DE69734884T2

DE69734884T2 - Aufzeichnung und wiedergabe eines zweikanaligen systems für holophonische tonwiedergabe

Info

Publication number: DE69734884T2
Application number: DE69734884T
Authority: DE
Inventors: Luca Gubert Finsterle
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-08-13
Filing date: 1997-08-05
Publication date: 2006-08-24
Anticipated expiration: 2017-08-06
Also published as: CN1137603C; ITMI961752A0; ES2255108T3; ITMI961752A1; AU721979B2; AU3864297A; EP0919109B1; JP2001509976A; DK0919109T3; ATE313236T1; EP0919109A1; DE69734884D1; IT1283803B1; WO1998007299A1; CN1230331A; JP3693351B2; US6430293B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Zweikanal-Aufzeichnungs- und Wiedergabesystem zum Bereitstellen einer holofonen Wiedergabe oder Abspielung von Tönen.
Eine holofone Wiedergabe von Tönen beinhaltet die Möglichkeit, während eines Tonwiedergabe- oder Abspielvorgangs die räumlichen Positionen der Schallquellen, welche beispielsweise Musikinstrumente umfassen, in ähnlicher Weise zu erfassen, wie es ein Zuhörer würde, der am Aufzeichnungsort, beispielsweise einem Theater, zugegen ist, und dies tendenziell für beliebige Positionen der Schallquellen in Bezug auf die Mikrofone.
Durch eine holofone Art der Wiedergabe wäre es demzufolge möglich, bei der Heimwiedergabe eines Symphoniekonzerts nicht nur die Positionen der vor einem Zuhörer angeordneten Orchesterinstrumente sondern auch Echos und Nachhall-Effekte, die von den Seiten und aus dem Rücken des Zuhörers kommen, sowie zugehörigen Applaus wahrzunehmen.
Die erzielte Wirkung entspricht somit im Wesentlichen dem tatsächlichen Originalklang oder Musikereignis.
Es sind bereits mehrere Lösungen bekannt, um eine mehr oder weniger auf die Klangszene angepasste Wiedergabe zu liefern, d. h. die zwei/dreidimensionale Darstellung einer realen Rauminstallation lediglich durch Schallinformationen.
Alle Zweikanal-Stereoaufzeichnungen, entweder mit mehreren Mikrofonen oder mit zwei Mikrofonen, sind geeignet, um mit Hilfe von zwei Diffusoren, wie bei einem Heim-Stereosystem, eine mehr oder weniger geeignete Rekonstruktion eines originalen Musikereignisses wiederzugeben.
Insbesondere wäre bei einer stereofonen Aufzeichnung jedes Stereosystem in der Lage, eine Klangszene wiederzugeben, welche sich höchstens durch den zwischen den beiden Diffusoren eingeschlossenen Raum hindurch in zumindest zwei Dimensionen herausbildet, d. h. der Dimension rechts – links zwischen den beiden Diffusoren und der Dimension nah – weit, beginnend an einer imaginären Linie, welche die beiden Diffusoren verbindet, und sich allmählich von einem Hörpunkt entfernend.
Die einzige Bedingung, die für einen Zuhörer erfüllt sein muss, damit eine zufriedenstellende stereofone Wirkung erzielt wird, besteht darin, dass dieser idealerweise am Eckpunkt eines gleichseitigen Dreiecks positioniert ist, wobei die beiden anderen Eckpunkte desselben von den beiden Diffusoren eingenommen werden.
Eine zwei/dreidimensionale Darstellung einer realen Rauminstallation nur auf Basis einer Schallinformation, die von einem stereofonen System erhalten wird, kann sich durch einen allgemein trapezförmigen Bereich hindurch entwickeln, wobei sich die Eckpunkte der kurzen Basis näher an dem Zuhörer befinden und durch die beiden Diffusoren des Systems repräsentiert werden, wogegen die Eckpunkte der größeren Basis durch zwei Punkte repräsentiert werden, die durch Klanginformationsinhalt der Aufzeichnung wie etwa Phasenverzögerungen und Nachhall-Effekte, die durch einen heimischen Hörraum bewirkten Schallreflexionen wie auch die Erfassungseigenschaften der Diffusoren oder der Schall aussendenden Quellen bestimmt werden.
Der vorstehend aufgezeigte Bereich ist definiert als "akustischer oder Klangbereich". Durch Ausnutzung der hohen Empfindlichkeit eines Gehörsystems für Änderungen der Phase und des Frequenzgangs wäre es jedoch möglich, mit Hilfe einer geeigneten elektronischen Vorrichtung während des Aufzeichnungsvorgangs den Klangbereich, wie er von einem stereofonen System wiedergegeben wird, oder den Bereich, in welchem es möglich wäre, die virtuelle Klangszene zu rekonstruieren, d. h. jenen Bereich, in welchem es möglich wäre, virtuelle Klangobjekte wieder auszubilden und wahrzunehmen, da letztere bei der Aufzeichnung vorhanden wären, zu erweitern.
Bei diesem Verfahren, welches beispielsweise bei den so genannten Q-Discs genutzt wird, werden immer die Positionen der Diffusoren und des Hörpunkts konsistant gehalten, wodurch theoretisch ein Klangfeld um den Zuhörer herum bereitgestellt wird.
Um den Klangbereich weiter zu verbreitern, wurden andere Zweikanal-Aufzeichnungs- und Wiedergabesysteme realisiert: die so genannte Quadrophonie, d. h. vier unabhängige Kanäle, zwei vorn und zwei hinten, das System "Dolby-Surround" und alle verbesserten Varianten desselben, mit vier Wiedergabekanälen, d. h. drei Frontkanälen, einem mitt leren, rechten und linken Kanal, sowie dem rückwärtigen Monokanal, die auf zwei Diffusoren auf gesplittet sind, und noch andere Systeme, die mehr als vier Aufzeichnungs- und Wiedergabekanäle beinhalten, wie etwa "Dolby AC3".
Diese früheren Systeme, bei welchen es möglich ist, während des Aufzeichnungsvorgangs Verfahren mit mehreren Mikrofonen und elektronische Signalverarbeitungsverfahren zu nutzen, würden gestatten, mit zumindest drei Kanälen während der Aufzeichnung und vier Diffusoren während der Wiedergabe das Klangfeld auf bis zu 360° zu erweitern.
Somit wäre es möglich, Klangobjekte außerhalb der deutlichsten und saubersten Bereiche des Klangfeldes zu lokalisieren, und zwar nur unter Nutzung von Kanälen mit Phasendrehung und zwei Diffusoren, wie bei dem zuvor aufgezeigten Verfahren und wie es bei den so genannten Q-Discs der Fall ist.
Obgleich die vorstehend erwähnten früheren Aufzeichnungs- und Wiedergabesysteme die erwähnten technischen Probleme im Hinblick auf eine holofone Klangwiedergabe lösen, weisen sie jedoch die Nachteile eines übermäßig reduzierten Klangfeldbereichs auf, welcher eigentlich eine echte und richtige holofone Wiedergabe verhindert.
Das Q-Disc-System andererseits liefert eine eher unnatürliche Wirkung aufgrund der unzureichenden Fähigkeit, die Klangobjekte zu lokalisieren, deren räumliche Anordnung in Bezug auf den Klangfeldbereich berücksichtigt werden muss.
Dies ergibt sich aus mehreren Gründen, in der Hauptsache dadurch, dass die Diffusoren von einem Zuhörer irgendwie als eine Schall aussendende Quelle wahrgenommen werden, wodurch sich ein Effekt der perspektivischen Verzerrung ergibt.
Ein Klang, der durch ein herkömmliches stereofones Verfahren aufgezeichnet wird, dessen ursprüngliche Merkmale so vorgesehen wären, dass immer erreicht wird, dass der Klang außerhalb des Schallfeldbereichs wahrgenommen wird, würde in der Tendenz immer irgendwie in diesen Bereich zurückgeführt werden, da die Aussendung des wiedergegebenen Klangs an den Punkten erfolgt, an denen die Diffusoren angeordnet sind. Um den Klangfeldbereich zur erweitern, wäre es in diesem Fall notwendig, die voraussichtliche Verzerrung durch geeignete Phasendrehungen und Modifikationen des Frequenzgangs zu kompensieren, welche daher nicht denjenigen entsprechen würden, die natürlicherweise für einen Klang wahrgenommen werden, der genau von diesem Punkt im Raum kommt, und welche daher unnatürlich wären. Darüber hinaus wäre es bei einem Aufzeichnungsvorgang notwendig, eine elektronische Vorrichtung zur Modifizierung des Signals von den Mikrofonen und elektronischen Quellen, beispielsweise einer elektrischen Gitarre, bereitzustellen, welche, obgleich perfekt, dennoch Verzerrungen in die Signale eintragen würde, wodurch die Klangqualität der Wiedergabe verschlechtert wird.
Das Aufzeichnungs- und Wiedergabesystem mit mehreren Kanälen beinhaltet darüber hinaus einen Kodierungsvorgang während des Aufzeichnungsvorgangs, um mehr als zwei Kanäle in die einzige Zweikanalanordnung der stereofonen Software zu integrieren, zusätzlich zu einem Dekodierungsschritt während des Wiedergabevorgangs. Obgleich die Kompatibilität mit einem stereofonen System zufriedenstellend ist, wird das Klangfeld in den Klangfeldbereich fallen, der für die Zweikanalsysteme offenbart ist, angenommen, das Wiedergabesystem ist stereofon.
Ein weiterer Nachteil besteht in der Notwendigkeit, aufgezeichnete Signale mittels einer elektronischen Vorrichtung zu kodieren und zu dekodieren, wodurch ein Originalsignal weiter verzerrt wird.
Darüber hinaus kann jedes System, das mehr als zwei Aufzeichnungskanäle beinhaltet, per Definition keine solchen Phaseninformationen und Frequenzgangänderungen enthalten, welche es dem Gehörsystem eines Menschen ermöglichen würden, eine Klangszene zu rekonstruieren, die mit derjenigen identisch ist, welche als bei einem Originalklangereignis gegeben wahrgenommen werden würden.
Darüber hinaus würde jede Bemühung, das Klangfeld zu erweitern, die Nutzung elektronischer Hilfsvorrichtungen wie etwa Phasenprozessoren und Kodierer zumindest bei einem Aufzeichnungsvorgang mit sich bringen, wobei diese Vorrichtungen abgesehen davon, dass sie die Signalqualität verschlechtern, aufgrund der erforderlichen Software, Discs, CDs, usw. sehr teuer wären.
Das Dokument DE 33 09 796 offenbart ein Aufzeichnungssystem, das Kabel und eine elektronische Vorrichtung umfasst, wobei die Membranen der Mikrofone in einer engen winkelmäßigen Lagebeziehung zueinander angeordnet sind, so dass während eines Aufzeichnungsvorgangs ein stereofoner Effekt aus Phasendifferenzen abgeleitet werden kann, und wobei die Mikrofone allseitige (z. B. Nieren-)Richtcharakteristiken aufweisen.
Das Dokument WO 93 18630 A andererseits offenbart ein Zweikanal-Wiedergabesystem mit einer Schallquelle, einem Zweikanal-Verstärkungssystem und einer Mehrzahl von vorderen und rückwärtigen Diffusoren oder Lautsprechern, wobei die Diffusoren an den Eckpunkten eines Vierecks angeordnet sind und der Hörpunkt im Mittelpunkt des Vierecks angeordnet ist, wobei der Winkel, der durch den Hörpunkt und die rückwärtigen Diffusoren zu dem Hörpunkt gebildet wird, von 60° bis 120° reicht.
Zusammenfassung der Erfindung
Dementsprechend besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, die zuvor erwähnten Nachteile des Standes der Technik zu überwinden.
Um das vorstehend erwähnte Ziel zu erreichen, stellt die vorliegende Erfindung ein Zweikanal-Tonaufzeichnungs- und Wiedergabesystem zur Verfügung, das geeignet ist, eine holofone Wiedergabe von Tönen bereitzustellen, das einen einfachen Aufbau aufweist, kostengünstig ist und ein Wiedergabe-Endergebnis liefert, das natürlicher und realistischer als dasjenige ist, welches durch Aufzeichnung und Wiedergabe von Tönen mit Hilfe von drei oder mehr Kanälen erreicht wird, wodurch eine Klangwiedergabe bereitgestellt wird, die im Wesentlichen mit dem originalen Klangereignis identisch ist, insbesondere was die originale dreidimensionale Rekonstruktion betrifft, d. h. eine tatsächlich holofone Wiedergabe von Klängen.
Die vorstehende Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Zweikanal-Aufzeichnungs- und Wiedergabe- oder Abspiel-Kombinationssystem gemäß Anspruch 1 gelöst.
Das erfindungsgemäße Zweikanal-Tonaufzeichnungs- und Wiedergabesystem, das sich für die Bereitstellung einer holofonen Klangwiedergabe eignet, bietet die folgenden Vorteile.
Was eine herkömmliche stereofone Wiedergabe be trifft, bietet das erfindungsgemäße System bei einem Wiedergabevorgang, der mittels herkömmlicher stereofoner Systeme erfolgt, eine Erweiterung des Klangfeldbereichs unabhängig von den Diffusoren.
Darüber hinaus werden die Klanginformationen nicht weiter verzerrt, da kein Signalverarbeitungs- oder Kodierungssystem zum Fassen weiterer Kanäle zusätzlich zu den in einem herkömmlichen stereofonen System vorhandenen zwei Kanälen vorgesehen ist.
Zudem ermöglicht das erfindungsgemäße System, Klänge klar wahrzunehmen, die aus dem Rücken eines Zuhörers kommen, ebenso wie von der Seite, falls diese Klänge im originalen Klangereignis vorhanden sind: beispielsweise die Echos von hinten in einem Konzertraum oder der Applaus von Personen, die im hinteren Teil des Mikrofonsystems positioniert sind.
Ein weiterer Vorteil besteht in der Ermöglichung einer holofonen Klangaufzeichnung und -wiedergabe durch einfache Integration der die vorliegende Erfindung kennzeichnenden Elemente in einem Aufzeichnungsstudio.
Dieser Vorteil würde darüber hinaus in der Hauptsache auch für einen Wiedergabevorgang für Benutzer gelten, die bereits ein herkömmliches stereofones System besitzen.
Schließlich werden unabhängig von dem genutzten Aufzeichnungssystem während des Wiedergabevorgangs die folgenden Vorteile erzielt: eine Verbesserung des dreidimensionalen Effekts virtueller Klänge, die in dem Klangfeldbereich vorhanden sind; beispielsweise würde eine Person beim Zuhören von dem Hörpunkt aus das Gefühl haben, vorn beinahe eine Violine zu berühren, mit einer folglich umfassenden Wirkung; eine Vergrößerung des Klangfeldes, welches auch über die Diffusoren hinaus vergrößert wird, während es gleichzeitig vor dem Zuhörer verbleibt; eine Verbesserung der Tiefenwirkung im vorderen Bereich des Klangfeldes; und schließlich ein allgemeines Gefühl einer größeren Natürlichkeit und Echtheit der Wiedergabe.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Merkmale, Vorteile und Details des Zweikanal-Tonaufzeichnungs- und Wiedergabesystems zum Bereitstellen einer holofonen Klangwiedergabe entsprechend der vorliegenden Erfindung werden im Nachfolgenden anhand der folgenden detaillierten Offenbarung verständlicher werden, und zwar unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen, welche anhand eines veranschaulichenden aber nicht einschränkenden Beispiels eine bevorzugte Ausführungsform derselben darstellen und in welchen:
1 schematisch einen Aufzeichnungsschritt darstellt, der unter Verwendung des Systems gemäß der vorliegenden Erfindung ausgeführt wird;
2 das Klangfeld darstellt, in welchem virtuelle Schallquellen wahrgenommen werden, wie es durch die vorliegende Erfindung unter Verwendung nur zweier Diffusoren für die Wiedergabe erhalten wird; und
3 das Klangfeld darstellt, in welchem virtuelle Schallquellen wahrgenommen werden, indem alle Mittel genutzt werden, die entsprechend der vorliegenden Erfindung bereitgestellt werden.
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
Bezug nehmend auf die Bezugszeichen aus 1 umfasst das Zweikanal-Tonaufzeichnungssystem, welches geeignet ist, eine holofone Wiedergabe von Klängen entsprechend der Erfindung bereitzustellen, zwei Aufnahmemikrofone 10, 11 mit allseitigen Richtcharakteristiken oder Nierencharakte ristiken oder mit allen Möglichkeiten dazwischen. Wenn eine Mehrzahl von Mikrofonen vorgesehen ist, könnten diese auch Hypernieren-Richtcharakteristiken oder Keulen-Richtcharakteristiken aufweisen.
Die Mikrofone 10, 11 sind mit ihren Membranen derart angeordnet, dass der Abstand von einem Mikrofon zum anderen zwischen 15 und 25 cm betragen würde, vorzugsweise zwischen 19 und 21 cm, wobei der Winkel zwischen diesen Mikrofonen vorzugsweise zwischen 120° und 200° betragen würde.
Während des Aufzeichnungsvorgangs müssen die Mikrofone an solchen physikalischen Positionen angeordnet sein, dass ein dort positionierter Zuhörer eine realistische Darstellung der räumlichen Rekonstruktion, die akustisch von einem Musikereignis erzielt wird, erhalten würde, und zwar ohne die Notwendigkeit des Aufbaus dieser Darstellung mit optischen Bildern, so dass die Darstellung nur auf einer Klanginformation beruhen würde.
Die vorstehend erwähnte Anordnung der Mikrofone muss derart vorgesehen sein, dass während des Aufzeichnungsvorgangs ein stereofoner Effekt bereitgestellt wird, der von einer Phasendifferenz bei jeder Frequenz und für Intensitätsunterschiede zumindest für Frequenzen größer als 200 Hz abgeleitet wird.
Die Frequenzbereichssumme der beiden Kanäle muss einen Gesamtfrequenzbereich innerhalb ±5 dB für jede Stelle auf der horizontalen Ebene, in Bezug auf die Achsen der Mikrofone, der Klang aussendenden Quelle aufweisen.
Das Aufzeichnungssystem sollte Kabel 12 und eine elektronische Vorrichtung 13 umfassen, die in Zusammenwirkung mit den Mikrofonen 10, 11 dafür ausgelegt sind, den Phasengang für jede Frequenz von 20 Hz bis 20.000 Hz innerhalb von ±20° zu halten.
Bezug nehmend auf die Bezugszeichen aus den 2, 3 umfasst das Zweikanal-Tonwiedergabesystem, das geeignet ist, eine holofone Klangwiedergabe entsprechend der Erfindung bereitzustellen, eine Schallquelle 7, ein Zweikanal-Verstärkersystem 8 sowie zwei Front-Diffusoren 2, 3, und zwar in solcher Weise, dass der Winkel, der durch die den Hörpunkt 1 und die vorderen Diffusoren 2, 3 verbindende Linie gebildet wird, 90° mit einer Toleranz von plus oder minus 30° beträgt. Die vorstehend erwähnten Diffusoren 2 und 3 werden zu dem Hörpunkt 1 hin ausgerichtet sein.
Bei einer solchen Konfiguration des Hörsystems wird sich der Klangfeldbereich auch bis in den Rücken des Zuhörers erstrecken, wobei eine Öffnung von etwa 180° bereitgestellt wird, d. h. etwa mit dem Dreifachen des Wertes, welcher mit herkömmlichen stereofonen Aufzeichnungssystemen zu erzielen wäre.
Um den Klangfeldbereich weiter zu erhöhen oder zu erweitern, umfasst das erfindungsgemäße System darüber hinaus eine elektronische Vorrichtung 4, die als "Perspektiven-Korrekturvorrichtung" bezeichnet wird, wie auch zwei rückwärtige Diffusoren 5, 6, welche in Bezug auf die beiden vorderen Diffusoren 2, 3, d. h. in Bezug auf den Hörpunkt 1 symmetrisch angeordnet sind: die rückwärtigen Diffusoren 5, 6 sind dementsprechend in Bezug auf die ersten beiden Diffusoren 2, 3 derart angeordnet, dass der Hörpunkt 1 im Mittelpunkt eines idealen Rechtecks liegt, das durch die vier Diffusoren gebildet wird, wobei gleichzeitig die offenbarten Toleranzen berücksichtigt sind, welche die Positionen der Diffusoren beeinflussen.
Vorzugsweise werden die Positionen der in den vier Diffusoren 2, 3, 5, 6 angeordneten Mittel-/Hochfrequenzwandler dem Niveau oder der Höhe der Ohren eines Zuhörers entsprechen, welcher an dem Punkt 1 positioniert ist: anders ausgedrückt bei 1–1,2 Metern über dem Boden im Falle eines sitzenden Zuhörers.
Die elektronische Vorrichtung 4 arbeitet derart, dass sie an in die rückwärtigen Diffusoren 5, 6 ein Signal sendet, das demjenigen ähnelt, welches von dem Verstärkersystem 8 an die vorderen Diffusoren 2 und 3 gesendet wird, um so von den rückwärtigen Diffusoren 5, 6 Töne zu erhalten, welche, was den dynamischen Frequenzgang und die Verzerrung als auch den Phasengang betrifft, im Wesentlichen mit denjenigen identisch wären, die von den vorderen Diffusoren 2, 3 bereitgestellt werden, die aber einen Schalldruck aufweisen, der in einem Bereich von –15 dB bis +9 dB eingestellt ist, vorzugsweise von –10 dB bis +6 dB.
Um darüber hinaus bei einem Wiedergabeschritt die Möglichkeit der richtigen Erfassung der Positionen der virtuellen Klangereignisse im Rücken des Zuhörers weiter zu verbessern, welche ursprünglich, am Aufzeichnungsort, zum hinteren Teil des Mikrofonaufnahmesystems gesendet wurden, wäre es möglich, die mittleren und/oder hohen Frequenzen zu dämpfen und/oder zu verstärken und zusätzlich die unteren Frequenzen abzuschneiden, oder die Aussendung von den rückwärtigen Diffusoren 5, 6 in Bezug auf die vorderen Diffusoren 2 und 3 leicht zu verzögern, d. h. bei dem offenbarten Beispiel nur für die rückwärtigen Diffusoren 5, 6 und durch die Perspektiven-Korrekturvorrichtung 4.
Vorzugsweise weist die elektronische Vorrichtung 4 oder Perspektiven-Korrekturvorrichtung die folgenden Merkmale auf: eine Verstärkung im Bereich von –50 dB bis +20 dB; ein Hochpassfilter mit einer Grenzfrequenz von 0 Hz bis 5.000 Hz, mit einer Flankensteilheit gleich oder größer 6 dB/Oktave, vorzugsweise von 6 dB/Oktave bis 18 dB/Oktave; eine variable Mittel-/Hochfrequenz-Einstellvorrichtung (von –10 dB bis +10 dB) mit einem Mittelpunkt bei 4.000 Hz und einem Betriebsbereich von 2.000 Hz bis 10.000 Hz; eine variable Hochfrequenz-Einstellvorrichtung (von –10 dB bis +10 dB) zum Einstellen hoher Frequenzen von 10 kHz bis 20 kHz.
Die besagte Vorrichtung umfasst darüber hinaus eine Schaltung zur Korrektur des Frequenzgangs und der akustischen Phase, um die Töne, die von den rückwärtigen Diffusoren 5, 6 ausgesendet werden, denjenigen anzugleichen, die von den vorderen Diffusoren 2, 3 ausgesendet werden, oder, falls gewünscht, um den Phasengang der rückwärtigen Diffusoren 5, 6 zu modifizieren.
Schließlich muss der Phasengang des Wiedergabesystems entsprechend der vorliegenden Erfindung für jede Frequenz von 20 Hz bis 20.000 Hz an dem Hörpunkt 1 innerhalb von ±20° generell linear sein.
Somit ist es bei dem Aufzeichnungs- und Wiedergabesystem entsprechend der vorliegenden Erfindung möglich, die beiden zusätzlichen rückwärtigen Diffusoren 5, 6 zu nutzen, welche zusammen mit der als "Perspektiven-Korrekturvorrichtung 4" bezeichneten elektronischen Steuervorrichtung einen Frequenzgang, Phasengang, dynamische und Verzerrungscharakteristika aufweisen werden, die ähnlich oder identisch denjenigen der vorderen Diffusoren sind.
Diese Gleichheit kann auch elektronisch erzielt werden, falls die rückwärtigen Diffusoren 5 und 6 nicht mit den vorderen Diffusoren 2, 3 identisch sind, und zwar durch Angleichen und Anpassen des Phasengangs mittels einer spe ziell vorgesehenen Schaltung, die in die offenbarte elektronische Vorrichtung zu integrieren ist, um ein korrigiertes Signal an die rückwärtigen Diffusoren 5, 6 zu senden.
Spezieller müssen diese Diffusoren in gespiegelter Anordnung in Bezug auf die vorderen Diffusoren 2, 3 angeordnet sein, d. h. in Bezug auf den Hörpunkt 1, und zwar mit den gleichen Toleranzen bezogen auf eine ideal richtige Position; falls sie näher zueinander angeordnet sind, wird mit Hilfe der Perspektiven-Korrekturvorrichtung 4 eine mit einer kongruenten Verzögerung bereitgestellte virtuelle Position simuliert, welche aus Sicht des Abstands ähnlich oder gleich derjenigen der vorderen Diffusoren 2, 3 von dem Hörpunkt aus sein wird.
Somit wird auf einer horizontalen Ebene und zum Teil auf einer vertikalen Ebene eine Rekonstruktion der virtuellen Klangszene auf 360° erreicht, da es möglich sein wird, die perspektivische Verzerrung, die beim Hören von nur den vorderen Diffusoren auftritt, zu reduzieren.
Diese Reduzierung der perspektivischen Verzerrung wird entsprechend der vorliegenden Erfindung erreicht, indem an die rückwärtigen Diffusoren 5 und 6 die gleichen identischen Signale gesendet werden, welche an die vorderen Diffusoren 2, 3 gesendet werden, wobei diese Signale jedoch in solcher Weise angepasst und/oder beschnitten und/oder verzögert sind, dass eine Verbreiterung des Klangfeldes auf bis zu 360° oder weniger, in Abhängigkeit von den Anforderungen des Zuhörers, bereitgestellt wird.
Die vorstehend erwähnten Anpassungen werden von der Größe und den akustischen Absorptionsmerkmalen des Hörraums und von den Anforderungen des Zuhörers abhängen.
Insbesondere wird dieser Effekt hauptsächlich aufgrund des Zusammenwirkens zweier spezieller Eigenschaften des Aufzeichnungs- und Wiedergabesystems entsprechend der vorliegenden Erfindung erzielt.
Bei einer Mikrofonaufnahme, bei welcher Klänge an zwei Raumpunkten aufgezeichnet werden, d. h. an denjenigen in unmittelbarer Nähe der Ohren eines menschlichen Kopfes, werden die Phasencharakteristika des Signals unverändert gehalten und es wird ein stereofoner Effekt bereitgestellt, der aus einer frequenzabhängigen Phasen- und Intensitätsdifferenz abgeleitet wird.
Darüber hinaus werden die rückwärtigen Diffusoren 5, 6, welche verschieden gedämpft und gefiltert und richtig angeordnet sein werden, durch Addition der Signale von den vorderen und hinteren Kanälen einen virtuellen Klangaussendepunkt liefern, der nicht mit den vorderen Diffusoren 2, 3 zusammenfällt, wodurch die perspektivische Verzerrung reduziert wird und das Klangfeld um einen Zuhörer herum, der richtig in Bezug auf die Diffusoren 2, 3, 5, 6 am Hörpunkt 1 positioniert ist, auf 360° erweitert wird.
Dies wird während des Aufzeichnungsvorgangs aufgrund der speziellen Positionen der Mikrofone 10, 11 erreicht, welche ermöglichen, dass die vier Diffusoren 2, 3, 5, 6 und die infrage kommende Korrekturvorrichtung 4 über den Ohrwiedergabeapparat in optimaler Weise alle Phaseninformationen senden, die mit Schallquellen in Verbindung stehen, und zwar indem idealerweise etwaige perspektivische Verzerrungen von den vorderen Diffusoren 2, 3 aufgehoben werden, indem eine identische und entgegengesetzte Verzerrung addiert wird, die durch die rückwärtigen Kanäle induziert wird, und folglich ein Aussendungspunkt generiert wird, der immer vor oder höchstens an einer der Seiten des Standorts der Diffusoren liegt und sich von diesem unterscheidet, da die rückwärtigen Diffusoren 5 und 6 in Bezug auf die vorderen Diffusoren 2, 3 immer geeignet angepasst sein werden.
Somit wird eine Klangaussendung von zwei virtuellen Diffusoren bereitgestellt, wobei die virtuellen Diffusoren keine räumlichen Positionsmerkmale aufweisen: der Klang wird also perfekt holofon wiedergegeben.
In dieser Hinsicht sei unterstrichen, dass die Aufhebung der mit nur zwei Diffusoren verbundenen perspektivischen Verzerrung auch in entgegengesetzter Weise zu der vorstehend beschriebenen erzielt werden kann, und zwar indem das auf die rückwärtigen Diffusoren 5 und 6 bezogene Signal unverändert gehalten wird und indem mittels der Perspektiven-Korrekturvorrichtung 4 die vorderen Diffusoren 2, 3 derart angesteuert werden, dass das an die vorderen Diffusoren gesendete Signal angepasst und verzögert ist, wodurch wiederum eine holofone Wiedergabe von Klängen bereitgestellt wird.
Schließlich sollte offensichtlich sein, dass die erwähnten Klangwiedergabemerkmale auch hauptsächlich mit Hilfe einer Software erzielt werden können, die mittels konventioneller Verfahren aufgezeichnet wird.
Darüber hinaus sei betont, dass die Konfigurationen und Größen der verschiedenen Elementen, aus denen das erfindungsgemäße Zweikanal-Tonaufzeichnungs- und Wiedergabesystem besteht, welches geeignet ist, eine holofone Wiedergabe von Klängen entsprechend der Erfindung bereitzustellen, entsprechend den Anforderungen variieren können, ohne dass der Schutzumfang der Erfindung, wie er vorstehend offenbart ist, verlassen wird.

Claims

Zweikanal-Aufzeichnungs- und Wiedergabe- oder Abspiel-Kombinationssystem, wobei das System Tonaufzeichnungsmittel und Tonwiedergabemittel aufweist, die zusammenwirken, um eine holofone Wiedergabe von Tönen bereitzustellen, wobei das Aufzeichnungsmittel Kabel (12) und eine elektronische Vorrichtung (13) zum Bereitstellen einer stereofonen Aufzeichnung und eine Vielzahl von Mikrofonen (10, 11) aufweist, wobei das Abspiel- oder Wiedergabemittel eine Tonquelle (7), ein Zweikanal- Verstärkersystem und eine Vielzahl von vorderen und rückwärtigen Diffusoren (2, 3, 5, 6) aufweist, wobei die vorderen und rückwärtigen Diffusoren an den Eckpunkten eines Vierseits angeordnet sind, wobei der Hörpunkt (1) davon im Mittelpunkt des Vierseits angeordnet ist, wobei der Winkel, der durch die Linien gebildet wird, welche die vorderen Diffusoren (2, 3) mit dem Hörpunkt (1) und die rückwärtigen Diffusoren (5, 6) mit dem Hörpunkt (1) verbinden, von 60° bis 120° reicht, wobei jeder Diffusor (2, 3, 5, 6) zu dem Hörpunkt (1) hin ausgerichtet ist, dadurch gekennzeichnet dass die Mikrofone Membranen aufweisen, die durch einen Abstand von 15 cm bis 25 cm voneinander beabstandet sind und einen Winkel von 120° bis 200° haben, dass die Mikrofone ungerichtete Richtungsmerkmale aufweisen, dass die Frequenzbereichssumme der zwei Kanäle einen Gesamtfrequenzbereich innerhalb ±5 dB für jede Stelle auf einer horizontalen Ebene in Bezug auf die Achsen der Mikrofone (10, 11) der Ton aussendenden quelle aufweist, dass die Kabel (12), die elektronische Vorrichtung (13) und Mikrofone (10, 11) einen Gesamtphasengang für jede Frequenz von 20 Hz bis 20.000 Hz innerhalb ±20° aufweisen, und dass das Abspiel- oder Wiedergabemittel des Weiteren Signal-Einspeisungsmittel zum Speisen eines Paars von vorderen Diffusoren (2, 3) oder rückwärtigen Diffusoren (5, 6) mit einem unmodifizierten aufgezeichneten Signal und eines anderen Paars von rückwärtigen Diffusoren (5, 6) oder vorderen Diffusoren (2, 3) mit einem Signal aufweist, das durch mindestens eine Perspektiven-Korrekturvorrichtung (4) abgestimmt wird, welche den Schalldruck des Signals von –15 dB bis +9 dB, wie es in dem Frequenzbereich modifiziert und beim Aussenden verzögert wurde, so steuert, dass das Schallfeld bis auf 360° erweitert wird.
Zweikanal-Aufzeichnungs- und Wiedergabe- oder Abspiel-Kombinationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Perspektiven- Korrekturvorrichtung (4) eine Verstärkung aufweist, die von –50 dB bis +20 dB reicht, und ein Hochpassfilter mit einer Grenzfrequenz, die von 0 Hz bis 5.000 Hz reicht, mit einer Flanke, die gleich oder größer als 6 dB/oct ist, und eine Einstellvorrichtung, die von –10 dB bis +10 dB variabel ist, zum Einstellen der Mittel-/Hochfrequenzen mit einem Zentrum bei 4.000 Hz und einem Betriebsbereich von 2.000 Hz bis 10.000 Hz und eine weitere variable Einstellvorrichtung in dem Bereich von –10 dB bis +10 dB zum Einstellen der hohen Frequenzen von 10 kHz bis 20 kHz, eine Verzögerungsschaltung, die eine Verzögerung von 0 ms bis 21 ms bereitstellt, und eine Korrekturschaltung zum Korrigieren des Frequenzbereichs und der Akustikphase aufweist, die geeignet sind, das Signal zu modifizieren, das zu den Diffusoren gesendet wird, die an die Perspektiven- Korrekturvorrichtung (4) gekoppelt sind.
Zweikanal-Aufzeichnungs- und Wiedergabe- oder Abspiel-Kombinationssystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der gesamte Phasengang des Aufzeichnungs- und Wiedergabesystems innerhalb ±20° für jede Frequenz von 20 Hz bis 20.000 Hz an den Hörpunkt linear ist.
Zweikanal-Aufzeichnungs- und Wiedergabe- oder Abspiel-Kombinationssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet dass die Diffusoren (2, 3, 5, 6) des weiteren Mittel-/Hochfrequenzwandler aufweisen, die so ausgelegt sind, dass sie auf der Höhe der Ohren eines Zuhörers angeordnet sind, der an dem Hörpunkt (1) positioniert ist.