Verzerrungen - Theorie und Praxis

Hallo zusammen,

zunächst will ich mal auf ein alltägliches Problem eingehen, woraus dann so nach und nach auch ein Lexikon-Beitrag entstehen soll.

Wir kennen es - wir wollen etwas aufnehmen. Wir stellen uns dazu viele Fragen, welche Mikrofone, wie viele, welches Aufnahmesystem und weiter viel blabla, was jetzt aber nicht das Thema sein soll.

Dazu das praktische Beispiel: Ein Konzert gestern sollte mitgeschnitten werden. Der Raum, eine etwa 300m² große Mehrzweckhalle mit etwa 1m hoher, abgesetzter Bühne von etwa 80m², worauf das komplette Orchester Platz finden sollte.

Als Mikrofon wählte ich zwei Sennheiser E914 auf einem großen Overhead-Stativ (was tatsächlich aber ein stinknormales Stativ mit zwei übereinandergeschraubten Auslegern und Stereoschiene war). So etwas sollte nur mit leichten Kleinmembran-Kondensatoren von geringem Gewicht gemacht werden, keinesfalls sollten hier schwere Großmembraner oder Röhrenmikrofone eingesetzt werden, da dadurch die Konstruktion zu wackelig wird, hier sind dann zwingend richtige Overhead-Stative mit ordentlichem Gewicht und großem Aufstellkreis einzusetzen. Der Standbereich sollte abgesperrt werden.

Zur Probe wählte ich zunächst das ORTF-Aufnahmesystem mit 110° Winkel und 17cm Mikrofonbasis. Das Testhören zeigte, dass der Hall der Halle sehr viel weniger in den Mix mit einfloss und somit die Aufnahme mit dem tendenziell trockenen ORTF-System zwar sehr klar durchhörbar, aber nicht natürlich klang, dazu war mir der Stereoeffekt zu gering. Darum wurde zum Konzert der Abstand der Mikrofonköpfe auf etwa 35cm erhöht und der Winkel auf knapp 100° verkleinert. Wegen knappem Zeitplan war auch keine Zeit für viele Experimente, sodass dieses angenährte NOS-System verwendet wurde.

Zuhause ließ sich feststellen, dass hierdurch ein sehr viel räumlicherer Klang durch mehr indirektem Schall von den Bühnenwänden zustande kam. Auch die Kanäle zeigten eine deutlich größere Differenz zueinander, für meinen Geschmack etwas zu viel, was sich aber durch Verschieben des Panoramas mehr zur Mitte hin ohne Probleme wieder etwas "dichter" bekommen lässt.
Was sich auch offenbarte war meine Befürchtung, dass das Schlagzeug-Ensemble etwas zuviel des Guten für die eingestellte Vorverstärkung war, sodass laute Stelle hier etwas verzerrt sind, was durch die digitale Aufnahme leider deutlich hörbar ist.
Das legt nahe, beim nächsten Mal einen analogen Kompressor und Limiter vorzuschalten. Da ich aber eher dazu neige, Instrumental-Aufnahmen ihre natürliche Dynamik zu lassen, möchte ich Kompressoren eigentlich nur sehr dezent einsetzen und ein plötzlich eintretender Limiter ist auch nicht so toll.

Dazu ist das Kind sprichwörtlich nun schon in den Brunnen gefallen - wie kann ich die Verzerrung hier wieder herausbekommen?
Dazu wollen wir uns in der Theorie einmal anschauen, wie das Clipping aussieht. Hier eine besonders laute Passage, die nicht mehr ordnungsgemäß verarbeitet werden konnte:



Das Signal wird an dieser Stelle zunächst etwas abgesenkt, um Freiraum für Korrekturen zu bekommen. Natürlich sollte dies für das gesamte aufgenommene Stück getan werden. Ich werde an dieser Stelle jedoch einen Kompressor einsetzen, da hier die Dynamik doch ein Hauch zuviel des Guten ist, sodass diese Stelle schon natürlich abgesenkt werden wird:




Was wir nun versuchen, ist die ursprüngliche Kurvenform wieder herzustellen. Wie wir wissen, besteht dieser Klang aus einem Frequenzgemisch, welcher sich wiederum aus Grundton und Obertönen zusammensetzt. Zur Gewinnung eines natürlichen Signales hierbei schon das erste Problem - Schlaginstrumente generien keine Klänge, sondern Geräusche, die Obertöne müssen also nicht zwingend vielfache des Grundtones sein.
Hieraus wird uns schon klar, dass eine Rückgewinnung des natürlichen Signales unmöglich ist. Da wir uns aber nur auf sehr wenige zu korrigierende Halbewellen beschränken, können wir wahrscheinlich das deutlich hörbare Knacksen entfernen und stattdessen zumindest den Grundton in Sinusform wiederherstellen. Wie das am Ende aussehen soll, ist hier kurz veranschaulicht:




Nutzen können wir hierfür z.B. einen Sample-Editor, um die einzelnen Werte zu korrigieren. Das verwendete Freeware-Programm Audacity kennt dafür das eingebaute Tool "Zeichenwerkzeug", mit dem sich die Werte der einzelnen Samples beliebig verschieben lassen, sodass man zeichnerisch eine Sinusform zumindest annähren kann.

Schnell geht sowas mit einem Programm, welches automatisch gleiche aufeinanderfolgende Samplewerte erkennt und deren Werte sinusförmig anpasst.
So etwas braucht für WAV-Dateien, aus welchen sich die Samplewerte meist direkt in Binärform auslesen lassen, nicht allzu viele Codezeilen. Für meine Zwecke genügt dafür aber zunächst mal das Zeichenwerkzeug.

So viel bis hierhin einmal - Anregungen und auch Kritik sind gerne gesehen, Anwendungsbereiche, Verständnisfragen etc. natürlich ebenso.

Ein paar Hörbeispiele werden ich demnächst noch hinzufügen.