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Titel-CD Binauraltechnik: Mit zwei Ohren


Stereoplay - epaper ⋅ Ausgabe 1/2019 vom 07.12.2018

Binauralen Aufnahmen eilt ein legendärer Ruf voraus. Trotzdem fristen sie ein Nischendasein. Was steckt hinter ihrer überragenden Räumlichkeit?


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Bildquelle: Stereoplay, Ausgabe 1/2019

Beispielmessungen von kopfbezogenen Übertragungsfunktionen für seitlichen (rot, blau) und frontalen (grün) Schalleinfall.


Der Mensch nimmt seine Umgebung akustisch mit beiden Ohren wahr, die sich seitlich am Kopf befinden und einen gewissen Abstand zueinander haben. Üblicher weise rechnet man mit 15 bis 20 cm. Dadurch ergeben sich gewisse Unterschiede zwischen den beiden Seiten: Schallwellen kommen an dem Ohr, das der Schallquelle zugewandt ist, etwas früher und ...

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... auch etwas lauter an, als am abgewandten Ohr. Dazu kommen noch charakteristische Frequenzmuster, die durch Brechung und Reflexion an den Ohrmuscheln entstehen. Das Gehör wertet diese komplexen Signalmerkmale aus und kann daraus ableiten, aus welcher Richtung der Schall einfällt – und zwar mit einer erstaunlich hohen Genauigkeit.

Die Signalmerkmale lassen sich auch messtechnisch erfassen, die Experten sprechen dann von einer kopfbezogenen Übertragungsfunktion oder von einer HRTF, was dasselbe bedeutet und nur die Abkürzung der englischen Übersetzung (Head Related Transfer Function) ist. Das Diagramm zeigt sowohl das Ergebnis bei seitlichem Schalleinfall auf das zugewandte (rot) und auf das abgewandte Ohr (blau), als auch bei frontalem Schall einfall für beide Ohren (grün). Im zweiten Fall treten zwar keine frequenzabhängigen Laufzeit- oder Pegeldifferenzen auf, weil sich die Schallquelle genau mittig zwischen den beiden Ohren befindet, aber das Frequenzmuster, das die Richtung bestimmt, ist deutlich zu erkennen.

Der Smyth Realiser simuliert virtuelle Mehrkanalsysteme mit Binauraltechnik, wobei er Kopfbewegungen kompensiert.


Mit simplen Mitteln
Die Idee der Binauraltechnik ist so einfach wie genial: Erfasst man diese Signalunterschiede direkt an den Ohren, zum Beispiel mit einem Mikrofon im Gehörgang, und gibt sie später mit einem Kopfhörer direkt an den Ohren wieder, bleiben alle Richtungsinformationen für das Gehör erhalten. So nimmt man eine exakte akustische Kopie der Originalszene mit allen räumlichen Details wahr.

Um die Technik auf der Aufnahmeseite handhabbarer zu machen, entwickelte man sogenannte Kunstköpfe. Sie bilden die Anatomie eines menschlichen Kopfs mehr oder weniger exakt nach und haben Ohren mit eingebauten Mikrofonen. Man experimentierte auch mit einfacheren Anordnungen, etwa kopfgroßen Kugeln oder zwei Mikrofonen im Ohrabstand mit einer Trennscheibe dazwischen, wobei sich letztlich doch der Kunstkopf durchsetzte.

Bei Kunstkopfaufnahmen kann man Schalleinfall aus allen Richtungen wahrnehmen, also auch von der Seite, von hinten oder von oben. Sie liefern daher ein besonders überzeugendes Gesamtbild der akustischen Szene mit einer beeindruckend realistischen Raumdarstellung, die seit jeher für Faszination sorgt. Die Kunstkopftechnik hat allerdings zwei gravierende Nachteile: Unbearbeitete Aufnahmen sind für eine direkte Lautsprecherwiedergabe nicht geeignet, weil sich die Schallfelder aus beiden Kanälen überlagern und die aufgenommenen Richtungsinformationen an den Ohren nicht mehr exakt reproduziert werden können. Das ist auch der Hauptgrund, warum die Binauraltechnik nie über ein Nischendasein hinauskam, auch wenn spezialisierte Labels wie Chesky Records das Problem mittlerweile gut im Griff haben.

Hier hören Sie binaural

Wer durch die Titel-CD auf den Geschmack gekommen ist, findet bei Chesky Records jede Menge weiteres Futter.


Mittendrin statt nur dabei: Die Plattform überträgt Konzerte aus dem Züricher Jazzclub Moods, live und binaural.


Cybele Records, hinter dem die Macher von HD Classic stecken, bietet eine Auswahl an hervorragenden binauralen Orgelaufnahmen.


Der zweite Nachteil ist, dass die aufgenommene Szene völlig statisch ist. Bewegt man beim Abhören den Kopf, bewegt sich der Raum gewissermaßen mit. Ein Blick in Richtung Schallquelle ist also nicht möglich. Aber auch dafür gibt es einen Lösungsansatz. Spezielle Kopfhörersysteme wie der Smyth Realiser können die Kopfbewegungen erfassen und steuern die Wiedergabe entsprechend nach, der Raum bleibt absolut stabil. Dem Vormarsch der Binauraltechnik steht also nichts mehr im Weg.

Kopfähnliche Vorrichtungen sollen die für das Gehör relevanten Richtungsinformationen erfassen. Am besten funktioniert das mit einem Kunstkopf (Mitte), aber auch mit einfacheren Mitteln wie einem Kugelflächenmikrofon oder einer simplen Trennscheibe.