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Dass solche Klanghologramme im Prinzip herstellbar sind, folgt aus einem physikalischen Prinzip, das der Niederländer Christiaan Huygens schon im 17. Jahrhundert erkannte: Wo genau eine Wellenfront zu einem bestimmten Zeitpunkt verläuft, hängt davon ab, wo sie sich kurz zuvor befand. Nun könnte man aber, so besagt das Huygenssche Prinzip, entlang diesem vorherigen Verlauf genauso gut lauter einzelne kleine Punktwellen anstoßen – deren Überlagerung ergäbe wiederum genau die gleiche fortlaufende Wellenfront. Beliebige Schallwellen innerhalb eines bestimmten Raumes lassen sich also als Summe von sogenannten Elementarwellen konstruieren, die von den Wänden beziehungsweise einer sehr großen Zahl – im Idealfall: unendlich vielen – dort montierter Lautsprecher ausgehen.

Diese Idee der sogenannten Wellenfeldsynthese kam bereits in den späten 80er-Jahren auf. Die bis heute größte Anlage wurde 2007 in einem Hörsaal der Technischen Universität Berlin fertiggestellt, dem "WellenFeld H 104". Der Saal hat 640 Plätze. Etwa auf Kopfhöhe sind rundherum im Abstand von zehn Zentimetern 2700 Lautsprecher angebracht, die ein Computer-Cluster mit insgesamt 832 Audio-Kanälen ansteuert. Den Forschern vom IDMT reichten 2011 bereits nur noch etwa 60 Boxen, um das Jenaer Planetarium mit ihrem System "SpatialSound Wave" auszustatten. Eine ähnliche Anlage eröffnet DJs in der Münchner Nobeldisko P1 neuartige räumliche Gestaltungsmöglichkeiten

Tatsächlich setzt die US-Konkurrenz bereits an, das Heimkino zu erobern: Hersteller von AV-Receivern wie Onkyo, Denon, Marantz oder Yamaha haben seit diesem Herbst Dolby-Atmos-fähige Geräte im Angebot. Nach eigenen Angaben musste Dolby für den Sprung ins Wohnzimmer vor allem an zwei Stellen Entwicklungsarbeit investieren: Atmos erlaubt bis zu 128 Audioobjekte gleichzeitig – die entsprechend großen Datenmengen erfordern neue Kompressionsverfahren, um etwa auf eine Blu-ray-Disk zu passen. Außerdem sollen auch solche Nutzer in den Genuss eines ansprechenden dreidimensionalen Erlebnisses kommen, die nicht gleich dutzendweise Lautsprecher installieren wollen. Deshalb setzt Dolby Atmos in der Heimvariante nicht nur auf die Synthese eines räumlichen Schallfeldes, sondern trickst das Gehör bei Bedarf auch aus.

Die Vortäuschung von Räumlichkeit durch geschickte Klangfilterung – Fachleute sprechen von Binauralsynthese – kommt aber nicht nur bei Dolby Atmos zum Einsatz. "Besonders in Verbindung mit Head-Tracking interessieren sich viele für die Binauralsynthese", sagt Stefan Weinzierl, Inhaber des Lehrstuhls für Audiokommunikation der TU Berlin. Verfolge man nämlich die Kopfbewegungen des Hörers über spezielle Kameras oder Sensoren, lasse sich die Positionierung der Audioobjekte entsprechend nachführen. Im Ergebnis scheinen die Klangquellen für den Hörer stabil im Raum zu stehen. Und zwar wiederum in jedem gewünschten Raum, da sich auch die Akustik von Räumen heute gut in Echtzeit simulieren lässt.

Derartige Systeme sind die logische akustische Ergänzung für Virtual-Reality-Brillen und kommen etwa bei den Prototypen von Oculus Rift oder Sonys Projekt Morpheus schon zum Einsatz. Von der vollständigen Immersion in eine virtuelle Umgebung könnten irgendwann Gamer ebenso wie Architekten und deren Kunden profitieren. Aber auch wissenschaftliche Anwendungen sind denkbar: Stefan Weinzierl simuliert an seinem Lehrstuhl unter anderem historische Konzertsäle, um der zeitgenössischen Aufführungspraxis auf die Spur zu kommen.

Wer dagegen eher nach alltagsrelevanten und bereits erhältlichen Neuentwicklungen in Sachen Audiotechnologie sucht, wird beim Fraunhofer IIS in Erlangen fündig. Am Institut für Integrierte Schaltungen, an dem einst das MP3-Format entwickelt wurde, sind die Forscher heute auf ihr Surroundsound-System für Mobilgeräte namens "Cingo" stolz. Das rein softwarebasierte System können Geräte- oder App-Hersteller lizenzieren. Erstmals zum Einsatz kam es in der zweiten Auflage des Google Nexus 7. "Wir sind von der Realität zahlloser Smartphone- und Tablet-Nutzer ausgegangen, die sich auf ihren Ge- räten Filme oder TV-Serien anschauen", sagt Jan Plogsties, Leiter der Gruppe "Semantic Audio Rendering". Da dies oft mit Kopfhörern geschehe, habe man zunächst einen Mobil- geräte-tauglichen Algorithmus entwickelt, um den üblichen 5.1-Surroundsound entsprechend aufzubereiten. Dabei ermöglicht Cingo Klangprofile, die sich etwa nach persönlichen Präferenzen oder der Hörsituation richten können.

Außerdem, so Plogsties, müsse man bei Mobilgeräten vor allem "die klangliche Grundqualität der Lautsprecher verbessern". Dazu passt Cingo die Lautstärkedynamik des Audiomaterials an die beschränkten Möglichkeiten kleiner Lautsprecher an und versucht zudem, gerätespezifischen Schwächen im Frequenzgang entgegenzuwirken. Abseits teurer Profianlagen gibt es eben beim Klang ganz allgemein und nicht nur bei der räumlichen Reproduktion viel Luft nach oben – oder wie Jan Plogsties sagt: "Das klangliche Gesamterlebnis ist mehr als gute Richtungswahrnehmung." (bsc)