Virtual Surround Sound – so entsteht er

Virtual-Surround-Technologien erzeugen Raumklang, auch wenn keine Surround-Sound-Anlage vorhanden ist. Das klingt erst mal unglaublich, weil damit der vermeintlich unverrückbare Grundsatz der Akustik ignoriert wird, dass man ein Klangereignis nur dann klar verorten kann, wenn die Klangquelle auch tatsächlich im Raum positioniert ist. Genau das lässt sich aber durch bestimmte akustische Kniffe aushebeln. Was das mit Laufzeitunterschieden, Schalldruck und Audio-Codecs zu tun hat, erfährst du in diesem Beitrag.

Die akustischen Grundlagen

Man könnte meinen, zum Richtungshören gehöre nicht viel. Eine Person vor uns klatscht in die Hände, und wir wissen auch mit geschlossenen Augen, wo sie ungefähr steht. Wenn die Person ein paar Meter weiter nach links wandert und klatscht, teilt uns unser Gehör zuverlässig mit, wohin sich die Person bewegt. Das klingt selbstverständlich und leicht, für unser Gehirn bedeutet es aber einigen Aufwand.

Denn es nimmt nicht die Richtung des Schalls als solche war, sondern „berechnet“ sie aus einer Reihe verschiedener Informationen. Im Wesentlichen sind das diese drei Faktoren:

1. Der Zeitunterschied (Laufzeitunterschiede), mit dem eine Schallwelle auf das linke und das rechte Ohr trifft. Eine von rechts ausgesendete Schallwelle erreicht erst das rechte, dann das linke Ohr. Unser Gehör registriert selbst kleinste Verschiebungen der Schallquelle nach links und rechts.
2. Unterschiede des wahrgenommenen Schalldrucks erlauben ebenfalls Rückschlüsse auf die Richtung. Beim Ohr, das der Schallquelle abgewandt ist, kommt ein geringerer Schalldruck an als beim zugewandten Ohr. Schalldruck- und Laufzeitunterschiede allein genügen allerdings nicht, um alle Richtungen im Raum zu erfassen. So können wir darüber keine Schallwellen lokalisieren, die gerade vor oder hinter uns abgestrahlt werden.
3. Unser Gehör nimmt auch durch die Klangfarbe die Richtung von Schallwellen wahr. Abhängig davon, in welchem Winkel Schallwellen auf die Ohrmuschel treffen, werden sie durch deren spezifische Struktur (linear) verzerrt. Darüber hinaus trägt die Form des Kopfes und des Rumpfes zur Modulation der Schallquellen bei.

Virtual Surround Sound in der Praxis

Schallwellen lassen sich heute sehr präzise modulieren. Das erlaubt es, die drei aufgezählten Faktoren so einzusetzen, dass unser Gehör ein Klangereignis dort vermutet, wo gar keine Boxen positioniert sind. Über die in Punkt 3 angesprochenen linearen Verzerrungen lassen sich sogar Klangquellen simulieren, die sich hinter dem Hörer befinden.

Um virtuellen Raumklang zu erzeugen, müssen Audio-Codecs Pegel- und Laufzeitunterschiede sowie die Tonfarbe so nachbilden, als käme das Klangereignis aus einer bestimmten Richtung. Die Audiosignale werden bei Virtual-Surround-Verfahren für zwei Kanäle aufbereitet – ein Kanal für jedes Ohr. Virtual Surround Sound kann sowohl auf Stereoanlagen und Soundbars als auch auf Kopfhörern wiedergegeben werden.

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Technologien für virtuellen Raumklang

Der wohl am weitesten verbreitete Virtual-Surround-Codec ist Virtual Speaker von Dolby. Darüber hinaus gibt es eine Reihe weiterer Virtual-Surround-Standards wie Sonic Emotion Absolute 3D und DTS Surround Sensation sowie entsprechende Standards für Kopfhörer oder Headsets.

Teufel hat mit Dynamore® Ultra eine Sound-Technologie entwickelt, die mithilfe von Side-Firing-Speakern virtuellen Raumklang erzeugt. Die zusätzlich integrierten Töner strahlen dabei seitlich ab, was ein erstaunlich einhüllendes Klangerlebnis schafft. Erstaunlich für dich und deine Gäste – für unsere Toningenieure weniger, denn die haben schließlich lange daran getüftelt, dir virtuellen 3D-Sound ins Wohnzimmer zu bringen.

Lesetipp: Apropos 3D-Sound! Dolbys Surround-Sound Atmos hat die (Heim-)Kinoszene in den letzten Jahren ziemlich aufgemischt. Wir haben dir das Wichtigste zu Dolby Atmos zusammengetragen.

Hinzufügen muss man allerdings, dass es bisher keine Simulation gibt, die physische Rear-Speaker zu 100 Prozent ersetzen kann. Willst du echten Kino-Sound, solltest du also zu einem echten 5.1-Surround-Sound-Set mit mindestens fünf einzelnen Speakern und Subwoofer greifen. Viele Rear-Speaker lassen sich auch kabellos mit unserer RearStation betreiben.

Apropos Kinosound: Immersiven 3D-Sound gibt es hierzulande in immer mehr Kinos. Hier gibt es unsere Übersicht von Dolby-Atmos-Kinos in Deutschland.

Teufel Produkte mit Virtual-Surround-Technologien

▶ CINEBAR PRO: Die Soundbar schlechthin mit Dynamore® Ultra für Virtual Surround Sound. Das 2-Wege-System mit insgesamt acht High-Performance-Tönern erzeugt einen extrem differenzierten, natürlichen Raumklang mit absoluter Klangtreue, auch bei sehr hohen Pegeln. Und wenn ein sattes Bass-Fundament gefragt ist, übernimmt der bärenstarke 150-Watt-Subwoofer das Kommando.

▶ CAGE Gaming-Headset: Zwischen Kopfhörer-Gehäuse und Trommelfell passt ein ganzer Raum – zumindest dann, wenn du den CAGE trägst. Der Gaming-Kopfhörer mit Headset erzeugt dank ausgeklügelter Schallwellen-Modulation immersiven Klang für deine Abenteuer an PC, Konsole oder Smartphone.

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Fazit: Virtual Surround Sound

• Formate für Virtual Surround Sound simulieren Raumklang, auch ohne den Einsatz einer Surround-Sound-Anlage (5.1 oder mehr).
• Dabei wird unser Richtungshören durch Bearbeitung von Laufzeit, Schalldruckpegel und Tonfarbe ausgetrickst.
• Soundbars, Kopfhörer und Stereoanlagen, die virtuellen Raumklang wiedergeben können, bilden Schallwellen so nach, als würden sie aus einer bestimmten Richtung und einem bestimmten Winkel auf unser Ohr treffen.
• Neben Dolby Virtual Speaker gibt es eine Reihe weiterer virtueller Surround-Formate. Teufel setzt zum Beispiel auf die selbst entwickelte Technologie Dynamore® Ultra.