Difference between revisions of "Why Do You Need Time Correct Speakers?"
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Für die herausragenden Transienten gibt es die maximal erhöhte Aufmerksamkeit des Gehörs nebst dessen Fähigkeit, diese Transienten dem Gehirn noch vor der Frequenzanalyse zu signalisieren. Und das geschieht schon, bevor die "Wanderwelle" die Basilarmembran durchläuft und unabhängig davon! Als anschauliches Beispiel dient dazu das Knacken eines Zweiges - eine natürliche Transiente. Oder auch das Händeklatschen oder das feine Klicken einer kleinen Glasperle, die auf einem Steinfußboden aufprallt. Diese Schallereignisse bestehen aus einer extrem kurzzeitigen Impulsstruktur. Berechnet man das äquivalente Frequenzgemisch, aus dem sich diese Schallereignisse zusammensetzen, so liegen die tiefsten darin enthaltenen Frequenzen oftmals oberhalb dessen, was wir bei Hörtests mit Dauertönen überhaupt hören können. Und dennoch hören wir diese Schallereignisse, können sie auch noch voneinander unterscheiden und im frontalen Bereich bis auf ein Grad richtungsgenau und in der Entfernung orten. <br /> | Für die herausragenden Transienten gibt es die maximal erhöhte Aufmerksamkeit des Gehörs nebst dessen Fähigkeit, diese Transienten dem Gehirn noch vor der Frequenzanalyse zu signalisieren. Und das geschieht schon, bevor die "Wanderwelle" die Basilarmembran durchläuft und unabhängig davon! Als anschauliches Beispiel dient dazu das Knacken eines Zweiges - eine natürliche Transiente. Oder auch das Händeklatschen oder das feine Klicken einer kleinen Glasperle, die auf einem Steinfußboden aufprallt. Diese Schallereignisse bestehen aus einer extrem kurzzeitigen Impulsstruktur. Berechnet man das äquivalente Frequenzgemisch, aus dem sich diese Schallereignisse zusammensetzen, so liegen die tiefsten darin enthaltenen Frequenzen oftmals oberhalb dessen, was wir bei Hörtests mit Dauertönen überhaupt hören können. Und dennoch hören wir diese Schallereignisse, können sie auch noch voneinander unterscheiden und im frontalen Bereich bis auf ein Grad richtungsgenau und in der Entfernung orten. <br /> | ||
Impulsstrukturen mit Frequenzanteilen bis hinab in den Mitteltonbereich sind im akustischen Sinne unser täglich Brot. Sie bilden für das menschliche Hörorgan den für das Erkennen und Orten wesentlichen Schallanteil. Sie beinhalten bei natürlichen Schallereignissen die höchsten Amplituden. Hier ist die Empfindlichkeit des Gehörs am weitesten ausgeprägt. Das hat sich evolutionär so herausgebildet, es macht für uns den größten Sinn. Die Erkennung und Ortungsfähigkeit lässt in Richtung Bassbereich zunehmend nach und verschwindet im Tiefbassbereich nahezu. Brechen wir hingegen mehrere ca. 1 cm dicke, kurze, trockene Zweige, so klingt jedes Knacken anders und die Ortung funktioniert einwandfrei. Ein solches Geräusch, bei den darin fehlenden tieffrequenten Anteilen, löst die zur Frequenzanalyse in der Basilarmembran erforderliche Wanderwelle gar nicht aus. Wir hören, orten und charakterisieren einen knackenden Zweig ohne Frequenzanalyse, allein durch das Erkennen von Transienten! Will man Rückschlüsse auf die Hörbarkeit von etwas ziehen, so kommt man um die Schallstrukturanalyse nicht herum. Wir können den "Klangunterschied" verschiedener knackender Zweige hören, wir hören dementsprechend den "Klangunterschied" verschiedener Transienten. | Impulsstrukturen mit Frequenzanteilen bis hinab in den Mitteltonbereich sind im akustischen Sinne unser täglich Brot. Sie bilden für das menschliche Hörorgan den für das Erkennen und Orten wesentlichen Schallanteil. Sie beinhalten bei natürlichen Schallereignissen die höchsten Amplituden. Hier ist die Empfindlichkeit des Gehörs am weitesten ausgeprägt. Das hat sich evolutionär so herausgebildet, es macht für uns den größten Sinn. Die Erkennung und Ortungsfähigkeit lässt in Richtung Bassbereich zunehmend nach und verschwindet im Tiefbassbereich nahezu. Brechen wir hingegen mehrere ca. 1 cm dicke, kurze, trockene Zweige, so klingt jedes Knacken anders und die Ortung funktioniert einwandfrei. Ein solches Geräusch, bei den darin fehlenden tieffrequenten Anteilen, löst die zur Frequenzanalyse in der Basilarmembran erforderliche Wanderwelle gar nicht aus. Wir hören, orten und charakterisieren einen knackenden Zweig ohne Frequenzanalyse, allein durch das Erkennen von Transienten! Will man Rückschlüsse auf die Hörbarkeit von etwas ziehen, so kommt man um die Schallstrukturanalyse nicht herum. Wir können den "Klangunterschied" verschiedener knackender Zweige hören, wir hören dementsprechend den "Klangunterschied" verschiedener Transienten. | ||
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+ | Das asynchrone Einschwingen von Lautsprecherchassis innerhalb eines Lautsprechers führt zu starken, teilweise sogar einhundertprozentigen Verzerrungen von Impulsen. | ||
+ | Jedes derartige Lautsprechermodell erzeugt eine ihm eigene künstliche Impulsstruktur. | ||
+ | Der Klang der Impulswiedergabe der verschiedenen Lautsprechermodelle unterscheidet sich in etwa so wie der Klang der verschiedenen oben genannten Zweige. | ||
+ | Es wird im gewissen Sinne sogar so etwas wie eine Gleichheit erzeugt, da die Reaktion auf unterschiedliche Impulse, wie z.B. die knackenden Zweige, zu weitgehend ähnlichen, künstlich durch Asynchronität hervorgerufenen Druck-Zeit-Strukturen führt. | ||
+ | Dabei geht der ursprüngliche Klangcharakter der Schallereignisse verloren. | ||
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<br /> Die folgenden Artikel (rechts) aus ''Biologie in unserer Zeit, 1996'', beschreiben weitere Hintergründe über die Funktion des Gehörs. | <br /> Die folgenden Artikel (rechts) aus ''Biologie in unserer Zeit, 1996'', beschreiben weitere Hintergründe über die Funktion des Gehörs. | ||
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Revision as of 10:27, 9 February 2016
Historische Entwicklung des HörensIm Laufe von Jahrmillionen der Evolution hat sich das Gehör von Lebewesen auf zwei Aspekte hin optimiert: Beute orten und Gefahr erkennen. In beiden Fällen spielt der impulsartige Charakter von akustischen Signalen, d.h. die Transienten, die entscheidende Rolle. Entsprechend wertet das Gehör als erstes jene Signalanteile zur Bewertung und groben Ortung von Signalen aus, die allgemein als „erste Wellenfront“ bezeichnet werden. Für das Lautstärkeempfinden sind die Transienten (Einschwingvorgänge) von besonderer Bedeutung.
Die Nervensignalrate des Hörsinns (Nervenimpulse vom Gehör zum Gehirn) ist innerhalb der ersten Sekunden-Bruchteile eines Schallereignisses (dem Einschwingen) etwa 30-fach höher als bei den folgenden ausschwingenden Klängen. Dies ist die Folge der evolutionären Entwicklung des Gehörs mit der überlebenswichtigen Anforderung, mit extrem hoher Aufmerksamkeit auf abrupte Veränderungen zu reagieren, was eindeutig belegt, wo der Hörsinn seine höchste Empfindlichkeit hat. Erstaunlich ist, dass diese Signale innerhalb von nur ca. 10 Mikrosekunden ausgewertet werden. Diese Zeit umgerechnet in eine Frequenz (mit der Formel f = 1/t) ergibt eine Frequenz von 100.000 Herz! Der knackende ZweigEin Zitat der Firma Manger (Hersteller des Mangerwandlers):
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MusikMusikinstrumente wie beispielsweise Schlagzeuge, Glockenspiele, gezupfte Saiteninstrumente oder Klavier und Flügel erzeugen zahlreiche impulsartige Signale, und selbst weich gespielte Instrumente, wie beispielsweise Geigen, können beim Anspielen des ersten Tons ebenfalls zuerst ein impulsartiges Signal erzeugen. Wenn der Lautsprecher die ersten Halbwellen nicht rekonstruieren kann, dann verfehlt man die lautesten Stellen in der Musik. Eingeschwungene Töne gibt es bei natürlicher Musik nahezu ausnahmslos im Ausklingen von Tönen. Diese sind im Verhältnis zum Einschwingen leise und für das Erkennen und räumliche Ortung kaum von Bedeutung. Eingeschwungene Zustände wiederzugeben ist das, was heutige "sowieso schon gute LS" einigermaßen gut beherrschen. Das ist aber nur ein Teil des Musikgeschehens. Musik und andere Schallereignisse sind geprägt durch sprunghafte Wechsel, Einschwingvorgänge, Transienten. Musik ist auch Rhythmus, lebt von der Impulsdynamik. In der Musik, genauso bei natürlichen Umgebungsgeräuschen, z.B. in einem Film, erkennen und orten wir Schallquellen und Reflexionen, erhalten Information über Räume und Distanzen durch die zeitliche Kohärenz der Ereignisse. Das ist akustische Dreidimensionalität. Perfektes Übertragungsverhalten des Lautsprechers von Impulsen im Zeitbereich trägt demnach entscheidend zu einer authentischen Wiedergabe von Musik bei. |
Das folgende Zitat ist dem Buch "Hifi hören", Vogel Verlag, 1979, von Heinz Josef Nisius entnommen:
"Meß- und Hörvergleiche zeigen, dass das Impulsverhalten von Lautsprechern im Hinblick auf höchstmögliche Klangqualität gegebenenfalls wichtiger ist als ein auf ± 2 dB linearisierter Amplitudenfrequenzgang, gleichwohl dieser nicht unwichtig und auch eine Voraussetzung für gutes Impulsverhalten ist. Überspitzt formuliert kann man sagen, dass Impulstreue mit das wichtigste, zumindest das am schwersten zu erfüllende Qualitätskriterium eines Lautsprechers ist. Gleiches gilt auch für Tonabnehmer und Verstärker; beim Verstärker ist es allgemein anerkannt, beim Lautsprecher jedoch nicht.
Dass das Impulsverhalten, also das Ein- und Ausschwingverhalten von Lautsprechern, von ausschlaggebender Bedeutung für seine Klangqualität ist, wird erkennbar, wenn man eine monaurale Klavier-Tonbandaufnahme „falsch herum“, von hinten nach vorn abspielt. Auch lang ausgehaltene Akkorde sind dann nicht mehr als Klavierklang zu identifizieren, obwohl, insgesamt gesehen, frequenzamplitudenstatistisch „alles stimmt“. Allerdings sind die zeitlichen Zusammenhänge von Frequenz und Amplitude durcheinandergeraten. Und das verfälscht den Klang."
Der hörende MenschBeim hörenden Menschen treffen immer zwei wesentliche Aspekte aufeinander:
Die Hörphysiologie umfasst die Frequenzbandbreite und den Dynamikumfang des Gehörs sowie die Leitung der Nervenimpulse an das Gehirn. Die gesamte auditive Wahrnehmung wird wesentlich bestimmt durch die genetische, die naturale und die soziale Determination des Individuums. Der Mensch nimmt natürliche Schallereignisse, wie z.B. Musik, stets auf Basis seiner individuellen Determination war, in Natura ebenso wie bei der Reproduktion. Im Ergebnis entsteht immer auch ein Hör-Gefühl. Was uns beim Hören von reproduzierter Musik fehlt, ist die Referenz dafür, welche Information sich auf den Aufnahmen tatsächlich befindet. So unterliegt unsere Hörwahrnehmung immer auch einer Hörerwartung. Wenn wir ein original Schallereignis, z.B. den Einschwingvorgang einer Gitarrenseite hören, dann hören wir eine bestimmte Signalstruktur. Wir hören diese Signalstruktur mit allen physiologischen und psychologischen Eigenarten unseres Hörsinns. Daraus ergibt sich unser Höreindruck des Originals. Wenn wir eine Reproduktion genau so wahrnehmen wollen wie das Original, dann muss (!) die reproduzierte Schallstruktur identisch sein mit der original Schallstruktur, damit wir mit allen physiologischen und psychologischen Eigenarten unseres Hörsinns dasselbe Hörergebnis haben. Die Reproduktion darf keine Annahmen hörphysiologischer oder hörpsychologischer Eigenarten in sich tragen, denn zweimal Hörphysiologie / -psychologie-Einfuss hintereinander ist absurd und unlogisch und kann niemals zum originalgleichen Höreindruck führen. HörtypenDie Menschen lassen sich gemäß ihrer Vorlieben in drei Hörtypen einteilen. Wichtig bei der Differenzierung der Typen ist, dass jeder körperlich und geistig gesunde Mensch die Wahrnehmungsmuster aller drei Typen in sich trägt. Das, was eine Zuordnung zu einem Hörtyp begründet, ist seine Präferenz bei der Wahrnehmung. Wichtig zu bedenken ist auch, dass es bei jedem Menschen eine Schwankungsbandbreite gibt. Diese ist von vielen Faktoren wie zum Beispiel Hunger, Stress, Atmung, Wohlbefinden usw. abhängig. Daher bevorzugen wir in den unterschiedlichsten Zustands. / Stimmungslagen die für uns jeweils passende Musik. Der "Druck-Hörtyp" oder "tonale Hörtyp"Die Schwerpunkte sind:
Die sensorische Wahrnehmung von Druck ist eine der einfachsten Wahrnehmungsformen, die schon bei einfachen Lebensformen möglich ist. Die Frequenz von Druckschwankungen zu erkennen, die Tonhöhe im Gehirn zu erkennen und zu erinnern ist eine Erweiterung dieser Wahrnehmungsfähigkeit. Dynamik wird insbesondere als Differenz zwischen dem Mittelwert lauter Passagen und dem Mittelwert leiser Passagen empfunden. Druck-Hörer verspüren erst dann Wohlbefinden, wenn die Bass-Schallwellen den inneren Bauchraum stimulieren. Sie fühlen sich von zu viel Information und zu schnellen Vorgängen überfordert. Das geht häufig einher mit einer eingeschränkten Wahrnehmung von Räumlichkeit. |
Der "Rhythmus-Hörtyp" oder "analytische Hörtyp"Die Schwerpunkte sind:
Eine komplexere und schnellere Wahrnehmung ist erforderlich, wenn es um Impulsdynamik und komplexe Schwingungsmuster geht. Dem Gehirn werden hierbei schnelle analytische Fähigkeiten abverlangt. |
Der "Struktur-Hörtyp" oder "sinnliche Hörtyp"Die Schwerpunkte sind:
Dieser Hörtyp besitzt die ausgeprägten Eigenschaften der Visualisierung und Raum-Empfindung. Die Wahrnehmungsfähigkeit extrem schneller Vorgänge und hochkomplexer Strukturen gehört ebenso zu seinen Merkmalen. |
Phasenempfindlichkeit des GehörsDie Phasenempfindlichkeit, so auch die Erkennung von Fehlern im Phasengang, unterscheidet sich je nach Frequenzbereich. Im empfindlichen Hörbereich nehmen wir auch die Phasenverschiebungen empfindlicher war. Bei tiefen Frequenzen tritt aufgrund der Wellenlängen das Phänomen auf, dass Phasenverschiebungen bei Übertragung eines Klanges (Frequenzgemisch) die Grund- und Obertöne zeitlich extrem auseinander ziehen, denn 45° Phasenverschiebung bei tiefen Tönen entspricht einer viel längeren Zeit als bei hohen Tönen mit deren kurzen Wellenlängen. Der Hörsinn reagiert:
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Datei:Myro Ocean.jpg |
Die Natur der KlängeNatürliche Schallereignisse gründen im Prinzip auf der Anregung und dem Ausklingen. Am Beispiel einer Gitarren-Saite kann man den Vorgang gut beschreiben. Die Anregung der Saite erfolgt durch die Bewegungsenergie eines Fingers oder eines Plektrons. Die resulierende Initialschwingung der Saite ist ein Geräusch, das im wesentlichen von der Anschlagcharakteristik (Geschwindigkeit, Intensität, Ort) bestimmt wird. Unmittelbar nach der Anregung zwingt das Feder-Masse-System der Saite die Schwingungsfrequenz in Richtung der Resonanzfrequenz der Saite. Die Schwingungsenergie wird zudem auf dem Gitarrenkorpus übertragen und regt dort weitere Resonanzen an. All dies repräsentiert in der Summe den charakteristischen Klang dieses Instruments und die Spielweise des Musikers. Je nach Dämpfung der Saite klingt die Schwingung schnell oder langsam aus.
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