3D Audio: Unterschied zwischen den Versionen

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Unter '''3D Audio''' versteht man allgemein die Wiedergabe von Soundeffekten über mehr als zwei Lautsprecher. Die Soundeffekte werden dabei an einen virtuellen Emitter gekoppelt und je nach Winkel und Entfernung zu einem virtuellen Hörer mit unterschiedlicher Lautstärke auf den Lautsprechern ausgegeben.
 
Unter '''3D Audio''' versteht man allgemein die Wiedergabe von Soundeffekten über mehr als zwei Lautsprecher. Die Soundeffekte werden dabei an einen virtuellen Emitter gekoppelt und je nach Winkel und Entfernung zu einem virtuellen Hörer mit unterschiedlicher Lautstärke auf den Lautsprechern ausgegeben.
  
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Während z.B. bei Filmen die "Surround"-Toninformationen nebst Effekten für alle Lautsprecher vorberechnet sind, werden diese bei Computerspielen in Echtzeit für jeden Lautsprecher berechnet. Hierzu werden Bibliotheken wie [[OpenAL]] oder [[DirectSound]] eingesetzt.
 
Während z.B. bei Filmen die "Surround"-Toninformationen nebst Effekten für alle Lautsprecher vorberechnet sind, werden diese bei Computerspielen in Echtzeit für jeden Lautsprecher berechnet. Hierzu werden Bibliotheken wie [[OpenAL]] oder [[DirectSound]] eingesetzt.
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Dafür werden die Vektoren vx und v(x+1) als Basis für einen Vektorraum angesehen. Nun wird der Richtungsvektor s1 in diesen Vektorraum übersetzt und normalisiert. Die X-Komponente des somit entstandenen Vektors wird auf den Amplitudenfaktor (gf, "Gain Factor") des Lautsprechers X und die Y-Komponente auf die des Lautsprechers X+1 addiert, sofern deren Wert > 0. Dies wird für alle Lautsprecher X wiederholt. Die entstandenen Faktoren werden durch zwei geteilt.
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==Gängige Lautsprecheranordnungen==
  
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Zwei Lautsprecher, die im Optimalfall im 45° vom Hörer weg angeordnet sind, bilden das Stereo System. Töne, die hinter dem Betrachter ausgestrahlt werden können nicht wahrgenommen werden.
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Drei Lautsprecher bilden eine "Linie". Somit können Soundeffekte, die sich im vorderen Bereich des Hörers befinden recht gut aufgelöst werden.
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Beim 5.1 Surround System existieren - im Gegensatz zur Quadrophonie - zwei weitere Lautsprecher. Ein zusätzlicher "Center" Lautsprecher sorgt für die notwendige Auflösung im Frontalbereich des Hörers. Dabei sind die "Front-Left" und "Front-Right" Lautsprecher nicht mehr im 45° sondern im 30° Winkel angeordnet.
  
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Ein so genannter Subwoofer ist für die wiedergabe niedriger Frequenzen verantwortlich. Da Töne einer Frequenz unterhalb einer gewissen Schwelle nicht mehr lokalisiert werden können, ist die Position des Subwoofers unerheblich für den Raumklang. Gleichzeitig müssen die Satelitenlautsprecher keine niedrigen Frequenzen mehr wiedergeben und können somit kompakter gebaut werden. Der Kanal für den Subwoofer wird als LFE-Channel (Low Frequency Effects) bezeichnet.
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Zwei weitere Lautsprecher vervollständigen den Raumklang bei einem 7.1 System.
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== Siehe auch ==
 
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== Weblinks ==
 
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* [http://de.wikipedia.org/wiki/Quadrofonie|Wikipedia: Quadrofonie]
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* [http://de.wikipedia.org/wiki/Quadrofonie| Wikipedia: Quadrofonie]
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* [http://lib.tkk.fi/Diss/2001/isbn9512255324/article1.pdf| Paper "Virtual Sound Source Positioning"]

Aktuelle Version vom 7. November 2009, 18:30 Uhr

Unter 3D Audio versteht man allgemein die Wiedergabe von Soundeffekten über mehr als zwei Lautsprecher. Die Soundeffekte werden dabei an einen virtuellen Emitter gekoppelt und je nach Winkel und Entfernung zu einem virtuellen Hörer mit unterschiedlicher Lautstärke auf den Lautsprechern ausgegeben.

Durch die Kopplung mit verschiedensten Audioeffekten (Reverb, High-/Lowpass Filter) soll somit ein möglichst realistischer Raumklangeindruck erzeugt werden.

Während z.B. bei Filmen die "Surround"-Toninformationen nebst Effekten für alle Lautsprecher vorberechnet sind, werden diese bei Computerspielen in Echtzeit für jeden Lautsprecher berechnet. Hierzu werden Bibliotheken wie OpenAL oder DirectSound eingesetzt.

Kanalabhängige Lautstärkeberechnung

Soll ein Soundeffekt in einer Lautsprecherumgebung wiedergegeben werden, so muss man in der Lage sein in Abhängigkeit vom Winkel des Effektes zum Hörer den Amplitudenfaktor für jeden Lautsprecherkanal zu berechnen.

Dafür werden die Vektoren vx und v(x+1) als Basis für einen Vektorraum angesehen. Nun wird der Richtungsvektor s1 in diesen Vektorraum übersetzt und normalisiert. Die X-Komponente des somit entstandenen Vektors wird auf den Amplitudenfaktor (gf, "Gain Factor") des Lautsprechers X und die Y-Komponente auf die des Lautsprechers X+1 addiert, sofern deren Wert > 0. Dies wird für alle Lautsprecher X wiederholt. Die entstandenen Faktoren werden durch zwei geteilt.

surround sound eq01.png

surround sound calc01.png

Gängige Lautsprecheranordnungen

In der nachfolgenen Tabelle werden die heute gängigen Lautsprecheranordnungen für Surroundsound Systeme aufgeführt:

System Beispielanordnung
Stereo (2.0)

Zwei Lautsprecher, die im Optimalfall im 45° vom Hörer weg angeordnet sind, bilden das Stereo System. Töne, die hinter dem Betrachter ausgestrahlt werden können nicht wahrgenommen werden.

Lautsprecher Winkel
Front Left -45°
Front Right 45°
surround sound 2 0.png
3.0 Sound

Drei Lautsprecher bilden eine "Linie". Somit können Soundeffekte, die sich im vorderen Bereich des Hörers befinden recht gut aufgelöst werden.

Lautsprecher Winkel
Front Left -30°
Center 0°
Front Right 35°
surround sound 3 0.png


4.0 Surround Sound

Bei 4.0 Surround Sound sind vier Lautsprecher im Winkel von je 90° um den Hörer angeordnet. Diese Technik, auch als "Quadrophonie" bezeichnet, fand schon in den 1970er Jahren Anwendung, als ein Nachfolgeformat zu Stereo etabliert werden sollte. Die naheliegende Vermutung, mit 4x90° das gesammte Hörfeld abdecken zu können und somit einen echten räumlichen Klang zu erzeugen, erwies sich jedoch als falsch. Heutzutage findet man seltener Anlagen mit 4 Lautsprechern - eher werden 6 (5.1) oder 8 (7.1) Lautsprecher verwendet.

Lautsprecher Winkel
Front Left -45°
Rear Left -135°
Rear Right 135°
Front Right 45°
surround sound 4 0.png
5.1 Surround Sound

Beim 5.1 Surround System existieren - im Gegensatz zur Quadrophonie - zwei weitere Lautsprecher. Ein zusätzlicher "Center" Lautsprecher sorgt für die notwendige Auflösung im Frontalbereich des Hörers. Dabei sind die "Front-Left" und "Front-Right" Lautsprecher nicht mehr im 45° sondern im 30° Winkel angeordnet.

Ein so genannter Subwoofer ist für die wiedergabe niedriger Frequenzen verantwortlich. Da Töne einer Frequenz unterhalb einer gewissen Schwelle nicht mehr lokalisiert werden können, ist die Position des Subwoofers unerheblich für den Raumklang. Gleichzeitig müssen die Satelitenlautsprecher keine niedrigen Frequenzen mehr wiedergeben und können somit kompakter gebaut werden. Der Kanal für den Subwoofer wird als LFE-Channel (Low Frequency Effects) bezeichnet.

Lautsprecher Winkel
Center 0°
Front Left -30°
Rear Left -110°
Rear Right 110°
Front Right 30°
surround sound 5 1.png
7.1 Surround Sound

Zwei weitere Lautsprecher vervollständigen den Raumklang bei einem 7.1 System.

Lautsprecher Winkel
Center 0°
Front Left -30°
Side Left -90°
Rear Left -150°
Rear Right 150°
Side Right 90°
Front Right 30°
surround sound 7 1.png


Siehe auch

Weblinks

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