Standards der Heimkinotechnik Allgemeine Grundlagen zum Raumklang
Im Gegensatz zur herkömmlichen Stereotechnik, erzeugt eine Surround-Anlage Raumklag- Effekte, die dem Hörer den Eindruck vermitteln, sich mitten im Geschehen zu befinden. Vorne ein Live-Interview mit einem Sportler, m Hintergrund das tobende Publikum, oder ein herannahendes Flugzeug, das immer bedrohlicher wird - wenn man solche Szenen nicht nur sehen, sondern auch hören und spüren kann, spricht man von Raumklang. Raumklang entspricht der "wahren" Wahrnehmung des Menschen. Wahr ist für die Sinne nur, was optisch und akustisch übereinstimmt. Nur wenn Schall und Bild aus der gleichen Richtung kommen, stellt sich das Live-Ereignis ein, das dem Zuschauer das Gefühl verleiht, nicht vor einer Glasscheibe zu sitzen, sondern sich im gleichen Raum zu befinden wie das Geschehen auf dem Bildschirm.
Raumklangsysteme lösen diese Aufgabe durch mehrkanalige Tonübertragung, denn die Surroundsysteme besitzen im Gegensatz zum zweikanaligem Stereo, vier Kanäle bei den analogen Formaten, und 6 Kanäle bei den digitalen Verfahren. Diese Kanäle werden um die Kompatibilität zu Stereo zu bewahren in zwei Kanäle verschlüsselt.
Viele Kinofilme und Liveshows werden heute in diesem weltweit bewährten und faszinierenden Akustikverfahren vertont. Die richtigen Decoder (z.B. Dolby Surround Pro Logic) geben jeden in diesem Verfahren produzierten Film in der gleichen Qualität wieder - ob als TV-Ausstrahlung oder als Videofilm. Jeder Videorecorder kann genutzt werden, sofern er mit einem Decoder verbunden ist, der die Signale decodiert.
Mit relativ geringem Aufwand steht dem großen Kinoerlebnis in den eigenen vier Wänden nichts mehr im Wege.
Es muss jedoch zwischen analogen und digitalen Raumklangverfahren unterschieden werden. Wie oben schon angesprochen besitzt die Klanglich überlegene digitale Variante nicht nur mehr Kanäle, sondern die für den Raumklang nötigen Daten werden auch im digitalen Format gespeichert. Deshalb verbreiten sich die digitalen Format meist auf DVDs, CDs oder im digitalen Fernsehen. Die analogen Formate finden sich auf Videokassetten, normales Fernsehen und auf CDs. Jeder Standart im Heimkinobereich benötigt einen bestimmten Decoder, obwohl auch einige Formate miteinander Kompatibel sind.
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Analoger Raumklang
Offensichtlich ist, dass Surround mehr Lautsprecher erfordert als Stereo, denn die analogen Surroundtonformate besitzen vier Kanäle im Gegensatz zum zweikanaligen Stereo. Diese vier Signalspuren werden um die Kompatibilität zu Stereo zu bewahren in zwei Kanäle verschlüsselt. Dies geschieht mit Hilfe von Aktivdecodern.
Den beiden Stereokanälen Rechts und Links stehen die folgenden vier Surroundkanäle gegenüber:
1.Hauptkanäle:
Auch als Front Rechts und Front Links bzw. als Mainkanäle bezeichnet. Sie befinden sich rechts und links neben dem Fernsehgerät. Die beiden Lautsprecher sind zuständig für Musik und alle Geräusche, die zwar von vorne, aber nicht direkt aus der Bildmitte zu hören sind. Bei der Aufrüstung einer bestehenden Hifi Anlage können die Stereolautsprecher als Mainspeaker umfunktioniert werden. Allerdings sind die meisten Stereoboxen nicht magnetisch geschirmt, weshalb man einen Mindestabstand von ca. 50cm zur Bildröhre einhalten sollte. Ist dies nämlich nicht der Fall, kommt es zu Bildstörungen (Farbflecken, Farbveränderungen, etc.) aufgrund des magnetischen Feldes, dass die Lautsprecher erzeugen.
2.Der Centerkanal:
Dieser Kanal ist für die Wiedergabe von allen Signalen, die bei Stereowiedergabe aus der Mitte kommen gedacht. Er sollte unter oder über dem TV aufgestellt werden, damit Sprache und Bild optimal einander zugeordnet werden können. Deshalb ist eine magnetische Abschirmung der Box unumgänglich. Eindeutig falsch ist die Bezeichnung des Centers als reinen Dialoglautsprecher. Allerdings kann durch drei verschiedene Wiedergabemodi eingestellt werden, wie stark der Center im Bassbereich beansprucht wird:
1.Der Phantommodus:
gleichzusetzen mit "kein Center vorhanden". Die Signale für den Mittenkanal werden den Hauptlautsprechern zugeschanzt. Für echtes Heimkino nur sehr bedingt brauchbar: Erstens fällt die klare Bild-Sprache-Übereinstimmung für all diejenigen weg, die nicht direkt mittig vor dem Fernseher sitzen (Zuschauer rechts der Mitte orten Stimmen im rechten Mainspeaker und nicht auf dem Bildschirm, Besucher links der Mitte im linken Mainspeaker). Zweitens werden Stimmen durch diese Betriebsvariante meist weniger verständlich, da die meisten Hifiboxen nicht auf perfekte Stimmenverständlichkeit getrimmt sind (besonders dann nicht, wenn gleichzeitig noch große Lautstärken erreicht werden sollen).
2.Der Normalmodus:
Der Center wird im Bassbereich beschnitten. Er muss nur noch Signale oberhalb 100Hz wiedergeben. Diese Betriebsart eignet sich für kleine, bassschwache Center.
3.Der Widemodus:
In diesem Modus muss der Center fullrange arbeiten, also alle Frequenzen von 20Hz bis 20kHz wiedergeben. Nur in diesem Modus ist optimale Homogenität zwischen den drei Frontkanälen gewährleistet. Daher ist der Widemodus die beste Variante zum Betrieb eines Mittenlautsprechers. Dieser muss allerdings hoch belastbar sein, was zu einer recht großen Box führt. Deshalb ist man in der Praxis häufig aus Platz - oder finanziellen Gründen gezwungen, auf einen kleinen, für den Normalmodus entwickelten Center zurückzugreifen.
3.Der Surroundkanal:
Auch Effektkanal benannt. Die beiden in Mono arbeitenden Surroundboxen sind für die Raumklangeffekte von Nöten. Sie werden außerdem in ihrer Bandbreite begrenzt und müssen so nur bis 7kHz arbeiten. An die Effektspeaker wird der geringste Anspruch im Bezug auf die Klangqualität gestellt.
Ganz wichtig bei Surroundsound ist die klangliche Übereinstimmung aller Lautsprecher. Fällt eine der Boxen durch tonale Eigenheiten oder besonders hohe Verzerrrungen merklich von den anderen ab, leidet die Abbildungshomogenität und damit die Authenzität des Geschehens. Klingen beispielsweise Center und Mainspeaker unterschiedlich, verändern alle Geräusche, die von rechts nach links über den Bildschirm laufen (z.B.: Stimmen, Zug, Flugzeug, ...) ihre Klangfarbe. Der räumliche Eindruck wirkt unzusammenhängend und unnatürlich. Anders als bei Musikwiedergabe in Stereo werden bei Surround häufig große Basspegel verlangt. Wenn die Mainspeaker diese nicht liefern können, ist der Einsatz eines Subwoofers angebracht.
Analoge Decoder:
Die Aufgabe aus den zwei Stereokanälen die Surroundinformationen aufzubereiten obliegt dem Decoder. Bei analogem Surround müssen die Informationen Links vorne, Rechts vorne, Center, und Surround aus Links und Rechts gewonnen werden.
1. Der Passivdecoder:
Beim passiven Decoder (Abb. 1) handelt es sich um eine einfache Variante der analogen Decodertechnik. Die Informationen für Links vorne und Rechts vorne sind identisch mit Stereo Links bzw. Rechts. Der Center arbeitet mit dem Summensignal aus Stereo Links und Rechts, die Signale für die Surroundlautsprecher bestehen aus der Differenz von Stereo Links und Rechts. Zusätzlich werden Surroundinformationen in der Zeit verzögert (denn der Schall von den Frontlautsprechern soll den Zuhörer zwecks Schallquellenortung vorne auf dem Bildschirm zuerst erreichen), durchlaufen einen Bandpass (Begrenzung des Frequenzgangs auf 100Hz bis 7kHz) und werden dynamisch angepasst.
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Abb. 1
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Abb. 2
2. Der Aktivdecoder:
Um die Unzulänglichkeiten des Passivdecoders zu beheben wird in der Dolby Surround Pro Logic Technik ein Aktivdecoder (Abb. 2) verwendet. Dieser ist deutlich aufwendiger gebaut als die Passivvariante. Zunächst werden die Pegel der Stereokanäle exakt auf gleiche Lautstärke eingestellt. Dieser Vorgang ist für die optimale Funktion des Decoders unumgänglich. Das Signal gelangt dann in die sogenannte adaptive Matrix. Hier werden die vom Encoder im Tonstudio verschlüsselten Dolby Surround Signale wieder entschlüsselt. Die Matrix erkennt den Surroundkanal dadurch, dass er in seiner Phase um plus/minus 90 Grad gegenüber Rechts und Links verschoben ist. Die Effektkanäle durchlaufen anschließend noch die auch beim Passivdekoder vorhandene Zeitverzögerungsschaltung (kombiniert mit einem Filter, das Verzerrungen vermindert), und wird in seiner Bandbreite auf 7 kHz begrenzt. Es folgt eine Rauschverminderungsstufe. Der Centerkanal liegt im ursprünglichen Stereosignal in Mono vor und wird dadurch identifiziert. Er wird nach der adaptiven Matrix nur noch in seiner Bandbreite auf den gewählten Arbeitsmodus (Phantom, Normal, Wide ) eingestellt.
Digitaler Raumklang
Neben analogem Surround wird seit Einführung der DVD digitales Surround im Heimbereich immer populärer. Anders als bei der analogen Variante gibt es aber im klanglich überlegenen digitalen Bereich mehrere konkurrierende Standards. Für zu Hause stehen Dolby Digital , MPEG-2 und DTS zur Verfügung.
Folgende grundlegende Eigenschaften Zeichnen alle digitalen Formate aus:
1.Sechs statt vier Kanäle:
Die digitalen Standards arbeiten nicht wie analoges Surround mit vier, sondern mit min. sechs getrennten Kanälen. Die gängigsten digitalen Mehrkanaltonformate sind sogenannte 5.1- Systeme: Die 5 steht für fünf Fullrangekanäle, ergänzt durch 1 Tieftonkanal, der auch LFEKanal genannt wird (Low Frequency Effect). In der optimalen Lautsprecherkonfiguration wird der LFE- Kanal nur bei extrem basslastigem Programm eingesetzt. Werden kleine Lautsprecher in den fünf Fullrangekanälen verwendet, können die Bassanteile dieser Kanäle aber auf den LFE umgeleitet werden. Diese Maßnahme erhöht die Dynamik des Systems. Digitaler Raumklang besitzt im Unterschied zur Analogtechnik fünf statt vier Fullrangekanäle, da jetzt auch die Surroundspeaker in Stereo spielen.
2.Alle Lautsprecher arbeiten fullrange:
Bei digitalem Mehrkanalton arbeiten alle Lautsprecher (auch die Surroundspeaker) von 20Hz bis 20kHz. Allerdings besteht die Möglichkeit die Bandbreite der einzelnen Kanäle im Bassbereich einzuschränken.
3.Datenkomprimierung:
Um die riesigen Datenmengen, die bei digitalem Surroundton anfallen, speichern zu können, ist eine Datenkomprimierung erforderlich. Alle Signale, die von stärkeren Signalen vollständig überdeckt werden (also nicht hörbar sind), werden digital herausgerechnet. Die drei verschiedenen digitalen Standards benutzen unterschiedliche, klanglich mehr oder weniger unauffällige Komprimierungstechniken.
Vergleich dreier digitaler Formate:
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Dolby Surround (Pro Logic)
Dolby Pro Logic verwendet vier Kanäle mit fünf Lautsprechern.
Das Dolby Surround Pro Logic-System teilt die Eingangssignale in vier einzelne Signale auf:
- linken und rechten Hauptkanal,
- den Centerkanal (Dialoge)
- und den hinteren Surroundkanal (Toneffekte, Hintergrund- und andere Umgebungsgeräusche).
Auf Grund des Centerkanals kommt der Dialog ungeachtet von der Hörposition stets vom Bildschirm (vorausgesetzt, der Center steht direkt unter oder über dem Bildschirm)
Dolby Surround Pro Logic ist auf der Tonspur von vielen bespielten Videokassetten, CDs und DVDs aufgezeichnet und wird von einigen Fernsehsendern bzw. Kabelfernsehsendern ausgestrahlt. Dolby Pro Logic ist eine Hardwaremäßige Weiterentwicklung von dem normalen Dolby Surround. (Matrixdecoder Technik)
Für Dolby Pro Logic gibt auch digitale Decoder.
Der Pro Logic Decoder (Abb.)
Sollen Pro Logic- Decoder fehlerfrei arbeiten, müssen die Pegel der Stereokanäle links/rechts exakt übereinstimmen. Tun sie das nicht, gleicht die Eingangsbalance (1) etwaige Unterschiede automatisch aus. Damit alle Boxen für deutliche Effekte gleich laut spielen, liefert der Testsignalgenerator (2) ein Rauschsignal für den Pegelabgleich. Die Pegelanzeige (3) illustriert, wie laut die Boxen spielen.
Die Surroundsignale hat der Encoder während der Aufnahme zu gleichen Teilen in den Tonspuren L und R verschlüsselt. Der Decoder erkennt sie als solche, da sie in der Phase um plus/minus 90 Grad verschoben sind. In der adaptiven Matrix (4) trennt er sie aus L und R heraus. Das Anti- Alias- Filter (5) soll Verzerrungen vorbeugen, die durch die digitale Zeitverzögerung in der Delay- Schaltung (6) entstehen können. Die Effektboxen erhalten ihre Signale etwa 20 Millisekunden später als die anderen Lautsprecher. So entsteht der große Raumeindruck. Da die Effektboxen nur Frequenzen von 100 Hz bis 7 kHz übertragen sollen, filtert der Tiefpass (7) Signalanteile oberhalb 7 kHz aus dem Surroundkanal heraus. Der modifizierte Dolby-B-Decoder (8) reduziert dabei Rauschen und Übersprechen von vorn nach hinten.
Die Informationen für den Centerkanal liegen zu gleichen Teilen, also als Monosignal, in den Kanälen L und R. Die adaptive Matrix filtert diese Signalanteile dort heraus, damit sie nur aus der Centerbox kommen. Dazu muss die Matrix das Centersignal jeweils gegenphasig (spiegelbildlich) zu L und R addieren - die Centeranteile fallen weg. Denn: Treffen Signale mit gleichem Inhalt, aber um 180 Grad gedrehter Phase aufeinander, löschen sie sich gegenseitig aus. Die Center-Mode-Kontrolle (9) weist dem Centerkanal je nach eingestellter Betriebsart (Normal, Wide, Phantom) seine Signalanteile im passenden Frequenzumfang zu. Der Lautstärke-Summenregler (10) stellt die Gesamtlautstärke aller Kanäle ein.
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Dolby Digital (AC 3)
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Dolby Digital ist schon seit längerem aus den professionellen Kinos bekannt. Der von den Dolby Laboratories entwickelte und mit der Kodierungstechnik AC-3 ( Audio Coding 3 )arbeitende Standard ist der derzeit auf dem Markt populärste. Die Verfügbarkeit der Software ist dank vieler Laserdisk (LD)- und DVD- Titel hervorragend. Die LD-Titel mit Dolby Digital- Track sind allerdings nur im amerikanischen NTSC-Format erhältlich, da auf der PAL-Version zu wenig Speicherplatz vorhanden ist (das PAL-Bild benötigt mehr Platz als die NTSC-Variante). Mittlerweile gab es auch schon die ersten TV-Ausstrahlungen in Dolby Digital. Die Chancen, dass diese Variante digitalen Raumklanges in Zukunft zum Weltstandard wird, stehen sehr gut.
Das Aufzeichnungsformat haben die Ingenieure Audio Coding Nr. 3 genannt (AC 3). Die Gesamtdatenrate legten sie zunächst auf 320 Kilobit/Sekunde fest. Die Formel für die Kanalaufteilung lautet seit 1979 "Apocalypse Now", 5.1: drei Front-, zwei Surround- Kanäle sowie ein separater Kanal für "Low Frequency Effects" (LFE, 3 bis 120 Herz). Der LFE erweitert die Aussteuerbarkehit und damit die nutzbare Dynamik des Systems um einige Dezibel, denn üblicherweise kommen die deftigsten Pegel ja in den Tiefen vor. AC-3 kann sie bei Bedarf einem Subwoofer zuführen und vom Rest der Anlage abstrahieren. Damit kann diese - von der Basslast befreit - um so lauter spielen.
Sowohl die NTSC-Laserdics als auch DVDs offeriert es den digitalen AC-3 Ton. Und so kommt der Wohlklang auf die Platte und wieder herunter:
Vor der Codierung eines AC-3 Signals gibt es für die fünf Tonkanäle fünf einzelne Informationen. Der AC-3 Encoder verpackt die Daten der Toninformationen so, dass sie auf der Laserdisk oder der DVD als ein einziges digitales Datensignal für alle 5.1 Kanäle gespeichert sind. Der AC-3 Decoder schlüsselt dann die Kanäle wieder auf und reicht sie über sechs Endstufen an die Lautsprecher weiter. In Pro Logic - Anlagen muss so der Decoder, wenn er Bildplatten mit AC-3 Ton aufbereiten soll, die 5 Kanäle in zwei Tonspuren zusammenpacken - im Fachjargon heißt dieser Vorgang "Stereo-Downmix". Um das zu leisten, addiert er die Informationen des Centerkanals und der Sourroundkanäle, schickt sie zu gleichen Teilen auf den rechten und linken Kanal, damit diese Informationen bei der Wiedergabe erhalten bleiben. Denn Dialoge zum Beispiel überträgt vornehmlich der Centerkanal - sie gingen verloren, wenn dieser Downmix nicht stattfände. AC-3 Ton ist also mit herkömmlicher Stereo- und Pro Logic - Wiedergabe kompatibel. Rolle spielen. (Abb.)
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Dolby Surround und Dolby Digital könnten sich in absehbarer Zeit zueinander verhalten wie VHS und S-VHS: Die Super-Norm ist für alle da, die neben der guten auch noch die exzellente Qualität genießen wollen.
Virtual Dolby Digital
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Wenn jemand nicht vier oder gar sechs Lautsprecher in sein Zimmer stellen möchte, bietet Dolby eine Lösung für den DVD- Videoton an: Mit "Virtual Dolby Digital" werden die Informationen zur Räumlichkeits- sowie der Mitten-Kanal den beiden Stereo-Kanälen hinzugefügt und vom linken und rechten Lautsprecher mit abgestrahlt. Dazu ist allerdings eine spezielle Elektronik erforderlich, die Dolby als ("Virtualizer2" in Abb. ) bezeichnet. Das Resultat ist ein verbesserter Räumlichkeitseindruck; allerdings können solche Zweikanalsysteme die Vorn-Hinten-Ortung naturgemäß nicht optimal bewerkstelligen.
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Eine weitere Einschränkung betrifft den Bereich, in dem der Surround-Effekt optimal zu hören ist: Er ist, verglichen mit der Anordnung von fünf Lautsprechern, recht klein. Da sich der Sitzplatz n der Regel direkt vor dem Fernseher und zwischen den beiden Lautsprechern befindet - und damit nahezu exakt in der Mitte der beiden Schallwandler - ist der richtige Hörbereich quasi automatisch gegeben ( siehe Abb.).
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Als Eingangssignal für Virtual Dolby Digital dient der analoge Ausgang eines Dolby-Digital-Decoders oder das Dolby Pro Logic- Signal. In vielen hochwertigen DVD- Playern ( z.B. Panasonic A350 ) kann die Dolby-Digital Tonspur rauf Knopfdruck in zwei verschiedenen Intensitäten Virtual Dolby Digital erzeugen. Die Ergebnisse sind verblüffend. Da diese Technik noch neu ist, sind für die Zukunft auch Stereo-Boxensysteme ( insbesondere für den Computer-Einsatz ) mit digitalem Dolby- Eingang denkbar.
DTS - Digital Theater System
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ist die Abkürzung für "Digital Theater Systems" und kommt wie AC-3 aus der Kinoszene: Kult-Regisseur Steven Spielberg setzte das System erstmals für seinen Kinofilm "Jurrassic Park" ein.
Es beinhaltet ebenso wie die beiden Konkurrenzsysteme, 5.1 Kanäle, arbeitet jedoch mit der 3.7 fachen Datenrate: 1411 kb/s, genauso wie Audio- CDs. Damit erreicht DTS eine ausgezeichnete Klangqualität. Die Datenflut bringt allerdings auch Probleme: Die DTS-Informationen passen nicht mit auf die 35mm Filmstreifen, und so kommt in Kino der Digitalton von separaten CD-ROMs. Auf Laserdisks wird DTS anstelle des digitalen Stereotons aufgespielt - der entfällt ersatzlos. DTS ist auch als digitaler Tonstandard für die DVD zugelassen. Doch hier soll es mit weniger Bits auskommen als auf der Laserdisk, damit genug Platz für die Bildcodierung bleibt. Das macht den Qualitätsvorsprung möglicherweise wieder zunichte. Deshalb wird DTS als DVD Tonformat gegen die mächtigen Konkurrenten kaum Chancen haben.
Dafür handeln „High-Ender“ DTS als attraktives Tonformat für mehrkanalige HiFi Aufnahmen. So existieren bereits unzählige audiophile DTS- CDs. Spielfilme mit DTS gibt´s bisher auf einer ganzen Menge amerikanischen Laserdisks.
Auf jeden Fall sollte man mit DTS als High-End Tonstandard rechnen. Egal ob auf CD; DVD oder Laserdisk. Die Sound-Qualität ist bestechend ! Der Datendurchsatz auf DVD wird nach aktuellen Planungen mindestens 448 kb/s betragen und der DTS Frequenzgang liegt bei fünfmal 20 bis 20.000 Herz, und einmal 20 bis 120 Herz. Ein Stereo-Downmix ist über jeden DTS- Decoder ebenfalls möglich!
THX - Tomlinson Holman´s eXperiments
THX ist keine Norm, die ein spezielles Übertragungsverfahren verlangt. Die Technik soll mit jedem Verfahren funktionieren. Für die Zwecke des Heimkinos benutzt sie den Dolby-Surround Standard und versucht, diesen optimal zu nutzen. THX kümmert sich vorrangig darum, wie ein Film wirkt. Dazu werden die Bedingungen festgelegt, unter denen ein Film-Soundtrack abzumischen ist, bei der Wiedergabe soll durch THX sichergestellt werden, dass der Klang so wiedergegeben wird, wie er beim Mischen zu hören war.
Als George Lucas 1976 in seinem Kinostreifen Star Wars die neue Technik Dolby Stereo einsetzte, war er zwar von deren Möglichkeiten begeistert, stellte aber fest, dass nur ein geringer Prozentsatz der Kinos optimal auf den neuen Standard vorbereitet war. Viele spielten Dolby Stereo über veraltete Lautsprecher- und Verstärkeranlagen ab, was dem Ton sehr viel vom guten Klang stahl. Damit in Zukunft alle Filme in optimaler Qualität wiedergegeben würden, beschloss George Lucas eine neue Norm, die THX -Norm ( Tomlinson Holman´s eXperiments - Tomlinson Holman war der Cheftechniker von G. Lucas), festzulegen. Alle Kinos, die diese Norm einhalten bekommen seit dem das begehrte THX -Siegel. In den folgenden Abschnitten soll nun auf die einzelnen Bestandteile der Qualitätsnorm eingegangen werden.
Analoge THX - Technik:
THX 4.0 (so die genaue Bezeichnung der analogen THX -Variante) ist keine neuer Surroundstandart! THX 4.0 ist eine Norm, um den Klang in den Kinos zu optimieren. Die zugrundeliegende Decodertechnik ist die eines aktiven Dolby Surround Decoders . Dieser Decoder wird in einem THX - Heimgerät ergänzt von einer ganzen Reihe elektronischer Zusatzschaltungen, die den Kinoklang auf das Wohnzimmer abstimmen sollen:
1. Die Re-Equalization:
Im Kino befinden sich in der Regel sehr viele Menschen und ebenso viele Polstersessel. Aus diesem Grund ist die akustische Dämpfung im Kino sehr hoch. Besonders hohe Tonlagen werden hiervon in Mitleidenschaft gezogen. Ein linear abgemischten Soundtrack hört sich dumpf und verhangen an. Aus diesem Grund werden bei jedem vernünftig produzierten Kinotrailer die Höhen leicht angehoben. Der Effekt der Dämpfung wird so ausgeglichen und dem großartigen Sounderlebnis steht nichts mehr im Weg. Daheim im eigenen Wohnzimmer allerdings machen sich die zu laut aufgenommenen Höhen unangenehm bemerkbar, denn hier fehlen die vielen Personen und die Polstersessel und damit ist auch die akustische Dämpfung deutlich geringer. Um nun kreischenden, schrillen Höhen daheim vorzubeugen, existiert in jedem THX- fähigen Decoder die Re- Equalization- Schaltung. Diese tut genau das Gegenteil von dem, was vorher im Tonstudio passierte: Die vom Tonmeister zu laut aufgenommenen hohen Tonlagen werden wieder abgesenkt. So klingt jeder Original- Kinosoundtrack auch zu Hause optimal.
2. Timbre Matching:
Die zweite THX -Zusatzschaltung. Das menschliche Gehör hat die Eigenart Geräusche, die von hinten kommen, mit einer anderen Klangfarbe wahrzunehmen, als Geräusche, die von vorne kommen. Deshalb kann es bei Dolby Surround Pro Logic trotz optimaler Anlagenkonfiguration zu Inhomogenität zwischen Front und Surround kommen. Ein Flugzeug zum Beispiel, das von hinten nach vorne fliegt, ändert dann seine Klangfarbe, was nicht sehr realistisch wirkt. Das Timbre Matching versucht diesen Effekt zu verhindern, indem es den Klang der Effektboxen an die Wahrnehmung der Zuhörer anpasst.
3. De-Korrelation:
Bei analogem Dolby Surround arbeiten die Surroundkanäle in Mono. Sitzt man nun direkt in der Mitte zwischen den Effektboxen, so nimmt man Hallanteile nicht um sich herum, sondern exakt mittig zwischen den Surroundspeakern bzw. in Kopfnähe war. Das ist zum einen störend, bei längerem Filmgenuss sogar unangenehm. Diese Fehlortung verhindert die De- Korrelation. Die Signale für hinten werden in Zeit und Phase verschoben und eine Art Pseudostereo erzeugt.
4. aktive Frequenzweiche:
vierter Ordnung für den Subwoofer und zweiter Ordnung für die Satelliten (Trennfrequenz: 80Hz). Im Zusammenspiel mit einem auf 80Hz abgestimmten Satellitengehäuse ergibt sich eine lineare Wiedergabekurve. Unter Verwendung dieser Weiche ist garantiert, dass der Subwoofer nicht zu orten ist.
Digitale THX-Technik:
Auch im digitalen Bereich gilt: THX 5.1 (genaue Bezeichnung der digitalen THX-Technik) ist eine Qualitätsnorm, kein neues Codierungsverfahren oder ähnliches! Die analogen Spezialschaltungen trifft man im digitalen Bereich mit kleinen Modifikationen wieder:
1. Re-Equalisation: (identisch mit der analogen Variante.)
2. Timbre Matching: (identisch mit der analogen Variante.)
3. Dynamische De-Korrelation:
Vom Prinzip her identisch mit der analogen Variante. Allerdings liegt das Surroundsignal bei digitalen Raumklängen in der Regel schon als Stereosignal vor. Deshalb tritt die Schaltung nur dann in Kraft, wenn doch einmal etwas in Mono anliegt (daher der Name dynamische De- Korrelation).
4. aktive Frequenzweiche: Identisch mit der analogen Variante.
5. Bassmanagement:
Bei THX 4.0 nicht anzutreffen. Da THX -Lautsprecher keine Schallanteile unter 80Hz wiedergeben können, legt diese Schaltung alle Frequenzen unter 80Hz auf den LFE-Kanal.
THX Geräte
Neben dem Decoder müssen auch die restlichen zu einer THX -Anlage gehörenden Geräte bestimmte Normen erfüllen. Kinos, die das THX -Siegel tragen, müssen beispielsweise nicht nur THX -konforme Decoder, sondern auch lizenzierte Lautsprecher, Verstärker und sogar Räume aufweisen. Ebenso sind auch die Bestimmungen im Heimkino. Strenggenommen kann nur derjenige, der einen komplett THX - lizenzierten Gerätepark und einen von Lucas-Film-Experten begutachteten und bestimmte Normen erfüllenden Raum besitzt, seine Anlage als THX -Anlage bezeichnen. In der Praxis sieht das freilich etwas anders aus. Die auch unter Verkäufern immer noch verbreitete Meinung, THX -Geräte funktionieren nur mit THX -Geräten ist schlichtweg falsch. Ein lizenzierter Decoder arbeitet problemlos mit jedem "normalen" Verstärker zusammen. Es müssen auch nicht die THX - lizensierten Laserdiskspieler sein. Nur bei den Lautsprechern gibt es etwas zu beachten, zumindest wenn die THX -Aktivweiche verwendet wird: Damit die Speaker ordnungsgemäß und klanglich einwandfrei arbeiten, müssen sie die gleichen physikalischen Eigenschaften wie lizenzierte Boxen aufweisen. Jeder kann also selbst entscheiden in welchen Bereichen er THX anschaffen möchte und in welchen er lieber auf konventionelle und damit meist billigere Produkte zurückgreift.
Die Lautsprecher:
1.Mainspeaker:
Die Hauptlautsprecher vorne sind auf die Aktivweiche abgestimmt. Sie müssen ein geschlossenes Gehäuse aufweisen. Bei einem geschlossenen Gehäuse fällt die Frequenzgangkurve im Idealfall unter der Grenzfrequenz mit 12dB pro Oktave ab. Mit der Aktivweiche m Decoder (Hochpass, 80Hz, 12dB/Oktave) ergibt sich eine Flankensteilheit von 24dB/Oktave, also der spiegelbildliche Verlauf zum Tiefpass des Subwoofers (Tiefpass, 80Hz, 24dB/Oktave), und damit eine lineare Wiedergabekurve im Bassbereich. Neben diesen die Abstimmung betreffenden Modifikationen gibt es noch weitere: Die magnetische Abschirmung der Chassis muss bestimmte Richtlinien erfüllen, die Anordnung von Hoch- und Mitteltönern muss nach dem D´Apolito- Prinzip erfolgen und die Lautsprecher müssen sehr hohe Schalldruckpegel liefern können (110dB).
2. Der Center:
muss die gleiche Gehäuseabstimmung wie die Mainspeaker aufweisen, da auch er auf die gleiche Weise aktiv getrennt wird. Auch die anderen Normen sind identisch. Außerdem ist vorgeschrieben, dass der Mittenlautsprecher die gleichen Chassis wie die Mains aufweist (größtmögliche Homogenität in den Frontkanälen).
3. Die Effektlautsprecher:
In THX -Systemen arbeitet eine spezielle Surroundkonstruktion - der Dipollautsprecher. Er besitzt auf Vorder- und Rückseite Hochtöner und bisweilen auch Mitteltöner, strahlt also den Schall gleichzeitig nach vorne und nach hinten ab. Der hintere Schallanteil wird an der Rückwand des Heimkinos reflektiert und erreicht erst dann die Zuhörer. Damit sind sie praktisch nicht ortbar und ein Höchstmaß an Räumlichkeit ist gewährleistet. Auch hier gelten Bestimmungen für den maximalen Schalldruck.
4. Der Subwoofer:
Um mit der Aktivweiche optimale Ergebnisse zu liefern, muss der Subwoofer bis 200Hz linear arbeiten. Fällt sein Frequenzgang zu früh ab, kommt es zu Bass- und Grundtonverlust. Außerdem gilt auch hier wieder: Mindestens 110dB Schalldruck müssen möglich sein.
THX Select und THX Ultra:
Seit kurzem wird im Zuge von THX des öfteren von THX Select und THX Ultra gesprochen. Dabei handelt es sich nicht um zwei neue Normen. THX Select ist lediglich eine abgespeckte und preiswertere Version der ursprünglichen THX -Norm, die in THX Ultra umbenannt wurde.
Die Neuerungen bei THX Select :
1. geringere Maximallautstärke
2. Dipole im Surroundkanal nicht zwingend vorgeschrieben
3. Nicht so strenge Bestimmungen die Abstrahlung der Lautsprecher betreffend. Die Schallbündelung in der Vertikalen muss nicht so extrem ausfallen, wie bei THX Ultra Boxen.
Sonstige
MPEG II-Multichannel
Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten
- Entwickelt von „Motion Picture Expert Group“ (MPEG) unter Führung von Philips.
- Auch MPEG-2 codiert wie AC 3 fünf Kanäle.
- Signal nur auf DVD´s enthalten aber nicht sehr verbreitet.
SDDS
- Sony Dynamic Digital Sound, seit 1994 auf dem Markt.
- Bis zu 8 Kanäle: vorne links, links Mitte, Mitte, rechts Mitte, rechts, Subwoofer, Surround links und rechts.
CDS - Cinema Digital Sound von Kodak
Häufig gestellte Fragen
Was ist der Unterschied zwischen Stereo und Surround-Sound?
Stereo erzeugt Klang aus zwei Kanälen, während Surround-Sound mehrkanalige Audiowiedergabe verwendet, um den Hörer in ein dreidimensionales Klangfeld einzutauchen. Surround-Sound erzeugt den Eindruck, sich mitten im Geschehen zu befinden.
Welche analogen Raumklangformate gibt es?
Analoge Raumklangformate besitzen vier Kanäle und werden zur Wahrung der Stereokompatibilität in zwei Kanäle verschlüsselt. Es gibt Hauptkanäle (Front Rechts/Links), einen Centerkanal und einen Surroundkanal.
Was ist der Zweck des Centerkanals?
Der Centerkanal dient zur Wiedergabe von Signalen, die bei Stereowiedergabe aus der Mitte kommen. Er sollte unter oder über dem Fernseher positioniert werden, um Sprache und Bild optimal zuzuordnen.
Welche Wiedergabemodi gibt es für den Centerkanal?
Es gibt drei Wiedergabemodi: Phantommodus (kein Center vorhanden, Signale gehen an die Hauptlautsprecher), Normalmodus (Center wird im Bassbereich beschnitten), und Widemodus (Center arbeitet Fullrange).
Was sind Aktiv- und Passivdecoder?
Passivdecoder sind eine einfache Variante der analogen Decodertechnik. Aktivdecoder, wie bei Dolby Surround Pro Logic, sind aufwendiger gebaut und entschlüsseln die Surround-Signale präziser.
Welche digitalen Raumklangformate gibt es?
Zu den digitalen Raumklangformaten gehören Dolby Digital (AC-3), MPEG-2 und DTS. Diese nutzen in der Regel 5.1-Systeme mit fünf Fullrangekanälen und einem Tieftonkanal (LFE).
Was zeichnet digitale Raumklangformate aus?
Digitale Formate nutzen sechs oder mehr Kanäle (5.1-Systeme), wobei alle Lautsprecher Fullrange arbeiten können. Um die Datenmengen zu reduzieren, wird eine Datenkomprimierung eingesetzt.
Was ist Dolby Surround Pro Logic?
Dolby Pro Logic verwendet vier Kanäle mit fünf Lautsprechern. Die Eingangssignale werden in linken und rechten Hauptkanal, Centerkanal (Dialoge) und hinteren Surroundkanal (Toneffekte) aufgeteilt. Es ist kompatibel mit vielen Videokassetten, CDs und DVDs und einigen Fernsehsendern.
Was ist Dolby Digital (AC-3)?
Dolby Digital ist ein Standard, der aus dem professionellen Kino bekannt ist. Er arbeitet mit der Kodierungstechnik AC-3 und ist auf dem Markt sehr populär. Die Kanalaufteilung ist 5.1: drei Front-, zwei Surround-Kanäle und ein separater Kanal für "Low Frequency Effects" (LFE).
Was ist Virtual Dolby Digital?
Virtual Dolby Digital bietet eine Lösung für DVD-Videoton, wenn nicht genügend Platz für vier oder sechs Lautsprecher vorhanden ist. Die Informationen zur Räumlichkeit werden den Stereokanälen hinzugefügt und von den linken und rechten Lautsprechern abgestrahlt.
Was ist DTS - Digital Theater System?
DTS (Digital Theater Systems) ist ein digitales Mehrkanal-Tonsystem, das wie AC-3 aus der Kinoszene kommt. Es beinhaltet ebenfalls 5.1 Kanäle, arbeitet jedoch mit einer hohen Datenrate, was eine ausgezeichnete Klangqualität liefert.
Was ist THX?
THX ist keine Norm, die ein spezielles Übertragungsverfahren vorschreibt, sondern eine Qualitätsnorm, die sicherstellt, dass der Klang so wiedergegeben wird, wie er beim Mischen zu hören war. Sie kann mit jedem Verfahren funktionieren, nutzt aber für das Heimkino in der Regel den Dolby-Surround-Standard.
Was ist Re-Equalization im Zusammenhang mit THX?
Re-Equalization ist eine Schaltung in THX-fähigen Decodern, die zu laut aufgenommene hohe Tonlagen wieder absenkt, um einem kreischenden, schrillen Klang im Wohnzimmer vorzubeugen.
Was ist Timbre Matching im Zusammenhang mit THX?
Timbre Matching ist eine THX-Zusatzschaltung, die den Klang der Effektboxen an die Wahrnehmung der Zuhörer anpasst, um Inhomogenität zwischen Front und Surround zu verhindern.
Was ist De-Korrelation im Zusammenhang mit THX?
De-Korrelation verhindert die Fehlortung von Hallanteilen bei analogem Dolby Surround, indem die Signale für hinten in Zeit und Phase verschoben und eine Art Pseudostereo erzeugt wird.
Was ist die aktive Frequenzweiche im Zusammenhang mit THX?
Die aktive Frequenzweiche ist vierter Ordnung für den Subwoofer und zweiter Ordnung für die Satelliten (Trennfrequenz: 80Hz). Im Zusammenspiel mit einem auf 80Hz abgestimmten Satellitengehäuse ergibt sich eine lineare Wiedergabekurve.
Was ist MPEG II-Multichannel?
MPEG-2, entwickelt von der „Motion Picture Expert Group“, codiert wie AC 3 fünf Kanäle. Das Signal ist nur auf DVDs enthalten, aber nicht sehr verbreitet.
Was ist SDDS?
SDDS (Sony Dynamic Digital Sound) ist seit 1994 auf dem Markt und bietet bis zu 8 Kanäle: vorne links, links Mitte, Mitte, rechts Mitte, rechts, Subwoofer, Surround links und rechts.
- Quote paper
- Florian König (Author), 2000, Standards der Heimkinotechnik, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/101149
