EP1240805A2 - Verfahren und anlage zur aufnahme und wiedergabe von klängen - Google Patents

Abstract

Mit einem Verfahren sowie einer Anlage zur Aufnahme und Wiedergabe von Klängen, insbesondere von Musik unter Einsatz von wenigstens teilweisen Stereo-Aufnahme- und Wiedergabetechniken, soll eine Lösung geschaffen werden, mit der insbesondere für die Musikwiedergabe eine dem Naturerlebnis möglichst nahekommende, dreidimensionale Klangwiedergabe ermöglicht wird. Dies wird verfahrensmässig durch wenigstens eine 2+2+2-Aufnahme- und Wiedergabetechnik über eine entsprechende Anzahl von Tonspuren zur Erzeugung eines naturnahen, realistischen, dreidimensionalen Klangbildes in Breite, Tiefe und Höhe erreicht.

Description

"Verfahren und Anlage zur Aufnahme und Wiedergabe von Klängen"

Die Erfindung richtet sich auf ein Verfahren zur Aufnahme und Wiedergabe von Klängen, insbesondere von Musik, unter Einsatz von wenigstens teilweisen Stereo-Aufnahme- und Wiedergabetechniken sowie auf eine entsprechende Anlage.

Es ist bekannt, sich bei Audio-Wiedergaben z.B. CD-Spielern zu bedienen, die in der Regel wenigstens mit einer Zwei- Kanal-Stereoton-Wiedergabe mit zwei Lautsprechern ausgerüstet sind. Im Kino- und Videobereich gibt es seit einiger Zeit das sogenannte Surround-Verfahren zur Bereitstellung von Raumklängen und Effekten. Dabei werden vor dem Zuhörer drei Lautsprecher plaziert, nämlich links, in der Mitte und rechts, sowie hinter dem Hörer zwei weitere Lautsprecher. Hinzu kommt ein Baßlautsprecher (Subwoofer), der irgendwo im Raum angeordnet sein kann; dieses Verfahren wird mit 5+1 bezeichnet.

Das Surround-Verfahren 5+1 ist eine Entwicklung aus dem Kinobereich, sie wurde auch für den privaten Bereich nutzbar gemacht, wobei sie allerdings hier wegen der speziellen Anforderungen für eine Musikwiedergabe nur beschränkt nutzbar und in klangästhetischer Hinsicht nicht befriedigend ist. Die Klangwiedergabe, ähnlich der Quadrophonie, ist immer noch zweidimensional, d.h. sie liegt in der Hörebene des Zuhörers . Hier setzt die Erfindung an, deren Aufgabe darin besteht, insbesondere für die Musikwiedergäbe eine dem Naturerlebnis möglichst nahekommende, dreidimensionale Klangwiedergabe zu ermöglichen.

Mit einem Verfahren der eingangs bezeichneten Art wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung gelöst durch wenigstens eine 2+2+2-Aufnahme- und Wiedergabetechnik über eine entsprechende Anzahl von Kanälen zur Erzeugung eines naturnahen, realistischen, dreidimensionalen Klangbildes in Breite, Tiefe und Höhe.

Mit der Erfindung wird erreicht, daß eine dreidimensionale Wiedergabe von natürlichen Klängen, z.B. Orchester-Einzelstimmen, Solisten, Sänger u. dgl . , in sehr differenzierter Form möglich wird. Dabei kann der Hörer sich bei der Wiedergabe unmittelbar am Konzertort, quasi im Raum des Konzertes fühlen, er ist nicht an eine Einzelposition im Raum zur Wahrnehmung eines optimalen Klanges gezwungen, er kann sich in Bereichen des Raumes bewegen, seine Position verändern und gleichwohl das dreidimensionale Klanggeschehen wahrnehmen.

Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Vorteilhaft kann es dabei sein, eine Aufnahmetechnik mit wenigstens sechs Kanälen vorzusehen und eine Wiedergabetechnik auf wenigstens sechs Lautsprecher, wobei zwei Lautsprecher aus der horizontalen Hörebene des Nutzers räumlich insbesondere nach oben versetzt angeordnet sind, wie dies die Erfindung ebenfalls vorsieht. Dabei ist die Erfindung nicht zwingend auf die ausschließliche Versetzbarkeit des zusätzlichen Lautsprecherpaares nach oben beschränkt, auch ein ggf. geringfügiger Versatz nach unten kann je nach räumlichen Gegebenheiten zu ähnlichen Klangbildern führen.

Es kann nach der Erfindung auch vorgesehen sein, die zwei zusätzlichen vorderen Lautsprecher im Winkel von ca. 90° in Richtung auf eine Raumwand verschwenkt anzuordnen. Diese AufStellungsart ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn sich die Lautsprecher in einen im wesentlichen von der Grundfläche her gesehenen rechteckigen Raum befinden mit den Lautsprechern im Bereich einer der schmaleren Stirnwände, so daß das zusätzliche Lautsprecherpaar auf die Längswände ausgerichtet ist und seine Schallemissionen an der Wand auf den Hörer zurückreflektiert werden.

Ist eine solche Aufstellung nicht möglich, gibt es auch die Möglichkeit, die Zusatzlautsprecher an den Positionen der durch die Reflexion sich ergebenden virtuellen Aufstellungsorte zu positionieren. Hierzu sieht die Erfindung vor, daß diese zwei Lautsprecher nicht nur räumlich insbesondere nach oben, sondern auch gegenüber den beiden vorderen Lautsprechern zur Seite versetzt angeordnet sind.

Die erfindungsgemäße Verfahrensweise ist dabei zusätzlich noch ausbaufähig, so kann nach der Erfindung vorgesehen sein, nicht nur sechs Kanäle einzusetzen, sondern wenigstens acht Kanäle mit entsprechender Wiedergabe.

Eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens zeichnet sich durch ein Kanalwiedergabegerät, ein Steuergerät mit einer 2+2+2-Lautsprecher-Konfiguration, insbesondere mit zwei Hauptlautsprechern links und rechts vor dem Zuhörer, zwei Lautsprecher links und rechts hinter dem Zuhörer sowie zwei Lautsprecher oberhalb der Hauptlautsprecher in ihrer Abstrahlachse um 90° nach außen gegenüber diesen ausgerichtet aus . Bei der Tonaufnahme werden zusätzlich zu der bei der bekannten Stereo-Wiedergabe notwendigen Technik zusätzliche Aufnahmen des Raumklanges und der entsprechenden Perspektiven eingesetzt und dabei Aufzeichnungen auf wenigstens sechs Tonspuren vorgenommen.

Wie oben schon angegeben, kann hier zur Wiedergabe das sogenannte DVD-Audiosystem herangezogen werden, wobei durch den vielfach höheren Speicherplatz nicht nur die zwei bei der CD-Aufnahme vorhandenen Kanäle, sondern bis zu acht Kanäle ausgenutzt werden können. Dabei bietet das DVD-System die Möglichkeit der Übertragung von mehreren Tonkanälen gleichzeitig. An dieser Stelle sei bemerkt, daß es bei den sogenannten Dolby-Surround-Verfahren 5+1 Kanäle gibt, d.h. auch hier werden sechs Kanäle, wenn auch zur Wiedergabe in einer Klangebene, benutzt.

Das erfindungsgemäße Verfahren bzw. die erfindungsgemäße Anlage hat den Vorteil, daß die Klangbilder in Breite, Tiefe und Höhe wiedergegeben werden können, wobei das System erweitert werden kann. Neben der herkömmlichen Stereophonie können vier, sechs oder mehr Lautsprecher eingesetzt werden, wobei das System auf ein 2+2+2+2, d.h. mit insgesamt acht Übertragungskanälen arbeitendes System erweiterbar ist .

Erkennbar ist es mit der vorliegenden Erfindung möglich, die sogenannte Höhenausdehnung auch von Klangkörpern zu reproduzieren. So sitzt beispielsweise ein Orchester muschelartig ansteigend auf mehreren Stufen. Unten die Streicher, gleich dahinter die Holzbläser, es folgen die Bleche und das Schlagzeug, wobei möglicherweise dahinter ein Chor und noch eine Orgel positioniert ist.

Eine Orgel besteht aus verschiedenen Werken, die unterschiedlich im Raum plaziert sind, so beispielsweise das Rückpositiv nahe am Hörer, das Hauptwerk darüber oder dahinter, das Oberwerk, das Pedalwerk bis hin zu den Fernwerken, die aus der Decke klingen können. Auch bei Kammermusik läßt sich hörbar machen, welche Musiker stehen und welche sitzen.

Ein Hörer in einem Konzertraum nimmt nicht nur den Klang aus der direkten Richtung vom Klangerzeuger her wahr, sondern auch die Reflexionen von den Seitenwänden, Decken u. dgl . , so daß sich auch zusätzlich eine Wahrnehmung über die Größe des Raumes, in dem er sich gerade befindet, beim Hörer einstellt. Hier eignet sich die Erfindung, dies realistisch wiederzugeben. In einer bekannten Stereo-Aufzeichnung sind diese "Raumklänge" ebenfalls enthalten, sie werden aber in nur eine Ebene zurückgedrängt und in dieser einen Ebene auch wiedergegeben. Diese Ebene liegt ausschließlich flach hinter der Lautsprecherbasis.

Bei der erfindungsgemäßen Verfahrensweise werden auch die Mikrofone anders positioniert. Die erfindungsgemäßen Per- spektiv-Mikrofone werden nicht als normale Stützmikrofone nahe oder hinter den Instrumenten positioniert, sondern im größeren Abstand, um die entsprechende Perspektive zu ermöglichen, wobei sich aus dieser Mikrofonstellung dann im Mischpult die erfindungsgemäße 2+2+2-Tonaufnähme erstellen läßt. Nach der Erfindung ist dabei auch vorgesehen, daß die Entfernung zwischen den beiden Hauptlautsprechern einer Basisbreite (d) entspricht, die zweckmäßig dem Abstand zum Hörer ebenfalls entspricht, so daß sich ein gleichschenkliges Dreieck ergibt, d.h. die beiden Hauptlautsprecher stehen jeweils in einem 30°-Winkel zum optimalen Hörplatz, wie dies auch bei einfachen Stereo-Wiedergaben angestrebt wird. Die beiden oberen Lautsprecher sollten sich in optimaler Weise in einer Höhe der halben Basisbreite über der Ohrhöhe, d.h. der Ebene für die Ohren mit den Hauptlautsprechern, befinden. Beträgt der Abstand der Lautsprecher in der Hörfläche z.B. 2 m, sollten die zusätzlichen vorderen Lautsprecher über diese Ebenen in einer Höhe von 1 m angeordnet sein. Zweckmäßig befinden sich dabei die rückwärtigen Lautsprecher möglichst im selben Abstand zum Hörer wie die beiden vorderen, wenn sich dies einrichten läßt, ansonsten können auch geringere Abstände eingenommen werden, wobei die fehlende Entfernung durch Schrägstellung und Refklexion an Wand und/oder Decken kompensiert werden kann.

Die zusätzlichen Lautsprecher sollten, wenn dies möglich ist, dabei vom Hörer weg auf die jeweilige Zimmerwand ausgerichtet sein. Ist dies nicht möglich, lassen sich virtuelle Standorte ermitteln, an denen dann die zusätzlichen Lautsprecher positionierbar sind, dies bedeutet sowohl seitlich und ggf. rückwärtig und in der Höhe versetzt zu den Hauptlautsprechern.

Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aufgrund der nachfolgenden Beschreibung sowie anhand der Zeichnung. Diese zeigt in

Fig. 1 eine vereinfachte Seitenansicht eines Raumes zur Klangwiedergabe ,

Fig. 2 eine Aufsicht auf diesen Raum in sehr stark vereinfachter Wiedergabe,

Fig. 3 eine Seitenansicht mit einer Mikrofonpositionierung bei einem Orchester sowie in

Fig. 4 eine Seitenansicht einer Mikrofonpositionierung bei einer Großorgel .

Im Raum, allgemein mit 1 bezeichnet, befindet sich ein Zuhörer la und im in den Fig. 1 und 2 wiedergegebenen Beispiel sechs Lautsprecher, nämlich ein linker Hauptlautsprecher 2 und ein rechter Hauptlautsprecher 3, je auf den Hörer la ausgerichtet, sowie zwei rückwärtige Lautsprecher 4 und 5 und zwei oberhalb der Lautsprecher 2 und 3 angeordnete zusätzliche Lautsprecher 6 und 7, die zu den Hauptlaut- Sprechern 2 und 3 um 90° nach außen gerichtet angeordnet sind, wie dies in Fig. 2 angedeutet ist.

Damit läßt sich eine Klangwiedergabe nicht nur in der gestrichelt in Fig. 1 angedeuteten Hörebene 8 wiedergeben, sondern es ist eine dreidimensionale Klangwiedergabe möglich, die dem natürlichen Klangbild im wesentlichen entspricht .

In Fig. 3 ist die mögliche Positionierung von Aufnahmemi- krofonen wiedergebeben, wobei die Mikrofone 9 und 10 Raummikrofone darstellen, die auch von der Decke eines Raumes herunterhängen können, zur Lieferung des Raumklanges an ein Mischpult, allgemein mit 11 bezeichnet.

Die Hauptmikrofone, von denen eins dargestellt ist, sind mit 12 bezeichnet und stehen in der Regel in den vorderen Bereichen einer Bühne, auf der sich z.B. in einer ersten Position 13 die Streicher befinden, in einer zweiten Position 14 die Holzbläser, in einer etwas angehobenen weiteren Position 15 die Blechbläser mit den Schlaginstrumenten auf einer Position 16, wobei dahinter auf 17 ein Chor und auch ggf. eine Orgel positioniert sein kann. Hier werden sogenannte Perspektivmikrofone eingesetzt, die in der Figur mit 18a bis 18c bezeichnet sind. Auch deren Information wird dem Mischpult zugeführt und dort verarbeitet. In Fig. 4 ist die mögliche Positionierung von Aufnahmemi- krofonen im Falle einer Großorgel, z.B. der Orgel in einer Kirche oder einer Orchesterorgel in einem Konzertsaal, dargestellt. Der mit 19 bezeichnete Orgelspieler sitzt an dem für solche Instrumente üblichen Spieltisch, wobei die einzelnen Elemente der Orgel hier lediglich symbolisch angedeutet sind:

Hier ist ein Rückpositiv 20, ein Brustwerk 21, ein Hauptwerk 22, Oberwerke 23, 24 und ein Fernwerk 25 angedeutet. Das Hauptmikrofon trägt wiederum das Bezugszeichen 12, die Perspektivmikrofone sind hier mit 18c bzw. 18e bezeichnet, wobei es sich hier lediglich um AufStellungsmöglichkeiten handelt.

In den Fig. 1 und 2 sind AbstandsZuordnungen wiedergegeben. So ergibt sich der bei Stereoaufnahmen beste Sitzplatz in der Spitze eines gleichseitigen Dreiecks, das aus dem Hörer la und den Hauptlautsprechern 2 und 3 gebildet ist, in Fig. 2 sind die Schenkel dieses Dreieckes mit "a,b,d" bezeichnet, der Abstand der Hörebene 8 ist in Fig. 1 mit "o" bezeichnet.

Wie sich aus Fig. 1 ebenfalls ergibt, ist der beste Abstand der zusätzlichen Frontlautsprecher 6 und 7 im Höhenmaß zu den Hauptlautsprechern 2 und 3 die Hälfte deren horizonta- len Abstandes, d.h. h = 1/2 d, auch dieses Maß in Fig. 1 eingezeichnet .

Alternativ-Positionen beispielsweise der auf die Raumwand gerichteten zusätzlichen oberen Lautsprecher 6 und 7 an Positionen ohne vorhandene Raumwände, sind in Fig. 2 mit 6' bzw. 7' bezeichnet, alternative Aufstellungsorte der rückwärtigen Lautsprecher 4 und 5 sind mit 4' und 5' bezeichnet .

Natürlich sind die beschriebenen Ausführungsbeispiele der Erfindung noch in vielfacher Hinsicht abzuändern, ohne den Grundgedanken zu verlassen. So können die Positionen der Hauptlautsprecher 2 und 3 auch geringfügig nach unten versetzt sein, dann ggf. auf den Hörplatz leicht nach oben verschwenkt sein. Dies gilt auch für die zusätzlichen Lautsprecher 6 und 7 , diese können auch geringfügig aus ihrer freigestellten Vertikalebene nach vorne oder hinten versetzt sein, um ggf. absichtliche Besonderheiten des Aufstellungsortes berücksichtigen zu können.

Claims

Patentansprüche :

1. Verfahren zur Aufnahme und Wiedergabe von Klängen, insbesondere von Musik, unter Einsatz von wenigstens teilweisen Stereo-Aufnahme- und Wiedergabetechniken, gekennzeichnet durch wenigstens eine 2+2+2-Aufnähme- und Wiedergabetechnik über eine entsprechende Anzahl von Kanälen zur Erzeugung eines naturnahen, realistischen, dreidimensionalen Klangbildes in Breite, Tiefe und Höhe.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Aufnahmetechnik mit wenigstens sechs Kanälen und durch eine Wiedergabetechnik auf wenigstens sechs Lautsprecher, wobei zwei Lautsprecher aus der horizontalen Hörebene des Nutzers räumlich insbesondere nach oben versetzt angeordnet sind.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 , dadurch gekennzeichnet, daß die zwei zusätzlichen vorderen Lautsprecher im Winkel von ca. 90° in Richtung auf eine Raumwand verschwenkt angeordnet sind .

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Lautsprecher räumlich nicht nur insbesondere nach oben, sondern auch gegenüber den beiden vorderen Lautsprechern zur Seite versetzt angeordnet sind.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wiedergabe im DVD-Audiosystem erfolgt (Digital Versatile Disk) .

6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Aufnahme und Wiedergabe über wenigstens acht Kanäle höchster Audioqualität erfolgt.

7. Anlage, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein Kanalwiedergabegerät, ein Steuergerät mit einer 2+2+2- Lautsprecher-Konfiguration, insbesondere mit zwei Hauptlautsprechern (2,3) links und rechts vor dem Zuhörer, zwei Lautsprechern (4,5) links und rechts hinter dem Zuhörer sowie zwei Lautsprechern (6,7) oberhalb der Hauptlautsprecher .

8. Anlage, insbesondere zum Einsatz im privaten Bereich nach Anspruch 7 , dadurch gekennzeichnet, daß ausgehend von einer Standard-Hörposition in einem gleichseitigen Dreieck zwischen Hörplatz und den beiden Hauptlautsprechern (3) die beiden oberhalb der Hauptlautsprecher angeordneten Frontzusatzlautsprecher (6,7) in einer Höhe (h) der halben Basisbreite über Ohrhöhe (o) positioniert sind.

9. Anlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die um Höhe (h) nach oben versetzten Zusatzlautsprecher (6,7) um 90° nach außen zur Reflexion an der Zimmerwand ausgerüstet sind.

10. Anlage nach Anspruch 7 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Zusatzlautsprecher (6 oder 7) seitlich an den virtuellen Standorten (6 ',7') positioniert sind mit Ausrichtung auf den Hörplatz in Ermangelung von reflektierenden Zimmerwänden .

11. Anlage nach einem der vorangehenden Ansprüche zur Aufnahme eines Klanggeschehens, gekennzeichnet durch ein Aufnahme-Mischpult (11) mit im Aufnahmeraum über vor bzw. hinter dem imaginären Zuhörer positionierten Raummikrofonen (9,10), vor den Klangerzeugern positionierten Hauptmikrofonen sowie oberhalb im Bereich des Klangkörpers angeordneten Perspektivmikrofonen (18).