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Raum-Korrekturen

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richi44
Hat sich gelöscht
#1 erstellt: 07. Feb 2014, 12:34
Immer wieder trifft man auf Beiträge im Netz, wo nach Raumkorrektur-Geräten gefragt wird, beziehungsweise wo erklärt wird, was damit möglich sein soll.
Mir stellt sich zunächst die Frage, ob diese Überlegungen richtig sind und wie „Überhöhungen“ und „Löcher“ im Frequenzgang entstehen und wie diesen begegnet werden kann, ob also so „Antimode“ und Equalizer (mit oder ohne automatischer Einmessung) Sinn machen oder ob ein anderes Vorgehen geeigneter wäre…

Betrachten wir einen Raum, so gibt es einen Punkt, an welchem wir den Lautsprecher aufgestellt haben. Es gibt einen zweiten Punkt, an welchem wir uns als Zuhörer befinden. Dann gibt es Flächen wie Wände, Boden und Decke, welche den Schall mehr oder weniger gut reflektieren. Und schliesslich gibt es Möbel und Gegenstände, welche aufgrund ihrer Form und Grösse bestimmte Frequenzen streuen oder absorbieren.
Und es gibt bei den Lautsprechern solche, welche den Schall relativ gebündelt abgeben und andere, welche breit abstrahlen.

Jetzt ist die erste Überlegung die, welche Auswirkungen dies alles hat. Sicher ist, dass der Schall des Lautsprechers direkt zum Zuhörer gelangt und dies auf dem kürzesten Weg. Sicher ist aber auch, dass der Schall auch an den Flächen und teils an den Gegenständen reflektiert wird. Diese Reflexionen kommen nun nicht auf dem kürzesten Weg zum Zuhörer, sondern IMMER etwas verzögert, denn der Schall muss ja zuerst die Wand treffen und von da reflektiert werden, bevor er beim Zuhörer eintrifft. Somit kann die Reflexion nicht früher eintreffen als der Direktschall. Dies ist EIN Ansatz.
Der zweite ist nun, dass am Ohr die (positive oder negative) Summe von Direktschall und verzögerter Reflexion zu vernehmen ist. Und aus der Laufzeit ergeben sich Phasenverschiebungen, welche einmal laufzeitabhängig sind (wie lange es dauert, bis die Reflexion ebenfalls am Ohr eingetroffen ist) und andererseits frequenzabhängig (weil es bei tiefen Frequenzen länger dauert, bis wieder ein „Maximum“ auftritt als bei hohen Frequenzen). Wäre die Addition (einer einzigen Reflexion) 100%, so wären bei Gegenphasigkeit absolute Auslöschungen möglich, bei Gleichphasigkeit aber eine Anhebung auf doppelte Leistung (+3dB). Dies bezieht sich auf die Leistung und NICHT auf den Schalldruck!

Zu beachten ist jetzt, dass eine Überhöhung oder eine Auslöschung NIE von Beginn weg vorhanden ist, sondern frühestens nach der halben Zeit der Wellenlänge im Raum. Es ist damit klar, dass selbst bei 100%iger Auslöschung bei der impulsartigen Wiedergabe (der Ton wird eingeschaltet) der Direktschall vernommen wird, und die Auslöschung frühestens nach Ablauf der Zeit entsteht, welche nötig ist, die Reflexion beim Hörer eintreffen zu lassen.
Bleiben wir mal bei der Überhöhung. Diese könnte unter idealen Verhältnissen +3dB betragen. Das wäre dann der Fall, wenn es EINE Reflexion gibt, deren Pegel gleich dem Direktschall ist und deren Phase eine 100%ige Summenwirkung ergibt.
Würden wir mit einem Filter diese Überhöhung bekämpfen, so würde das Filter (im Normalfall) sofort wirken, also auch dann, wenn erst der Direktschall wirksam wurde. Damit würden wir den Frequenzgang des Direktschalls „verbiegen“. Das bedeutet, dass diese Korrektur nicht optimal funktioniert. Diese Korrektur würde aber durch einen Equalizer vorgenommen und damit ist klar, dass derartige Geräte nicht optimal sein können.

Betrachten wir die Sache aber mal, wenn Direktschall und Reflexion eine Auslöschung ergeben: Jetzt ist zunächst der Ton des Direktschalls zu vernehmen, nachher fällt dieser Ton wieder aus, da es ja zu Löschungen kommt.
Erstens könnte ich versuchen den Pegel elektronisch anzuheben. Würde ich dies um beispielsweise 3dB tun, so wäre der Ton im ersten Moment 3 dB zu laut. Es ändert aber nichts daran, dass sich Direktschall und Reflexion (im Idealfall) zu 100% aufheben. Ich kann also die Anhebung so stark machen wie ich will, das entstehende „Auslöschungsloch“ kann ich nie ausfüllen.

Wenn ich diese Überlegungen einfliessen lasse und allenfalls eine Messung mit einem „Berechnungsprogramm“ verbinde und daraus die Einstellungen eines Equalizers ableite, so wird das rein gar nichts. Es ist also nötig, weitere Überlegungen einzubringen.

Das fängt damit an, dass es im theoretischen Raum einen Direktschall und eine Reflexion gibt. Und es gibt drei Punkte, nämlich den Lautsprecher, das Messmikrofon und die reflektierende Wand. Daraus liesse sich das Obige ableiten.
Tatsache ist aber einmal, dass wir zwar EIN Mikrofon haben, aber dass sich die Auslöschungen je nach Mikrofonposition verändern. Eine Verschiebung von beispielsweise 16cm ergäbe ein Loch bei einer anderen Frequenz. Und wenn wir zwei Mikrofone verwenden und zwei getrennte Messungen anstellen, so haben wir unterschiedliche Frequenzen für die Auslöschungen.
Auf die Praxis bezogen bedeutet dies, dass ab einer bestimmten Frequenz die Löcher auf dem einen oder anderen Ohr entstehen, nicht aber auf beiden gleichzeitig. Und damit ist eine Korrektur SO nicht zielführend.

Und wir sind im Moment von einem theoretischen Raum ausgegangen, welcher definierte Reflexionen bei definierten Frequenzen zeigt und dabei immer nur eine. In der Praxis haben wir nie eine 100%ige Reflexion und niemals auch nur eine, sondern eine Vielzahl. Das bedeutet, dass wir eigentlich keine praxisnahen Berechnungen anstellen könnten.

Der Unterschied zwischen Theorie und Praxis ist einmal, dass wir nicht mit einem Mikrofon messen, sondern mit deren zwei (Ohren), dass sich aber zwei Mikrofone nicht „mono“ zusammen schalten lassen, um zu einem realistischen Resultat zu kommen. Wir müssten quasi die Mikrofonsignale auf ihren Pegel untersuchen und diese „Pegelspannungen“ addieren, nicht das eigentliche Tonsignal.
Weiter haben wir wie erwähnt viele Reflexionen mit unterschiedlichen Wirkungszeiten. Die Wirkung tritt ja erst ein, wenn die Reflexion beim Zuhörer angekommen ist. Das bedeutet, dass sich das Klangbild durch die Überhöhungen und Löcher erst nach und nach bildet. Wenn wir eine „pauschale“ Korrektur vornehmen, so klingen ausgehaltene Töne, etwa von einer Orgel, natürlich, der Klang eines Orchesters mit teils impulsartigen Klängen aber ist verfälscht.

Wenn wir also Abhilfe schaffen wollen, so müssen wir dafür sorgen, dass es zu weniger (starken) Reflexionen kommt. Dies kann einerseits durch Lautsprecher mit stärker gerichteter Abstrahlung erreicht werden (für Frequenzen über 300Hz), andererseits aber durch „bauliche“ Massnahmen. So kann man im Raum Absorber anbringen oder auch Schallverteiler, welche die harten Reflexionen dadurch „aufweichen“, dass es nicht mehr Reflexionspukte gibt, sondern Reflexionsbereiche und dass es in der Folge nicht mehr zu so starken Löschungen und Überhöhungen kommt.

Eine elektronische Abhilfe müsste eigentlich die Wirkzeiten der Reflexionen berücksichtigen und nachbilden. Mit reinen „Entzerrmassnahmen“ ist da keine wirkliche Verbesserung möglich. Diese kann von Fall zu Fall als positiv oder negativ empfunden werden. Ob „bessere“ Geräte die Fehler wirklich beheben können ist nicht ausgeschlossen, müsste aber im Einzelfall geprüft und nachgewiesen werden. Und das erfordert umfangreiche akustische Messungen, die mit Amateur-Mitteln nicht möglich sind. Tatsache ist jedenfalls, dass in Studio-Regieräumen kaum noch solche „Entzerrgeräte“ eingesetzt werden, sondern dass vermehrt auf die baulichen Massnahmen gesetzt wird, ebenso auf Lautsprecher mit schmaler Abstrahlung.

Wenn es einen Bereich gibt, welcher allenfalls mit Entzerrern behandelt werden kann so ist es der Bass. Dabei ist zu beachten, dass gerade im Bass Probleme entstehen können. Es ist Tatsache, dass bei den meisten üblichen Lautsprechern eine gerichtete Abstrahlung im Bass nicht stattfindet und dass daher die Reflexion nicht dadurch reduziert werden kann. Stellt man nun einen Lautsprecher z.B. auf einen Ständer und erst noch von der Rück- und Seitenwand entfernt auf, so strahlt er im Bass (bis ca. 300Hz) kugelförmig ab. Die Reflexionsdämpfung, die man von Vorhängen oder ähnlichem kennt, existiert in dem Frequenzbereich nicht. Also ergibt sich bei einem Abstand von z.B. 1m zu den Reflexionsflächen eine Auslöschung bei 85Hz und eine Überhöhung bei 170Hz. Und weil die Abstände möglicherweise alle gleich sind ist deren Wirkung besonders stark.
Demgegenüber entstehen bei Einbau der Lautsprecher in die Frontwand weit weniger Reflexionen und damit auch weniger Frequenzgangfehler. Man findet daher in Studios oft die Frontlautsprecher in die Frontwand eingebaut. Dadurch, dass nun der Bass nicht mehr kugelförmig abgestrahlt wird sondern nur halbkugelförmig wird die Leistung auf die halbe Kugel beschränkt und damit ist sie in dem Bereich höher. Dies hat eine Bassanhebung zur Folge, abhängig von der Grösse der Box (also in dem Bereich, in dem aus der Kugel-Abstrahlung eine gerichtete wird). Dies lässt sich mit einem Equalizer (bevorzugt einem parametrischen) korrigieren. Aber eigentlich nur dieser Fehler!
cr
Moderator
#2 erstellt: 07. Feb 2014, 14:10
Die Konsequenz aus dem Gesagten ist, dass es sich eigentlich nicht lohnt, wie heute üblich, wahnsinnig aufwendige Passivweichen (Bauteilefriedhof) mit Saugkreisen etc. zu konzipieren, um ein, zwei dB zu linearisieren.....
Deep6
Stammgast
#3 erstellt: 08. Feb 2014, 09:04
Und jetzt? Das digitale Raumkorrektur per entsprechender Software (nicht EQ) funktioniert ist doch durch Messungen der Ergebnisse hinreichend belegt. Es wird ja nicht nur der Frequenzgang linearisiert sondern auch Phase und Gruppenlaufzeit.

Falls die Aussage ist, das man Moden zuerst mit der Raumgestaltung entgegen wirken soll - ja natürlich. Wenn man die Möglichkeiten dazu hat.
richi44
Hat sich gelöscht
#4 erstellt: 08. Feb 2014, 11:20
Die Sache mit den Lautsprecherweichen ist nicht ganz so einfach. Was will ich damit erreichen? Eine Entzerrung der Chassis ist für mich im Grunde denkbar, eine Raumentzerrung sicher nicht, denn die Weiche ist "für die Ewigkeit" gebaut.
Und wie wirkt sich ein Fehlverhalten der Chassis aus? Das sind doch in erster Linie Resonanzen der Membran, also irgendwelches Aufbrechen. Und das geschieht meist nicht von Anfang an, sondern unterliegt einem Ein- und Ausschwingen. Also müsste die Weiche genau den gleichen zeitlichen Verlauf aufweisen wie die Chassis. Und das ist Wunschdenken. Ich komme schneller zum Ziel wenn ich Chassis verwende, welche so perfekt als möglich sind. Dann kann ich mir die ganzen "Korrekturen" sparen.

Und die Sache mit dem Messen ist ein anderes, schwieriges Kapitel. Ich habe erklärt, dass eine "Messung" mit einem Kugelmik im Raum nichts damit zu tun hat, wie wir den Raum erleben. Das fängt schon damit an, dass wir zwei Ohren mit bestimmten Richtcharakteristika haben. Es ist also fast wie bei der Lautsprecherweiche: Eine Fehlerkorrektur ist prinzipiell möglich, aber ob da alle Auswirkungen in ihrem zeitlichen Ablauf erfasst werden ist fraglich. Und selbst wenn wir "Messungen" mit Kunstkopf-Mikrofonen durchführen (die entweder zu rudimentär sind, um sinnvolle Resultate zu liefern, also z.B. Ohren aus Schaumstoff, oder Konstruktionen wie Neumann, welche durch die Montage der Miks im Kopf Resonanzen und Phasenfehler erzeugen) so müssen wir uns im Klaren sein, dass das Ergebnis allenfalls einem Durchschnittshörer entspricht, nicht aber dem einzelnen Individuum. Und was nicht zu berücksichtigen ist bei solchen Systemen das ist die momentane Situation. Eigentlich müsste immer die selbe Person am selben Ort mit der selben Kleidung da sitzen, damit die Raum- und Höreigenschaften immer gleich wären.
Und in der Regel beschreibt eine solche Messung den eingeschwungenen Zustand. Und der ist zwar nicht zu vernachlässigen, aber auch bei weitem nicht allein bestimmend.

Vielleicht noch dies: Wenn ich den Messschrieb eines Genelec Zweiweglautsprechers anschaue und jenen eines Dreiweg, so sind die Frequenzgänge praktisch identisch. Höre ich mir die Lautsprecher aber im Vergleich an, so sind deutliche Unterschiede festzustellen. Ich lasse hier keine Mutmassung vom Stapel, woran dies wohl liegen möge. Fakt ist, dass es die hörbaren Unterschiede gibt und die sind gross genug, dass sich irgend etwas vernünftiges in den Messungen zeigen müsste. Wenn wir aber diese hörbaren Unterschiede nicht erklären und nicht messen können, dann ist es für mich fraglich, ob ich bei den üblichen Raummessungen die hörbaren Klangunterschiede als "Wert" heraus bekomme und damit eine Verbesserung hin bekomme.
Oder ein anderes Beispiel: Es gab von Studer Studiomonitore, welche das Ausschwingen des Basses mit einem negativen Ri des Verstärkers verbessern wollten. Es ist unbestritten, dass sich das Ausschwingen im Bass verbessert hat. Es ist aber Tatsache, dass sich das Einschwingen dadurch verschlechtert hat (was erklärbar ist). Dieses wurde aber nicht gemessen, dabei ist gerade der Einschwingvorgang jenes Kriterium, welches vom Gehirn als Beurteilungs-Grösse verwendet wird. Tatsache ist jedenfalls, dass diese Monitore im direkten Vergleich mit anderen Konstruktionen ohne diese "Gegenkopplung" im Einschwingverhalten hörbar schlechter waren und daher oft nicht zum Einsatz kamen.

Tatsache ist, dass ich Raumfehler durch Raum-Massnahmen am ehesten begegnen kann. Wenn ich dafür sorge, dass der Raum möglichst wenige negative Einflüsse besitzt, ist eine Korrektur meist nicht nötig. Das ist wie bei den Lautsprecherchassis. Wenn es nichts zu korrigieren gibt bin ich generell auf der besseren Seite.
Deep6
Stammgast
#5 erstellt: 10. Feb 2014, 10:05

richi44 (Beitrag #4) schrieb:
Und die Sache mit dem Messen ist ein anderes, schwieriges Kapitel. Ich habe erklärt, dass eine "Messung" mit einem Kugelmik im Raum nichts damit zu tun hat, wie wir den Raum erleben. Das fängt schon damit an, dass wir zwei Ohren mit bestimmten Richtcharakteristika haben. Es ist also fast wie bei der Lautsprecherweiche: Eine Fehlerkorrektur ist prinzipiell möglich, aber ob da alle Auswirkungen in ihrem zeitlichen Ablauf erfasst werden ist fraglich. Und selbst wenn wir "Messungen" mit Kunstkopf-Mikrofonen durchführen (die entweder zu rudimentär sind, um sinnvolle Resultate zu liefern, also z.B. Ohren aus Schaumstoff, oder Konstruktionen wie Neumann, welche durch die Montage der Miks im Kopf Resonanzen und Phasenfehler erzeugen) so müssen wir uns im Klaren sein, dass das Ergebnis allenfalls einem Durchschnittshörer entspricht, nicht aber dem einzelnen Individuum. Und was nicht zu berücksichtigen ist bei solchen Systemen das ist die momentane Situation. Eigentlich müsste immer die selbe Person am selben Ort mit der selben Kleidung da sitzen, damit die Raum- und Höreigenschaften immer gleich wären.
Und in der Regel beschreibt eine solche Messung den eingeschwungenen Zustand. Und der ist zwar nicht zu vernachlässigen, aber auch bei weitem nicht allein bestimmend.


Das solch eine Messung und Korrektur auf nur einen Platz (Hörplatz, "zwischen den Ohren") nur ein Kompromiss sein kann ist - denke ich - ja auch allen klar.

Trotzdem kann es für diesen Platz eine extreme Verbesserung darstellen die anders eventuell auch nicht herbeiführbar sein könnte.

Ich weis ja nicht was Du in der Richtung DRC schon veranstaltet hast, aber bei mir zu Hause ist der Effekt gigantisch. Nicht nur das "meine" brutale Raummode bei ca. 41-45Hz völlig korrigiert wird, die Ortbarkeit von Instrumenten und die Darstellung von Details hat auch deutlich zugenommen. Von so Kleinigkeiten wie das der Bass jetzt in jeder Tonlage sauber und gleichlaut zu hören ist mal ganz abgesehen.

Und das in einem Raum und bei einer Aufstellung die sicherlich schon ziemlich gut sind (Lautsprecher stehen frei und symmetrisch, der Raum hat kaum Probleme mit dem Nachhall, sehr gutes Stereodreieck, gut gedämpft aber nicht überdämpft etc.). Ich habe Basotect im Raum, Teppiche, Vorhänge, die ganze Anlage und Sofa/Möbel möglichst symmetrisch aufgestellt, Diffusoren in Form von CD-Regalen und Pflanzen - mehr ist da bei uns zu Hause kaum möglich.

Die meisten Leute können nun mal keine raumhohen Kantenabsorber ins´s Wohnzimmer stellen oder kubikmetergroße Helmholtzabsorber. Das ist in vielen Räumen schon baulich kaum umsetzbar.

Und ja, bei mir sitzt immer die gleiche Person am gleichen Ort, da ich bei uns zu Hause der einzige bin der "bewusst" Musik hört. Von daher passt die Lösung in meinem Fall.
MuMo
Ist häufiger hier
#6 erstellt: 10. Feb 2014, 10:52

Und selbst wenn wir "Messungen" mit Kunstkopf-Mikrofonen durchführen (die entweder zu rudimentär sind, um sinnvolle Resultate zu liefern, also z.B. Ohren aus Schaumstoff, oder Konstruktionen wie Neumann, welche durch die Montage der Miks im Kopf Resonanzen und Phasenfehler erzeugen) so müssen wir uns im Klaren sein, dass das Ergebnis allenfalls einem Durchschnittshörer entspricht, nicht aber dem einzelnen Individuum.


Frage dazu: Unser Gehirn ist gewohnt unseren Kopf zu hören, das ist für ein "richtiges" Hören sogar wichtig. Dementsprechend darf der Kopf auf der Aufnahme überhaupt nicht vorhanden sein, weil wir ihn sonst zweimal hören. Das sollte auch ein Vorteil von Lautsprecherwiedergabe gegenüber Kopfhörer sein, weil man bei letzterem einen Kunstkopf für die Aufnahme verwenden müsste (solche Aufnahmen gibt es ja). Aber in aller Regel werden Aufnahmen doch ohne Kunstkopf angefertigt, und es ist eigentlich auch nicht sinnvoll mit einem zu messen..?!?
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