Virtuelle Realität fürs Ohr

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Sogenannte Wellenfeldsynthese ermöglicht es, Schallquellen scheinbar beliebig im Raum zu platzieren – und zwar so, dass sie für jeden Zuhörer gleich klingen. Ähnliche Systeme verbessern sogar den Sound von Handys.

Erst war Mono, dann Stereo, dann Surroundsound mit fünf, schließlich sieben Kanälen und ebenso vielen Lautsprecherboxen – meist ergänzt um einen Subwoofer für ganz tiefe Töne: So könnte man die Technikgeschichte der Audiowiedergabe grob zusammenfassen. Seit vielen Jahren sorgt zudem Digitaltechnik für klaren Klang, und das Frequenzspektrum umfasst bei hochwertigeren Anlagen seit Langem den vollen Umfang dessen, was das menschliche Gehör wahrzunehmen vermag: Töne von 20 bis 20.000 Hertz. Man könnte also fragen, was die weitere Entwicklung in der Audiotechnologie überhaupt noch bringen soll.

Offenbar scheint aber eine Steigerung möglich – selbst für die Ohren von Laien. Das lassen zumindest die Erfahrungsberichte zum neuesten Kinosound-Standard "Dolby Atmos" vermuten: Schon der Atmos-Trailer lasse allenthalben die Kinnladen herunterklappen. Zwischenmenschliche Szenen würden emotional dichter. Die ganze akustische Kulisse versetze einen in nie da gewesener Weise mitten in die Handlung – so oder ähnlich klingen die einhelligen Kommentare derer, die das neueste System der kalifornischen Soundschmiede in Aktion erlebt haben. In Deutschland ist das vor zwei Jahren eingeführte System inzwischen in gut einem Dutzend Kinosäle installiert, unter anderem in Berlin, Hamburg und Nürnberg.

Worauf beruht der qualitative Sprung? Atmos wartet mit noch mehr Boxen auf und bezieht erstmals auch die dritte Dimension durch Deckenlautsprecher mit ein. Doch die eigentliche Revolution findet hinter den Kulissen statt: Bei der Produktion wird der Sound nämlich nicht – wie sonst üblich – für eine gewisse Anzahl von Kanälen fertig abgemischt. Stattdessen bekommt jede Klangquelle eine räumliche Position zugeordnet. Die kann sowohl innerhalb als auch außerhalb des Zuschauerraums liegen und sich auch verändern.

Diese Metadaten bilden mit der zugehörigen Tonspur ein sogenanntes Audioobjekt. Erst bei der Wiedergabe "rendert" ein spezieller Audioprozessor den Sound – berechnet also aus den Audioobjekten, was genau jede einzelne Box in welcher Lautstärke wiedergeben muss. Dadurch lassen sich Geräusche viel präziser positionieren, als das bei fünf oder sieben Kanälen möglich ist. Vor allem aber kann sich das System optimal an die jeweilige Wiedergabesituation wie Zahl und Ort der Boxen anpassen.

Der Umstieg auf objektbasiertes Audio behebt zudem ein Problem bisheriger Raumbeschallungen. "Nur für Hörer mit optimaler Platzierung in der Mitte stimmt der räumliche Eindruck", erläutert René Rodigast vom Fraunhofer-Institut für Digitale Medientechnologie (IDMT) in Ilmenau. Einfaches Beispiel: Soll eine Schallquelle bei Stereowiedergabe mittig erscheinen, tönen beide Lautsprecher genau gleich laut. Bewegt sich der Hörer jedoch zur Seite, kommt er also einer Box näher, nimmt er diese lauter wahr – die Schallquelle scheint ebenfalls zu dieser Seite zu wandern.

"Dieses Problem lässt sich durch mathematische Algorithmen und eine geeignete Verteilung von Lautsprechern im Raum auflösen", sagt Rodigast. Die Boxen würden dann eine Art Klanghologramm erzeugen, das die Zuhörer komplett einhüllt. Das Fraunhofer IDMT baute eine entsprechende Technologie mit dem Markennamen "Iosono" schon 2003 in ein Ilmenauer Kino ein. Dolbys Atmos scheint nun ganz Ähnliches zu leisten – wie es genau funktioniert, ist allerdings Betriebsgeheimnis.

Mithilfe dieser Technologie können Klangingenieure beim Publikum ein ganz neues Raumgefühl erzeugen, etwa von einem großen Saal oder einem Tempel. Sie nutzen dabei aus, dass an Wänden und Gegenständen reflektierte Schallwellen viel über den Raum verraten, in dem sich der Zuhörer befindet – ohne dass er sich dessen bewusst ist. Experten können deshalb durch geschickte Steuerung der Lautsprecher ein Schallwellenmuster erzeugen, durch das Geräusche nicht von Wänden und Decke des Kinosaals zu kommen scheinen, sondern etwa von weit vorn oder hoch oben – Reflexionen des gewünschten Raums inklusive.