Moin Jungs,
hier ist die Auswertung, sie ist allerdings noch nicht ganz fertig. Die Numerierung ist ziemlich durcheinander, kommt von den zahlreichen Umstellungen. Sobald ich was Neues hinzufüge, werde ich dies auch posten. Denn mal viel Spass beim Lesen.
Zusammenfassung als PDF zum download:
http://www.casakustik.de/down/Fruehe_Reflexionen_+_Abb..pdf*****************************************
a1. In geschlossenen Räumen wird der von einer Schallquelle ausgestrahlte Direktschall immer von Reflexionen an den unterschiedlichen Raumbegrenzungsflächen begleitet.
Was sind frühe Reflexionen?
Frühe Reflexionen sind diejenigen Reflexionen, die innerhalb des Zeitfensters ankommen, innerhalb dessen der Präzedenz-Effekt wirksam ist. Angesichts der unterschiedlichen Werte der Obergrenze dieses Zeitfenster für unterschiedliche Signalarten (Klicklaute, Rauschen, Sprache, Musik) scheint 80 ms ein angemessener Wert.
In grossen Aufführungssälen sind frühe Reflexionen für den räumlichen Eindruck verantwortlich, Verbreiterung der Abbildung, scheinbare Ausdehnung der Schallquelle (Blauert 1986, Tohyama 1989), während späte Reflexionen für Einhüllung des Zuhörers verantwortlich sind.
a12 Zuerst sind zwei Fragen zu stellen (Rubak 2004):
1. Wo liegen die absoluten Wahrnehmbarkeitsschwellen AWS
2. Wann werden Reflexionen als störend angesehen
Bei dieser Fragestellung ist es interessant anzumerken, daß „AWS keinesfalls die Empfindung der hörbaren Reflexionen beschreiben, nämlich welche mehrdimensionale Wahrnehmungsänderungen eintreten, sobald Reflexionen oberhalb der AWS sind“ und „Reflexionen können deutlich hörbar sein, jedoch nicht als störend wahrgenommen werden“ (Brüggen 2001).
a13 Idealerweise werden die Experimente, die Antworten zu obigen Fragen finden sollen, unter realistischen heimischen Hörbedingungen durchgeführt, d.h. in akustisch kleinen Räumen und mit über Stereolautsprecher wiedergegebener Musik. Derzeit hat nur eine geringe Anzahl Forscher tatsächlich Interesse an diesem speziellen Thema gezeigt.
a14 Um die ermittelten AWS in Perspektive zu setzen, werden gemessene Mittelwerte von zeitlicher Verzögerung und Abschwächung früher Reflexionen gegenüber dem Direktschall in realen Hörräumen angegeben (Devantier 2002):
Fußboden: 1.8 ms, 1.5 dB
Decke: 4.9 ms, 3.6 dB
Seitenwände: 9.3 ms, 3.6 dB (kleinster Winkel)
12.6 ms, 5.7 dB (2. Winkel)
9.1 ms, 6.6 dB (3. Winkel)
4.4 ms, 3.3 dB (größter Winkel)
a14.1 Absolute Wahrnehmbarkeitsschwellen AWS für seitliche Einzelreflexion, 10 ms verzögert
Künstl. Signale: Puls -28 dB, Rauschen -22 dB (60º, Olive 1989)
Sprache: -26 dB (60º, Olive 1989), -18 dB (30º, Seraphim 1961), -15 dB (40º, Burgtorf 1961)
Musik: -19 dB (40º, Barron 1971), -18 -> -25 dB (60º, Schubert 1966)
Bei Rauschen wurden Unterschied von bis zu 8 dB zw. den einzelnen Hörern festgestellt.
Absolute Wahrnehmbarkeitsschwellen für 60º vertikale Reflexion, 10 ms verzögert
Künstl. Signale: Puls -29 dB, Rauschen -23dB (Olive 1989)
Bei Rauschen wurden Unterschied von bis zu 5 dB zw. den einzelnen Hörern festgestellt.
Absolute Wahrnehmbarkeitsschwellen für richtungsgleiche Reflexion, 10 ms verzögert
Künstl. Signale: Rauschen -17 dB (Olive 1989), Rauschen -15 dB (Somerville 1966)
Sprache: -13 dB (30º, Seraphim 1961), -12 dB (Burgtorf 1961), -11 dB (Somerville 1966)
Musik: -10 -> -18 dB (Schubert 1966), -3 -> -5.5 dB (Somerville 1966)
Olive (1989) : Einzellautsprecher / Einzelreflexion, schalltoter Raum
Barron (1971): Einzellautsprecher / Einzelreflexion, schalltoter Raum
Schubert (1966): Einzellautsprecher / Einzelreflexion, schalltoter Raum
Somerville 1966: Einzellautsprecher / Einzelreflexion, schalltoter Raum
Absolute Wahrnehmbarkeitsschwellen einer Einzelreflexion in einem kompletten Schallfeld (17 Reflexionen + Nachhall, Bech 1995, Bech 1996a), Einzellautsprecher als Quelle für Direktschall
65º seitl. Reflexion, 10 ms verzögert (berechneter natürlicher Pegel -12 dB)
Rauschen: - 8 dB
Sprache: -1 dB
Deckenreflexion (berechneter natürlicher Pegel -12 dB)
Rauschen: - 3 dB,
Sprache: 3 dB
Bodenreflexion (berechneter natürlicher Pegel -4 dB)
Rauschen: - 10 dB,
Sprache: -1 dB
Bech (1996a) folgert, daß für Rauschen nur die Bodenreflexion und für Sprache keine der Reflexionen auf individueller Basis zur Klangfarbe beitrug.
a17 Wird Nachhall hinzugefügt, erhöht sich die AWS um bis zu 11 dB (Seraphim 1961, Olive et al. 1989, Bech 1995, Begault et al. 2004, Völker 1997). Dieser Effekt wird als rückwärtige Maskierung bezeichnet. Weiterhin sind Reflexionen bei höheren Pegeln einfacher wahrzunehmen als bei niedrigen Pegeln (Buchholz 2001).
a18 Wenn die Reflexion aus einer von der Richtung des Direktschalls unterschiedlichen Richtung kommt, sind die AWS niedriger als die AWS für richtungsgleiche Reflexionen (Schubert 1966, Barron 1971). Der Grund dafür ist, daß bei gleicher Einfallsrichtung der Direktschall die Reflexion maskiert (Buchholz 2001). Wenn zwei Lautsprecher verwendet werden (Phantomschallquelle) sind für Rauschen die AWS ein wenig höher (3 dB), die Phantomschallquelle maskiert folglich seitliche Reflexionen besser (Burgtorf 1963, Burgtorf 1964).
a16 Frühe Reflexionen sind unhörbar, wenn sie bei einer Verzögerung von 3 ms mindestens 22 dB und bei einer Verzögerung von 15-30 ms mindestens 31 dB unterhalb des Direktschalls sind (Begault et al. 2004).
a16.1 Ab einer gewissen Verzögerung wird die Reflexion als eigenständiges, störendes Schallereignis wahrgenommen, die Verzögerungswerte sind davon abhängig, ob es sich um langsame oder schnelle Musik handelt. Für langsame Musik wurden Werte von 150 ms (Dietsch et al. 1986, Wagener 1971), für schnelle Musik 70 ms (Wagener 1971) bzw. ca. 50 ms (Dietsch et al. 1986) ermittelt. Bei gleicher Verzögerung haben schnelle Motive die niedrigsten Schwellenwerte (i.e. Pegeldifferenz relativ zum Direktschall) (Dietsch et al. 1986). Bei 50 ms Verzögerung liegen die Schwellenwerte schon um 0 dB , d.h. daß bei in kleinen Räumen typischen Verzögerungen von weniger als 15 ms Reflexionen nicht als störend empfunden werden, da sie zu niedrigen Pegel haben.
a34 Für die Notwendigkeit der Behandlung von frühen Reflexionen werden in der Regel zwei Gründe genannt:
1. Überlagerung der Akustik des Aufnahme- und Wiedergaberaumes
2. Klangverfärbung
a33 Überlagerung der Akustik des Aufnahme- und Wiedergaberaumes
a33.1 Olive et al. (1989) und Bech (1998) haben die räumlichen Aspekte einer Einzelreflexion (Abbildungs-Schwellenwert) untersucht:
Olive et al. (1989) fanden, daß bei Sprache “bei Reflexionspegeln deutlich oberhalb des AWS bei Verzögerungen unterhalb von 10 ms eine Verbreiterung der Abbildung von der Schallquelle hin zur Reflexion wahrgenommen wurde, bei Verzögerungen zw. 10 und 30 ms eine Verbreiterung der Abbildung sowie zunehmende Räumlichkeit, und bei noch grösseren Verzögerungen weiter zunehmende Räumlichkeit sowie ein klares Echo. Beim nachfolgenden Absenken des Pegels der Reflexion kam ein Punkt, wo Verbreiterung der Abbildung nicht länger deutlich und die Reflexion als solche nicht mehr identifizierbar war. Dies war die für die Bestimmung des Abbildungs-Schwellenwertes notwendige Bedingung. Bei diesem Schwellenwert gab es noch stets andere Artefakte, jedoch wurden Ort und scheinbare Ausdehnung der Schallquelle dadurch nicht beeinflusst“.
Dieser Schwellenwert wurde im schalltoten Raum, im IEC-Raum (IEC) sowie im akustisch behandelten IEC-Raum (RRF) bestimmt.
Abbildungs-Schwellenwert bei Sprache:
schalltot IEC RRF
10 ms: 0 dB -5 dB -8 dB
Im schalltoten Raum lagen die Werte im Mittel 12.3 dB höher als die AWS, im RRF 8 dB, im IEC 7 dB.
Für Pulse und Rauschen wurde gefunden, daß eine aufgenommene Reflexion durch Raumreflexionen (Decke, richtungsgleich) nicht verdeckt wurden. Dies sei logisch, da die aufgenommene Reflexion Bestandteil des Direktschall als auch der Raumreflexion ist.
Der Einfluss einer Einzelreflexion auf Ausdehnung und Ort der Schallquelle sind wichtig im Zusammenhang mit live-Aufführungen und bei Stereowiedergabe für dem Fall, daß Signale nur aus einem Lautsprecher kommen.
Sobald die Wiedergabe über Stereo-Lautsprecher erfolgt, wird eine Phantomschallquelle bzw. Phantomabbildung zwischen den Lautsprechern erzeugt.
Bei Vergleich einer Phantomschallquelle mit einem einzelnen Lautsprecher stellt man fest, daß geringe klangliche und grössere Abbildungsunterschiede (Abbildungsschärfe, Ausdehnung, Abstand) bestehen; beide Unterschiede varieren mit Signaltyp und Aufnahmetechnik (Lee 2004). Daher sind Untersuchungen vom Typ Einzellautsprecher/Einzelreflexion nur von begrenztem Nutzen.
In weiterführenden Experimenten wurden die Auswirkungen einer einzelnen Seitenreflexion auf die Phantomschallquelle untersucht, welche mittig zw. den beiden Lautsprechern wahrgenommen wird und mit einem einzelnen Lautsprecher verglichen, welcher an derselben Stelle wie Phantomschallquelle plaziert wurde.
„Die Abbildungs-Schwellenwerte waren im wesentlichen dieselben für den schalltoten und den normalen Hörraum“ (Toole 1990). Einzelheiten hinsichtlich des Signal, welches für diese Stereo-Tests verwendet wurde, werden nicht angegeben.
a33.2 Bech (1998): Abbildungs-Schwellenwert
65º seitl. Reflexion, 10 ms verzögert (berechneter natürlicher Pegel -12 dB)
Rauschen: - 15dB, -8 dB bei simulierter Absorption
Sprache: -3 dB bei simulierter Absorption
Deckenreflexion (berechneter natürlicher Pegel -12 dB)
Rauschen: - 11 dB, -5 dB bei simulierter Absorption
Sprache: -1 dB bei simulierter Absorption
Bodenreflexion (berechneter natürlicher Pegel -4 dB)
Rauschen: - 10,5 dB, -8 dB bei simulierter Absorption
Sprache: -3 dB bei simulierter Absorption
Der Teil der Experimente, wo die Absorption der Raumbegrenzungenflächen simuliert wurde, entspricht am meisten den natürlichen Bedingungen in realen Räumen, sodaß Bech folgert, daß unter diesen Bedingungen nur die Bodenreflexion stark genug ist, um individuell zum räumlichen Eindruck beizutragen.
a15 Die Grösse der Abbildungs-Schwellenwerte hängen davon ab, wie der Reiz, an Hand dessen eine Änderung der Räumlichkeit bzw. Abbildung wahrgenommen wird, definiert ist und weiterhin, wie der Schwellenwert selber definiert wird (Bech 1998). Bei Sprache bewegen sich die Schwellenwerte für 10 ms Verzögerung zw. -6 und +10 dB.
a15.1 Yanagawa et al. (2001) fanden, daß für Rauschimpulse (4 Sekunden ) (Einzellautsprecher/Einzelreflexion) die Abbildung mit zunehmender Verzögerung der Reflexion breiter wurde (ohne Verzögerung war die Abbildung mittig zw. den beiden Lautsprechern lokalisiert). Bei Verzögerungen oberhalb von 10 ms wurde ging die Verbreiterung der Abbildung in subjektive Diffusivität über.
a15.2 Richtung und Abbildungsschärfe von durch Stereo-Lautsprecher erzeugten Phantomschallquellen wurde von (v. Ripka et al. 1987) untersucht. Für korreliertes Rauschen (k=1) wurde gefunden, daß mit Reduktion des Abhörabstandes eine Steigerung der Abbildungsschärfe einherging. Gleichzeitig wurde ein deutlicher Unterschied bgzl. der Abbildungsschärfe zw. den verwendeten Lautsprechern beobachtet.
a15.3 Lautsprecher mit verschiedenen Bündelungsmassen BM produzieren verschieden grosse Anteile and horizontalen bzw. vertikalen Reflexionen ((Linkwitz 2007, Ringlstetter et al. 1996). Es gibt Hinweise darauf, daß diese verschieden grossen Anteile zu Unterschieden in der Abbildungsschärfe führen (Kuhl et al. 1978), zu Unterschieden in Phantomschallquellenbreite (Ringlstetter et al. 1996) und zu Unterschieden in Phantomschallquellenlokalisation (Linkwitz 2007). Für Rauschen waren die Unterschiede in der Schallquellenbreite gering. Hinsichtlich der Präferenz wurden keine deutlichen Tendenzen festgestellt bei der Beurteilung verschiedener Bündelungsmasse (Kuhl et al. 1978, Flindell 1991).
a15.4 Betrachtet man den Kontext der Wiedergabe von Musik, sind alle der obigen gemessenen Reflexionen (Devantier 2002) oberhalb der AWS einer Einzelreflexion. Toole (1990): “In vielen normalen Hörsitutationen sind einige Reflexionen oberhalb der AWS. Die Tatsache, daß die Schwellenwerte hoch sind, bedeutet, daß die enstehenden Störungen im allgemeinen nicht sehr bedeutend sind. Zweifellos hilft dies, zu erklären, warum in diesen Situationen die Stereoabbildung und die Klangqualität so gut sind wie sie sind“.
a21 Auf jeden Fall sind Pegel und Verzögerungen früher Reflexionen in typischen Hörräumen weit unterhalb der Pegel und Verzögerungen, die sowohl bei Sprache (Ando et al.1977, Toole 2006) als auch bei Musik (Dietsch et al.1986, Wagener 1971) als störend empfunden werden.
a22 Weiterhin liegen Belege dafür vor, daß frühe Reflexionen in typischen Hörräumen nicht kräftig und spät genug sind, um optimale Effekte zu haben (Muncey 1953, Ando et al.1977, Toole 2006).
Klangverfärbung
a2 Wenn direkte und reflektierte Töne gemischt werden, treten Phasenstörungen auf (Interferenzen) und kammähnliche Strukturen mit Minima und Maxima erscheinen auf der Einhüllenden des Spektrums (Seki 2003). Die Frequenzen der Maxima dieser Kammstruktur ist gegeben durch n/T (n = 0, 1, 2, 3…), die der Minima durch (n+0.5)/T, wobei T die zeitliche Verzögerung der Reflexion in Bezug auf den Direktschall ist. Eine um 1 ms verzögerte Reflexion ergibt eine Kammstruktur mit Maxima bei 1000, 2000, 3000 etc. Hz und Minima bei 500, 1500, 2500 etc. Hz. Eine um 10 ms verzögerte Reflexion ergibt eine Kammstruktur mit Maxima bei 100 , 200, 300 etc. Hz und Minima bei 50, 150, 250 etc. Hz.
a3 Wird ein Mikrophon für eine Aufnahme unter solchen Umständen benutzt, dann wird der reproduzierte Ton häufig als klanglich verfärbt wahrgenommen. Es ist weithin bekannt, daß eine solche Klangverfärbung beim direkten Hören der Schallquelle weniger auffällig ist (Koenig 1950).
Die zentrale Frage ist, führen diese Kammfilter zu hörbarer Klangverfärbung?
a4 Die Amplitude (oder Modulationstiefe) des Kammfilters hängt vom Pegel der Reflexion ab. Je niedriger dieser, desto niedriger die resultierende Amplitude und die Klangverfärbung nimmt ab (Salomons 1995). Die Verfärbung hängt im weiteren davon ab, ob eine einzelne oder mehrfache Reflexionen vorhanden sind und im Falle der mehrfachen Reflexionen, ob diese regelmäßig oder unregelmäßig auf der Zeitachse verteilt werden. Unregelmäß verteilte Raumreflexionen führen zu einer niedrigeren Amplitude des Kammfilters und die wahrgenommene Klangverfärbung wird kleiner, wenn die Zahl solcher Reflexionen zunimmt (Salomons 1995, Halmrast 2000, Case 2001).
Bei kleinen Verzögerungen (Grössenordnung 1 ms) kommt es, mit weissem Rauschen, selbst bei 16 unregelmässig verteilten Reflexionen kaum zu einer Klangverfärbungsunterdrückung (Bilsen 1995, Salomons 1995). Bei grösseren Verzögerungen (Grössenordnung 30 ms) genügen schon 3 unregelmässige Reflexionen, um einen Unterdrückungseffekt zu erzielen.
Für regelmäßig verteilte Raumreflexionen wird die Verfärbung mit steigender Anzahl der Reflexionen stärker.
a5 Die Interaktion eines Tones mit seiner Wiederholung ist ausführlich untersucht worden (z.B. Atal et al. 1962, Bilsen 1967, Salomons 1995) und Grenzwerte der Wahrnehmbarkeit für einzelne und mehrfache Reflexionen, unter Berücksichtigung der Frequenzgruppen im Innenohr, sind ermittelt worden (Salomons 1995). Für Breitbandrauschen tritt Klangverfärbung am wahrscheinlichsten im Zeitfenster von 5-25 ms auf (Atal et al. 1962, Salomons 1995).
Verfärbungseffekte beim Hören von Musik sind geringer auf Grund der kontinuierlichen spektralen Änderungen (Salomons 1995).
a6 Für Zeitverzögerungen bis zu ca 25 ms ist die wahrgenommene Verfärbung (für Rauschsignale) hauptsächlich auf regelmäßige Änderungen des Frequenzgangs zurückzuführen (spektrale Verfärbung), bei grösseren Verzögerungen ist die wahrgenommene Verfärbung hauptsächlich im Zeitbereich, z.B. Schwebungen (Rubak 2004). Bei weißem Rauschen ist das menschliche Gehör besonders empfindlich für Verfärbungen, die durch Verzögerungen von etwa 5 ms verursacht werden (Johansen 2001).
Unterschiedliche Verzögerungszeiten für Reflexionen von links und rechts können zweiohrige (binaurale) „Klangverfärbungsunterdrückung“ (Salomons 1995) bewirken.
a7 Zweiohrige Klangverfärbungsunterdrückung: wenn man zweiohrig hört, kommen der Direktschall und seine Reflexionen aus unterschiedlichen Richtungen, ein interauraler Pegelunterschied ILD wird beobachtet, der Ton wird als weniger verfärbt wahrgenommen als bei einohrigem (monoauralem) Hören (Zurek 1979, Salomons 1995). In einem Experiment zur Klangverfärbung und Klangverfärbungsunterdrückung (Brüggen 2001) wurde Musik, im Vergleich mit Sprache, als zu schwierig beurteilbar gefunden, daher hat man sich auf Sprache beschränkt.
a8 Kammfilterbildung ist ein Phänomen stationärer Schallfelder (Everest 2001). Breitbandsignale wie weißes Rauschen sind gut geeignet, spektrale Verfärbungen aufzuzeigen. Jedoch ist Musik ein komplexes Gemisch aus stationären und transienten Signalen (Cox et al. 2004), also stellt sich die Frage, inwiefern Studien, bei denen weißes Rauschen oder andere künstliche Signale verwendet werden, für Musikhören in heimischen Wohnzimmern relevant sind.
a9 Folglich ist es angesichts des Mechanismus der binauralen Klangverfärbungsunterdrückung nicht sinnvoll, mit einem einzelnen Messmikrophon am Hörplatz Raum-Frequenzgänge zu messen, in denen Phänomen wie Kammfilterstrukturen natürlich auftreten. Es ist ebenfalls nicht sinnvoll, zwei Mikrophone zu benutzen, welche ca. 15 Zentimeter voneinander entfernt sind (entspricht ungefähr dem Durchmesser des menschlichen Kopfes), weil solche Mikrophone in der Tat bedeutende Pegelunterschiede aufzeigen können, das menschliche Gehör jedoch die Signale von beiden Ohren im Hirnstamm integriert, etwas, was zwei Mikrophone nicht tun. Zudem berücksichtigt eine solche Messmethode in keinster Weise die durch den Kopf verursachten interauralen Pegel-und Zeitdifferenzen (kopfbezogene Übertragungsfunktion).
Ausserdem reagiert das menschliche Gehör auf Schallsignale aus unterschiedlichen Richtungen unterschiedlich (Aussenohr, Diffraktion, Absorption, Resonanz) was in unterschiedlichen Trommelfell-Frequenzgängen zum Ausdruck kommt (Shaw 1965, Møller et al. 1995).
a10 Während künstliche Signale, mit einigen wenigen kontrollierten Reflexionen kombiniert, hörbare Kammfiltereffekte produzieren, „neigt die Interaktion des Direktschalls mit jeder der zahlreichen Reflexionen, in Kombination mit der Interaktion diser zahlreichen Reflexionen untereinander, dazu, einen Durchschnittswert zu bilden bzw. der erwarteten Kammfilterverfärbung einen Zufallscharakter zu verleihen“ (Case 2001).
Blauert (1983) stellt fest „Frühe Reflexionen von starren Oberflächen wie Tischplatten oder Raumwänden können bei einohrigem Hören auch zu starken Klangverfärbungen führen. Diese Phänomen ist jedoch beim zweiohrigem Hören weniger bemerkbar, und manchmal überhaupt nicht. Das Gehör hat also deutlich die Fähigkeit, beim zweiohrigen Hören gewisse lineare Verzerrungen der Ohrsignale bei der Bildung der Klangfarben des Hörereignisses nicht zu beachten.“
Klangfarbenunterschiede bei verschieden hohen Anteilen an horizontalen bzw. vertikalen Reflexionen waren bei Musik quasi nicht vorhanden (Linkwitz 2007, Rundumstrahler vs Dipolar), gering bei Sprache und sehr gering bei Gesang (Ringlstetter et al. 1996, gleiche (selektierte) Lautsprecher, in horizontaler bzw. vertikaler Aufstellung)
Die wichtigste Schlussfolgerung ist, daß für natürliches (d.h. binaurales) Hören in Räumen Klangverfärbung kein Problem ist (Kuhl 1969, Toole 2006).
a11 Die allgegenwärtige Behauptung, daß Reflexionen bei der Musikwiedergabe über Lautsprecher Kammfilterverfärbung verursachen, beruht auf ungeeignetem Beweismaterial (Klicken, Rauschen, Messungen mit einzelnem Mikrophon) und ist folglich nicht relevant für das binaurale Hören von Musik. Der Nachweis, daß durch Reflexionen erzeugte Kammfilter zu Klangverfärbungen beim Hören von über Lautsprecher wiedergebener Musik in kleinen Räumen führen, wurde meines Wissens noch nicht geführt.
„Die unvermeidliche Schlussfolgerung ist, daß beim natürlichen Hören Raumreflexionen kein Problem darstellen.“ (Toole 2006, siehe auch Cremer et al, 1956).
a23 Sowohl bei Sprache als auch bei Musik werden seitliche Reflexionen gegenüber richtungsgleichen bevorzugt (Ando 1977, Ando 1979), wobei für Sprache der bevorzugte Einfallswinkel bei 30º liegt (Ando et al.1977), für Musik bei 55º ± 20º (Ando 1976).
a24 Reflexionen haben einen positiven Beitrag zur Präferenz des Zuhörers. Je grösser der Unterschied der an beiden Ohren eintreffenden Signals, desto grösser wird der Raum empfunden (Toole 2006). Reflexionen in der Median-Ebene (Ebene, die vertikal mittig zw. den Ohren verläuft) können der subjektiven Präferenz abträglich sein, weil die Signale, die am linken und rechten Ohr ankommen, einander sehr ähnlich sind (Schroeder 1979). Von vorne oder hinten kommende Reflexionen werden weniger bevorzugt, während seitliche Reflexionen wünschenswerter sind (Ando et al. 1977, Toole 2006). Folglich kann das Bedämpfen der Reflexionen von zentralen Teilen der Vorder – bzw. Rückwand vorteilhafte Effekte haben. Reflexionen, die innerhalb 2-3 ms nach dem Direktschall eintreffen, wie sie von den Lautsprechern sehr nahen Oberflächen erzeugt werden, erzeugen eine hohe interaurale Kreuzkorrelation und sind folglich die am wenigst vorteilhaften (Ando 1977). Das Bedämpfen solcher Reflexionen kann positive Effekt zur Folge haben (Toole 2006, Walker 1994). Eine hohe interaurale Kreuzkorrelation ist mit hoher binauraler Ähnlichkeit gleichzusetzen, welche ein niedrige subjektive Präferenz (Schroeder 1979) ergibt. Andererseits ist die Präferenz für ungleiche Ohrsignale (hohe binaurale Verschiedenartigkeit) hoch. Akustische Asymmetrie senkt die interaurale Kreuzkorrelation, was zu einem erhöhten Gefühl von Räumlichkeit führt und im allgemeinen erhöhte Präferenz zur Folge hat (Ando 1977, Toole 2006). Um bei Zweikanal-Stereosystemen null Kreuzkorrelation (maximale Verschiedenartigkeit) zu erzielen, sollten die Lautsprecher unter einem Winkel von 23, 67, 126, 158º bzgl. der Hörachse angeordnet sein (Damaske et al.1972). Die interaurale Kreuzkorrelation nimmt mit zunehmender Nachhhallzeit der Raumes ab (mit gleichzeitigem verbesserten räumlichen Eindruck) (Kurozumi 1983).
a25 „Einzelne Reflexionen scheinen im allgemeinen Musik und Rede zu schmeicheln, und diejenigen, die natürlicherweise in kleinen Räumen auftreten sind, wenn überhaupt, zu niedrig im Pegel, einen optimalen Effekt zu haben. In der Tat haben zahlreiche frühe Reflexionen einen positiven kumulativen Effekt auf Sprachverständlichkeit. Von der Perspektive der Klangqualität verringern mehrfache Reflexionen die Kammfiltereffekte (gut) und erhöhen unsere Wahrnehmung von Resonanzen (gut für die Musik und schlecht nur, wenn die Resonanzen in den Lautsprechern sind),“ (Toole 2006).
a26 Frühe Reflexionen, die innerhalb des Integrationszeit für Sprache eintreffen (ungefähr 30 ms) verbessern die Verständlichkeit (Bradley 2003, Toole 2006). Die Verständlichkeit verbessert sich in zunehmendem Masse, wenn die zeitliche Verzögerung einer Einzelreflexion verringert wird. Für Auftrittsräume wie Konzerthallen gibt es reichlich vorhandene Menge Literatur, die die positiven Effekte von Reflexionen zeigt (wie Schroeder 1979, Barron 1971, Ando 1977). Moulton (1995) fand, daß frühe Reflexionen in kleinen Räumen im allgemeinen als vorteilhaft beurteilt werden .
a27 Es sollte nunmehr deutlich sein, daß der einzige Effekt, den frühe Reflexionen möglicherweise haben können, ein Verschieben oder eine Verbreiterung der Abbildung ist. Insbesondere seitliche Reflexionen tragen zur Räumlichkeit bei (Damaske 1967/68, Blauert 1986, Schmidt 1973) wobei die Bestandteile unter 3 kHz für Abbildungstiefe und Bestandteile über 3 kHz für die Verbreiterung der Abbildung verantwortlich sind (Blauert 1986). Ob dieses als gut oder schlecht angesehen wird, ist eine reine Angelegenheit der Beurteilung des Einzelnen. Wenn man jedoch Audioforen und Webseiten von Herstellern liest, wird einem ständig die Botschaft vermittelt, daß Reflexionen grundsätzlich schlecht seien und eliminiert werden müssen, entweder durch strategische Positionierung von Lautsprecher und Hörplatz (Theiss 1996), durch akustische Behandlung (Völker 1998, Völker 1999), oder durch Verwenden von Lautsprechern mit hoher Directivity oder von Dipolen (Linkwitz 2007).
a28 Die einzigen Hörräume, die behandelt werden müssen, sind massgeschneiderte Hörräume (Toole 2006). Es wurde gefunden, daß normale Reflexionen in typischen Wohnzimmern die Wahrnehmung der Räumlichkeit des Aufnahmeraumes nicht behindern (Olive et al. 1989) und daß für das Geniessen von aufgenommener Musik reflektierende Wände einen besseren Effekt haben (Kishinaga 1979). Falls Reflexionsbehandlung aus irgendeinem Grund gewünscht wird, dann müssen (frequenzunabhängige) Breitbandabsorber benutzt werden. Wenn das Spektrum einer Reflexion von dem des Direktschalls unterschiedlich ist, wird die Wahrscheinlichkeit grösser, daß sie als separates Klangereignis wahrgenommen wird (der Präzedenz-Effekt ist weniger wirkungsvoll). Daher sollten akustische Vorrichtungen gleichmäßig bis hinunter zu ungefähr 200 Hz wirken (Olive et al. 1989, Toole 2006).
a30 Es sollte deutlich sein, daß Experimente wie das von Salmi (1982) durchgeführte bzw, vorgeschlagene, bei dem eine einzelne Bodenreflexion in einem schalltoten Raum untersucht wurde, mit Rauschen aus einem einzelnen Lautsprecher als Signal (mit folglich maximal möglicher Ähnlichkeit der Signale am linken und rechten Ohr), ohne großen Wert für die Musikwiedergabe durch zwei Lautsprecher (Phantomschallquelle) in einer halligen Umgebung wie dem heimischen Wohnzimmer mit mehrfachen Reflexionen ist.
a31 Es sollte weiterhin deutlich sein, daß Raumimpulsmessungen, die drastische Änderungen im Messergebnis produzieren, sobald Position von Schallquelle oder Mikrophon verändert werden, wohingegen der Zuhörer solche Änderungen nicht wahrnimmt, von geringem Nutzen sind (Buchholz 2001).
a32 Offensichtlich kann es Situationen geben, in denen eine Behandlung von Reflexionen notwendig sein kann, wie zum Beispiel
1. ein Lautsprecher sehr nah an, der andere sehr weit von der Wand aufgestellt
2. ein Lautsprecher nah an einer Wand, keine Wand auf der anderen Seite
3. Frequenzgang auf Achse sehr gut, Frequenzgang ausserhalb der Achse katastrophal (Toole 1990)
In solchen Fällen kann eine der Situation angepasste Behandlung die Situation verbessern. Folglich muß man das Thema frühe Reflexion in jedem Einzelfall gesondert betrachten.
Literatur
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Ando (1977), “Subjective preference in relation to objective parameters of music sound fields with a single echo, J. of the Acoustical Society of America, Vol. 62, No.6, S.1436
Ando et al. (1979), “Effects of early multiple reflections on subjective preference judgements of music sound fields”, J. of the Acoustical Society of America, Vol. 65, No.2, S.524
Atal et al. (1962), “Perception of coloration in filtered Gaussian noise – short-time spectral analysis by the ear”, 4th Int. Congress on Acoustics, Copenhagen, 21.-28. August 1962
Barron (1971), “The subjective effects of first reflections in concert halls – the need for lateral reflections”, J. of Sound and Vibration, Vol.15, No.4, S.475
Bech (1995), “Timbral aspects of reproduced sound in small rooms I”, J. of the Acoustical Society of America, Vol.97, No. 3, S.1717
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edit asb/ PDF-Link ergänzt
