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grosser Zahl bekannt, die Wiedergabe erfolgt hingegen allgemein nur in der Anwendung von Lautsprechern in Stereobasisaufstellung oder mittels Kopfhörer mit den Mängeln der raumbezogenen Stereophonie.
Unter den Aufnahmeverfahren sind das XY-Verfahren mit zwei Kardioidmikrophonen, eng nebeneinander im Winkel von etwa 135 , das MS-Verfahren unter Anwendung eines Kardioidmikrophons und eines im rechten Winkel dazu wirksamen Mikrophons mit achtförmiger Richtwirkung, das AB-Verfahren mit zwei Druckempfängern im Abstand von 20 bis 330 cm voneinander für den Effekt von Laufzeitunterschieden, das ORTF-Verfahren mit zwei Kardioiden im Abstand von etwa 17. 5 cm und Ausrichtung von 100 -140 , das OSS-Verfahren nach Jecklin mit einer Trennscheibe und vor beiden Seiten angeordneten Druckempfängern und das Kunstkopfverfahren mit Nachbildungen des menschlichen Kopfes und der Ohren zu nennen.
Keines der bekannten Aufnahmeverfahren hat die Forderung nach Kompatibilität von Lautsprechern- und Kopfhörerwiedergabe erfüllen können, noch ist der Raumeindruck annähernd dem des natürlichen Hörens, z. B. im Konzertsaal, erreicht worden. Bei Lautsprecherwiedergabe bleibt das Hörereignis in der Ebene der Lautsprecher, seitlich begrenzt durch den Abstand der Lautsprecher voneinander oder abgehoben über der Verbindungslinie der Lautsprecher. Die Kopfhörerwiedergabe leidet unter Im-Kopf-Lokalisation oder zumindest einem in Ohrnähe entstehenden Hörereignis.
Ein künstlich angewandter Nachhall täuscht eine Räumlichkeit vor, die jedoch mit dem Hörerereignis im Konzertsaal nicht vergleichbar ist
Sowohl in der Aufnahme als auch in der Wiedergabe nach dem intensitäts- und/oder laufzeitstereophonischen Verfahren mit Ausnahme der Kunstkopftechnik werden keine Ohrresonanzen erzeugt. Die durch die Lautsprecher in Stereobasisaufstellung an den Ohren des Zuhörers gebildeten Resonanzen beschränken sich auf je eine Einfallsrichtung durch die Lautsprecher und dienen lediglich als Lokalisationsreiz der ortsbestimmenden Verarbeitungsstufe. Bei Lautsprecherwiedergabe in Raum werden durch die Reflexionen Ohrresonanzen aus allen Einfallsrichtungen erzeugt, die jedoch nur als Nachhall empfunden werden.
Bei Wiedergabe mittels Kopfhörer entstehen durch deren konstruktiven Aufbau, besonders durch die Ausrichtung der Membran, selbst wenn keine Reflexionen durch die Begrenzung des Kopplungsraumes und der schallharten Teile des Wandlers auftreten, nur Ohrresonanzen mit Naheffekt. In Nachbildungen von menschlichen Ohren treten Ohrresonanzen hingegen aus allen Einfallsrichtungen in charakteristischer Vielfalt auf und lösen eine Gestaltsassoziation aus, die in Ergänzung zur Ortsassoziation der bisher geübten Mikrophonaufnahmetechnik die Grundlage der Erfindung bildet.
Alle bisher bekannten Einrichtungen, seien sie Kunstkopfmikrophone oder konventionelle Mikrophone, gelangen dabei als Einzelsysteme zur Anwendung. Die gleichzeitige Anwendung von Kunstkopfmikrophonen und konventionellen Mikrophonen unter Verknüpfung der Aufnahmesignale ist neu.
Durch die AT-PS 386 504 ist in der bekanntgemachten Fassung eine Kunstkopfmikrophonie bekanntgeworden, mit einer nur teilweisen Nachbildung des menschlichen Kopfes unter zwangsweiser Verwendung von einseitig gerichteten Mikrophonen.
Es konnte nun gefunden werden, dass nicht nur Druckempfänger beliebiger Bauart zum Einsatz kommen können, sondern sich auch weitere Vorteile bezüglich der Kompatibilität beim Hören durch Lautprecher bzw.
Kopfhörer ergeben, wenn erfindungsgemäss neben diesem bekannten Kunstkopfmikrophonsystem eine weitere konventionelle Mikrophonanordnung angewendet wird.
Dementsprechend wird bei der Erfindung ausgegangen von einer Aufnahmeeinrichtung mit zwei im wesentlichen entgegengesetzt orientiert angeordneten Mikrophonen unter Verwendung von Nachbildungen des menschlichen Kopfes zur stereophonen Aufnahme von Schallereignissen, wobei die Mikrophone in den äusseren Gehörkanalnachbildungen eingebaut sind und sich die Nachbildung des menschlichen Kopfes auf die der Ohrmuschelnachbildungen mit äusserem Gehörgang beschränkt. Die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass in unmittelbarer Nähe der Anordnung weitere, an sich bekannte Richtmikrophone zur interauralen Schallaufnahme in der Horizontal- und Medianebene eingesetzt sind.
Während nach der akustischen Wirkungsweise der Kunstkopfstereophonie im Frequenzbereich unter etwa 1500 Hz durch die Dimension der Kopfnachbildung nur Laufzeitunterschiede und Druckstau mit einem Löschungsverhältnis von etwa 8 dB auftreten, ergibt die Aufnahmeeinrichtung nach der Erfindung das heute allgemein geforderte Löschungsverhältnis von etwa 20 - 30 dB.
Gemäss der Erfindung werden zusätzlich zu der im Frequenzbereich unter etwa 1500 Hz bewährten Technik der Intensitäts-und/oder Laufzeitstereophonie im Frequenzbereich über etwa 1500 Hz interaurale Resonanzen in der Horizontal- und Medianebene durch die Ohrnachbildungen wirksam. Von Bedeutung ist es dabei, dass möglichst inkohärente Ohrsignale entstehen, um insbesondere bei Kopfhörerwiedergabe eine Im-Kopf-Lokalisation oder den Naheffekt an den Ohren zu vermeiden.
Eine zweckmässige Ausgestaltung der Erfindung, bei der zwei Nachbildungen von menschlichen Ohrmuscheln mit Druckempfängern um ihre Längsachse verdrehbar angeordnet sind, besteht darin, dass die Mikrophone für die intensitäts-und laufzeitstereophonische Aufnahme im Frequenzbereich unter etwa 1500 Hz in der vorgegebenen Ausrichtung verbleiben.
Durch die Drehung der Ohrmuschel rings um die Längsachse werden auditive Räumlichkeit und das Entfemungshören durch den Einfluss von spezifischen Raumreflexionen mit bevorzugt auftretenden Ohrresonanzen
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wirksam.
Nach einem weiteren Erfindungsmerkmal ist vorgesehen, dass zusätzlich zu den beiden Ohrmuschelnachbildungen mit Druckempfängern weitere Ohrmuschelnachbildungen mit Druckempfängern in unterschiedlicher Ausrichtung zur Bildung von interauralen Hörphänomenen im überlagerten Schallfeld dienen.
Die Verwendung einer Mehrzahl von Ohnnuscheln bringt eine weitere Verbesserung des räumlichen Höreffektes mit sich.
Schliesslich ist es auch noch vorteilhaft, wenn der Übertragungsbereich der Amplitudenfrequenzgänge mittels elektrischer Tief- und Hochpassfilter entweder analoger oder digitaler Funktion zur Optimierung des Hörereignisses regelbar ist.
Der Vorteil der Trennung mittels Filter liegt in der Aufrechterhaltung der durch die Ohrmuschelnachbildungen gegebenen Ohrresonanzen, die im wesentlichen oberhalb von 1500 Hz liegen unter Beibehaltung der Richtwirkung mit einem Löschungsverhältnis bis zu 30 dB.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und dienen der näheren Erläuterung.
Dabei sind der Übersichtlichkeit halber nur die für die akustische Wirkungsweise wichtigen Bauteile der Mikrophone in den Fig. 1 bis 4 dargestellt.
In Fig. 1 sind zwei Ohrmuschelnachbildungen (1) und (2), die auch in an sich bekannter Weise in der genauen Ausbildung der Hohlräume von denen des menschlichen Aussenohres unter Weglassung überflüssiger Details abweichen können, nebeneinander in der Ausrichtung am menschlichen Kopf mit in der Öffnung des Gehörkanals oder am Ende des Gehörkanals eingesetzten Druckempfängern (3), (4), vorzugsweise elektrostatischen Wandlern, angeordnet. Zweckmässig unterhalb jeder Ohrmuschel ist eine Mikrophonkapsel (5), (6) vorzugsweise ebenfalls eines elektrostatischen Wandlers, jedoch mit Kardioidcharakteristik in etwa 135 Ausrichtung in der bekannten XY-Anordnung vorgesehen.
In Fig. 2 sind zwei Ohrmuschelnachbildungen (7), (8) im Abstand (a) von etwa 18 cm mit Druckempfängern (9), (10) und unmittelbar unter den Ohren je ein Kardioidmikrophon (11), (12), im Winkel von 100 0 - 1400 ausgerichtet, entsprechend dem ORTF-Verfahren vorgesehen.
Fig. 3 betrifft eine Anordnung nach dem bekannten MS-Verfahren in Verbindung mit zwei Ohrmuschelnachbildungen (13), (14), mit Druckempfängern (15), (16). Unter den Ohrmuschelnachbildungen sind ein Kardioidmikrophon (17) und ein Mikrophon (18) mit achtförmiger Richtcharakteristik vorgesehen, die in an sich bekannter Weise durch elektrische Zusammenschaltung zur Herstellung von zwei Kardioiden in variablem Winkel dienen.
Die Fig. 4 stellt die Anwendung des MS-Verfahrens in Verbindung mit zwei Nachbildungen der Ohrmuscheln im Abstand (a) von etwa 18 cm dar. Die Ohrmuschelnachbildungen (19), (20), sind nicht nur in Ausrichtung am menschlichen Kopf, sondern in diesem Fall auch im Abstand voneinander, wie am menschlichen Kopf, angeordnet. Die Druckempfänger (21), (22) sind in die Ohrmuschelnachbildungen eingesetzt. Unter jeder Ohrmuschel sind die Kardioidmikrophone (23), (24) und unmittelbar daneben die Mikrophone mit achtfönniger Richtcharakteristik (25), (26) angeordnet, die nach dem MS-Verfahren zusammengeschaltet sind. In Fig. 5 sind Tiefpassfilterkurven (27), (28) der Mikrophone für den Bereich unter 1500 Hz und Hochpassfilterkuven (29), (30) für die in den Ohren eingebauten Druckempfänger dargestellt.
Die Mikrophone müssen nicht untereinander angeordnet sein, sondern können auch nebeneinander liegen, wobei zu sorgen ist, dass der möglichst geringe Abstand der Schallwandler voneinander eingehalten wird.
Um im Überschneidungsbereich der Frequenzkurven keine Störungen durch Gruppenlaufzeit- und Phasenverzerrungen zu erhalten, sind sowohl analoge Hoch- und Tiefpassfilter als auch die digitale Technik anwendbar.
In Fig. 6 ist eine stereophonische Aufnahmeeinrichtung nach der Erfindung in Verbindung mit einem Gerät (33) zur Fernsteuerung vorgesehen. Die Mikrophone (31), (32) sind durch den Abstand voneinander dem ORTF- oder dem MS-Verfahren mit Laufzeiteffekt angepasst, während Fig. 7 die Ansicht eines Mikrophons nach der Erfindung, das nach dem XY- bzw. dem MS-Verfahren arbeitet, wiedergibt, wobei die Tiefpass- und die Hochpassfilter im Mikrophongehäuse eingebaut sind und die Steuerorgane (34) zur Optimierung der auditiven Räumlichkeit dienen.
Die bei der stereophonischen Aufnahmeeinrichtung gemäss der Erfindung verwendeten Mikrophone mit Anwendung von Nachbildungen der menschlichen Ohrmuscheln können sowohl als Hauptmikrophon als auch als Stützmikrophon eingesetzt werden. Durch die grosse Auswahl an akustischen Effekten, wie künstlichen Hall, regelbare Laufzeitverzögerungen, Anzahl der unterschiedlichen Mikrophone, Ausschöpfung der subjektiven Möglichkeiten am Mischpult, ist ein weiter Bogen der Simulation des räumlichen Hörens geboten.
In Fig. 8 ist eine vom natürlichen Hörvorgang des menschlichen Kopfes abweichende Wirkungsweise dargestellt. Dabei wird von der praktisch in der Tierwelt geübten Methode des räumlichen Hörens ausgegangen. Durch Drehung der Ohrmuschelnachbildungen (35), (36), rings um die Längsachse werden auditive Räumlichkeit und das Entfernungshören durch den Einfluss von spezifischen Raumreflexionen mit bevorzugt auftretenden Ohrresonanzen wirksam. Dabei können die mit (37), (38) bezeichneten Richtmikrophone in bekannter Ausrichtung im ganzen Frequenzbereich wirksam sein und die Ohrresonanzen zusätzlich nach beliebigen Ausrichtungen bisher unbekannte Effekte des räumlichen Hörens bringen.
Auch Einrichtungen mit mehr als zwei Ohrmuschelnachbildungen in verschiedener Ausrichtung können
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zusätzlich zu den bekannten Stereomikrophonverfahren zur Beeinflussung der Hörereignisse in Zusammenhang mit der Korrektur der Aufnahme oder der Wiedergaberaumakustik eingesetzt werden, um Überlagerungen von Ohrresonanzen zu erzielen. Dabei kann von Nutzen sein die Signale rechts und links unterschiedlich zu gestalten, um in Verbindung mit seitlichen Reflexionen des Abhörraumes unkorrelierte Ohrsignale zu erzeugen. Mit Hilfe der Ohrresonanzen können aus dem Orchester bestimmte Instrumente näher herangebracht werden, da Ohrresonanzen im höheren Freguenzbereich, ohne den Lautstärkepegel zu steigern, präsent klingen.
Fig. 9 zeigt ein Stereomikrophon mit den Merkmalen der Erfindung. Zur Erläuterung ist das Mikrophon mit der rechten Ohmachbildung ohne, das andere mit Schutzkorb (45) dargestellt. Die Nachbildung eines menschlichen Ohres (39) mit Druckempfänger (40) ist in einem Rahmen (41) elastisch gelagert. Das Kardioidmikrophon (42) ist unmittelbar unter der Ohrmuschel angeordnet. Durch Rohre (43) und (44) werden die Mikrophonkombinationen schwenkbar gelagert, um den Abstand entsprechend den Ohren am menschlichen Kopf von etwa 18 cm einstellen zu können. Ein vollständig schalldurchlässiger Gitterkorb (45) gewährleistet den ungehinderten Schalldurchtritt. Im Gehäuse (46) sind die elektrischen Bauteile für die Stereoübertragung untergebracht.
In Fig. 10 ist die monaurale Übertragungsfunktion einer Einrichtung gemäss der Erfindung dargestellt. Es ist ersichtlich, dass im Frequenzbereich unter 1500 Hz die Pegeldifferenz für die verschiedenen Schalleinfallsrichtungen der eines bekannten Kardioidmikrophons mit einem Löschungsverhältnis von 20 - 30 dB entspricht, während über 1500 Hz die monauralen richtungsabhängigen charakteristischen Ohrresonanzen zur Wirkung kommen.
Die Darstellung gemäss Fig. 10 wird jedoch noch dadurch übertroffen, dass die Ohmachbildungen ausser der Horizontalebene auch die Medianebene erfassen, sodass alle Voraussetzungen für eine ohranaloge Wirkung entstehen, die sonst nur mit übergrossem Aufwand in digitaler Technik möglich ist
PATENTANSPRÜCHE 1.
Aufnahmeeinrichtung mit zwei im wesentlichen entgegengesetzt orientiert angeordneten Mikrophonen unter Verwendung von Nachbildungen des menschlichen Kopfes zur stereophonen Aufnahme von Schallereignissen, wobei die Mikrophone in den äusseren Gehörkanalnachbildungen eingebaut sind, und sich die Nachbildung des menschlichen Kopfes auf die Ohrmuschelnachbildungen mit äusserem Gehörgang beschränkt, dadurch gekennzeichnet, dass in unmittelbarer Nähe der Anordnung weitere an sich bekannte Richtmikrophone (5,6, 11,12, 17,18, 23,24, 25,26, 37,38, 42) zur interauralen Schallaufnahme in der Horizontal- und Medianebene eingesetzt sind.