Kopfhörer-Simulation

Surround-Abhörsitutaion EMT Phoenix 5.1 im Test

In vielen Situationen ist man von einer optimalen Surround-Abhörsituation weit entfernt, da z. B. die Gegebenheiten eine entsprechende Aufstellung der Lautsprecher nicht gestatten oder der Raum nicht die nötige Abhörakustik bietet. Hier helfen Simulationen über Kopfhörer, wie das von EMT in Zusammenarbeit mit dem IRT entwickelte Phoenix 5.1.

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Das EMT Phoenix 5.1 mit dem Headtracking-Empfänger und dem elektrostatischen Kopfhörer von STAX im Studioeinsatz (Bild: Peter Kaminski)

Es existieren im Prinzip zwei Methoden, Surround Sound über Kopfhörer wiederzugeben: Einerseits kann man z. B. vier Schallwandler für L/R und LS/RS in einen Kopfhörer einbauen, wobei der Center über eine Phantomschallquellenbildung realisiert wird. Ein zweiter Weg ist, einen Raum, in dem fünf oder sechs virtuelle Lautsprecher stehen, sowie die Außenübertragungsfunktion des menschlichen Kopfes zu simulieren. Schon vor Jahren haben sich verschiedene Firmen und Institutionen – u. a. das IRT, das Fraunhofer Institut und auch die Firma Studer – diesem Thema gewidmet. Das Prinzip der Binaural Room Synthesis (BSR) liegt darin, die kopfbezogene Übertragungsfunktion für beide Ohren (HRTF – Head Related Transfer Function) in einem Raum zu messen und auf der Anwenderseite dann in einem Prozessor über eine Faltung mit dem Tonsignal wieder zu simulieren.

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Konzept

Die präzise Vermessung einer kopfbezogenen Übertragungsfunktion in dem zu simulierenden Raum ist ausschlaggebend für die Qualität der Simulation. Die Räume, die zurzeit im Phoenix 5.1 implementiert wurden, sind beim IRT aufgenommen worden und entsprechen dem EBU-Surround-Referenzraum. Es hat sich herausgestellt, dass es wichtig ist, dass die wahrgenommene Richtung einer Schallquelle auch bei Kopfbewegungen stabil bleibt. Offensichtlich nutzt das menschliche Gehirn kleine Kopfbewegungen, um die wahrgenommene Richtung zu verifizieren. Aus diesem Grund hat man dem Phoenix 5.1 ein über ein elektromagnetisches Feld funktionierendes Headtracking spendiert, mit dem man die Bewegungen des Kopfes erfassen und in die Faltung mit einbeziehen kann. Dazu ist es nötig, die kopfbezogenen Übertragungsfunktionen auch in Abhängigkeit von der Kopfposition zu vermessen. Die Erfassung erfolgt in der horizontalen Ebene in Winkelschritten von wenigen Grad. Auf eine Erfassung der Elevation hat man verzichtet. Um auf die Transferfunktionen und die damit verbundenen hohen Datenmengen in entsprechender Geschwindigkeit zugreifen zu können, befinden sich diese im Phoenix 5.1 in einem großen RAM-Speicher. Ein weiterer wichtiger Punkt ist der Kopfhörer, über den abgehört wird. EMT Phoenix 5.1 wird mit dem elektrostatischen Kopfhörer SR-404 des Herstellers Stax geliefert. Für anderen Kopfhörer müsste die Diffusfeldentzerrung angepasst werden.

Prozessor

Der Phoenix-5.1-BRS-Prozessor ist in einem 19-Zoll-Gehäuse (4 HE) untergebracht. Als technische Plattform kommt ein PC-Rechner der letzten Generation mit Windows-XP-Betriebssystem zum Einsatz. Ein TFT-Display ist im Prozessorgehäuse integriert. Zum Test stand uns noch ein Prototyp zur Verfügung. Beim jetzt folgenden Seriengerät gibt es einige geringfügige Änderungen. So kommt z. B. ein größeres 8,4-Zoll-Display zum Einsatz. Auf der Rückseite des Phoenix 5.1 befinden sich sechs analoge symmetrische Line-Pegel- Eingänge sowie eine Buchse für den Headtracker- Sender. Auch digitale Eingänge (ADAT, Kanäle 1 und 2, 48 kHz Abtastrate) stehen hier zur Verfügung. Auf der Front gibt es einen USB-Anschluss für einen Software-Dongle sowie für den Anschluss einer PC-Maus. Weiter befinden sich der Anschluss für den elektrostatischen Kopfhörer auf der Front sowie eine Buchse für den Headtracker-Sensor. Die Lautstärke lässt sich über einen großen Drehgeber einstellen. Für Software-Updates oder das Ablegen optionaler Raumimpulsantworten (Abhörräumen) dient ein DVD-Laufwerk.


EMT

Die Firma EMT wurde in der internationalen Studiowelt durch die legendären Plattenspieler 927, 930, 948 und 950, die Hallplatte EMT 140, welche vor fast 50 Jahren entwickelt wurde, durch das EMT 240 mit Nachhallfolie sowie auch durch das digitale Hallgerät EMT 250 bekannt. Nicht zu vergessen sind auch die Schallplatten-Tonabnehmersysteme von EMT, die heute noch Bestandteil des Lieferprogramms darstellen. Nachdem EMT von Barco verkauft wurde, übernahm Walter Derrer, im internationalen Business für Studiotechnik bestens bekannt, im Jahr 2003 die EMT Studiotechnik GmbH, um die Tradition des weltweit bekannten und innovativen Unternehmens fortzuführen.


Handhabung und Praxis

Zur intensiveren Begutachtung und besseren Beurteilung des EMT Phoenix 5.1 hatten wir mehrere Anwender, deren Urteil uns wichtig erschien, ins Studio eingeladen. Ein Faktor ist bei solchen, auf Psychoakustik basierenden Wiedergabeverfahren nicht zu unterschätzen: Es wird eine gewisse Eingewöhnungsphase benötigt, die von Person zu Person unterschiedlich lang sein kann. In der Regel reichen hier ein oder zwei Minuten aus. Bei Audio mit Bildbezug ist die Eingewöhnungsphase häufig kürzer. Aber auch dies ist individuell unterschiedlich. Zudem hat die körperliche Konstitution (z. B. Müdigkeit) durchaus Einfluss auf die Ergebnisse. Die Richtungswahrnehmung des Phoenix 5.1 gegenüber einem Lautsprechersystem haben die meisten Testpersonen als sehr gut empfunden. Eine absolute Bewertung ist natürlich schwierig. Ich persönlich habe bei nichtbildbezogener Wiedergabe das Empfinden, dass die Abbildung der Center-Position nicht so stark von der Front, sondern von den Seiten erfolgt. Spontan würde man eigentlich meinen, dass die Wiedergabe von rückwärtigen Signalen Probleme bereiten würden. Fast alle Testpersonen hatten mit dem Phoenix 5.1-System hier aber sehr gute Erfahrungen gemacht und keine Probleme signalisiert.

Das Phoenix 5.1-System wird mit zwei anwählbaren Räumen ausgeliefert. Eigentlich handelt es sich hierbei um den gleichen Raum, der nur anders aufbereitet wird. Mir persönlich gefiel der als kleiner bezeichnete der beiden Räume besser, da er eine detailliertere Beurteilung gestattet. Bei Anwahl des größeren Raumes fand ich die Wahrnehmung der Raumeigenschaften selbst zu stark. Aber dieses Urteil ist natürlich stark subjektiv. EMT bietet auch an, individuelle HRTFs zu vermessen und dem Kunden bereitzustellen. Hierzu müssen in dem gewünschten Raum Messungen mit dem Kunstkopf durchgeführt werden.

Das Headtracking sorgt für eine sehr gute dynamische Richtungskorrektur. Von den Entwicklern haben wir erfahren, dass man hier bewusst eine gewisse Trägheit programmiert hat, um ein Unwohlsein bei sehr schnellen Bewegungen mit großen Winkeländerungen zu vermeiden. Man bedenke in diesem Zusammenhang: Das Sinnesorgan für das Gleichgewichtsempfinden befindet sich ja im Innenohr, und das Gehirn koordiniert alle Wahrnehmungen.

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Die Bedienoberfläche gibt neben dem Pegel auch Auskunft über die erkannte Richtung des Headtrackings (Bild: Peter Kaminski)

Dem Tracking des Phoenix 5.1 kann man eine sehr gute Funktion bescheinigen. Die Auflösung ist – auch in dem für das Richtungsempfinden sensibleren Frontbereich – völlig ausreichend. Eine Stufung ist hier nicht wahrnehmbar. In der Regel kann man sonst oft Stufungen ab ca. fünf Grad wahrnehmen. Das Head Tracking basiert auf einem elektromagnetischen Sensor, starke Störfelder können die Funktion natürlich beeinflussen. Dies ist bei dem Aufstellort des Tracking- Empfängers zu beachten.

Bei Anwendern aus dem Ü-Wagen- Einsatz wurde die Frage nach einem nicht nachgeführten Richtungsempfinden über das Tracking- System gestellt, manchmal wünscht man sich hier dieses gerade nicht. Bei völlig ausgeschaltetem Tracking-System kommt es aber durchaus zu Problemen mit der Richtungswahrnehmung. Abhilfe schafft hier möglicherweise die Befestigung des Tracking-Empfängers an einem Drehstuhl. So werden große Bewegungen beim Drehen des Stuhls kompensiert, die für das Gehirn nötigen kleinen Änderungen durch Kopfbewegungen aber noch wahrgenommen. Wir haben dies einmal provisorisch ausprobiert und ganz gute Erfahrungen damit gemacht. Es ist somit vorstellbar, dass dies auch in der täglichen Praxis gut funktioniert.

Fazit

Das EMT Phoenix 5.1 kann ohne Frage an allen Orten mit nicht optimaler Surround- Abhörsituationen – wie z. B. im Ü-Wagen sowie bei Surround-Sound-Workstation- Arbeitsplätzen und nicht zu vergessen auch bei Surround-Sound-Location-Recording im Film – helfen, Surround Sound deutlich besser zu beurteilen, als es unter den gegebenen Abhörbedingungen sonst möglich wäre. Die Kopfhörerwiedergabe hat hier auch noch den Vorteil, dass akustische Störgrößen (wie z. B. ein aufgeregt hin und her agierender Bildregisseur, dessen wichtigste Kamera gerade ausgefallen ist …) weniger Einfluss auf die Wiedergabe haben. Der Preis von ca. 18.000 Euro ist unter diesen Umständen sicherlich eine überschaubare Investitionsgröße, wenn man dies z. B. auf die Kosten für Akustik und Technik eines Ü-Wagens und den dazu gewonnenen Gewinn an Beurteilungsvermögen bezieht.

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