Mer losse d r Dom en Kölle (?!)

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Elsa Brandt
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1 Mer losse d r Dom en Kölle (?!) Weltpremiere einer WFS Live-Übertragung Stefan Weinzierl Frank Melchior Hans Schlosser Jörn Nettingsmeier 1

2 Übersicht Einführung Grundlagen und Aufnahmetechnik Mikrofonierung im Detail Technische Realisation der Aufnahme Übertragung Mischung und Wiedergabe in Berlin Hörbeispiele (7.1) 2

3 Olivier Messiaen: Livre du Saint Sacrement Akustische Live-Resynthese eines Orgelkonzerts aus dem Hohen Dom zu Köln in der TU Berlin der TU Berlin 3

4 Aufnahmetechnik 4

5 Querhaus-Orgel 5

6 Hochdrucktuben-Register Schwalbennest-Orgel 6

7 7

8 Querhausorgel 88 Register, Baujahr 1948 Klais-Orgelbau, Bonn Schwalbennest-Orgel 53 Register, Baujahr 1998 Klais-Orgelbau, Bonn Tuba episcopalis ( Bischöfliche Fanfare ) Baujahr 2006 Klais-Orgelbau, Bonn Domorganist Prof.Dr. Winfried Bönig 8

Klais-Orgelbau, Bonn Tuba episcopalis ( Bischöfliche Fanfare

9 Zentraler Spieltisch 9

10 10

11 Wellenfeldsynthese Huygens Principle (1690) 11

12 Wellenfeldsynthese Filter (Delay, Amplitude) 12

13 Wellenfeldsynthese 13

14 Wellenfeldsynthese (Mischung) Kanal-basierter Ansatz Objekt-orientierte Ansatz Schallquelle Schallquelle 30% 70% 1m 0.8m Speicherung Stereo Lautsprecher Speicherung WFS Lautsprecherarray + + Parameter Linker Kanal Rechter Kanal Quellsignal 14

1m 0.8m Speicherung Stereo Lautsprecher Speicherung WFS

15 Wellenfeldsynthese (Mischung) Kanal-basierter Ansatz Schallquelle Übergang? Objekt-orientierte Ansatz Schallquelle 30% 70% 1m 0.8m Speicherung Stereo Lautsprecher Speicherung WFS Lautsprecherarray + + Parameter Linker Kanal Rechter Kanal Quellsignal 15

16 Wellenfeldsynthese (Mischung) Stereo Wiedergabe Phantomschallquelle 30% 70% Lautsprecher 16

17 Wellenfeldsynthese (Mischung) Stereo Wiedergabe Phantomschallquelle 30% 70% Virtuelle Schallquelle 17

18 Wellenfeldsynthese (Mischung) Virtuelle Stereowiedergabe Phantomschallquelle 30% 70% Virtuelle Quelle WFS- Lautsprecherarray 18

19 Wellenfeldsynthese (Mischung) Virtuelle Stereowiedergabe (Virtual panning spots) Phantomschallquelle 30% 70% Virtuelle Quelle WFS- Lautsprecherarray Wiedergabe von Stereo- und Mehrkanalmaterial (Rückwärtskompatibilität) Aufnahme von großen Ensembles Übergang vom kanalorientierten zum objekt-orientierten Ansatz 19

Wiedergabe von Stereo- und Mehrkanalmaterial (Rückwärtskompatibilität)

20 Aufnahmetechnik Wichtige Klangeigenschaften: Position der Schallquelle Entfernung der Schallquelle Richtcharakteristik der Schallquelle Raum der Schallquelle Aufnahme und Wiedergabe ist immer eine Gestaltungsprozess. 20

Richtcharakteristik der Schallquelle Raum der

21 Aufnahmetechnik Wiedergabe kann mit Hilfe einer räumlichen Impulsantwort beschrieben werden. (Zeit und Richtungsabhängige Energieverteilung) Position Entfernung, Richtcharakteristik Richtcharakteristik Räumlichkeit Einhüllung Nachhall 0ms > 20ms > 150ms time 21

22 Aufnahmetechnik Wiedergabe kann mit Hilfe einer räumlichen Impulsantwort beschrieben werden. (Zeit und Richtungsabhängige Energieverteilung) Diskret Korreliert von diskreten Positionen Diffuse Unkorreliert aus allen Richtungen 0ms > 20ms > 150ms Zeit 22

23 Aufnahmetechnik Direktschall 20ms 150ms Zeit 23

24 Aufnahmetechnik Direktschall Frühe Reflexionen 20ms 150ms Zeit 24

25 Aufnahmetechnik Direktschall Frühe Reflexionen Später Nachhall 20ms 150ms Zeit 25

26 Aufnahmetechnik Direktschall Frühe Reflexionen Später Nachhall 20ms 150ms Zeit Bewegung des Zuhörer?! Größe des Wiedergabebereichs?! 26

27 Aufnahmetechnik Anforderungen Direktschall - Korrekte Position für die Wiedergabebereich und gewünschte Quelldichte Frühe Reflexionen - Stabile Position - Seitliche Wiedergabe - Balance zum Direktschall entsprechen des gewünschten Klangeindrucks Nachhall - Richtungsunabhängig - Unkorreliert, Diffus - Unabhängig vom frühen Teil der Impulsantwort 27

28 Aufnahmetechnik WFS spezifische Anforderungen Allgemein - Zeit- und Pegeldifferenzen abhängig von der Hörerposition - Skalierung und Effekte durch die Größe des Zuhörerbereichs Direktschall - Freie Mischung erfordert hohe Kanaltrennung - Klangverfärbungen abhängig von Quellen- und Hörposition Frühe Reflexionen - Eine große Anzahl von Quellen wird benötigt - Quellenabhängig Nachhall - Hohe Anzahl unkorrelierter Signale - Gleichmäßige Pegelverteilung 28

29 Aufnahmetechnik Simple plane wave approach - Niederige Komplexität - Kleiner Wiedergabebereich Plane Waves Point source WFS Lautsprechera nordnung 29

30 Aufnahmetechnik Simple plane wave approach - Niederige Komplexität - Kleiner Wiedergabebereich Reflection Spots (Point Sources) Early dartboard approach - Mittlere Komplexität - Gute Qualität für den Nachhall und Mittlere Qualität für frühe Reflexionen - Relativ großer Wiedergabebereich WFS 30

31 Aufnahmetechnik Simple plane wave approach - Niederige Komplexität - Kleiner Wiedergabebereich Quellspezifische diskrete Reflexionen Early dartboard approach - Mittlere Komplexität - Gute Qualität für den Nachhall und Mittlere Qualität für frühe Reflexionen - Relativ großer Wiedergabebereich WFS Single reflections approach - Hohe Komplexität - Hohe Qualität für frühe Reflexionen und Nachhall - Großer Wiedergabebereich 31

32 Aufnahmetechnik 32

33 Aufnahmetechnik 33 Direktschall Frühe Reflexionen Später Nachhall

34 Aufnahmetechnik 34 Direktschall Frühe Reflexionen Später Nachhall

35 Aufnahmetechnik 35 Direktschall Frühe Reflexionen Später Nachhall

36 Aufnahmetechnik 36 Direktschall Frühe Reflexionen Später Nachhall

37 37

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39 39

40 1 40

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45 45

46 Übertragung Datenvolumen bei linearer Übertragung (mit JackTrip): 24 diskrete Audiokanäle * 32 Bit Float bei 48KHz ca. 37 MBit/s Alternativ: OggVorbis-Kodierung: 24 diskrete Audiokanäle * 160 KBit/s pro Kanal ca. 4 MBit/s 46

47 Übertragung Optionen zur Übertragung: * WAN/Ethernet * DSL (evtl. mehrere Leitungen parallel) * ISDN 47

48 Übertragung Optionen zur Übertragung: * WAN/Ethernet am Dom nicht vorhanden * DSL (evtl. mehrere Leitungen parallel) * ISDN 48

49 Übertragung Optionen zur Übertragung: * WAN/Ethernet am Dom nicht vorhanden * DSL (evtl. mehrere Leitungen parallel) SDSL nicht verfügbar, ADSL 18Mbit/s für 2500,- Probleme bei Trunking mit UDP * ISDN 49

50 Übertragung Optionen zur Übertragung: * WAN/Ethernet am Dom nicht vorhanden * DSL (evtl. mehrere Leitungen parallel) SDSL nicht verfügbar, ADSL 18Mbit/s für 2500,- Probleme bei Trunking mit UDP * ISDN benötigte Bandbreiten werden nicht erreicht 50

51 Übertragung Konsequenz: PtP-Link aus dem Dom zu einer netzfreundlicheren Gegenstelle: Kooperation mit der Kunsthochschule für Medien, Köln (KHM). 850 m Luftlinie, Sichtverbindung * WLAN mit Richtantenne * Laser 51

52 Übertragung Konsequenz: PtP-Link aus dem Dom zu einer netzfreundlicheren Gegenstelle: Kooperation mit der Kunsthochschule für Medien, Köln (KHM). 850 m Luftlinie, Sichtverbindung * WLAN mit Richtantenne unzuverlässig, Kanäle können jederzeit durch Dritte belegt werden, notwendige Sendeleistung rechtlich problematisch * Laser 52

53 Übertragung PtP-Infrarotlaser mit 155 MBit/s Bandbreite (Dank an Fa. OPTEL, Hamburg für die freundliche Unterstützung!) Anbindung des Dom-Sendenetzes an den NetCologne-Backbone über einen Linux-NAT-Router per 2 GBit/s-Leitung. 53

54 54

55 Übertragung Probleme: * Unterspannung im Dom (Hardwareschäden) Kompensation durch Schaltnetzteile 55

56 Übertragung Probleme: * Unterspannung im Dom (Hardwareschäden) Kompensation durch Schaltnetzteile * Baumwuchs Neuausrichtung des Lasers 4 Tage vor Produktionsbeginn 56

57 Übertragung Probleme: * Unterspannung im Dom (Hardwareschäden) Kompensation durch Schaltnetzteile * Baumwuchs Neuausrichtung des Lasers 4 Tage vor Produktionsbeginn * Paketverluste auf dem TU-Campus (verursachten bei UDP-Übertragung hörbare drop outs, redundante Übertragung in JackTrip funktioniert bei hohen Kanalzahlen nicht) Rückgriff auf HTTP-Streaming mit hoher Latenz und leichter Datenkompression (Icecast, Ogg Vorbis) 57

58 Übertragung 58

59 Signalverteilung 59

60 Signalverteilung PCs LS Madi - ADAT 60

61 Livre du Saint Sacrement Konfiguration der Schallquellen 61

62 62

63 ... 63

64 Kontakt Stefan Weinzierl, TU Berlin Frank Melchior Fraunhofer IDMT TU Delft Hans Schlosser VDT Jörn Nettingsmeier 64

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