Hallo Tonis und speziell Rainer ;-) ich habe eine total verhallte Aufnahme von Bachs Toccata. Das soll wohl ein wenig bombastisch wirken, aber wenn die Hallfahne sämtliche "Anschläge" überdeckt, ist es wohl zuviel. Um so ein Unglück zu verhindern, würde ich von vornherein den Hallraum der Hauptmikros verringern und mir den Nachhall, irgendwo wo es schön klingt, durch zusätzliche Spuren "sichern" (Notfalls ist halt die ganze Kirche verkabelt). Da könnte ich doch dann hinterher beim Mix den Hallanteil festlegen?! Werden eigentlich Klassikaufnahmen nachträglich künstlich verhallt, wenn denn mal zuwenig aufs Band gekommen ist? Und wie sieht es aus mit "enthallen"? Ich denke da an eine genaue Parametrisierung des Aufnahmeortes. Mit Hilfe dieser Daten könnte man das Hallsignal vielleicht wieder herausfiltern. Oder stecken Hallfahnen mit nichtlinearen Verzerrungen unter einer Decke ;-)? CarstenF
Hallo Carsten, Du wirst lachen: Eine solche Art Verhallung von Orgelaufnahmen mit mehreren in der Kirche istallierten Mikrofonen habe ich auch schon gemacht. Vor die Orgel ein Calrec-Soundfieldmikrofon (hatte ich damals mal einige Zeit zum Experimentieren), in einigen Metern Abstand davon dann noch ein SM 69fet (180° Niere) und ganze hinten im Chorraum (sehr diffuses Schallfeld wegen geripptem Deckengewölbe) noch zwei KM 86 in Achter wobei die mit der Hauptachse senkrecht standen damit die Mimimumstelle in den Kirchenraum zeigt und nur Diffusschall eingefangen wird. Das war sehr effektvoll, ohne dabei Artikulation des Organisten zu verschmieren. Das war damals die C-Dur-Toccata von J.S.B. Grundsätzlich solltest Du dabei das Hauptmikrofon innerhalb des Hallradiuses stellen. Und hier gilt das selbe was man sonst nur als bekannten Klo-Spruch lesen kann: Näher ran, er ist kürzer als man denkt! In der Tat: Der Hallradius wird oft zu groß eingeschätzt. Eine nachträgliche Verhallung ist i.A. nicht zu empfehlen. Vor allem dann nicht, wenn mehrere Stütz-Mikrofone benutzt werden. Denn man verhallt ja dann immer nur die Summe und nicht die Einzelkanäle individuell. Eine Enthallung ist prinzipiell nicht möglich, auch wenn Du die Parameter ganz exakt nachbildest, da der Hall Zufallsgesetzen gehorcht, d.h. der zeitliche Verlauf des Hallsignals ist nicht reproduzierbar. D.h.: Wenn Du in einem Raum an einer Stelle einen Lautsprecher fest installierst und an einer andern Stelle ein Mikrofon, und gibts mehrmals immer wieder ein und das selbe Signal auf den LS, so sind alle erzeugte Hallsignale in ihrer Zeitfunktion verschieden. Wenn man diese einzelnen Messungen auf Band aufnimmt und korrelativ miteinander vergleicht wird die Anzeige Null sein. Auch bei hochwertigen Nachhallgeräten ist dies so. Konkret bedeutet das, daß die Erzeugung des Halls die Eigenschaft eines Zufallsgenerators hat. Mit nichtlinearen Verzerrungen haben Hallfahnen nichts zu tun. Zum Thema "Orgelaufnahen" habe ich im Magazin "Stage Aid" in Soundgalerie.de ausführlich geschrieben. Sieh mal in den Link. MfG Rainer
D.h.: Wenn Du in einem Raum an einer Stelle einen Lautsprecher fest installierst und an einer andern Stelle ein Mikrofon, und gibts mehrmals immer wieder ein und das selbe Signal auf den LS, so sind alle erzeugte Hallsignale in ihrer Zeitfunktion verschieden.
Also entweder verstehe ich dich komplett falsch oder du hast soeben die Physik neu erfunden ;-) Du willst doch wohl nicht sagen, dass sich ein realer Raum von seinem Reflexionsverhalten (und damit auch von seinem Nachhallverhalten) her zufälliig verhält???
Ich zweifle mit. Die Übertragungsfunktion bleibt konstant. Das ist ja gerade der Trick wenn man künstlich einen natürlichen Hall nachbilden will indem man die Impulsantwort des realen Raumes aufnimmt und als Grundlage der künstlichen Hallberechnung heranzieht.
Hallo Thomas, hallo Trench, Ihr versteht mich schon richtig und ich will auch nicht die Physik neu schreiben. Aber ich stehe auf dem Standpunkt, daß ein (Hall)Raum systemtheoretisch kein exakt deterministisches System ist, sondern den Charakter eines chaotischen Systems hat. Ich verstehe zwar Eure Zweifel, aber trotzdem bleibe ich bei meiner These, die durch folgende Argumente gestärkt wird: 1. Das weiter unten von Martin geschriebene Posting enthält den Satz: ""...Dagegen löschen sich die beiden Monitorsignale bis auf einen Rest des zufallsbedingten Diffusschalls fast vollständig aus. Ich habe diese Methode schon mehrfach erfolgreich praktiziert, allerdings unter Studiobedingungen, wo sich der Diffusschall in Grenzen hält."" Hieraus geht hervor, daß der Diffusschall einem Zufallsgesetz gehorcht und nicht deterministisch ist, sondern ein echt stochastisches Signal. Die Betonung auf Martins Argument liegt auf dem "fast". 2. Ich habe es mal selbst mit 2 identischen Nachhallgeräten (gleicher Typ, gleiche Software) ausprobiert: Beide Geräte auf gleiche Hallparameter eingestellt (natürlich auch auf das gleiche Hallprogramm) und beide eingangsmäßig parallel geschaltet, also exakt das selbe Signal. Ergebnis: Die Ausgangssignale beider Geräte waren nicht korreliert. Nach Deiner Theorie müßten da korrelierte Signale herausgekommen sein, und dazu noch wo es künstlicher Hall ist. Denn der künstliche Hall ist ja im Grunde genommen nur ein Pseudozufallssignal im Gegensatz zu einem natürlichen Hall eines Raumes. Freilich sind die Übertragungsfunktionen in beiden Fällen die selben und auch bei dem von mir vorgeschlagenen Experiment im natürlichen Raum findet das Testsignal jedesmal die selbe ÜT-Funktion vor. Aber trotzdem wird der Diffusschall den Charakter eines chaotischen Systems haben und daher niemals exakt gleich einem vorangehenden Testsignal. Die Erstreflexionen mögen vielleich noch gleich sein, aber nachher wenn die Reflexionen in den Hall übergehen nicht mehr. Wir müssen auch von der Tatsache ausgehen, daß ja kleiste Temperaturschwankungen in der Luft die Schallgeschwindigkeit verändern und damit das Verhalten der Spätreflexionen unvorherbestimmbar verändern. Also werden wir trotz gleicher Anregung von der selben Stelle aus niemals exakt deckungsgleiche Signale erhalten. Vielleicht nimmt Eberhard Sengpiel zu dieser Frage mal Stellung - bin auf seine Antwort gespannt.
Hallo Ihr beiden nochmals, Mir fällt da noch ein einfaches Experiment ein: Man lege Billiardkugel Spielregelgemäß auf die Ausgangsposition eines Billiardtisches. Anschließend wird die weiße Kugel in die Kugeln geschossen und beobachtet wohin die Kugeln ausrollen. Die Stellung merken. Am besten mit Videokamera festhalten und auf Standbild gehen. Danach das selbige Spiel wiederholen und das Bild der ausgerollten Kugeln mit dem Standbild vergleichen. Ich bin mir sicher, daß die Bilder nicht übereinstimmen. Damit gleiche Ausgangsvoraussetzungen vorliegen, lasse man die Kugel von einer schräg gestellten Rinne oder durch ein Rohr auf den Billiardtisch rollen. Falls jemand ein Computerprogramm für Billiarsimulation hat kann er es auch da mals ausprobieren. Ich werde es mal gelegentlich probieren, habe da nämlich noch ein schönes Billiardprogramm. Grüße Rainer
2. Ich habe es mal selbst mit 2 identischen Nachhallgeräten (gleicher Typ, gleiche Software) ausprobiert: Beide Geräte auf gleiche Hallparameter eingestellt (natürlich auch auf das gleiche Hallprogramm) und beide eingangsmäßig parallel geschaltet, also exakt das selbe Signal. Ergebnis: Die Ausgangssignale beider Geräte waren nicht korreliert. Nach Deiner Theorie müßten da korrelierte Signale herausgekommen sein, und dazu noch wo es künstlicher Hall ist. Freilich sind die Übertragungsfunktionen in beiden Fällen die selben und auch bei dem von mir vorgeschlagenen Experiment im natürlichen Raum findet das Testsignal jedesmal die selbe ÜT-Funktion vor. Wir müssen auch von der Tatsache ausgehen, daß ja kleiste Temperaturschwankungen in der Luft die Schallgeschwindigkeit verändern und damit das Verhalten der Spätreflexionen unvorherbestimmbar verändern.
Ich halte es für einen Fehler Hallsimultionen als Begründung für die Realität heranzuziehen. Man kann es nicht so begründen. Ein Analogon wäre eine Wiese mit Millionen von Grashalmen. Zwei Fotos hintereinander ergeben die exakt gleiche Anordnung von Grashalmen (wind mal aussen vor). Zwei im Rechner erzeugte Wiesensimulationen mit Millionen durch Zufallsgenerator erzeugten Halmen werden dagegen nicht identisch sein. Zufall wird in den Simulationen nur verwendet um eine Masse von ähnlichen aber unterschiedlichen Elementen zu erzeugen. Dann müsste die Impulsantwort, oder allgemein die Reflexionen immer gleich sein. Gleiche Übertragungsfunktion, gleiche Impulsantwort ->völlig deterministisches Verhalten. Das ist ein Argument. Das ganze als chaotisches System aufzufassen. Aber dann ist die Impulsantwort eben _nicht_ immer gleich. Sie wird auch nicht _völlig_ unterschiedlich sein. Also erwarte ich ein Ergebnis "in der Mitte", sprich eine Korrelation zwischen 0 und 1. Bin auch mal gespannt, ob und was ES dazu sagt.
Falls jemand ein Computerprogramm für Billiarsimulation hat kann er es auch da mals ausprobieren.
Das ist streng genommen auch deterministisch! Zufallszahlen, die im Rechner erzeugt sind sind Pseudozufallszahlen. Ausser man verwendet wirklich Zufällige Ereignisse als Trigger (z.B. exakte Zeitpunkte der Usereingaben)
Hallo Thomas, ""Aber dann ist die Impulsantwort eben _nicht_ immer gleich. Sie wird auch nicht _völlig_ unterschiedlich sein. Also erwarte ich ein Ergebnis "in der Mitte", sprich eine Korrelation zwischen 0 und 1. "" Das glaube ich auch daß die Impulsantwort nicht immer exakt deckungsgleich ist, sondern ein Mittelwert darstellt. Denn wenn wir so etwas messen, messen wir ja immer mit Mittelungen. Was wir außerdem noch nicht erwähnten ist die Braun'sche Molekularbewegung der Luft, die ja als Rauschen dem Schall überlagert ist. Mir ging es bei der Betrachtung um die Frage, ob 2 mal ein exakt gleicher Verlauf der Zeitfunktion - die dann digitalisiert ja exakt das gleiche Bitmuster ergeben müßte - nach gleicher Anregung möglich ist. Und dies glaube ich nicht. Und selbst wenn dies gelänge würde es uns nichts nutzen. Denn: Die anfangs von Carsten gestellte Frage der "Enthallung" liese sich damit immer och nicht lösen, denn er brauchte ja dazu entweder das Trockensignal (das aber sucht er ja gerade!) oder ausschließlich den Hall, den man dann nur gegenphasig zu subtrahieren bräuchte. Und wie wollen wir den erzeugen? Ein "Enthallungsgerät" könnte ich übrigens auch manchmal gebrauchen.... Grüße Rainer
Mir ging es bei der Betrachtung um die Frage, ob 2 mal ein exakt gleicher Verlauf der Zeitfunktion - die dann digitalisiert ja exakt das gleiche Bitmuster ergeben müßte - nach gleicher Anregung möglich ist. Und dies glaube ich nicht.
Du musst aber unterscheiden zwischen gleicher Zeitfunktion und gleichem Bitmuster. Letzteres wird schon bei leichten Versetzen des Abtastrasters (wenn wir das Signal nicht mit der Abtastung syncronisieren) nicht der Fall sein, obwohl - theoretisch - das identische Signal beschrieben ist. Wenn wir ganz pingelig werden müssten wir auch noch Jitter in die Überlegung einbringen...
Hallo Meine Zweifel sind noch nicht ausgeräumt. Wie sich ein Signal in einem Raum verhält ist von mehreren Parametern abhängig und wenn an denen geschraubt wird ist es klar, dass das Ergenis einer Messung nicht dasselbe sein kann. Wäre der Raum an sich aber kein deterministisches System, würde es auch keine Impulsantwort geben, bzw. wäre jede Impulsantwort und deren Auswertung unsinnig, weil je stets andere Ergebnisse entstehen würden, was aber klar nicht der Fall ist, solange sich die beeinflussenden Parameter nicht ändern. Letztere sind IMHO bekannt und ergeben sich in erster Linie aus den Reflexionsgesetzen. Dass die Temparatur einen minimen Einfluss hat, bestreitet sicher niemand. Wie gross dieser in der Praxis dann tatsächlich ist, wäre noch zu ergründen. Allerdings sind wir ja von mehreren hintereinander erfolgten Mesungen ausgegangen, bei denen folglich auch die Raumtempratur und alle andere relevanten Parameter unverändert bleiben. Den Vergleich mit den Hallgeräten halte ich (wie auch Thomas) für wenig aussagekräftig und nicht übertragbar; zumindest solange wir nicht wissen, wie die Algorithmen in diesen Geräten arbeiten. Zu den Fast-Auslöschungen des Monitors: Diese werden IMO viel eher dadurch verursacht, dass die Personen im Raum ihre Positionen geringfügig verändern, als dass sich damit die Theorie eines chaotischen Systems stützen liesse. Trench
Habe jetzt keine Zeit das zu durchdenken, aber kann man überhaupt wenn man die Impulsantwort (oder deren Laplacetransformierte, die Übertragungsfunktion) kennt aus einem beliebigen Ausgangssignal das Eingangssignal konstruieren. Vorallem wenn das Eingangssignal stochastisch (->Rauschen) ist.
Hi Thomas, ich werde der Sache mal in der Literatur nachgehen. Müßte im Bereich "statistische Raumakustik zu finden sein. Außerdem werde ich es mal ausprobieren wenn ich Zeit habe. Aber in diesem Zusammenhang sei noch auf ein Phänomen hingewiesen, das meine These bestätigt: Es gibt keine 2 Punkte im Raum, die 2 kohärente Signale liefern. Das bedeutet doch, daß die ÜT-Funktion trotz exakter Raumsymmetrie an beiden Punkten verschieden sein muß. Nehmen wir an, wir hätten einen Raum der exakt quaderförmig ist und genau auf der Mittellinie steht ein Lautsprecher und in einigen Metern Entfernung stehen 2 Mikrofone. Beide in gleichem Radius zum LS und in gleichem Winkel zur Mittellinie. Wird der LS betönt, entstehen in beiden Mikrofonen inkohärente Signale. Sonst würde die ganze A/B-Stereofonie nicht funktionieren. Warten wir mal ab ob ich was dazu in Büchern finde. Und wenn nicht wird das Experiment gemacht. Einen Hallraum haben wir an unserer FH und Meßequipment auch - also kein Problem. Zu Deinem obigen Argument mit der L-Transformierten: Das stimmt, solange das System minimalphasig ist. Das aber ist der Raum nicht, er enthält ja Laufzeiten. Deswegen kann man ja auch Raumresonanzen nicht mit Entzerrern beseitigen bei Beschallungen. Grüße Rainer
Aber in diesem Zusammenhang sei noch auf ein Phänomen hingewiesen, das meine These bestätigt: Es gibt keine 2 Punkte im Raum, die 2 kohärente Signale liefern. Das bedeutet doch, daß die ÜT-Funktion trotz exakter Raumsymmetrie an beiden Punkten verschieden sein muß. Nehmen wir an, wir hätten einen Raum der exakt quaderförmig ist und genau auf der Mittellinie steht ein Lautsprecher und in einigen Metern Entfernung stehen 2 Mikrofone. Wird der LS betönt, entstehen in beiden Mikrofonen inkohärente Signale. Sonst würde die ganze A/B-Stereofonie nicht funktionieren. Zu Deinem obigen Argument mit der L-Transformierten: Das stimmt, solange das System minimalphasig ist.
Kann ich nicht nachvollziehen, wenn wir mal chaotisches Verhalten der Luftmelüle vernachlässigen. Aber nur, wenn die These stimmt. Wie gesagt kann ich nicht nachvollziehen. Das ebenfalls nicht. Bei so einem idealen Raum müsste der Hall dann auch korrelieren und Mono sein. Die Frage ist aber wie man das Nachweisen will. Denn schon geringeste Unsymetrien in der Versuchsanordnung addieren(multiplizieren?, potenzieren?) sich ja. So gesehen ist es fast ein choatisches System. Denn kleiste Veränderungen ergeben grosse Veränderungen nach mehreren Reflexionen. Dieser Begriff viel bei uns im Studium nicht. (Und danach sowieso nicht). Was bedeutet "minimalphasig"?
Nehmen wir an, wir hätten einen Raum der exakt quaderförmig ist und genau auf der Mittellinie steht ein Lautsprecher und in einigen Metern Entfernung stehen 2 Mikrofone. Beide in gleichem Radius zum LS und in gleichem Winkel zur Mittellinie. Wird der LS betönt, entstehen in beiden Mikrofonen inkohärente Signale. Sonst würde die ganze A/B-Stereofonie nicht funktionieren.
Bei idealem Raum und ebensolchen Mikrofonen und Quellen, ist für mich eigentlich nicht ersichtlich, weshalb die Signale inkohärent sein sollten. Bei realen A/B-Situation stehen ja auch selten alle Quellen auf der Mittelachse ;-) Trench
Hi Thomas, "minimalphasig" bedeutet, daß die ÜT-Funktion keine Allpaßkomponenten enthält. Also keine Totzeiten. Allpaßcharakteristik liegt dann vor, wenn die Polstellen in der komplexen Zahlenebene spiegelbildlich dazu Nullstellen haben. Dann ist das Problem wie Du es anführtest aus der Impulsantwort und der ÜT-Funktion die Erregerfunktion zu bestimmen nicht mehr eindeutig lösbar. Nochmals zu dem Raum: Man mache ganz einfach mal den Versuchsaufbau wie ich anfangs beschrieben hatte, also 1 LS und 1 Mikrofon installieren und in einem Zeitabstand in dem der Hall vollständig abgeklungen ist 2 mal das gleiche Signal einspielen und aufnehmen. Danach die beiden Signale synchronisieren (kann man ja mit Markengeber machen um auf gleiche Anfangszeiten zu kommen) und mit dem Korrelationsmesser vergleichen. Ich kann mir beim besten Willen nicht vorstellen, daß das Ergebnis zwei kohärente Signale sein sollen. Ich probiers gerne mal bei uns an der FH aus. Und ich bin der Überzeugung, daß wir das chaotische Verhalten der Luftmoleküle keinesfalls vernachlässigen dürfen. FÜr das Ausprobieren brauchen wir in diesem Fall bei nur 1 Mikrofon noch nicht mal einen speziellen Schallmeßraum. Das müßte in jedem größeren Wohnzimmer möglich sein. Grüße Rainer
