Wäre die gesamte Oberfläche eines Wiedergaberaumes dicht an dicht mit Lautsprechern bestückt, die nach dem Prinzip der Wellenfeldsynthese einzeln angesteuert werden, so wäre Schalldruck und Schallschnelle an jedem Punkt innerhalb dieses Volumens rekonstruierbar. Das ist mit dem Kirchhoff- Helmholtz- Integral , der mathematischen Grundlage der Wellenfeldsynthese, zu beweisen. Jedoch würde der Akzeptanzfaktor im Heimbereich den Erfolg eines solchen Konzeptes mit Sicherheit verhindern. Dieses Kapitel beschreibt einen patentierten Vorschlag des Autors, der die übliche Reduktion der WFS auf die horizontale Ebene überwindet und zudem eine kaum störende Anordnung der Lautsprecher im Wiedergaberaum ermöglicht. Sie werden in einer Ebene hinter der Bildwand aufgebaut. Im Prinzip ist das vergleichbar mit den bekannten Sound- Projektoren, die mit ihrer gerichteten Abstrahlung virtuelle Lautsprecher im Wiedergaberaum erzeugen. Das WFS- Lautsprecherfeld simuliert aber keine Lautsprecher, sondern die Schallquelle selbst und ihre Reflexionen im Aufnahmeraum. Die werden durch die Reflexionen des Wiedergaberaumes vorgetäuscht, so wie es in der Animation dargestellt ist.

4.1. Die Kopie des räumlichen Schallfeldes

Seit der Erfindung der Stereofonie versuchen wir, die akustischen Verhältnisse im Aufnahmeraum mit immer mehr Übertragungskanälen immer perfekter zu reproduzieren. Dabei ist doch die Schallquelle selbst, zumindest aus einiger Entfernung betrachtet, gewöhnlich eine MONO- Schallquelle. Sie hat zwar eine räumliche Abstrahlcharakteristik, aber kein räumliches Schallfeld, das zu übertragen wäre. Das Räumliche Schallfeld entsteht allein aus den Reflexionen im Aufnahmeraum. Ihre komplexe räumliche Verteilung könnten wir in allen Raumdimensionen rekonstruieren, wenn wir von folgender Überlegung ausgehen:
Wenn rings um einen Sitz im Konzertsaal eine geschlossenen Hütte gebaut würde, so groß wie ein Wohnzimmer, aber völlig durchlöchert, so wäre zwar die Sicht leicht behindert, aber die akustische Wahrnehmung bliebe ungestört. Nun könnte man auch jedes dieser Löcher mit einem Lautsprecher zustopfen, der von seinem Mikrofon an der Außenseite der Öffnung angesteuert würde. Akustisch wäre dann nichts verändert, es wäre als ob die Löcher offen wären. In die Wohnzimmerwände eingebaut könnten diese Lautsprecher dann eine perfekte Kopie des Original- Schallereignisses erzeugen! Doch es wäre ein Problem zu lösen: So viele Kanäle sind kaum übertragbar, jeder Lautsprecher hat schließlich ein etwas anderes Signal. Genauer betrachtet unterscheidet sich aber nicht die Signalform, sondern nur die Zeit, zu der das Signal am jeweiligen Loch eintrifft. Deshalb kann man alle Lautsprechersignale aus dem Monosignal synthetisieren, wenn man die Position der Schallquelle im Aufnahmeraum kennt, um die Laufzeit zum jeweiligen Loch zu berechnen. Für eine räumliche Wiedergabe darf man aber nicht nur das Signal der Schallquelle selbst übertragen, auch die Reflexionen des Aufnahmeraumes müssen wiederhergestellt werden. Die singen aber kein anderes Lied als der Tenor selbst, auch sie können deshalb aus dem Signal der Quelle synthetisiert werden, wenn ihre Ausgangspositionen bekannt sind.
Praktisch lässt sich das umsetzen, wenn die Schallquellen dicht mikrofoniert in Einzelspuren aufgezeichnet werden. Zusätzlich wird die Position der zugehörigen Schallquelle im Aufnahmeraum und Daten zu seinen Reflexionseigenschaften übertragen. So lässt sich auf der Wiedergabeseite das räumliche Schallfeld in der gleichen Weise aus den Mono- Signalen synthetisieren, wie es im Aufnahmeraum aus diesen Signalen entstanden ist. Bleibt das Problem mit den Lautsprechern ringsum. Doch wenn man den Wiedergaberaum geschickt in die Synthese einbezieht und seine Wände als Reflexionsflächen nutzt, ähnlich wie die Soundprojektoren mit ihrer gerichteten Abstrahlung, dann reicht eine große Lautsprecherwand hinter der Bildwand aus.
Anders als bei den Soundprojektoren werden bei einem solchen "Holofonie" - Ansatz aber keine virtuellen Lautsprecher erzeugt, sondern die Wellenfeldsynthese simuliert die Schallquelle selbst und all ihre Reflexionen, virtuell im virtuellen Aufnahmeraum. Im Nahfeld der großen Strahlerfläche schwindet der störende Einfluss der Wiedergaberaumakustik, auch in einem akustisch nicht besonders behandelten Wohnzimmer kann die Aufnahmeraumakustik simuliert werden.
Es nicht das Ziel jeder Aufzeichnung, das Schallfeld des Aufnahmeraumes einfach zu kopieren. Heute sind die Aufnahmen immer mehr ein gestaltetes Kunstprodukt, bei denen es oft gar keinen Bezug zu einem Originalschallereignis gibt. Der „ Holofonie“- Ansatz bietet dafür aber völlig neue Perspektiven, weil viele unlösbare Probleme der konventionellen Verfahren vermieden werden und die Prozedur den am meisten fehlerbehafteten Teil in der Übertragungskette, die Wiedergaberaumakustik, einfach bei der Schallfeldsynthese subtrahiert.

4.2 Die Probleme der horizontalen Lautsprecherreihen

Wellenfeldsynthese wird heute allgemein mit horizontalen Lautsprecherreihen rings um den Zuhörer erzeugt. Der Aufbau solcher Lösungen ist heute schon mit mehreren hundert diskret angesteuerten Einzellautsprechern ohne unlösbare Probleme möglich, jedoch scheint ein breiter Marktdurchbruch zumindest im Heimbereich nicht absehbar zu sein. Neben dem Akzeptanzfaktor für die ringsum montierten Lautsprecher in einem speziell bedämpften Wiedergaberaum sind einige zusätzliche Probleme bis heute ungelöst.

Die am deutlichsten hörbare Einschränkung ist die Reduktion auf die horizontale Ebene des Zuhörers. Andere Verfahren, wie Ambisonics oder Vector Base Amplitude Panning (VBAP) haben gezeigt dass die Elevationsebene für die perfekte Wiedergabe unerlässlich ist. Diese Verfahren haben aber nicht den Vorteil der Volumenlösung, ihr Wiedergabebereich ist im Vvergleich zur Wellenfeldsynthese deutlich enger.

Zudem haben auch sie das Problem, das der Wiedergaberaum der Reproduktion seine eigene Akustik aufprägt. Auch die horizontalen WFS- Reihen können das nicht überwinden. Wenn die Akustik eines anderen Raumes simuliert werden soll, muss die Akustik des Wiedergaberaumes durch starke Bedämpfung möglichst völlig unterdrückt werden. In normalen Wohnräumen ist das kaum möglich, solche Systeme können in experimentellen Setups oder Kinos und Diskotheken aufgebaut werden, aber ohne Aussicht auf Marktakzeptanz im Heimbereich.

Die horizontalen Lautsprecherreihen erzeugen keine parallelen Wellenfronten, die in allen Ebenen gesteuert werden können, sondern Zylinderwellen, die 3 dB Pegel verlieren wenn der Abstand verdoppelt wird. Wenn der Zuhörer nahe an den Lautsprechern ist wird diese Lautstärkedifferenz störend. Schlimmer aber ist, dass sich der Energieverlust nicht in sich selbst auflöst sondern der Aufnahme, die in einem Raum mit völlig anderen Eigenschaften aufgezeichnet wurde, das akustische Verhalten des Wiedergaberaumes aufprägt.

4.3 Die Nahfeldlösung mit dem „akustischen Vorhang“

Neben dem tragen von Kopfhörern oder dem schalltoten Raum ist die einzige Möglichkeit, den störenden Einfluss der Wiedergaberaumakustik zu vermeiden die Nahfeldwiedergabe. Zwei Möglichkeiten gibt es dafür: Entweder die Lautsprecher werden sehr nah am Zuhörer aufgestellt oder die Membran wird sehr groß. In normalen Wohnzimmern ist der Zuhörer etwa drei bis vier Meter von den Lautsprechern entfernt. Aber der Diffusschallpegel überschreitet den von den Lautsprechern abgestrahlten Direktschallanteil, abhängig von Nachhallzeit und Bündelungsmass der Lautsprecher, in akustisch unbehandelten Räumen gewöhnlich schon in weniger als einem Meter Entfernung von den Boxen. Bleibt nur der schalltote Raum oder ein Membrandurchmesser über ca.1, 5 Meter. Das ist nicht möglich mit herkömmlichen Lautsprechern, aber bei der Wellenfeldsynthese arbeiten alle Einzelstrahler zusammen. Eine so große Fläche würde das Prinzip des „akustischen Vorhanges“ realisieren. Schon vor mehr als einem halben Jahrhundert träumten die Wissenschaftler von so einer Lösung, hielten ihre Realisierung aber für niemals möglich:

Die Membranauslenkungen der Einzelstrahler sind aus dem Abstand zur virtuellen Schallquelle einfach zu berechnen. Die Verformung der resultierenden Gesamtmembran ist dann abhängig von der Position dieser virtuellen Quelle und der Frequenz, im Beispiel 440 Hz, Virtuelle Quelle 2 m hinter dem Feld aus 48*27 Lautsprechern:

Mit sinkender Frequenz die Biegung der Membranfläche geringer, im Tiefetonbereich entsteht eine gemeinsame Kolbenbewegung. Bei zwei inch (5,08 cm) Abstand zwischen den Einzelstrahlern ist das Feld etwa 2,43 x 1,38 Meter groß, womit die Nahfeldbedingung unter Wohnraumverhältnissen erreicht ist. Die störenden Einbrüche im Frequenzgang durch spatial Aliasing Effekte beider Überlagerung der Elementarwellen treten in Abhängigkeit von Einfalls- und Austrittswinkel der Wellenfront bezüglich der abstrahlenden Lautsprecheranordnung oberhalb dieser Frequenz auf:

In unserem Beispiel also für 30 Grad Winkeldifferenz oberhalb 13,5 kHz. Das ist ein akzeptabler Wert, unser Gehör ist nicht sehr sensibel für spatial Aliasing Effekte. Technisch wäre eine solche Lautsprecheranordnung heute realisierbar, einige bereits realisierte Lautsprecherreihen haben eine vergleichbare Zahl von Einzelstrahlern. Wie kürzlich veröffentlicht gehen die Überlegungen in den einschlägigen Forschungsinstituten auch in die Richtung „sprechende Leinwand“.

Das hat den Vorteil, dass die Spiegelschallquellen des Wiedergaberaumes wegen der hohen Richtwirkung des großen Lautsprecherfeldes kaum noch ungewollt mit Energie versorgt werden, was ihren störenden Einfluss bricht. Wie aber diese Reflexionen gezielt in die Synthese einbezogen werden um den Aufnahmeraum zu simulieren wird im nächsten Abschnitt beschrieben.

4.4 Die Subtraktion der Wiedergaberaum- Akustik 

In den zahlreichen wissenschaftlichen Publikationen zum Thema Wellenfeldsynthese fällt auf, das der entscheidende Vorteil der Wellenfeldsynthese bisher kaum beachtet wurde. Im Unterschied zu allen anderen Audiowiedergabeverfahren sind bei der Synthese die Komponenten direkte Welle, erste Reflexionen und Nachhall getrennt manipulierbar. Bei allen konventionellen Verfahren werden sie schon auf der Aufnahmeseite vermischt.

Wenn diese Möglichkeit genutzt wird, ergeben sich ungeahnte Möglichkeiten für die Reproduktion. Dazu müssen wir aber den gesamten Systemansatz der Übertragung von Audiosignalen in Frage stellen. Traditionell beginnt die Übertragungskette beim Mikrofon und endet an den Lautsprechern. Aber wenn die Lautsprecher ihre Arbeit getan haben, wird das Signal im Wiedergaberaum völlig verändert. Für eine realistische Wahrnehmung ist die Einbeziehung des Wiedergaberaumes in die Übertragungskette substantiell. Deshalb ist der hier beschriebene „ Holofonie“- Ansatz nicht, wie allgemein auch die Wellenfeldsynhese, darauf ausgerichtet perfekte Signale in den Lautsprechern zu erzeugen. Ziel des Verfahrens ist es, an den Ohren des Zuhörers die gleichen Verhältnisse zu schaffen wie an einer festgelegten Zuhörerposition im Aufnahmeraum. Dazu werden im System eine Default- Zuhörerposition im Wiedergaberaum und eine vom Produzenten festgelegte, aber nachträglich veränderbare Position eines virtuellen Zuhörers im Aufnahmeraum eingeführt.

Mit diesem Systemansatz müssen wir die Wiedergaberaumakustik nicht mehr unterdrücken, um die Doppelräumigkeit der konventionellen Verfahren zu vermeiden. Die Schallumwege und Pegelveränderungen werden dadurch in die Synthese einbezogen, dass die beiden Zuhörerpositionen in Konguenz gesetzt werden. Der modellbasierte Ansatz subtrahiert dann die zusätzlichen Umwege der ersten Reflexionen im Wiedergaberaum, stellt ihre ursprünglichen Einfallsrichtungen in allen drei Raumdimensionen wieder her und verrechnet unterschiedliche Reflexionsfaktoren.

Das sehr einfache Modell berücksichtigt dabei nur die direkte Welle und die ersten Wandreflexionen. Sie sind die wichtigsten Komponenten für den räumlichen Eindruck. Wird die korrekte Anfangszeitlücke erzeugt, so ist für alle späteren Reflexionen Zeit und Richtung weniger signifikant. Für die übergreifende Berechnung muss die Geometrie von Aufnahme- und Wiedergaberaum in einem groben Modell bekannt sein. Dann werden die beiden Zuhörerpositionen als Ursprung eines gemeinsamen Koordinatensystems gesetzt. Der äußere Raum in der Skizze ist der Aufnahmeraum 3b, innen der kleinere Wiedergaberaum 3i mit dem frontalen WFS- Lautsprecherfeld 3g.

Die Schallquelle 3c wird von dem WFS- Lautsprecherfeld wie von einen akustischen Vorhang perfekt rekonstruiert. Jedoch die Deckenreflexion im Aufnahmeraum 3d liegt weit außerhalb des vom Lautsprecherfeld darstellbaren Bereiches. Um diese erste schallstarke Reflexion zu simulieren muss ihre Position auf einer Kreisbahn um den Zuhörerpunkt in den Bereich gebracht werden, in dem das Lautsprecherfeld im Wiedergaberaum eine Spiegelschallquelle 3e ausbildet. In einem zweiten Schritt wird diese Position dann an der geometrischen Position der Wiedergaberaumdecke gespiegelt. Von diesem Startpunkt 4b aus treffen die Wellenfronten der virtuellen Schallquelle exakt im gleichen Zeitabstand nach der direkten Welle und annähernd aus der Richtung wie im Aufnahmeraum beim Zuhörer ein.

Diese Prozedur simuliert die Höhe des Aufnahmeraumes für die akustische Wahrnehmung. Auf alle reflektierenden Wände angewendet wird so die Größe des Aufnahmeraumes akustisch vorgetäuscht. Das Timbre des Aufnahmeraumes wird dann über die Faltung des Signals in die Impulsantwort des Aufnahmeraumes erzeugt.

4.5 Kombination des Modellbasierten Ansatzes mit dem Impulsantwort- basierenden Verfahren

In den frühen Jahren der Forschung an der Wellenfeldsynthese war der Versuch aussichtslos, mit der verfügbaren Rechenleistung den korrekten Ausgangspunkt aller Reflexionen eines Schallfeldes in allen drei Raumdimensionen korrekt synthetisieren zu wollen. Das war sicher auch ein Hauptgrund für die bis heute übliche Reduktion des Verfahrens auf die horizontale Ebene des Zuhörers. Bis heute ist die Entwicklung effektiver Prozeduren für die Extrapolation und Interpolation der gegebenen Messwerte auf die korrekten Positionen der Vielzahl von virtuellen Schallquellen und Spiegelschallquellen zu jedem einzelnen der Lautsprecher Gegenstand intensiver Forschung, vor allem im europäischen Raum. Aktuelle Veröffentlichungen zu effektiven Rechenverfahren dafür [3] oder feldbezogenen Lösungsansätze [4] belegen den Stellenwert der Wellenfeldsynthese als volumenbasierte Lösung zur Audioreproduktion. Bis heute konnte aber eine dreidimensionale Wellenfeldsynthese für frei bewegliche Schallquellen noch nicht praktisch realisiert werden. Eine Möglichkeit, die verbleibenden Probleme zu lösen wäre die Kombination des modellbasierten Ansatzes mit dem datenbasierten Ansatz:

Der Nachhall enthält wichtige Informationen über die Aufnahmeraumeigenschaften. Die Feinstruktur der Oberflächen, die das Timbre des Raumes bestimmen, wird mit dem Nachhall reproduziert. Die Faltung des Signals in die Impulsantwort des Aufnahmeraumes ist eine bewährte Methode um diesen Nachhall sehr authentisch zu erzeugen. Jedoch ist die Richtung, aus der uns die Schallwellen treffen dabei von untergeordneter Bedeutung. Auch im Aufnahmeraum treffen sie uns von überall her, wir können den Spiegelschallquellen der zweiten und aller späteren Reflexionen keinen konkreten Ausgangspunkt mehr zuordnen.

Andererseits beeinflusst die direkte Welle und ihre erste Reflexion kaum das Timbre des Raumes, aber wir haben über optische Verknüpfungen erlernt ihnen einen Ausgangspunkt zuzuordnen. Der bestimmt die wahrgenommene Größe des Raumes und unseren Raumeindruck. Deshalb ist es wenig sinnvoll, direkte Welle, erste Reflexionen, und Nachhall in der gleichen Weise zu verarbeiten. Die Faltung des gesamten Signals in die räumliche Impulsantwort liefert zwar perfekte Ergebnisse, jedoch ist es überflüssig den exakten Ausgangspunkt jeder Reflexion im Nachhallanteil zu reproduzieren. Das ist mit enormem Aufwand verbunden und ist, speziell wenn sich die primäre Schallquelle im Aufnahmeraum bewegt, für eine dreidimensionale Reproduktion bis heute an der Grenze der verfügbaren Rechenleistung.

Der Nachhallanteil bleibt relativ unverändert wenn sich die primäre Quelle bewegt, während sich direkte Welle und erste Reflexionen dann stark in Pegel und Richtung verändern. Das ist mit dem Modellbasierten Ansatz viel leichter zu berechnen. Die Prinzipschaltung zeigt wie beide Ansätze praktisch zu kombinieren wären:

Der modellbasierte Teil der Berechnung ist dabei in der linken Einheit zusammengefasst. Das entspricht auch dem Vorschlag von Wolcott [5], für die praktische Realisierung Computing und Engine zu trennen. Die Verbindung zwischen beiden Einheiten kann eine MADI- Schnittstelle sein, auf der die trockenen Quellsignale, der Nachhallanteil und die Daten für Delay und Level übertragen werden. Für die große Anzahl dieser Werte - jeder einzelne Lautsprecher hat für jede einzelne Schallquelle und jede ihrer Spiegelschallquellen unterschiedliche Delay- Zeiten und Pegel - sind nach [5] 8 Updates pro Sekunde ausreichend um eine gleichmäßige Bewegung der Schallquellen zu simulieren. Der Screenshot zeigt die große Anzahl der entsprechenden Werte für einen einzelnen Lautsprecher:

Ein Klick auf die Tabelle startet eine Animation. Im Beispiel ändert zuerst der Solist seine Position im Aufnahmeraum, er geht vom Bühnenbereich zur Raummitte. Man sieht, wie die Änderung der Koordinaten für diese Quelle nicht nur veränderte Verzögerungszeiten und Pegel für die direkte Wellenfront erzeugen, auch alle ersten Reflexionen von den Wandflächen werden in dem System aus Aufnahme- und Wiedergaberaum neu kalkuliert. Die Änderungen sind für jeden Lautsprecher verschieden, die Werte im oberen Teil der Tabelle sind einem Lautsprecher in der Mitte des Feldes zugeordnet, das untere graue Feld berechnet die Daten für den Strahler in der rechten oberen Ecke.

Wenn der Solist in der Animation die Y- Position Null erreicht hat ist er in der Raummitte angekommen. Danach wird der Y- Wert für die Position des virtuellen Zuhörers verändert, er geht vom hinteren Publikumsbereich in Richtung Solisten. Entsprechend verändern sich nicht nur die Werte für diesen, alle Schallquellen im Aufnahmeraum und auch alle Ausgangspunkte ihrer ersten Reflexionen verändern ihre relative Position zum virtuellen Zuhörer, was alle Verzögerungszeiten und alle Pegel entsprechend verändert.

Wie auch im realen Konzertsaal steigt der Wiedergabepegel für die direkte Welle sehr stark an, wenn die Zuhörerposition sehr nahe an den Solisten herankommt. Die Pegel für die ersten Reflexionen und den Nachhall verändern sich dabei aber kaum. Weil im Nahfeld des gerichtet abstrahlenden Lautsprecherfeldes kaum Reflexionsanteile des Wiedergaberaumes zu hören sind, wird der Zuhörer bei der Wiedergabe dann wirklich den Eindruck einer sehr nahen Schallquelle haben. Welche akustische Perspektive gewählt wird, legt der Regisseur der Aufnahme fest. Die Daten werden in MPEG4 oder einem anderen geeigneten Standard mit dem Signal übertragen, aber der Zuhörer im Heimkino kann sie bei Bedarf mit seinem Joystick oder der Fernbedienung modifizieren und sich so an jede beliebige Schallquelle im Aufnahmeraum heranzoomen.

In der nächsten Überarbeitung soll auch die Ausrichtung des virtuellen Zuhörers im Aufnahmeraum in die Berechnung eingehen, so das er den Kopf drehen oder heben kann. Die im Kapitel Divergenzproblem beschriebene Lösung, laufzeitbedingte Fehlortungen im Bereich der konkaven Wellenfronten zwischen abstrahlendem Lautsprecher und virtueller Schallquelle zu vermeiden, ist schon entsprechend DE 102006054961A1 in die Kalkulation der Werte einbezogen.

Die Kombination mit der Impulsantwortbasierten Methode für den Nachhall lässt sich sehr leicht realisieren. Einige Kanäle sind für die Reproduktion des Nachhalls, der durch herkömmliche Faltung des Summensignals in die Impulsantwort oder durch getrennte Aufzeichnung mit einem omnidirektionalen Mikrofon gewonnen werden kann, reserviert. Für die Faltung gibt das Programm die Zeit aus, in der die Nachhall- Impulsantwort unterdrückt werden muss um zu vermeiden dass die ersten Reflexionen doppelt reproduziert werden. Dieser Nachhall wird dann aus allen Richtungen mit einem Pegel, der nur von der gesamt- Volume Einstellung abhängig ist, wiedergegeben. Das entspricht gut seiner räumlichen Verteilung im Aufnahmeraum.

Deshalb kann bei diesem Ansatz darauf verzichtet werden, dass ein Technikerteam mit Mikrofonarrays die räumliche Impulsantwort des Aufnahmeraumes aufzeichnet. Auch die mathematisch aufwendige Extrapolation dieser Messwerte Werte auf jede einzelne Lautsprecherposition bei der Wiedergabe entfällt. Normale Impulsantworten des Aufnahmeraumes, so wie sie auch im Netz für alle erdenklichen akustischen Umgebungen zu finden sind, reichen völlig aus. Wenn dazu ein grobes geometrisches Modell des Aufnahmeraumes erstellt wird, kann jedes trocken aufgezeichnete Signal so wiedergeben werden, als ob es in den attraktivsten akustischen Umgebungen der Welt aufgenommen wäre.

4.6 Kompatibilität

Der modellbasierte Ansatz ist auch gut geeignet, virtuelle Wiedergabeumgebungen für konventionelle Tonträger zu erzeugen. Dazu selektiert der MODE- Betriebsartenschalter eine geeignete Wiedergabekonfiguration. Die von dem Lautsprecherfeld erzeugten Wellenfronten haben gegenüber der Wiedergabe mit Einzellautsprechern deutlich hörbare Vorteile:

Mono: Das Lautsprecherfeld erzeugt parallele Wellenfronten, hoher Direktschallanteil, geringer Einfluss der Wiedergaberaumakustik

Focus Mono: Bündelt auf die Zuhörerposition, hohe Lautstärke bei wenig Störung der Umgebung, geringer Einfluss der Wiedergaberaumakustik

Stereo: Der größte Vorteil des Verfahrens ist die Möglichkeit, die Wiedergaberaumakustik dem Programmaterial anpassen zu können. Dazu werden zusätzliche erste Reflexionen eines passenden Wiedergaberaumes erzeugt. Es ist in anderen Verfahren nachgewiesen das eine solche Täuschung kaum auffällt, das sie aber die Möglichkeit bietet die Akustik eines passenden Wiedergaberaumes zu simulieren. Bisher war nur die Anpassung des Frequenzganges möglich, nach dem beschriebenen Verfahren kann auch ein Raum passender Größe simuliert werden. Die akustischen Differenzen zwischen Aufnahmeraum und Wiedergaberaum sind heute der entscheidende Faktor für unbefriedigende Reproduktionen.

Ambisconics:Sehr interessant wären die steuerbaren Wellenfronten in Kombination mit dem Ambiophonics- Verfahren zur Wiedergabe von konventionellen Stereoaufzeichnungen. Die " they are here" - Illusion dieses Verfahrens wäre so mit dem besseren Akzeptanzfaktor der Lautsprecherwand zu erreichen.

Sourround: Virtuelle Quellen außerhalb des realen Wiedergaberaumes erzeugen hohen Direktschallanteil bei großem sweet- spot, elevierte virtuelle Quellen können eine 3D- Illusion erzeugen, Erweiterung der Kanalzahl ist durch Softwareupdates möglich.

Ambisconics: Ein vorgeschalteter oder implementierter Ambisonics- Decoder kann virtuelle Quellen an so vielen Positionen erzeugen, wie Eingangskanäle vorhanden sind. Dabei ist auch High Order Ambisonics möglich. Die virtuellen Lautsprecher können weit entfernt simuliert werden, wodurch die Systemforderung nach den parallelen Wellenfronten gut erfüllt wird. Trotzdem bleibt der Zuhörer wegen der gerichteten Abstrahlung im Nahfeld, wodurch der schädliche Einfluss des Wiedergaberaumes bei weit entfernten realen Lautsprecherboxen vermieden wird. So kann Ambisonics auch ohne eine Vielzahl von Einzellautsprechern ein überzeugendes dreidimensionales Schallfeld erzeugen.

Wave field synthesis: Mit geeignetem Ausgangsmaterial unterscheidet sich die Wiedergabe kaum noch vom Original. Der Zuhörer kann seine Abhörposition im Aufnahmeraum selbst bestimmen.

Literatur

[1] Berkhout, A.J. (1988): A holographic approach to acoustic control'. Journal of the Audio Engineering Society, Vol.36, No.12, December 1988, pp.977-995.

[2] Jens Blauert: Räumliches Hören . S. Hirzel Verlag, Stuttgart 1974. ISBN 3-7776-0250-7

[3] Andreas Franck, Karlheinz Brandenburg : Efficient Delay Interpolation for Wave Field Synthesis, AES Convention 125 ( San Francisco , October 2008), Paper 7613

[4] Heinrich, Gregor; Jung, Christoph; Hahn, Volker; Leitner, Michael: A Platform for Audiovisual Telepresence Using Model- and Data-Based Wave-Field Synthesis, AES Convention 125 ( San Francisco , October 2008), Paper 7608

[5] William Francis Wolcott IV: Wave Field Synthesis with Real-time Control,Project Report, University of California Santa Barbara 2007

[6] The theory of wave field synthesis revised. S. Spors, R. Rabenstein, and J. Ahrens. In 124th AES Convention, Amsterdam , The Netherlands , May 2008. Audio Engineering Society