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E-Book

Audiodesign

Kommunikationskette, Schall, Klangsynthese, Effektbearbeitung, Akustische Gestaltung

AutorHannes Raffaseder
VerlagCarl Hanser Fachbuchverlag
Erscheinungsjahr2010
Seitenanzahl318 Seiten
ISBN9783446423251
FormatPDF
KopierschutzWasserzeichen/DRM
GerätePC/MAC/eReader/Tablet
Preis27,99 EUR
Gutes Audiodesign basiert auf der Kenntnis der Schnittstellen zwischen Wahrnehmung, Technik und Gestaltung sowie des Zusammenspiels von Bild und Ton. Genau dort setzt dieses Buch an: Es beschreibt unter anderem die physikalischen Zusammenhänge der Schallentstehung, erläutert Schallausbreitung, -wandlung und -aufzeichnung und geht auf die gestalterischen Aspekte von Audiodesign ein. In der zweiten Auflage werden gestalterische Themen stärker betont und neue Aufgabenbereiche wie Audiobranding behandelt.

Der Autor

Hannes Raffaseder lehrt `Audiodesign` an der FH Hagenberg. Als freischaffender Komponist bilden neben zahlreichen preisgekrönten Vokal- und Instrumentalwerken, multimediale Projekte und Improvisationskonzepte im Bereich der elektronischen Musik wichtige Schwerpunkte seiner Tätigkeit.


Vorwort


Auch wenn das Hören seit dem ersten Erscheinen dieses Buches eine gewisse Renaissance erlebt und der akustischen Mediengestaltung etwas mehr Beachtung geschenkt wird, zerfällt die fachliche Betrachtung häufig immer noch in spezialisierte Teilgebiete, wie technische Akustik, Musikpsychologie, Studiotechnik, Music Computing oder Psychoakustik. Nach wie vor gibt es nur wenige Lehrbücher, die einen interdisziplinären Ansatz verfolgen. Dieses Buch soll daher eine kompakte, möglichst viele Fachdisziplinen integrierende, Gestaltung und Technik gleichermaßen berücksichtigende Einführung in die akustische Medienproduktion geben.

Audio („Ich höre“) geht ganz bewusst von der menschlichen Wahrnehmung aus. Design versteht sich als Bindeglied zwischen den technologischen Möglichkeiten, den zu vermittelnden Inhalten und den Hörerinnen und Hörern. Das Buch orientiert sich an der akustischen Kommunikationskette, die von der Idee über Entstehung, Ausbreitung, Aufzeichnung, Umwandlung, Bearbeitung und Distribution von Schallereignissen bis hin zu deren Wahrnehmung reicht. Auch die gegenseitige Beeinflussung verschiedener Schallereignisse und das Zusammenwirken von Bild und Ton spielt eine wichtige Rolle. Es sollenmöglichst bleibende Grundlagen vermittelt werden, deren Kenntnis auch ein rasches Reagieren auf neue Entwicklungen ermöglicht.

In der 2. Auflage wurden jene Kapitel erweitert, die sich mit akustischer Kommunikation und Mediengestaltung befassen, während technische Aspekte etwas kompakter zusammengefasst wurden. Auf der Webseite zum Buch (http://audiodesign.raffaseder.net) finden Sie weitere Informationen und Zusatzangebote. Leider lässt sich die wichtigste Fähigkeit für gutes Audiodesign in einem Buch kaum vermitteln: differenziertes, kritisches, neugieriges, lustvolles, offenes Hören und Zuhören! Gerade in einer Zeit, in der die ehemals flüchtigen Schallereignisse zu jeder Zeit an jedem Ort verfügbar sind und viele Menschen riesige Schallarchive in ihren Westentaschen transportieren, steigt die allgemeine Lärmbelästigung und der akustische Einheitsbrei nimmt immer mehr (öffentlichen) Raum ein. Hoffentlich schafft das Buch neue Zugänge zum Audiodesign und sensibilisiert für einen bewussten Umgang mit der akustischen Umwelt. Mein Dank geht an alle, die – in welcher Form auch immer – zur Entstehung dieses Buches beigetragen haben.

Wien, im Dezember 2009, Hannes Raffaseder

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Horizontale Tabs

Leseprobe
8 Bearbeitung von Schallsignalen (S. 186-187)

Nach der Umwandlung in elektrische Signale können die Eigenschaften akustischer Ereignisse gezielt verändert werden. Dabei können verschiedene Ziele verfolgt werden. Ein wichtiger Aspekt ist die Korrektur von linearen Verzerrungen, die in einem oder mehreren Teilsystemen der akustischen Kommunikationskette auftreten. Art und Beschaffenheit dieser Verzerrungen müssen freilich bekannt sein oder zumindest gut abgeschätzt werden können. Eine andere Zielsetzung wäre die Anpassung von Schallsignalen an spezielle Wiedergabebedingungen. Es können aber auch weitgehende Verfremdungen oder Umdeutungen der Eigenschaften beabsichtig werden, um auf diese Weise neue Klangkreationen zu schaffen. Die verschiedenen Möglichkeiten der Bearbeitung von Schallsignalen sind somit für das Audiodesign von enormer Bedeutung.

Noch Mitte der 1990er Jahre waren fast ausschließlich Hardware- Effektgeräte im Einsatz, und es war kaum möglich Software-Effekte in Echtzeit anzuwenden. Mittlerweile hat sich die Situation grundlegend verändert. Effekte werden meist über gängige Schnittstellen, wie zum Beispiel VST, Direct-X oder Audio-Unit als Software-Plugin in eine Digital Audio Workstation eingebunden. ZumTeil werden noch vergleichsweise teure, sehr spezielle Hardware-Effekte für besondere Aufgaben im Studio eingesetzt. Kostengünstige Multieffekt-Geräte sind fast nur mehr auf der Bühne im Live-Einsatz zu finden. Einen Überblick über das breite Angebot an Hard- und Software zur Bearbeitung von Schallereignissen ist auf der Webseite zum Buch zu finden. (!)

Um in der Vielzahl von Bearbeitungsmöglichkeiten halbwegs den Überblick bewahren zu können, ist eine Einteilung der Effektalgorithmen nach den zu bearbeitenden Signaleigenschaften sinnvoll.

8.1 Bearbeitung der Amplitude

8.1.1 Normalizing

Unter Normalizing wird die nachträgliche Verstärkung eines digital aufgezeichneten Signals auf Vollaussteuerung verstanden. Das Signal wird demnach so verstärkt, dass die größte im Signal vorkommende Amplitude gerade nicht verzerrt wird. Zu beachten ist, dass dabei zwar einerseits der Pegel des Signals und damit auch dessen Durchsetzungskraft und Lautstärke erhöht werden, dabei aber auch unerwünschte Signalanteile wie zum Beispiel Rauschen mitverstärkt werden. Bei den meisten Normalizing-Algorithmen kann eingestellt werden, ob dermaximale Signalpegel tatsächlich der Vollaussteuerung entsprechen oder um einen bestimmten Dezibelwert bzw. Prozentsatz darunter liegen soll. (!)

8.1.2 Bearbeitung der Hüllkurve

Wie im Abschnitt 2.1.8 bereits erläutert, wird durch die Hüllkurve der makroskopische Zeitverlauf akustischer Ereignisse beschrieben. Dass die Hüllkurve großen Einfluss auf die wahrgenommene Klangfarbe haben kann, wurde im Abschnitt 5.4 erläutert. Der Charakter eines Schallsignals kann durch die Bearbeitung der Hüllkurve also stark verändert werden. Vergleicht man beispielsweise die Geräusche einer Meeresbrandung, eines vorbeifahrenden LKWs, einer kleinen Trommel oder der Sendersuche bei einem Radio miteinander, so wird man rasch feststellen, dass, auch wenn all diese Schallereignisse ganz unterschiedliche Wahrnehmungen hervorrufen, der wesentliche Unterschied im Verlauf der Hüllkurve zu suchen ist. Mit den meisten Sampleeditoren ist es möglich, einemaufgezeichneten Schallereignis eine beliebige Hüllkurve aufzuprägen. Häufig benötigt werden vor allem das auch als Fade-In bzw. Fade-Out bezeichnete Ein- bzw. Ausblenden eines Schallsignals. Im Allgemeinen werden lineare, logarithmische und exponentielle Fades unterschieden. Es können meist aber auch alle möglichen Zwischenstufen eingestellt werden.

8.1.3 Bearbeitung der Dynamik

Kompressor

Wie aus Abschnitt 5.2 hervorgeht, hängt das menschliche Lautstärkeempfinden nicht primär vom maximalen Pegel eines akustischen Ereignisses ab, sondern von der Energie und somit vom durchschnittlichen Pegel des Signals.
Inhaltsverzeichnis
Vorwort6
Inhaltsverzeichnis7
1 Akustische Kommunikation14
1.1 Audiodesign – eine Begriffsbestimmung14
1.1.1 Audiodesign – ein interdisziplinäres Feld16
1.1.2 Sprache, Geräusche und Musik16
1.1.3 Audiodesign – ein Bindeglied für kollaborative, interdisziplinär vernetzte Arbeitsabläufe17
1.2 Intersensuelle Gestaltung: Das Ganze ist mehr als die Summe seiner Teile19
1.3 Wichtige Eigenschaften der akustischen Wahrnehmung20
1.3.1 Die Omnipräsenz des Hörens20
1.3.2 Sound als Folge dynamischer Prozesse22
1.3.3 Gleichzeitigkeit von Entstehung, Ausbreitung undWahrnehmung22
1.3.4 Sound und Emotion22
1.3.5 Sound und Gedächtnis23
1.3.6 Akustische Ereignisse vs. visuelle Objekte24
1.3.7 Gleichzeitige Wahrnehmung mehrerer akustischer Streams25
1.3.8 Akustische Ereignisse als aktivierende Sinnesreize26
1.3.9 Die Schwierigkeit der Beschreibung akustischerWahrnehmungen27
1.4 Musik und Medien: Hörerfahrungen im Wandel28
1.5 Hören und Zuhören: Ebenen akustischer Wahrnehmung30
1.5.1 Hören zur Überwachung der Umwelt31
1.5.2 Hören zur Orientierung in der Umwelt31
1.5.3 Hören zur Kommunikation mit der Umwelt32
1.5.4 Zuhören zur Konstruktion neuer Wahrnehmungsmuster33
1.6 Die semantische Lücke: Schallereignis vs. Lautereignis34
1.7 Lautereignis: Wahrnehmbare Eigenschaften36
1.7.1 Tonhöhe, Lautstärke und Klangfarbe36
1.7.2 Klänge und Geräusche36
1.8 Schallereignis: Physikalische Messgrößen37
1.8.1 Physikalische Grundlagen akustischer Ereignisse37
1.8.2 Anregungskraft, Masse und Elastizität37
1.8.3 Amplitude, Periodendauer und Grundfrequenz38
1.8.4 Wellenlänge39
1.8.5 Ausbreitungsgeschwindigkeit40
1.8.6 Raum41
1.8.7 Zeit41
1.9 Designprozess: Vom Schallereignis zum Lautereignis41
1.10 Wirkungs- und Bedeutungsebenen akustischer Ereignisse45
1.10.1 Direkte Wirkungen von akustischen Ereignissen45
1.10.2 Der Informationsgehalt akustischer Ereignisse47
1.10.3 Der Symbolgehalt von akustischen Ereignissen50
1.10.4 Bedeutung durch Konvention52
1.11 Die akustische Kommunikationskette54
1.11.1 Das Kommunikationsmodell54
1.11.2 Die Signalkette54
1.11.3 Die Umformung und Übertragung von Signalen55
2 Beschreibung der Signalkette58
2.1 Beschreibung von Signalen58
2.1.1 Periodisch oder aperiodisch59
2.1.2 Harmonische Töne60
2.1.3 Komplexe Töne – Klänge60
2.1.4 Das Frequenzspektrum61
2.1.5 Geräusche62
2.1.6 Fourier-Transformation, Zeit- und Frequenzbereich63
2.1.7 Gliederung des Frequenzbereichs64
2.1.8 Der zeitliche Verlauf von Schallsignalen65
2.1.9 Effektivwert und Pegel eines Signals67
2.2 Die Eigenschaften von Systemen68
2.2.1 Lineare und nichtlineare Verzerrungen68
2.2.2 Der Klirrfaktor eines Systems69
2.2.3 Aussteuerung, Systemdynamik, Signal-Rausch-Abstand69
2.2.4 Frequenzgang70
2.2.5 Filter71
2.2.6 Impulsantwort und Faltung72
3 Schallentstehung73
3.1 Zusammensetzung von Schwingungssystemen73
3.1.1 Oszillator73
3.1.2 Anregung73
3.1.3 Resonanzkörper74
3.2 Einfachste Schwingungssysteme75
3.2.1 Freie Schwingungen75
3.2.2 Gedämpfte Schwingungen75
3.2.3 Erzwungene Schwingungen75
3.3 Reale Schwingungssysteme76
3.3.1 Kopplung einfachster Schwingungssysteme76
3.3.2 Eigenfrequenz und Schwingungsmodus77
3.3.3 Modell der schwingenden Saite78
3.3.4 Wellenformen und Eigenfrequenzen einer Saite79
3.3.5 Anregung bestimmter Wellenformen80
3.3.6 Ausbreitung von Schallwellen in Röhren81
3.3.7 Mehrdimensionale Wellenausbreitung82
3.4 Die menschliche Stimme83
3.4.1 Stimmhafte und stimmlose Laute83
3.4.2 Der Mund-Nasen-Rachen-Raum84
3.4.3 Vokale84
3.4.4 Konsonanten85
3.4.5 Das Quelle-Filter-Modell85
4 Schallausbreitung87
4.1 Wichtige Kenngrößen der Schallausbreitung87
4.1.1 Ausbreitungsgeschwindigkeit87
4.1.2 Schalldruck, Schalldichte und Schallschnelle89
4.1.3 Kugelwelle und ebene Welle89
4.1.4 Schallintensität90
4.1.5 Hörschwelle und Schmerzgrenze90
4.2 Besondere Eigenschaften der Wellenausbreitung92
4.2.1 Interferenz und Schwebung92
4.2.2 Reflexion93
4.2.3 Absorption, Dissipation und Transmission93
4.2.4 Brechung94
4.2.5 Beugung95
4.3 Schall in geschlossenen Räumen96
4.3.1 Direktschall97
4.3.2 Erstreflexionen98
4.3.3 Nachhall99
4.3.4 Die Impulsantwort eines Raumes100
4.3.5 Das Schallfeld von anhaltenden Signalen100
4.4 Raumakustik100
4.4.1 Halligkeit101
4.4.2 Deutlichkeit, Klarheit102
4.4.3 Gleichmäßige Schallverteilung102
4.4.4 Einbeziehung der Hörer102
4.4.5 Echovermeidung103
4.4.6 Niedriger Geräuschpegel103
5 Aspekte der Wahrnehmung104
5.1 Das Gehör104
5.1.1 Das Außenohr104
5.1.2 Das Mittelohr105
5.1.3 Das Innenohr106
5.1.4 Verarbeitung im Gehirn108
5.2 Wahrnehmung der Lautstärke109
5.2.1 Unterscheidungsschwelle109
5.2.2 Frequenzabhängigkeit der Lautstärke110
5.2.3 Simultanmaskierung112
5.2.4 Vor- und Nachmaskierung113
5.2.5 Lautstärke und Dauer114
5.3 Wahrnehmung der Tonhöhe115
5.3.1 Unterscheidungsschwelle115
5.3.2 Tonhöhenwahrnehmung bei komplexen Tönen116
5.3.3 Tonhöhen gebräuchlicher Instrumente116
5.3.4 Oktavenphänomen, Tonigkeit und Tonhöhenlage117
5.3.5 Intervalle117
5.3.6 Konsonanz und Dissonanz118
5.3.7 Tonskalen und Stimmungen120
5.4 Wahrnehmung der Klangfarbe122
5.4.1 Messbare Eigenschaften der Klangfarbe122
5.4.2 Psychoakustische Merkmale der Klangfarbe124
5.4.3 Semantische Aspekte der Klangfarbe125
5.5 Wahrnehmung des Raumes126
5.5.1 Wahrnehmung der räumlichen Tiefe126
5.5.2 Wahrnehmung der räumlichen Richtung127
6 Schallaufzeichnung130
6.1 Grundprinzipien der Schallaufzeichnung130
6.1.1 Signalformcodierung131
6.1.2 Parametrische Codierung132
6.2 Digitale Schallaufzeichnung133
6.2.1 Abtastung134
6.2.2 Samplingfrequenz134
6.2.3 Quantisierung136
6.2.4 Quantisierungsfehler und Quantisierungsrauschen137
6.2.5 System-Dynamik139
6.2.6 Übertragungsrate140
6.2.7 Harddisc-Recording und Dateiformate140
6.3 Datenreduktion141
6.3.1 Verlustlose Audiokompression141
6.3.2 Verlustbehaftete Audiokompression142
6.4 MIDI und OSC143
6.5 Mehrkanalton144
6.5.1 Ziele von Mehrkanalton144
6.5.2 Formate145
6.5.3 Aufzeichnungsstandards146
6.5.4 Wiedergabe von Mehrkanalton148
6.5.5 Produktion von Mehrkanalton150
7 Schallwandler152
7.1 Grundprinzipien elektromechanischer Wandler153
7.1.1 Elektrostatische Wandler153
7.1.2 Elektrodynamische Wandler154
7.1.3 Piezoelektrische Wandler154
7.1.4 Kohle-Wandler154
7.2 Eigenschaften von Mikrofonen154
7.2.1 Empfindlichkeit154
7.2.2 Übertragungsbereich155
7.2.3 Frequenzgang155
7.2.4 Störpegel und Geräuschspannungsabstand155
7.2.5 Grenzschalldruck und Dynamikumfang156
7.2.6 Impulsverhalten156
7.3 Mikrofontypen156
7.3.1 Kondensatormikrofon156
7.3.2 Elektretmikrofon157
7.3.3 Elektrodynamisches Mikrofon157
7.3.4 Lavalier-Mikrofon158
7.3.5 Grenzflächenmikrofon158
7.3.6 Körperschallmikrofon158
7.4 Richtcharakteristik159
7.4.1 Achtförmige Richtcharakteristik159
7.4.2 Kugelförmige Richtcharakteristik160
7.4.3 Nierenförmige Richtcharakteristik161
7.4.4 Richtrohrmikrofon161
7.5 Stereo-Mikrofonverfahren162
7.5.1 Intensitätsstereofonie163
7.5.2 Laufzeitstereofonie165
7.5.3 Äquivalenzverfahren166
7.5.4 Hauptmikrofon-Stützmikrofon-Verfahren167
7.5.5 Aufzeichnungsverfahren für Mehrkanal-Stereofonie168
7.6 Mikrofonierung168
7.6.1 Veränderungen des Raumeindrucks169
7.6.2 Veränderungen des Klanges169
7.6.3 Das Mikrofon als akustische Lupe171
7.6.4 Störungen172
7.7 Lautsprecher173
7.7.1 Eigenschaften von Lautsprechern173
7.7.2 Bauformen von Lautsprechern174
7.7.3 Akustischer Kurzschluss – Lautsprecherbox175
7.7.4 Mehrweg-Lautsprechersysteme176
7.7.5 Verstärker177
7.7.6 Auswahl geeigneter Lautsprecher178
7.7.7 Positionierung der Lautsprecher179
7.8 Mischpulte180
7.8.1 Eingangskanal180
7.8.2 Subgruppen184
7.8.3 Tape-Return185
7.8.4 Stereo-Summe186
8 Bearbeitung von Schallsignalen187
8.1 Bearbeitung der Amplitude188
8.1.1 Normalizing188
8.1.2 Bearbeitung der Hüllkurve188
8.1.3 Bearbeitung der Dynamik188
8.2 Bearbeitung des zeitlichen Verlaufs191
8.2.1 Cut, Copy und Paste191
8.2.2 Gestaltung von Übergängen193
8.2.3 Loop194
8.2.4 Resampling195
8.2.5 Timestretching196
8.3 Bearbeitung im Frequenzbereich198
8.3.1 Bearbeitung der Tonhöhe198
8.3.2 Bearbeitung des Spektrums199
8.4 Bearbeitung der Raumwirkung203
8.4.1 Reverb – künstlicher Nachhall205
8.4.2 Bearbeitung der räumlichen Richtung207
8.4.3 Bearbeitung der räumlichen Tiefe208
8.4.4 Echo und Delay209
8.5 Bearbeitungen der Phase210
8.5.1 Chorus210
8.5.2 Flanger211
8.5.3 Phasing211
8.6 Klangrestauration212
8.6.1 Reduktion unregelmäßiger Störgeräusche212
8.6.2 Reduktion dauerhafter Störgeräusche212
9 Elektronische Klangerzeugung214
9.1 Aufgaben, Ziele und aktuelle Entwicklungen214
9.2 Wichtige Grundelemente215
9.2.1 Oszillator215
9.2.2 Filter215
9.2.3 Verstärker216
9.2.4 Modulation216
9.2.5 Echtzeit-Steuerung217
9.2.6 Hüllkurvengenerator219
9.2.7 LFO – Low Frequency Oscillator220
9.3 Wichtige Verfahren221
9.3.1 Additive Klangsynthese221
9.3.2 Subtraktive Klangsynthese222
9.3.3 Wavetable-Synthese223
9.3.4 FM-Synthese223
9.3.5 Waveshaping-Synthese224
9.3.6 Sampling225
9.3.7 Granularsynthese226
9.3.8 Physical Modeling227
9.3.9 Software-Instrumente229
9.4 Einfache Praxisbeispiele230
9.4.1 Flächenklänge230
9.4.2 Bassklänge231
9.4.3 Elektronische Perkussion232
9.4.4 Natur- und Alltagsgeräusche232
10 Akustische Mediengestaltung236
10.1 Was ist gutes Audiodesign?237
10.2 Die Ebenen der Tonspur241
10.2.1 Gestaltung der Sprache241
10.2.2 Gestaltung der Atmo243
10.2.3 Gestaltung von Sound-Effekten244
10.2.4 Gestaltung der Musik247
10.3 Gestaltung übergeordneter Strukturen251
10.3.1 Nähe253
10.3.2 Gleichheit oder Ähnlichkeit253
10.3.3 Kontinuität254
10.3.4 Geschlossenheit254
10.3.5 Zusammengehörigkeit254
10.4 Die Mischung der akustischen Ebenen255
10.5 Räumliche Gestaltung259
10.5.1 Immersive akustische Ereignisse259
10.5.2 Akustische Tiefe: Figur, Grund und Feld259
10.5.3 Hörperspektive262
10.5.4 Soziale Beziehung zwischen Schallquelle und Hörer264
10.6 Zeitgestaltung267
10.6.1 Ebenen der Zeitgestaltung in der Tonspur267
10.6.2 Einflussfaktoren der Tonspur auf das Zeitempfinden273
10.7 Das Verhältnis von Bild und Ton274
10.7.1 Assoziative Verknüpfung unterschiedlicher Sinnesreize274
10.7.2 Paraphrase – Polarisation – Dissonanz277
10.8 Formale und dramaturgische Konzeption279
10.8.1 Formale und dramaturgische Ziele281
10.8.2 Formale und dramaturgische Gestaltungsmittel281
10.8.3 Wichtige Grundtypen formaler Gestaltung282
10.8.4 Fragen zur formalen und dramaturgischen Konzeption284
10.8.5 Funktionen und Aufgaben der Tonspur284
10.9 Produktionsphasen285
10.9.1 Pre-Production: Drehbucherstellung und Planung285
10.9.2 Produktion288
10.9.3 Post-Production290
10.10 Audiodesign von Mensch-Maschine-Schnittstellen290
10.10.1 Argumente für den Einsatz von Auditory Displays291
10.10.2 Ansätze für die Gestaltung geeigneter Klangobjekte292
10.10.3 Richtlinien für die Gestaltung von Auditory Displays294
10.11 Audiodesign für interaktive Medien296
10.12 Corporate Audio, Audio-Branding und Produkt-Sounddesign301
10.12.1 Produkt-Sounddesign301
10.12.2 Anforderungen an Corporate Audio und Audio-Branding302
10.12.3 Basiselemente von Corporate Audio und Audio-Branding303
Literaturverzeichnis307
Sachwortverzeichnis311

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