Hannes Raffaseder
Audiodesign
Kommunikationskette, Schall, Klangsynthese, Effektbearbeitung, Akustische Gestaltung
Vorwort
6
Inhaltsverzeichnis
7
1 Akustische Kommunikation
14
1.1 Audiodesign – eine Begriffsbestimmung
14
1.1.1 Audiodesign – ein interdisziplinäres Feld
16
1.1.2 Sprache, Geräusche und Musik
16
1.1.3 Audiodesign – ein Bindeglied für kollaborative, interdisziplinär vernetzte Arbeitsabläufe
17
1.2 Intersensuelle Gestaltung: Das Ganze ist mehr als die Summe seiner Teile
19
1.3 Wichtige Eigenschaften der akustischen Wahrnehmung
20
1.3.1 Die Omnipräsenz des Hörens
20
1.3.2 Sound als Folge dynamischer Prozesse
22
1.3.3 Gleichzeitigkeit von Entstehung, Ausbreitung undWahrnehmung
22
1.3.4 Sound und Emotion
22
1.3.5 Sound und Gedächtnis
23
1.3.6 Akustische Ereignisse vs. visuelle Objekte
24
1.3.7 Gleichzeitige Wahrnehmung mehrerer akustischer Streams
25
1.3.8 Akustische Ereignisse als aktivierende Sinnesreize
26
1.3.9 Die Schwierigkeit der Beschreibung akustischerWahrnehmungen
27
1.4 Musik und Medien: Hörerfahrungen im Wandel
28
1.5 Hören und Zuhören: Ebenen akustischer Wahrnehmung
30
1.5.1 Hören zur Überwachung der Umwelt
31
1.5.2 Hören zur Orientierung in der Umwelt
31
1.5.3 Hören zur Kommunikation mit der Umwelt
32
1.5.4 Zuhören zur Konstruktion neuer Wahrnehmungsmuster
33
1.6 Die semantische Lücke: Schallereignis vs. Lautereignis
34
1.7 Lautereignis: Wahrnehmbare Eigenschaften
36
1.7.1 Tonhöhe, Lautstärke und Klangfarbe
36
1.7.2 Klänge und Geräusche
36
1.8 Schallereignis: Physikalische Messgrößen
37
1.8.1 Physikalische Grundlagen akustischer Ereignisse
37
1.8.2 Anregungskraft, Masse und Elastizität
37
1.8.3 Amplitude, Periodendauer und Grundfrequenz
38
1.8.4 Wellenlänge
39
1.8.5 Ausbreitungsgeschwindigkeit
40
1.8.6 Raum
41
1.8.7 Zeit
41
1.9 Designprozess: Vom Schallereignis zum Lautereignis
41
1.10 Wirkungs- und Bedeutungsebenen akustischer Ereignisse
45
1.10.1 Direkte Wirkungen von akustischen Ereignissen
45
1.10.2 Der Informationsgehalt akustischer Ereignisse
47
1.10.3 Der Symbolgehalt von akustischen Ereignissen
50
1.10.4 Bedeutung durch Konvention
52
1.11 Die akustische Kommunikationskette
54
1.11.1 Das Kommunikationsmodell
54
1.11.2 Die Signalkette
54
1.11.3 Die Umformung und Übertragung von Signalen
55
2 Beschreibung der Signalkette
58
2.1 Beschreibung von Signalen
58
2.1.1 Periodisch oder aperiodisch
59
2.1.2 Harmonische Töne
60
2.1.3 Komplexe Töne – Klänge
60
2.1.4 Das Frequenzspektrum
61
2.1.5 Geräusche
62
2.1.6 Fourier-Transformation, Zeit- und Frequenzbereich
63
2.1.7 Gliederung des Frequenzbereichs
64
2.1.8 Der zeitliche Verlauf von Schallsignalen
65
2.1.9 Effektivwert und Pegel eines Signals
67
2.2 Die Eigenschaften von Systemen
68
2.2.1 Lineare und nichtlineare Verzerrungen
68
2.2.2 Der Klirrfaktor eines Systems
69
2.2.3 Aussteuerung, Systemdynamik, Signal-Rausch-Abstand
69
2.2.4 Frequenzgang
70
2.2.5 Filter
71
2.2.6 Impulsantwort und Faltung
72
3 Schallentstehung
73
3.1 Zusammensetzung von Schwingungssystemen
73
3.1.1 Oszillator
73
3.1.2 Anregung
73
3.1.3 Resonanzkörper
74
3.2 Einfachste Schwingungssysteme
75
3.2.1 Freie Schwingungen
75
3.2.2 Gedämpfte Schwingungen
75
3.2.3 Erzwungene Schwingungen
75
3.3 Reale Schwingungssysteme
76
3.3.1 Kopplung einfachster Schwingungssysteme
76
3.3.2 Eigenfrequenz und Schwingungsmodus
77
3.3.3 Modell der schwingenden Saite
78
3.3.4 Wellenformen und Eigenfrequenzen einer Saite
79
3.3.5 Anregung bestimmter Wellenformen
80
3.3.6 Ausbreitung von Schallwellen in Röhren
81
3.3.7 Mehrdimensionale Wellenausbreitung
82
3.4 Die menschliche Stimme
83
3.4.1 Stimmhafte und stimmlose Laute
83
3.4.2 Der Mund-Nasen-Rachen-Raum
84
3.4.3 Vokale
84
3.4.4 Konsonanten
85
3.4.5 Das Quelle-Filter-Modell
85
4 Schallausbreitung
87
4.1 Wichtige Kenngrößen der Schallausbreitung
87
4.1.1 Ausbreitungsgeschwindigkeit
87
4.1.2 Schalldruck, Schalldichte und Schallschnelle
89
4.1.3 Kugelwelle und ebene Welle
89
4.1.4 Schallintensität
90
4.1.5 Hörschwelle und Schmerzgrenze
90
4.2 Besondere Eigenschaften der Wellenausbreitung
92
4.2.1 Interferenz und Schwebung
92
4.2.2 Reflexion
93
4.2.3 Absorption, Dissipation und Transmission
93
4.2.4 Brechung
94
4.2.5 Beugung
95
4.3 Schall in geschlossenen Räumen
96
4.3.1 Direktschall
97
4.3.2 Erstreflexionen
98
4.3.3 Nachhall
99
4.3.4 Die Impulsantwort eines Raumes
100
4.3.5 Das Schallfeld von anhaltenden Signalen
100
4.4 Raumakustik
100
4.4.1 Halligkeit
101
4.4.2 Deutlichkeit, Klarheit
102
4.4.3 Gleichmäßige Schallverteilung
102
4.4.4 Einbeziehung der Hörer
102
4.4.5 Echovermeidung
103
4.4.6 Niedriger Geräuschpegel
103
5 Aspekte der Wahrnehmung
104
5.1 Das Gehör
104
5.1.1 Das Außenohr
104
5.1.2 Das Mittelohr
105
5.1.3 Das Innenohr
106
5.1.4 Verarbeitung im Gehirn
108
5.2 Wahrnehmung der Lautstärke
109
5.2.1 Unterscheidungsschwelle
109
5.2.2 Frequenzabhängigkeit der Lautstärke
110
5.2.3 Simultanmaskierung
112
5.2.4 Vor- und Nachmaskierung
113
5.2.5 Lautstärke und Dauer
114
5.3 Wahrnehmung der Tonhöhe
115
5.3.1 Unterscheidungsschwelle
115
5.3.2 Tonhöhenwahrnehmung bei komplexen Tönen
116
5.3.3 Tonhöhen gebräuchlicher Instrumente
116
5.3.4 Oktavenphänomen, Tonigkeit und Tonhöhenlage
117
5.3.5 Intervalle
117
5.3.6 Konsonanz und Dissonanz
118
5.3.7 Tonskalen und Stimmungen
120
5.4 Wahrnehmung der Klangfarbe
122
5.4.1 Messbare Eigenschaften der Klangfarbe
122
5.4.2 Psychoakustische Merkmale der Klangfarbe
124
5.4.3 Semantische Aspekte der Klangfarbe
125
5.5 Wahrnehmung des Raumes
126
5.5.1 Wahrnehmung der räumlichen Tiefe
126
5.5.2 Wahrnehmung der räumlichen Richtung
127
6 Schallaufzeichnung
130
6.1 Grundprinzipien der Schallaufzeichnung
130
6.1.1 Signalformcodierung
131
6.1.2 Parametrische Codierung
132
6.2 Digitale Schallaufzeichnung
133
6.2.1 Abtastung
134
6.2.2 Samplingfrequenz
134
6.2.3 Quantisierung
136
6.2.4 Quantisierungsfehler und Quantisierungsrauschen
137
6.2.5 System-Dynamik
139
6.2.6 Übertragungsrate
140
6.2.7 Harddisc-Recording und Dateiformate
140
6.3 Datenreduktion
141
6.3.1 Verlustlose Audiokompression
141
6.3.2 Verlustbehaftete Audiokompression
142
6.4 MIDI und OSC
143
6.5 Mehrkanalton
144
6.5.1 Ziele von Mehrkanalton
144
6.5.2 Formate
145
6.5.3 Aufzeichnungsstandards
146
6.5.4 Wiedergabe von Mehrkanalton
148
6.5.5 Produktion von Mehrkanalton
150
7 Schallwandler
152
7.1 Grundprinzipien elektromechanischer Wandler
153
7.1.1 Elektrostatische Wandler
153
7.1.2 Elektrodynamische Wandler
154
7.1.3 Piezoelektrische Wandler
154
7.1.4 Kohle-Wandler
154
7.2 Eigenschaften von Mikrofonen
154
7.2.1 Empfindlichkeit
154
7.2.2 Übertragungsbereich
155
7.2.3 Frequenzgang
155
7.2.4 Störpegel und Geräuschspannungsabstand
155
7.2.5 Grenzschalldruck und Dynamikumfang
156
7.2.6 Impulsverhalten
156
7.3 Mikrofontypen
156
7.3.1 Kondensatormikrofon
156
7.3.2 Elektretmikrofon
157
7.3.3 Elektrodynamisches Mikrofon
157
7.3.4 Lavalier-Mikrofon
158
7.3.5 Grenzflächenmikrofon
158
7.3.6 Körperschallmikrofon
158
7.4 Richtcharakteristik
159
7.4.1 Achtförmige Richtcharakteristik
159
7.4.2 Kugelförmige Richtcharakteristik
160
7.4.3 Nierenförmige Richtcharakteristik
161
7.4.4 Richtrohrmikrofon
161
7.5 Stereo-Mikrofonverfahren
162
7.5.1 Intensitätsstereofonie
163
7.5.2 Laufzeitstereofonie
165
7.5.3 Äquivalenzverfahren
166
7.5.4 Hauptmikrofon-Stützmikrofon-Verfahren
167
7.5.5 Aufzeichnungsverfahren für Mehrkanal-Stereofonie
168
7.6 Mikrofonierung
168
7.6.1 Veränderungen des Raumeindrucks
169
7.6.2 Veränderungen des Klanges
169
7.6.3 Das Mikrofon als akustische Lupe
171
7.6.4 Störungen
172
7.7 Lautsprecher
173
7.7.1 Eigenschaften von Lautsprechern
173
7.7.2 Bauformen von Lautsprechern
174
7.7.3 Akustischer Kurzschluss – Lautsprecherbox
175
7.7.4 Mehrweg-Lautsprechersysteme
176
7.7.5 Verstärker
177
7.7.6 Auswahl geeigneter Lautsprecher
178
7.7.7 Positionierung der Lautsprecher
179
7.8 Mischpulte
180
7.8.1 Eingangskanal
180
7.8.2 Subgruppen
184
7.8.3 Tape-Return
185
7.8.4 Stereo-Summe
186
8 Bearbeitung von Schallsignalen
187
8.1 Bearbeitung der Amplitude
188
8.1.1 Normalizing
188
8.1.2 Bearbeitung der Hüllkurve
188
8.1.3 Bearbeitung der Dynamik
188
8.2 Bearbeitung des zeitlichen Verlaufs
191
8.2.1 Cut, Copy und Paste
191
8.2.2 Gestaltung von Übergängen
193
8.2.3 Loop
194
8.2.4 Resampling
195
8.2.5 Timestretching
196
8.3 Bearbeitung im Frequenzbereich
198
8.3.1 Bearbeitung der Tonhöhe
198
8.3.2 Bearbeitung des Spektrums
199
8.4 Bearbeitung der Raumwirkung
203
8.4.1 Reverb – künstlicher Nachhall
205
8.4.2 Bearbeitung der räumlichen Richtung
207
8.4.3 Bearbeitung der räumlichen Tiefe
208
8.4.4 Echo und Delay
209
8.5 Bearbeitungen der Phase
210
8.5.1 Chorus
210
8.5.2 Flanger
211
8.5.3 Phasing
211
8.6 Klangrestauration
212
8.6.1 Reduktion unregelmäßiger Störgeräusche
212
8.6.2 Reduktion dauerhafter Störgeräusche
212
9 Elektronische Klangerzeugung
214
9.1 Aufgaben, Ziele und aktuelle Entwicklungen
214
9.2 Wichtige Grundelemente
215
9.2.1 Oszillator
215
9.2.2 Filter
215
9.2.3 Verstärker
216
9.2.4 Modulation
216
9.2.5 Echtzeit-Steuerung
217
9.2.6 Hüllkurvengenerator
219
9.2.7 LFO – Low Frequency Oscillator
220
9.3 Wichtige Verfahren
221
9.3.1 Additive Klangsynthese
221
9.3.2 Subtraktive Klangsynthese
222
9.3.3 Wavetable-Synthese
223
9.3.4 FM-Synthese
223
9.3.5 Waveshaping-Synthese
224
9.3.6 Sampling
225
9.3.7 Granularsynthese
226
9.3.8 Physical Modeling
227
9.3.9 Software-Instrumente
229
9.4 Einfache Praxisbeispiele
230
9.4.1 Flächenklänge
230
9.4.2 Bassklänge
231
9.4.3 Elektronische Perkussion
232
9.4.4 Natur- und Alltagsgeräusche
232
10 Akustische Mediengestaltung
236
10.1 Was ist gutes Audiodesign?
237
10.2 Die Ebenen der Tonspur
241
10.2.1 Gestaltung der Sprache
241
10.2.2 Gestaltung der Atmo
243
10.2.3 Gestaltung von Sound-Effekten
244
10.2.4 Gestaltung der Musik
247
10.3 Gestaltung übergeordneter Strukturen
251
10.3.1 Nähe
253
10.3.2 Gleichheit oder Ähnlichkeit
253
10.3.3 Kontinuität
254
10.3.4 Geschlossenheit
254
10.3.5 Zusammengehörigkeit
254
10.4 Die Mischung der akustischen Ebenen
255
10.5 Räumliche Gestaltung
259
10.5.1 Immersive akustische Ereignisse
259
10.5.2 Akustische Tiefe: Figur, Grund und Feld
259
10.5.3 Hörperspektive
262
10.5.4 Soziale Beziehung zwischen Schallquelle und Hörer
264
10.6 Zeitgestaltung
267
10.6.1 Ebenen der Zeitgestaltung in der Tonspur
267
10.6.2 Einflussfaktoren der Tonspur auf das Zeitempfinden
273
10.7 Das Verhältnis von Bild und Ton
274
10.7.1 Assoziative Verknüpfung unterschiedlicher Sinnesreize
274
10.7.2 Paraphrase – Polarisation – Dissonanz
277
10.8 Formale und dramaturgische Konzeption
279
10.8.1 Formale und dramaturgische Ziele
281
10.8.2 Formale und dramaturgische Gestaltungsmittel
281
10.8.3 Wichtige Grundtypen formaler Gestaltung
282
10.8.4 Fragen zur formalen und dramaturgischen Konzeption
284
10.8.5 Funktionen und Aufgaben der Tonspur
284
10.9 Produktionsphasen
285
10.9.1 Pre-Production: Drehbucherstellung und Planung
285
10.9.2 Produktion
288
10.9.3 Post-Production
290
10.10 Audiodesign von Mensch-Maschine-Schnittstellen
290
10.10.1 Argumente für den Einsatz von Auditory Displays
291
10.10.2 Ansätze für die Gestaltung geeigneter Klangobjekte
292
10.10.3 Richtlinien für die Gestaltung von Auditory Displays
294
10.11 Audiodesign für interaktive Medien
296
10.12 Corporate Audio, Audio-Branding und Produkt-Sounddesign
301
10.12.1 Produkt-Sounddesign
301
10.12.2 Anforderungen an Corporate Audio und Audio-Branding
302
10.12.3 Basiselemente von Corporate Audio und Audio-Branding
303
Literaturverzeichnis
307
Sachwortverzeichnis
311
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