Verfahren zur Schallwiedergabe, insbesondere in abgeschlossenen Räumen Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Schallwiedergabe, insbesondere in abgeschlossenen Räumen, mit Hilfe einer Anzahl über den Wieder gaberaum verteilter, insbesondere längs der Begren zung dieses Raumes verteilt angeordneter Lautspre cher, die zusammen den Schall einer Tonaufzeich nung als diffusen Schall wiedergeben. Unter diffu sen Schall ist hierbei der Schall zu verstehen, der nahezu von allen Seiten den Zuhörer mit angenähert gleicher Intensität und angenähert gleicher Verzöge rung erreicht.
Es ist jedoch möglich, im diffusen Schallbild eine Lokalisierung des Schalles bestimmter Lautsprecher zu erzeugen, was beispielsweise bei einem Solisten, der zusammen mit einem Orchester auftritt, erforderlich sein kann.
Das Verfahren gemäss der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Aufzeichnung Verwendung findet, die ausser einer einzelnen Spur oder einer An zahl gegebenenfalls stereophonisch zusammengehöri ger Spuren eine Anzahl zusätzlicher Spuren enthält, die einzeln von Elementen abgetastet werden, die mit je wenigstens einem Lautsprecher verbunden .sind,
wobei in den zusätzlichen Spuren ein im wesentlichen gleiches Signal vorzugsweise mit verschiedener Klangfarbe und beziehungsweise oder Intensität auf gezeichnet ist und eine erwünschte gegenseitige Ver zögerung in der Wiedergabe des in diesen Spuren aufgezeichneten Signals durch eine bereits in diesen Spuren vorgesehene Verzögerung oder aber durch die Anordnung der Abtastelemente oder durch Kom bination beider Massnahmen erzielt wird.
Der (die) Lautsprecher, der (die) die von den nicht zusätzlichen Spuren gelieferten Signale wiedergibt (wiedergeben), kann (sind) üblicherweise auf einer Seite des Wieder gaberaumes angeordnet sein und wird (werden) nach stehend als direkter (direkte) Lautsprecher bezeich- net, während die übrigen, indirekten Lautsprecher den sogenannten indirekten Schall abstrahlen.
Ein wesentlicher Vorteil des Verfahrens gemäss der Erfindung ist der, dass das Vorhandensein oder das Fehlen und die Art des diffusen Schalles bei der Aufzeichnung bestimmt werden können und diese Bestimmung somit nicht am Ort der Wiedergabe zu erfolgen braucht. Dieser Vorteil ist besonders wich tig, wenn nicht eine einzelne Aufzeichnung, sondern wie üblich, Kopien dieser Aufzeichnung an einer Vielzahl von Stellen wiedergegeben werden müssen.
Manchmal, beispielsweise in Lichtspieltheatern, ist es erwünscht, einen Schall bestimmten Charakters, beispielsweise Musik, mittels der indirekten Laut sprecher oder sämtlicher Lautsprecher so wiederzu geben, dass der Zuhörer im Wiedergaberaum an jeder beliebigen Stelle nicht im Stande ist, ein virtuelles Schallbild zu lokalisieren. In diesem Zusammenhang wird an sogenannte Hintergrundmusik gedacht, die als Begleitung eines Bildfilms dient, wobei kein un mittelbarer Zusammenhang zwischen der akustischen und der visuellen Wahrnehmung vorliegt, so dass dann auch nicht das Bedürfnis empfunden wird, das Schallbild zu lokalisieren.
Das Verfahren gemäss der Erfindung ermöglicht es, die gegenseitige Verzögerung der von den Laut sprechern wiedergegebenen Signale so zu bemessen, dass sich tatsächlich ein diffuser Schall ergibt, dessen Richtung praktisch nicht lokalisiert werden kann. Bei der Wahl der gegenseitigen Verzögerungszeiten soll von der Erwägung ausgegangen werden, dass es vermieden werden muss, dass ein sich an einer be liebigen Stelle im Wiedergaberaum aufhaltender Zu schauer den Schall des zunächst befindlichen Laut sprechers empfängt, dessen Laufzeit am geringsten und dessen Intensität am grössten ist.
Hierdurch wird eine Lokalisierung des Schallbildes an der Stelle des erwähnten Lautsprechers vermieden.
Dies ist sowohl dann erzielbar, wenn die direkten Lautsprecher an der Gesamtwiedergabe teilnehmen, als auch dann, wenn sie daran nicht teilnehmen. Im ersteren Fall soll auch eine Verzögerung zwischen der Wiedergabe der direkten und der indirekten Lautsprecher erfolgen.
Anderseits kann es erwünscht sein, das Schall bild an der Stelle der direkten Lautsprecher zu loka lisieren, die auf einer Seite des Wiedergaberaumes angeordnet sind. Hierbei kann an den Fall gedacht werden, in dem auf einem Bildschirm, hinter dem die Lautsprecher angeordnet sind, ein Sänger abge bildet wird. Bei wirklich naturgetreuer Schallwieder- P cr <B>-</B> r ausgesendete Schall be wird der von diesem Sänge auch tatsächlich in Richtung des Sängers wahrge nommen, obgleich die den Zuhörer umgebenden in direkten Lautsprecher auch zur Schallwiedergabe beitragen.
Deshalb kann in dem Falle, dass sämtliche Spu ren, einschliesslich der zusätzlichen Spuren, wenig stens ein gemeinsames Signal enthalten, beim Ver fahren gemäss der Erfindung zwecks Lokalisierung der virtuellen Schallquelle an der Stelle der nicht von den zusätzlichen Spuren gespeisten Lautsprecher oder Lautsprechergruppen die Wiedergabe des ge meinsamen Signals mit Hilfe des ersten der Wieder gabeelemente, die diese zusätzlichen Spuren abtasten, hinreichend, vorzugsweise um 5 bis 50 ms, gegen über der Wiedergabe der andern Spuren verzögert werden.
Dies gründet sich auf die Erscheinung, dass bei einem Verzögerungszeitraum von weniger als 5 ms die Zeitunterschiede und die Intensitätsunterschiede sich hinsichtlich der Lokalisierung in der gleichen Weise auswirken (wobei die Wirkung einer Verzöge rung von 1 ms angenähert die gleiche Wirkung wie eine Intensitätsschwächung von 5 dB hat) und sich die Wirkungen addieren, während bei einem Verzö gerungszeitraum von mehr als 5 ms die Richtung des zuerst eintreffenden Schalles überwiegt und nur von praktisch sehr grossen Intensitätsunterschieden beeinflusst werden kann.
In der beiliegenden Zeichnung ist ein Ausfüh rungsbeispiel einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung dargestellt, und zwar zeigt: Fig. 1 einen abgeschlossenen Raum, an dessen Wänden direkte und indirekte Lautsprecher verteilt sind und Fig. 2 einen Teil einer Tonbandaufzeichnung zu sammen mit einigen magnetischen Hörköpfen.
In Fig. 1 bezeichnet 1 einen abgeschlossenen Raum, der auf einer Seite mit drei direkten Laut sprechern 2, 3 und 4 versehen ist. Diese besorgen die Aussendung dreier stereophonisch zusammen gehöriger Signale. Auf den andern Wänden des ab geschlossenen Raumes sind die Lautsprecher 5, 6 und 7 angeordnet, die den indirekten Schall abstrah- len. Die Lautsprecher 5 und 6 sind unmittelbar mit einander verbunden.
Fig. 2 zeigt einen Teil einer Filmaufzeichnung mit einer Wiedergabevorrichtung zur Verwendung beim Verfahren gemäss der Erfindung. Auf einen Träger 8 sind sechs magnetische Schallspuren 9, 10, 11, 12, 13 und 14 aufgezeichnet, von denen die drei ersteren stereophonisch zusammengehörige Signale enthalten, während die drei letzteren die zusätz lichen Spuren darstellen. Diese Spuren werden von den Hörköpfen 2, 3, 4, 5, 6 und 7 abgetastet, deren Numerierung derjenigen der mit diesen Köpfen ver bundenen Lautsprecher entspricht. In diesen zusätz lichen Spuren ist im wesentlichen das gleiche Signal mit verschiedener Klangfarbe und Intensität aufge zeichnet.
Ein Zuhörer, der sich an der Stelle A im Raum befindet, wird infolge der Längenabmessung des Raumes 1 den direkten von den Lautsprechern 2, 3 und 4 gelieferten Schall nach beispielsweise etwa 70 ms empfangen. Dies entspricht einem Abstand von etwa 24 m. Um zu verhüten, dass die Stelle des Schallbildes an der Stelle des nächstgelegenen Laut sprechers 7 lokalisiert wird, der gleichfalls an der Aussendung des Schalles teilnimmt, muss der vom Lautsprecher 7 ausgesendete Schall um wenigstens 70 ms gegenüber dem direkten Schall verzögert wer den.
Würde der Lautsprecher 5 mit einer gleichen Verzögerung gespeist werden, so würde ein Zuhörer an der Stelle B, die angenähert gleich weit von den Lautsprechern 3 und 5 entfernt ist, den von 5 aus gesendeten indirekten Schall als Echo des direkten Schalles empfinden. Infolge der Durchführung des Verfahrens gemäss der Erfindung, bei dem verschiedene Verzögerungen Verwendung finden, können die vorstehend erwähn ten Schwierigkeiten behoben werden. Weil diese Ver zögerungen bereits bei der Aufzeichnung der zusätz lichen Spuren vorgesehen sind, ist es möglich, die Hörköpfe zum Abtasten der Spuren auf dem Auf zeichnungsträger 8 auf einer geraden Linie anzuord nen, die senkrecht zur Bewegungsrichtung des Trä gers liegt.
Selbstverständlich ist es auch möglich, durch gegenseitig verschiedene Versetzung der Hör köpfe in der Längsrichtung des Trägers 8 Unter schiede in die Verzögerungszeiten einzuführen; das zuerst erwähnte Verfahren wird jedoch vorzugsweise angewandt, wenn der Träger 8 über eine Tonrolle geführt wird, wobei die Tangente zwischen der Ton rolle und dem Träger vorzugsweise mit Rücksicht auf die vorteilhaftesten Abtastverhältnisse als Abtast- stelle für die Wiedergabeelemente gewählt wird.
Durch richtige Bemessung der in die Aufzeich nung eingearbeiteten Verzögerungszeiträume und eine bestimmte Anordnung der Hörköpfe können sowohl die direkten als auch die indirekten Laut sprecher derart gespeist werden, dass nicht nur jede beliebige Stelle im Raum 1 frei von Echowirkung ist, sondern auch einem Schall ausgesetzt werden kann, der beliebig diffus oder in einer bestimmten Richtung lokalisiert sein kann.
Method for sound reproduction, especially in closed rooms The invention relates to a method for sound reproduction, especially in closed rooms, with the help of a number of speakers distributed over the reproduction room, in particular along the boundary of this room, which together transmit the sound of a Play sound recording as diffuse sound. Diffuse sound is to be understood here as the sound that reaches the listener from almost all sides with approximately the same intensity and approximately the same delay.
However, it is possible to localize the sound of certain loudspeakers in the diffuse sound image, which may be necessary, for example, in the case of a soloist performing together with an orchestra.
The method according to the invention is characterized in that a recording is used which, in addition to a single track or a number of tracks, if necessary stereophonically related, contains a number of additional tracks that are individually scanned by elements each connected to at least one loudspeaker. are,
wherein in the additional tracks a substantially the same signal is preferably drawn with a different timbre and or or intensity and a desired mutual delay in the reproduction of the signal recorded in these tracks by a delay already provided in these tracks or by the arrangement of the Scanning elements or a combination of both measures is achieved.
The loudspeaker (s) that reproduce (reproduce) the signals supplied by the non-additional tracks can usually be arranged on one side of the reproduction room and will hereinafter be referred to as direct loudspeakers - net, while the other, indirect loudspeakers emit what is known as indirect sound.
An essential advantage of the method according to the invention is that the presence or absence and the type of diffuse sound can be determined during the recording and this determination therefore does not have to be made at the location of the reproduction. This advantage is particularly important when not a single recording but, as usual, copies of this recording have to be reproduced at a large number of locations.
Sometimes, for example in movie theaters, it is desirable to reproduce a sound of a certain character, for example music, using the indirect loudspeakers or all loudspeakers in such a way that the listener is not able to localize a virtual sound image at any point in the reproduction room. In this context, so-called background music is thought of, which serves as an accompaniment to a picture film, whereby there is no direct connection between acoustic and visual perception, so that the need to localize the sound image is not felt.
The method according to the invention makes it possible to measure the mutual delay of the signals reproduced by the loudspeakers so that a diffuse sound actually results, the direction of which can practically not be localized. When choosing the mutual delay times, it should be assumed that it must be avoided that a viewer staying at any point in the playback room receives the sound of the loudspeaker located next, whose duration is lowest and whose intensity is greatest is.
This avoids localizing the sound image at the location of the loudspeaker mentioned.
This can be achieved both when the direct loudspeakers participate in the overall reproduction and when they do not participate in it. In the first case, there should also be a delay between the reproduction of the direct and indirect loudspeakers.
On the other hand, it may be desirable to loca lize the sound image at the point of the direct speakers that are arranged on one side of the playback room. This can be thought of the case in which a singer is formed on a screen behind which the speakers are arranged. In the case of really lifelike sound reproduction, the sound emitted by this chant is actually perceived in the direction of the singer, although the loudspeakers surrounding the listener also contribute to the sound reproduction.
Therefore, in the event that all Spu ren, including the additional tracks, contain at least one common signal, in the process according to the invention for the purpose of localizing the virtual sound source at the location of the speakers or speaker groups not fed by the additional tracks, playback of the common signal with the aid of the first of the playback elements that scan these additional tracks, be sufficiently delayed, preferably by 5 to 50 ms, compared to the playback of the other tracks.
This is based on the fact that with a delay period of less than 5 ms, the time differences and the intensity differences have the same effect in terms of localization (the effect of a delay of 1 ms being approximately the same as an intensity attenuation of 5 dB has) and the effects add up, while with a delay period of more than 5 ms the direction of the sound arriving first predominates and can only be influenced by practically very large differences in intensity.
In the accompanying drawing, an exemplary embodiment of a device for carrying out the method according to the invention is shown, namely: Fig. 1 shows an enclosed space on the walls of which direct and indirect loudspeakers are distributed and Fig. 2 shows a part of a tape recording together with some magnetic ear heads.
In Fig. 1, 1 denotes a closed room, which is provided on one side with three direct speakers 2, 3 and 4. These take care of the transmission of three stereophonically related signals. The loudspeakers 5, 6 and 7, which emit the indirect sound, are arranged on the other walls of the closed room. The speakers 5 and 6 are directly connected to one another.
Fig. 2 shows part of a film recording with a playback device for use in the method according to the invention. On a carrier 8 six magnetic sound tracks 9, 10, 11, 12, 13 and 14 are recorded, of which the first three contain stereophonically related signals, while the latter three represent the additional tracks. These tracks are scanned by the hearing heads 2, 3, 4, 5, 6 and 7, the numbering of which corresponds to that of the speakers connected to these heads. In these additional tracks, essentially the same signal is recorded with a different timbre and intensity.
A listener who is located at point A in the room will, due to the length dimension of room 1, receive the direct sound supplied by loudspeakers 2, 3 and 4 after, for example, about 70 ms. This corresponds to a distance of about 24 m. In order to prevent the location of the sound image from being located at the location of the closest loudspeaker 7, which also participates in the transmission of the sound, the sound emitted by the loudspeaker 7 must be delayed by at least 70 ms compared to the direct sound.
If the loudspeaker 5 were fed with the same delay, a listener at point B, which is approximately the same distance from the loudspeakers 3 and 5, would perceive the indirect sound transmitted from 5 as an echo of the direct sound. As a result of the implementation of the method according to the invention, in which various delays are used, the difficulties mentioned above can be eliminated. Because these delays are already provided in the recording of the additional tracks, it is possible to arrange the hearing heads to scan the tracks on the recording medium 8 on a straight line perpendicular to the direction of movement of the carrier.
Of course, it is also possible, by mutually different displacement of the hearing heads in the longitudinal direction of the carrier 8 under introduce differences in the delay times; However, the first-mentioned method is preferably used when the carrier 8 is guided over a sound roller, the tangent between the sound roller and the carrier preferably being selected as the sampling point for the display elements with consideration for the most advantageous scanning ratios.
By correctly dimensioning the delay periods incorporated into the recording and a certain arrangement of the hearing heads, both the direct and the indirect speakers can be fed in such a way that not only any point in room 1 is free of echo effects, but also exposed to sound that can be arbitrarily diffuse or localized in a certain direction.