Ein wertvolles Hilfsmittel für die Dokumentation raumakustischer Maßnahmen stellt die Auralisation dar. Hierunter versteht man die Vermittlung eines Höreindrucks in einem Raum meist in Form einer stereophonen Kunstkopfaufnahme. Solche Aufnahmen können direkt in einem realen Raum mit einem Kunstkopf entstanden sein oder auch durch Simulation der akustischen Bedingungen in einem virtuellen Raum, wie er bei der raumakustischen Simulation üblicherweise in einem Computer erstellt wird. Virtuelle Kunstkopfaufnahmen berücksichtigen den Schalleinfall aus verschiedenen Raumrichtungen durch entsprechende Außenohrübertragungsfunktionen (AOÜF) (englisch: Head related transfer functions, HRTF).
Alle räumliche Information, die zur Beschreibung des Schallweges von einem Sender (S) zu einem Empfänger/Kunstkopf (R) erforderlich ist, steckt in der stereophonen Impulsantwort, die sich mit Hilfe heute üblicher Messverfahren leicht messen bzw. simulieren lässt. Durch einen Faltungsprozess, der sich mit heutigen Rechnern relativ einfach realisieren lässt, können beliebige Quellsignale, möglichst ohne räumliche Information, mit der Impulsantwort verarbeitet werden. Wurde bei der Erstellung der Impulsantwort auch die Richtungsabhängigkeit der Schallabstrahlung der Quelle berücksichtigt, so ergibt sich als Ergebnis der Faltung ein Klangsignal, das beim Abhören über einen geeignet entzerrten Kopfhörer den akustischen Eindruck vermittelt, als befände man sich als Hörer im gleichen Raum wie die Schallquelle.
Hörbeispiel: 1. Aufnahme eines Sprechers im reflexionsarmen Messraum
.wav Datei 460 KB oder .mp3 Datei 84 KB
2. Auralisation eines Sprechers in einem virtuellen Raum
.wav Datei 1340 KB oder .mp3 Datei 123 KB
Auralisation bei tiefen Frequenzen
Auch in akustisch gut ausgestatteten Räumen kann die Wiedergabe tiefer Frequenzen durch Raumresonanzen beeinflusst werden. Da die tiefen Frequenzen insbesondere in kleinen Räumen von Raumsimulationsprogrammen nicht realistisch behandelt werden, wurde in der Arbeitsgruppe 1.63 ein Programm erstellt, mit dem solche Klangmodifikationen durch Raumresonanzen hörbar gemacht werden können. Ähnlich wie in Raumsimulationsprogrammen sind die Abmessungen und die Absorption des Raumes sowie die Positionen der Schallquelle (z.B. eines Lautsprechers) und des Abhörpunktes einzugeben. Aus den berechneten Übertragungsfunktionen (von der Schallquelle zum Empfänger), bzw. deren Impulsantworten lassen sich für beliebige raumklangfreie Eingangssignale die Klangverhältnisse am Abhörort simulieren.
Dies sei hier am Beispiel eines 5.1 Surroundsound-Abhörraums demonstriert (vgl. Abb).
Als Quellsignal dient Sprache, die im reflexionsfreien Raum der Arbeitsgruppe aufgenommen worden ist: .wav Datei 513 KB oder .mp3 Datei 93 KB. Was der Hörer in diesem Raum hören würde, lässt sich hier hören: .wav Datei 509 KB oder .mp3 Datei 234 KB. Zum Abhören dieses monophonen Beispiels sollte unbedingt ein Kopfhörer verwendet werden, da sonst die Resonanzen des eigenen Abhörraumes den Klang zusätzlich verfälschen. Obwohl für diesen Fall die Wandabsorption auch bei tiefen Frequenzen relativ hoch angenommen wurde (50%), sind deutliche Unterschiede zum Originalklang zu hören. Noch deutlicher wird es, wenn nur die tiefen Frequenzen zu hören sind. Die folgende Aufnahme wurde durch Faltung mit folgender Übertragungsfunktion erstellt: .wav Datei 509 KB oder .mp3 Datei 234 KB
Auralisation: Teppichboden oder Fliesen?
Bei der Sanierung von Räumen stellt sich oft die Frage nach dem optimalen Fußbodenbelag, wobei meist nichtakustische (z.B. hygienische) Argumente zur Entscheidung zwischen Teppichboden oder Fliesen ausschlaggebend sind. Welchen Einfluss diese Entscheidung auf die Klangwiedergabe über Lautsprecher oder bei Sprache hat, lässt sich leicht mit einer Computersimulation auralisieren. Das im reflexionsarmen Raum aufgenommene Signal eines Sprechers (.wav Datei 460 KB oder .mp3 Datei 84 KB) kann in einem Wohnraum mit Teppichboden ( .wav Datei 1165 KB oder .mp3 Datei 107 KB) oder mit Fußbodenfliesen ( .wav Datei 1165 KB oder .mp3 Datei 107 KB) zur Simulation des Klangunterschiedes verwendet werden. Für die starke Dämpfung des Klanges ist der relativ hohe Absorptionsgrad des Teppichbodens verantwortlich, der mit der Frequenz ansteigt. (Siehe Abb.)
Frequenzabhängigkeit des Absorptionsgrades eines Teppichs
Frequenzabhängigkeit des Absorptionsgrades von Fliesen
© Physikalisch-Technische Bundesanstalt, letzte Änderung: 2011-10-31, Andreas Schmidt
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