzt, da das Stereoformat möglicherweise seinem Ende zugeht, ist es doppelt notwendig, sich auf die Anfänge zu besinnen und zu fragen: haben wir alles richtig verstanden?

Das Problem beginnt beim Mikrofon. Ein Mikrofon ist im Prizip ein umgekehrter Lautsprecher, das heisst eine Membran, die Schallwellen in mechanische Bewegungen umsetzt und diese in elektrische Impulsketten verwandelt. Im Gegensatz zum menschlichen Gehörsinn besitzt das Mikrofon keine Gating-Funktion: es kann also Weizen nicht von der Spreu trennen. Wo Opernfan Amadeus Schulze in der 17. Reihe La Traviata in vollen Zügen geniesst, hört das Mikrofon ungeniessbaren Mulsch. Die Musik ertrinkt in Hall, Echos und Nebengeräuschen. Will man die Musik einfangen, so muss man das Mikrofon viel näher an die Tonquellen heranrücken. Mit dem abnehmenden Abstand steigt jedoch die Zahl der Mikrofone, die man braucht, um ein Symphonieorchester adäquat zu erfassen. Am Mischpult wird dann die Traviata aus den Beiträgen der einzelnen Mikrofone so gut zusammengeschreinert wie es Technik und Toningenieur vermögen.

Dieser Aufnahmeprozess ist im Prinzip nichts anderes als der Versuch, mit primitiven Mitteln den Gating-Prozess zu imitieren, den Amadeus Schulzes Gehörsinn spielend vollzieht. Das technische Gating eliminiert also Störendes und Unwesentliches — nach Ansicht des jeweiligen Toningenieurs. Es beseitigt Raumeinflüsse, verkürzt künstlich den physischen Abstand zwischen den Instrumenten, Sängern und Chören, macht alles näher, direkter, klarer, wesentlicher. Man könnte sagen: es wird alles auf eine Membran gebracht, nämlich die Membran des Abhör-Lautsprechers oder Kopfhörers des Toningenieurs und Aufnahmeleiters. In gewisser Weise wirkt diese Ent-Mulschung wie jene modernen Datenkompressions-Verfahren, die Speicherplatz sparen, indem sie vermeintlich weniger Wesentliches unterdrücken.

Die Digitaltechnik kennt freilich lossless packing, nämlich Kompressionsverfahren, die bei Wiedergabe das Original verlustlos rekonstruieren. Leider gibt es in der analogen stereofonen Tonaufzeichnung kein lossless packing: was der Toningenieur bei der Entmulschung eliminiert hat, ist verloren.

Oder etwa nicht? Vielleicht ist nicht alles verloren, vielleicht ist es zum Teil nur versteckt und könnte bei Bedarf wieder hervorgeholt werden. Dazu ein paar grundsätzliche Überlegungen:

Die Aufzeichnungs-Wiedergabekette sollte nach dem Allphasen-Prinzip funktionieren, d. h. sie sollte alle eintreffenden grossen und winzigen Schallschwingungen gleichermassen aufnehmen und wiedergeben. In der Praxis jedoch gewichtet die Kette die Schwingungen unterschiedlich: manche bevorzugt sie, andere benachteiligt sie. Der Membrancharakter sowohl des Mikrofons, als auch des Lautsprechers und Kopfhörers, erzeugt ein Auswahlphänomen, genannt Phase. Die Membran schwingt um eine Mittenlage vorwärts und rückwärts, wobei die Makro-Schallschwingungen (etwa Grundtöne) die Membranbewegung massgeblich bestimmen. Je mehr Masse relativ zur empfangenen/erzeugten Schallstärke diese Membranen aufweisen — also je trägheitsbehafteter sie sind — desto eher bevorzugen sie jene Mikroschwingungen (etwa Obertöne), die in ihrem Phasenwinkel (relativ zur Membranbewegung) in etwa den Makroschwingungen des Schalls entsprechen. Gegenphasige Mikroschwingungen werden hingegen trägheitsbedingt abgeschwächt.

Ein Stereosystem empfängt und erzeugt zwei von einander unabhängige Signale (1) links und (2) rechts. Sind Teile dieser Signale identisch so bildet sich im Raum beziehungsweise im Kopf (beim Kopfhörer) ein Mischsignal (1 + 2). Sind die Signale (1) und (2) phasengleich, so ergibt sich daraus ein Mittensignal, nämlich die (3) Summe von links und rechts, auch Monosignal genannt. Sind die Signale (1) und (2) hingegen gegenphasig, so ergibt sich die (4) Differenz von links und rechts. Sind (1) und (2) nicht nur phasenverkehrt, sondern auch identisch, so tritt Auslöschung ein, falls die Schallquellen (Lautsprecher) direkt nebeneinander platziert sind.

Je grösser der Abstand zwischen den Lautsprechern ist, desto geringer wird der Verlust durch Auslöschung, wobei der Verlust zu den tiefen Tönen hin bedingt durch die Wellenlänge zunimmt. Ist der Abstand gering, wie etwa bei Desktop-Anlagen, so verbleiben vom identischen Differenzsignal nur die hohen Töne teilweise übrig; der Grundton- und Bassbereich geht verloren.

Daraus ergibt sich eine erhebliche Veränderung des Gesamtsignals, der Musik nämlich. Eine Solostimme, wenn in der Mitte platziert, wird beispielsweise in voller Lautstärke aufgenommen und reproduziert. Von einem diffusen Hintergrundsignal jedoch wird nur der korrelierte Teil voll wiedergegeben, während der unkorrelierte Anteil — die Gegenphase also — die Kette nur abgeschwächt und frequenzselektiv passiert. Um eine Analogie aus der Physik zu bemühen, haben wir es mit einem Siebungseffekt zu tun: Die grossen Steine bleiben im Sieb, während die kleinen mit zunehmender Kleinheit immer stärker ausgesiebt werden. Je massebehafteter die Membranen, desto gröber das Sieb und desto stärker die Verluste an Mikroschwingungen.

Das Ergebnis enthält zwar noch immer alle Bestandteile des Schallereignisses, doch in veränderter Zusammensetzung. Aus dem ursprünglichen Allphasenereignis teilweise ein Uniphasenereignis geworden.

Dieser stark korrelierte Schall weist entsprechende Charakteristika auf: die Makro-Schallquellen werden betont, wovon die Ortung profitiert. Solisten und Soloinstrumente treten hervor, während diffuse Schallquellen abgeschwächt werden. Das Ergebnis ist eine künstliche Klarheit und Ortbarkeit, die an die Charakteristika der ersten Transistorverstärker erinnert. Zugleich wirkt das Schallerlebnis übertrieben und wirklichkeitsfremd. Vieles, was heute der CD kritisch angelastet wird, mag hier seinen Ursprung haben.

Was ist zu tun?

Nun, bessere Geräte bei Aufnahme und Wiedergabe können den Siebeffekt mildern. Leider gibt es keine membranlosen Mikrofone. Es gibt zwar im Prinzip membranlose Lautsprecher (Lichtbogen-Lautsprecher, Plasmahochtöner), die jedoch ohne praktische Bedeutung blieben. Die Geschichte der Schallaufnahme und Wiedergabe ist also zugleich die Geschichte der Kunst, mit membranbehafteten Geräten Schall möglichst wirklichkeitsnah wiederzugeben. Den Toningenieuren ist der Umgang mit diesem höchst unvollkommenen Medium so in Fleisch und Blut übergegangen, dass sie sich der Ursachen der Probleme im Zweifelsfall garnicht bewusst sind.

Der Aufnahmeleiter bemüht sich also, dem Mulsch, also dem Verlust an Mikroinformationen mit weiteren Mikrofonen und Mischpultakrobatik zu begegnen. Dabei gerät er in eine Zwickmühle: einerseits muss er den Gating-Prozess nachahmen; andererseits muss er systembedingte Phasenverluste ausgleichen. Bei dieser schwierigen Arbeit hilft ihm kein Messgerät: er kann sich nur auf sein Ohr, seine Hörerfahrung und sein technisches Geschick im Umgang mit den Studiogeräten verlassen. Da aber beispielsweise hochwertige Studiomonitore kombiniert mit Direktwiedergabe (ohne Zwischenschaltung eines Tonträgers) nicht gerade dem häuslichen Wiedergabestandard entsprechen, kontrollieren viele Toningenieure die Aufnahme zusätzlich mit einem Low-Fi-Gerät Typ Turm.

Doch das Ergebnis wird immer ein Kompromiss sein, denn ein halbes Jahrhundert stereofoner Musikgenuss hat Hörgewohnheiten erzeugt, die einen neuen Standard dessen bilden, was man von einer Stereoaufnahme erwartet. "Durchhörbarkeit" ist ein beliebtes Axiom; klare seitliche und Tiefenortung wird ebenfalls erwartet. Mit Originaltreue hat das wenig zu tun, wovon sich Amadeus Schulze mühelos überzeugen kann, wenn er in der 17. Reihe (oder auch in der 10.) die Augen schliesst und auf Durchhörbarkeit, laterale und Tiefenortung lauscht.

Der Dynamik sind im häuslichen Ambiente Grenzen gesetzt durch den lokalen Geräuschpegel, die Dynamikreserven des Systems, und oft auch durch die Nähe der Nachbarn. Dynamik, wie sie im Konzertsaal als selbstverständlich empfunden wird, dürfte bei Heimwiedergabe unerträglich erscheinen.

Während gegen die Dynamikminderung wenig getan werden kann, lässt sich einiges gegen den Siebeffekt tun. In der Praxis bedeutet das den Versuch, das Uniphasen-System in ein Allphasen-System rückzuverwandeln. Das ist nicht ganz einfach und muss behutsam mit von Fall zu Fall unterschiedlichen Korrekturmassnahmen geschehen.

Schlüssel zur Korrektur ist das Differenzsignal "links" minus "rechts", das rein in Form unkorrelierten rosa Rauschens auf fast jeder Test-CD existiert. Dieses Differenzsignal kann man aus den beiden Kanälen extrahieren, in einen separaten Verstärker einspeisen, und damit einen Mittenlautsprecher und zwei rückwärtige Lautsprecher füttern. Aus dem Stereosystem wird dadurch eine Art Mehrkanalsystem, dessen Aufgabe jedoch weniger eine Raumsimulation ist, sondern eine bessere, wirklichkeitsnähere Stereo-Wiedergabe. Dass sich dabei ein zusätzlicher Raumeffekt einstellt, ist Beigabe. Das vorhandene 5+1 System kann für diesen Zweck kurzerhand umfunktioniert werden..

Die Verwendung dreier zusätzlicher Lautsprecher, die freilich an einem einzigen zusätzlichen Kanal betrieben werden, steigert die Gesamtlautstärke, sobald einkanalige (links oder rechts) oder gegenphasige Zweikanal- (Differenz-) Signale auftreten. Im monofonen Betrieb schweigen die Zusatz-Lautsprecher, was mit korreliertem (gleichphasigem) rosa Rauschen kontrolliert werden kann.

Die Stereo-Wiedergabe wird dadurch komplex verändert:

· einkanalige Signale werden nunmehr durch vier statt einem Lautsprecher wiedergegeben. Der Hauptschall kommt nach wie vor vom (linken oder rechten) Basis-Lautsprecher, doch die drei Zusatzlautsprecher bringen das Signal in abgeschwächter Form. Das einkanalige Signal wird dadurch lauter und rückt daher ein wenig in Richtung Mitte und hinten;

· zweikanalige identische phasengleiche Signale (Monosignale) werden durch die Zusatzlautsprecher nicht wiedergegeben und daher nicht verändert;

· zweikanalige phasengedrehte Signale werden durch die drei Zusatzlautsprecher wiedergegeben und damit verstärkt.

Das Ergebnis ist eine Mischung aus verstärkter und verminderter Kanaltrennung. Da die einkanaligen Signale in Verhältnis zum Mono-Mittensignal lauter werden, verstärkt sich die Kanaltrennung bei Phasengleichheit. Andererseits vermindert sich wegen der drei Zusatzlautsprecher die Stereobreite bei einkanaligen Signalen und nimmt an Raumtiefe zu. Bei den definitionsgemäss nicht ortbaren phasengedrehten Signalen erhöht sich die Lautstärke.

Das Ergebnis ist, was die Stereobreite anlangt, ein Nullsummen-Spiel. Was die Zusammensetzung des gesamten Signals anlangt, treten allerdings erhebliche Änderungen ein. Mono-Mittensignale (Solostimmen, Solo-Instrumente) werden relativ abgeschwächt. Einkanalige Seitensignale werden hervorgehoben und breiter durch den Raum verteilt, Ping-Pong-Effekte daher vermindert. Phasen-ungleiche Signale werden ebenfalls verstärkt, also typisch Klangfarben, Ober- und Untertöne, Hall- und Rauminformationen. Zur Kontrolle der Lautstärke und Klangfarbe der Zusatzlautsprecher verwendet man unkorreliertes (phasengedrehtes) rosa Rauschen. Die Einstellung erfordert Feingefühl; am Anfang ist man geneigt - ähnlich wie bei Subwoofern - des Guten zuviel zu tun. Wie im 5+1 System braucht keiner der drei Zusatz-Lautsprecher Bässe wiederzugeben

Was hat man durch den ganzen Aufwand gewonnen? Der Siebeffekt wird teilweise rückgängig gemacht, was einen Gewinn an Realismus der Wiedergabe bringt. Dieser Gewinn ist umso deutlicher, je natürlicher die Aufnahmetechnik gestaltet wurde. Bei voll synthetischen 48-Kanal-Popmusik-Aufnahmen wird man fast keinen Unterschied hören. Bei vielen Klassik-, Jazz- und Folkloreaufnahmen hingegen kann die Zuschaltung der Zusatzlautsprecher den Realismus der Wiedergabe beachtlich verbessern. Vermindert werden allerdings jene Ping-Pong-Effekte und die übertriebene Ortung der Instrumente, die einst den Ruhm der Stereofonie begründeten.

Kritiker der CD werden vermerken, dass der verbesserte Stereoklang eher dem einer Vinyl-Schallplatte entspricht. Das ist jedoch eine akustische Täuschung: die mechanische Bewegung des Tonabnehmers in der Rille erzeugt diffuse Mikrosignale und Verzerrungen, die sich zum aufgezeichneten Signal addieren und dieses "wärmer" und "natürlicher" erscheinen lassen. Kopiert man eine Vinylplatte mit dem CD-Brenner und besitzt man gute A/D und D/A-Wandler, so sollte kein Unterschied zwischen Platte und CD zu hören sein. (Manche CDs sind, wenn man genau hinhört, digital gereinigte Vinylumschnitte, vermutlich weil das Masterband verloren gegangen ist...)

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—— Heinrich von Loesch