Kammfiltereffekt. Nachhall im Raum. Abhörraum. Aufnahmeraum. t = 2 ms l = 70 cm. Quelle:Jürgen Meyer, Akustik und musikalische Aufführungspraxis

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1 Quelle: Michael Dickreiter, Mikrofon-Aufnahmetechnik, SRT Nürnberg Klangfärbung durch Kammfiltereffekt frühe, pegelstarke Reflexionen ( ms nach Direktschall) bewirken Verstärkungen und Auslöschungen im Frequenzgang Klangfärbung durch Kammfiltereffekt Reflexion meist über Fußboden oder Tischplatte gleichmäßig abwechselnde Minima / Maxima topfiger Klang bei Musikinstrumenten Aufnahmeproblem bei Sprechern sowie Stützmikrofonen in der Musik bei massiven Holznotenpulten 1

2 Kammfiltereffekt t = 2 ms l = 70 cm Aufnahmeraum Abhörraum Quelle:Jürgen Meyer, Akustik und musikalische Aufführungspraxis Nachhall im Raum 2

3 Nachhall ] Raumreaktion nach Abschalten der Schallquelle ] Schallrückwürfe in zeitlich immer dichter werdender Folge ] Nachhalldauer (subjektiv), abh. von Ausgangsund Störpegel, unabh. von Schallquelle ] Sabinesche Nachhallzeit T60 \ Wallace Clement Sabine ( ), amerikanischer Physiker \ -60 db gegenüber Anfangswert Dynamik großes Orchester (Leistungsverhältnis von 1 : 1 Mio.) Quelle:Jürgen Meyer, Akustik und musikalische Aufführungspraxis Nachhall 3

4 Nachhallzeiten T 30, Pegelverlauf nach Abschalten der Schallquelle T 60 0 db -5 db 20*log(p/p 0 ) -35 db 30 db 60 db T 30 /2 Nachhallzeiten, Early Decay Time Definition: Pegelabfall um 10 db unmittelbar nach Abschalten der Quelle EDT, stärker ortsabhängig als T 30 0 db -10 db 60 db 20*log(p/p 0 ) EDT/6 4

5 Nachhall in der Praxis: 30 db Pegelabfall ab 5 db unter Maximum, Faktor 2 10 db Pegelabfall (Early Decay Time, EDT) für musikalische Feinstruktur Nachhallzeit abhängig von: Stärke der einzelnen Reflexionen zeitlicher Abstand zwischen den einzelnen Reflexionsvorgängen ( freie Weglängen ) Frequenz, hohe f zusätzlich Dissipationsverluste während Schallausbreitung Nachhall generell: Frequenzabhängigkeit hat große Bedeutung für subjektiven Klangeindruck Klangfarbenänderung beim Ausklingen Anstieg von T S bei tieferen f kommt dem menschlichen Gehör entgegen Einschwingzeit / Anhall eines Raumes (-3 db) < 1/20 Nachhallzeit 5

6 Nachhall Sabinesche Nachhallformel: T = 0,163 V / A T in s, V in m 3, A in m 2 (Σ der A-Werte aller Flächen) menschlichen Wahrnehmbarkeitsgrenzen: etwa 0,02 s, bei T < 0,8 s etwa 0,1 s, 3,5% bei T > 0,8 s Nachhallzeiten verschiedener Räume Sprecherstudio Hörspielstudio großes Fernsehstudio Saal Sprache Oper Konzertsaal (Orchester) Kirchen 0,3 s 0,3... 0,6... 1,2 s 0,8 s 0,7... 1,2 s 1,5 s 2,0 s 2,5... 3,0 s 6

7 Quelle: Jürgen Meyer, Akustik und musikalische Aufführungspraxis Schallfeld Hallradius / Hallabstand ] Direktschall + statistisches Schallfeld = Schallfeld im Raum ] rh = 0,057 Γst (V / T) \ rh Hallradius / Hallabstand in m unabhängig von Leistung der Schallquelle \ Γst statistischer Richtfaktor der Schallquelle \ V Raumvolumen in m3 \ T Sabinesche Nachhallzeit in s 7

8 Hallradius / Hallabstand Hallradius = Hallabstand für Γ st = 1 5,0 m als Größenordnung für Konzertsaal bei mittleren Frequenzen Bei 3 r H ist Direktschall 10 db unter statistischem Schallfeld erste Wellenfront ( Haas-Effekt ) Ortung? 1. Beispielrechnung für T 60 Regieraum: 6,39 m 4,02 m 2,53 m V = 65 m 3 Holzdecke α = 0,03 ; S = 6,39 m 4,02 m = 25,7 m 2 Linoleumboden α = 0,03 ; S = 25,7 m 2 Tapete α = 0,1 S = 2 (6,39 m + 4,02 m) 2,53 m = 52,7 m 2 Nachhallzeit T 60 = 1,55 s Hallradius r H = 0,37 m 8

9 2. Beispielrechnung für T 60 modifizierter Regieraum: 6,39 m 4,02 m 2,53 m V = 65 m 3 Deckenplatten α = 0,6 ; S = 25,7 m 2 Teppichboden,schwer α = 0,2 ; S = 25,7 m 2 Wandplatten α = 0,4 ; S = 52,7 m 2 Nachhallzeit T 60 = 0,25 s Hallradius r H = 0,92 m Zeitlicher Aufbau des Schallfeldes Direktschall: Deutlichkeit (z. B. Sprache, schnelle Tonfolgen) Durchsichtigkeit des Klangbildes räumliche Aufstellung der Musiker Entfernungseindruck 9

10 Zeitlicher Aufbau des Schallfeldes verzögerte Reflexionen: Σ = Nachhall Verschmelzen zu einem Gesamtklang Überbrückung von Lücken in zeitlichen Abläufen Erhöhung des Lautstärkeeindrucks Bedeutung der ersten Reflexionen (Zeit, Richtung) Haas-Effekt : db Pegeldifferenz ausgleichbar!!! Klarheitsmaß (Clarity, Musik) C 80 = 20 log db Direktschall p² 0 50 ms 80 ms t 10

11 Zeitlicher Aufbau des Schallfeldes Klarheitsmaß C 80 = 20 lg {E 80 /(E -E 80 )} db E gesamte eintreffende Schallenergie E 80 eintreffende Schallenergie von ms Anwendung Musik üblicher Wert db (Konzertsaal) Zeitlicher Aufbau des Schallfeldes Deutlichkeitsmaß D 50 = E 50 / E in % Anwendung Sprache Relationen beachten!!! Horizontalebene ( interaurale Korrelation ) Vertikalebene (Verstärkung, keine räuml. Wirkung) fließende Übergänge guter Höreindruck, wenn erste Seitenreflexion vor der ersten Deckenreflexion 11

12 Deutlichkeit (Definition, Sprache) D 50 = % Direktschall p² 0 50 ms 80 ms t Räumlichkeit subjektive Empfindung: räumliche Ausweitung des Klanges zur Seite und nach oben erweiterter Raumbereich wirkt schallerfüllt ohne Beeinträchtigung der Lokalisation Voraussetzung: hinreichende Lautstärke piano-stellen auch in mittelmäßigen Sälen gut überzeugende Klangentfaltung im forte nur in akustisch guten Sälen (emotionales Erlebnis) Seitenschallmaß 12

13 Quelle:Jürgen Meyer, Akustik und musikalische Aufführungspraxis Historische Konzertsäle Umfrage von Bj Volumen Zuhörerplätze Nachhallzeit, voll besetzt, Hz Großer Wiener Musikvereinssaal m T m = 2,05 s T t = 2,4 s Theatro Colon, Buenos Aires m T m = 1,8 s Concertgebouw Amsterdam m T m = 2,0 s T t = 2,2 s Symphony Hall, Boston Konzerthus Göteborg m m T m = 1,8 s T t = 2,2 s T m = 1,7 s T t = 1,9 s Quelle:Jürgen Meyer, Akustik und musikalische Aufführungspraxis Neue Konzertsäle Royal Festival Hall London Bj 1951 Volumen m 3 Zuhörerplätze 3000 Nachhallzeit, voll besetzt, Hz T m = 1,45 s T t = 1,35 s Liederhalle Stuttgart m T m = 1,65 s T t = 1,8 s Beethovenhalle Bonn m T m = 1,7 s T t = 2,0 s Philharmonie Berlin Meistersingerhalle Nürnberg m m T m = 2,0 s T t = 2,4 s T m = 2,05 s T t = 2,2 s 13

14 Quelle:Jürgen Meyer, Akustik und musikalische Aufführungspraxis Neue Konzertsäle Bj Volumen Zuhörerplätze Nachhallzeit, voll besetzt, Hz Neues Gewandhaus Leipzig m T m = 2,0 s T t = 2,0 s Alte Oper Frankfurt m T m = 1,95 s T t = 1,55 s!!! Schauspielhaus Berlin m T m = 2,0 s T t = 2,2 s Gasteig München Philharmonie Köln m m T m = 1,9 s T t = 1,9 s T m = 1,65 s T t = 2,0 s Konzertsäle optimale Nachhallzeit für Orchester 2,0 s optimale Nachhallzeit für Orgel s Hallradius für Kugelschallquelle Γ st = 1: r H = 0,057 Γ st (V / T) Wien 4,75 m Berliner Philharmonie 6,50 m 14

15 Quelle:Jürgen Meyer, Akustik und musikalische Aufführungspraxis Konzertsäle Hallabstand für Trompete: Frequenz 500 Hz 2 khz 10 khz Frontaler Abstand 5 m 12 m 38 m Max. seitl. Ausdehnung 10 m 12 m 18 m Weitere Aufführungsorte Opernhäuser Kirchen Kammermusikräume Studioräume Spezialräume Freiluftbühnen Antikes griechisches Theater 15

16 Tempo und Nachhall Nachhall länger als optimal: mehr Fülle weniger Deutlichkeit schnelle Sätze langsamer langsame Sätze langsamer Nachhall kürzer als optimal: schnelle Sätze langsamer langsame Sätze schneller Verlust der Temporelation!!! Tempo und Nachhall künstlicher Nachhall bei Aufnahmen Einfluss von Monitoring und Beschallung schnelleres / langsameres Tempo nicht durch Timetwist ausgleichbar rhythmische Feinstruktur maßgeblich!!! 16

17 Raumakustik, Hörakustik objektiv: Messungen des Schallereignisses und seiner zeitlichen Veränderung Raumakustik subjektiv: verbale Beschreibung des Höreignisses Hörakustik Beschreibung von Raumeinflüssen: Begriffe aus der Optik, Haptik Verknüpfung z. T. problematisch Hörakustik, Grundbegriffe Hörsamkeit Eignung für best. Schalldarbietungen (z. B. Sprache, Musik) Durchsichtigkeit Klarheit einer musikalischen Darbietung, Wahrnehmung komplexer musikalischer Strukturen 1. zeitlich 2. Register, Transparenz, Durchhörbarkeit Klarheitsmaß (C 80 ) bzw. Deutlichkeitsmaß (D 50 ) 17

18 Hörakustik, Grundbegriffe Raumeindruck: Empfindung von Größe und Ausgestaltung eines Raumes 1. Einbezogensein des Hörers 2. Raumgröße, -breite, -tiefe 3. Halligkeit 4. Räumlichkeit (räumliche Ausweitung) Echo: wahrnehmbare Wdh. des Direktschalls 18