Temperaturabhängigkeit: ca. + 0,6 m/s pro C

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Hanna Baumgartner
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1 Schallausbreitung Ausbreitungsgeschwindigkeit Schallgeschwindigkeit (bei 20 C) Luft Wasser Gummi Holz Aluminium 343 m/s 1480 m/s 50 m/s m/s 5100 m/s Temperaturabhängigkeit: ca. + 0,6 m/s pro C Erstellt: 12/2003 AUDIODESIGN / Hannes Raffaseder 1/27

2 Schallausbreitung Frequenz Wellenlänge 20 Hz < f < 20 khz 1,7 cm < λ < 17 m v = λ f Schalldruck, Schalldichte, Schallschnelle Erstellt: 12/2003 AUDIODESIGN / Hannes Raffaseder 2/27

3 Schallausbreitung Interferenz und Schwebung Erstellt: 12/2003 AUDIODESIGN / Hannes Raffaseder 3/27

4 Schallausbreitung Schallintensität: = Energie / Fläche Hörschwelle: I 0 =10-12 W/m² = 0 db SPL Schmerzgrenze: I S =1 W/m² = 120 db SPL Kugelwelle: Abstandsverdopplung bewirkt einen Abnahme der Intensität um 6 db Erstellt: 12/2003 AUDIODESIGN / Hannes Raffaseder 4/27

5 Schallausbreitung Reflexion Reflexionsgesetz nach Snelius Reflexion an einer glatten Fläche Reflexion an einer rauen Fläche α α Sind Unebenheiten kleiner als die Wellenlänge, dann ist die Fläche glatt!!! Erstellt: 12/2003 AUDIODESIGN / Hannes Raffaseder 5/27

6 Schallausbreitung Absorption, Dissipation, Transmission Absorptionsgrad hängt von der Frequenz ab! Erstellt: 12/2003 AUDIODESIGN / Hannes Raffaseder 6/27

7 Schallausbreitung Brechung kontinuierliche Änderung der Ausbreitungsgeschwindigkeit Brechung v(x 1 ) = v 1 v(x 2 ) = v 2 v(x 3 ) = v 3 v(x) v(x 4 ) = v 4 v(x 5 ) = v 5 Änderung der natürlichen Geräuschkulisse bei Inversionswetterlagen! Erstellt: 12/2003 AUDIODESIGN / Hannes Raffaseder 7/27

8 Schallausbreitung Beugung Beugung um eine Säule Beugung an einem Spalt Hochfrequente Schallwellen Tieffrequente Schallwellen Hochfrequente Schallwellen Tieffrequente Schallwellen Reflexion Schatten Hindernisse kleiner als die Wellenlänge erzeugen keinen Schallschatten! Erstellt: 12/2003 AUDIODESIGN / Hannes Raffaseder 8/27

9 Aufbau des Schallfeldes Direktschall Q H Erstreflexionen Q H Nachhall Q H Erstellt: 12/2003 AUDIODESIGN / Hannes Raffaseder 9/27

10 Raumakustik Schalldruck p(t) Impulsantwort t Direktschall Erstreflexionen Nachhall Schalldruck p(t) Schalldruck der Quelle Dauerhaftes Schallsignal Schalldruck beim Hörer t Anhall Nachhall Erstellt: 12/2003 AUDIODESIGN / Hannes Raffaseder 10/27

11 Raumakustik Nachhallzeit: Dauer für den Abfall der Schallenergie um 60 db nach Abschalten der Schallquelle. Sabinesche Formel: T = 0,163. V / A V...Volumen, A...Absorptionsvermögen des Raumes A = α 1 A 1 + α 1 A α n A n A n...grenzfläche, α n...absorbtionsgrad Optimale Nachhallzeit hängt ab von: Raumvolumen Art des Signals Erstellt: 12/2003 AUDIODESIGN / Hannes Raffaseder 11/27

12 Räumliche Wahrnehmung Wahrnehmung von: Tiefe: nah - fern Richtung: links rechts etwas schlechter auch: oben unten vorne hinten Erstellt: 12/2003 AUDIODESIGN / Hannes Raffaseder 12/27

13 Räumliche Wahrnehmung Wahrnehmung der Tiefe: Absolute Lautstärke (Vergleichswert notwendig) Verhältnis von Direktschall zu Erstreflexionen und Nachhall Anteil hoher Frequenzen (Vergleichswert notwendig) Erstellt: 12/2003 AUDIODESIGN / Hannes Raffaseder 13/27

14 Räumliche Wahrnehmung Verhältnis von Direktschall zu Erstreflexionen und Nachhall Schallquelle Erstreflexion Hörer Direktschall Geringer Abstand zwischen Hörer und Schallquelle: Große Verzögerung Großer Pegelunterschied Erstellt: 12/2003 AUDIODESIGN / Hannes Raffaseder 14/27

15 Räumliche Wahrnehmung Verhältnis von Direktschall zu Erstreflexionen und Nachhall Schallquelle Erstreflexion Direktschall Hörer Erstreflexion Großer Abstand zwischen Hörer und Schallquelle Geringe Verzögerung Geringer Pegelunterschied Erstellt: 12/2003 AUDIODESIGN / Hannes Raffaseder 15/27

16 Räumliche Wahrnehmung Wahrnehmung der Richtung: Interauraler Intensitätsunterschied Interauraler Laufzeit- und Phasenunterschied Erstellt: 12/2003 AUDIODESIGN / Hannes Raffaseder 16/27

17 Räumliche Wahrnehmung Interauraler Laufzeitunterschied Schallquelle Hörer θ r. θ θ r. sin(θ) Längendifferenz: x = r. θ + r. sin(θ) Laufzeitunterschied: t = x / v Schall Erstellt: 12/2003 AUDIODESIGN / Hannes Raffaseder 17/27

18 Räumliche Wahrnehmung Interauraler Laufzeitunterschied Maximal ca. 0,7 ms Nur bei der ersten Wellenfront wirksam Daher: für impulsartige Schallsignale wirksam Interauraler Phasenunterschied unterschiedliche Laufzeit bewirkt unterschiedliche Phase φ=2πf. t φ max = 180 auch von der Frequenz abhängig Nur bis ca. 740 Hz wirksam Erstellt: 12/2003 AUDIODESIGN / Hannes Raffaseder 18/27

19 Räumliche Wahrnehmung Interauraler Intensitätsunterschied Kopf ist Hindernis für Schallwellen mit: λ < 17 cm bzw. f > 2000 Hz Wirksamkeit ab ca Hz Intensitätsunterschied bei einer Auslenkung um 90 aus der Mittelachse: 10 khz 20 db 5 khz 12 db 1 khz 6 db Erstellt: 12/2003 AUDIODESIGN / Hannes Raffaseder 19/27

20 Räumliche Wahrnehmung Panorama-Regelung nur unterschiedliche Intensitäten! Verbesserung der räumlichen Wahrnehmung Verzögerungen zwischen den beiden Stereokanälen Erstellt: 12/2003 AUDIODESIGN / Hannes Raffaseder 20/27

21 Räumliche Wahrnehmung Unterscheidung zwischen vorne hinten und unten oben: Form von Außenohr und Ohrmuschel Bewirkt richtungsabhängige Bündelung für Frequenzen oberhalb von 5 khz Erstellt: 12/2003 AUDIODESIGN / Hannes Raffaseder 21/27

22 Räumliche Gestaltung Gestaltung des akustischen Umfeldes Nachträgliche Simulation einer bestimmten akustischen Szene Mikrofonierung Richtcharakteristik Abstand zur Schallquelle Abstrahlverhalten der Schallquelle Panorama-Regelung Raum-Effekte: Hall, Echo, Amplitude, EQ Wichtig: Tiefenstaffelung Erstellt: 12/2003 AUDIODESIGN / Hannes Raffaseder 22/27

23 Räumliche Gestaltung Parameter von künstlichem Nachhall Hallzeit Halltyp (Room, Hall, Chamber, Church, Plate, Ambience) Raumgröße Dichte bzw. Diffusion Mixlevel Pre-Delay HF- und LF-Damp Erstellt: 12/2003 AUDIODESIGN / Hannes Raffaseder 23/27

24 Räumliche Gestaltung Beim Einsatz von Hall unbedingt beachten: Übertriebener Einsatz führt zu unnahbaren, diffusen, undifferenzierten Produktionen Hallprogramm soll den Klangcharakter unterstützen geringe HF-Dämpfung Brillanz Ambience Druck Gated-Reverb Betonung Geeignete räumliche Staffelung einstellen!!! Erstellt: 12/2003 AUDIODESIGN / Hannes Raffaseder 24/27

25 Räumliche Gestaltung Echo-Effekt: Erstreflexionen mit eine Verzögerung größer 50 ms werden als Echos wahrgenommen Simulation mit Delay oft mit mehreren Verzögerungsgliedern Tempo-Delays erhöhen die rhythmische Komplexität Hervorheben bestimmter Teile im Arrangement durch auffällige Echos Mehr Räumlichkeit durch kaum wahrnehmbare Delays Erstellt: 12/2003 AUDIODESIGN / Hannes Raffaseder 25/27

26 Räumliche Gestaltung Mikrofonierung Mikrofonabstand Mikrofon als akustische Lupe Stereo-Mikrofon-Verfahren Erstellt: 12/2003 AUDIODESIGN / Hannes Raffaseder 26/27

27 Räumliche Gestaltung Stereo-Mikrofon-Verfahren Intensitätsstereofonie XY-Verfahren MS-Verfahren Einzelmikrofon-Verfahren Laufzeit-Stereofonie AB-Verfahren Äquivalenzverfahren ORTF-Verfahren OSS-Verfahren Kugelflächen-Mikrofon Kunstkopf-Stereofonie Originalkopf-Stereofonie Erstellt: 12/2003 AUDIODESIGN / Hannes Raffaseder 27/27

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