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1. Warum ist die Akustik im Regieraum so wichtig

Da das vorhandene Audiomaterial im Regieraum beurteilt wird, muss dieses Audiomaterial so unverfälscht wie möglich das Gehör des Bearbeiters erreichen. Das beste Equipment ist keine Rettung, wenn das Signal schon auf dem Weg vom Schallwandler zum Gehör durch raumakustische Eigenschaften verfälscht wird. Diese Verfälschung findet durch Reflektion an den Raumbegrenzungsflächen (Wände, Boden, Decke) und an allen sich im Raum befindenden Dingen statt. Abhängig von der Größe, Form, Material und der Lage des reflektierenden Objektes. In diesem Skript will ich versuchen Messmethoden und Lösungen vorzuschlagen ohne zu weit ins Detail zu gehen. Ich werde auf mathematische Formeln und auf physikalische Funktionsweisen verzichten. Auch setze ich für dieses Skript ein grundlegendes Wissen über die Akustik voraus. Der Platz reicht einfach nicht aus, um die Zusammenhänge der Physik und die Funktionsweisen verschiedener Vorschläge zu erklären.

2. Vorbereitungen zum Messen des Raumes

Um einen Raum optimieren zu können, muss erst herausgefunden werden was sich im Raum negativ auf die Akustik auswirkt. Hierzu sind Messungen mit spezieller Software (diese kann im Internet erworben werden) erforderlich.Grundsätzlich muss ein zu messender Raum fertig eingerichteten sein. Das heisst, dass große Einrichtungsgegenstände (Schrank, Tisch, Mischpult,Instrumente, Abhöranlage, ...usw) sich auf ihrer endgültigen Position befinden sollten. Denn durch die Lageänderung dieser Gegenstände ändert sich auch die Raumakustik. Die Abhöranlage, die zum Arbeiten genutzt wird, sollte auch für die Messungen verwendet werden. Als Messmikrofon kann im Prinzip jedes Mikrofon verwendet werden, es sollte jedoch über eine Kugelcharakteristik verfügen, denn nur mit dieser Charaktristik ist es möglich Schallereignisse aus allen Richtungen gleich stark aufzunehmen. Wenn das Mikrofon nicht über einen linearen Frequenzgang verfügt sollte dieses mit der Software kompensiert werden. Dazu verwendet man so genannte Kalibrationsdateien, die entweder von der Software bereitgestellt werden oder von einem selbst erstellt werden müssen. Hierzu wird einfach der Frequenzgang des Mikrofons aufgezeichnet und als Kalibrationsdatei abgespeichert. Diese Aufzeichnung muss allerdings entweder im schalltoten Raum oder im Freien (Umgebung ohne Reflektionen) erfolgen. Das Messmikrofon wird an den Abhörpunkt positioniert und ersetzt damit den Kopf des Abhörers. Da dieser aber seinen Kopf unter realen Bedingungen nicht nur an einer Stelle hält, muss ein Kompromis für den Messort gefunden weden. Man kann auch mehrere Messungen durchführen, um die Eigenschaften der unterschiedlichen Abhörpositionen kennen zu lernen. Ich Stelle zwei Messmethoden vor, die ich für sinnvoll halte, um genug Informationen über die Raumakustik zu bekommen. Die Frequenzgangmessung und die Nachhallzeitmessung.

3. Die Frequenzgangmessung

Bei der Frequenzgangmessung wird, wie der Name es schon sagt, der Frequenzgang des Raumes gemessen und als Diagramm dargestellt. Üblicherweise sind auf der X-Achse die Frequenzen (in Hz) aufgetragen und auf der Y-Achse die relative Amplitude (in dB). Als Messsignal kommen entweder Rauschen oder ein Frequenzsweep in Frage.<Weißes Rauschen hat zwar in jeder Frequenz die selbe Menge Energie, entspricht aber nicht dem menschlichen Hörempfinden. Diesem entspricht rosa Rauschen schon eher, da es mit 3dB pro Oktave abfällt. Damit ähnelt es auch den herkömmlichen Musikinstrumenten. Bei dem Frequenzsweep wird die Frequenz eines einfachen Sinussignals vom Anfangswert zum Endwert (Üblich: Von 20kHz-20Hz) fließend geändert. Dieses kann entweder linear oder auch logarithmisch geschehen. Bei der Frequenzsweepmessung muss man auf die Signalzeit achten. Diese darf in den einzelnen Frequenzen nicht zu kurz sein, da der Raum seine Zeit zum reagieren braucht.<br>Nach dem alles positioniert und die Messmethode gewählt ist, wird gemessen. <br>Man erhält ein Frequenzdiagramm, an welchem man die Resonanzen und Einbrüche erkennen kann:



Die dunkelblaue Linie (Peak Hold) zeigt Einbrüche bei ca. 85 Hz, 100 Hz, 140 Hz, und 210 Hz. Höhere Frequenzen verlieren mehr an Bedeutung, da sie als weniger störend empfunden werden und leichter zu bekämpfen sind. Diese größeren Resonanzen und Einbrüche sind durch stehende Wellen, die zwischen parallelen Wänden entstehen, zu erklären. Eine glatt durchgezogene Line wird man nie erhalten und ab wann eine Frequenz wirklich als störend gilt, ist Ermessenssache. Wenn die Möglichkeit besteht, sollte man Resonanzen und Einbrüche ab 10 dB versuchen zu bekämpfen. Mit der Frequenzgangmessung, kann man die Raummoden hervorragend visualisieren um diese bekämpfen zu können. Rein mathematisches ausrechnen der Raummoden, halte ich persönlich für viel zu theoretisch, da zu viele Faktoren vorhanden sind die zu falschem Ergebnis führen könnten. Allerdings kann die mathematische Kontrolle sinnvoll als Ergänzung
eingesetzt werden. Frequenzüberhöhungen oder Einbrüche könnte man auch durch einen EQ korrigieren, oder durch speziell hierfür entworfene Software. Allerdings ist das in dem Sinne keine richtige Korrektur der Akustik und ich persönlich würde diese Lösung nicht empfehlen, aber da gibt es auch andere Meinungen.

4. Die Nachhallzeitmessung

Ein weiteres wichtiges Kriterium für die Raumakustik ist, ist die Nachhallzeit. Diese kann man auf elektronischem Weg nicht korrigieren, aber messen. Bei der Nachhallzeitmessung, auch RT 60 gennant, wird die Zeit gemessen, die vergeht, bis ein reflektiertes Signal im Raum um 60 dB leiser geworden ist. Dazu wird als Messsignal üblicherweise Rauschen genommen, aber kein konstantes Rauschen, sondern ein Rauschpacket / Rauschimpuls (Noiseburst). Das ist ein Rauschen welches nach voreingestellter Zeit (zwischen 2 – 5 sec sollte meiner Meinung nach genügen) abrupt aufhört. Und genau ab dem Zeitpunkt, ab dem das Rauschen aufhört ist die Messung für unsere Zwecke interessent. Das aufgezeichnete Ergebnis kann man sich entweder als Wasserfalldiagramm oder noch übersichtlicher, als Spektrogramm (Sonagramm) anzeigen lassen. Das sieht so aus:



Die X-Achse des Spektrogramms ist die Zeitachse (in 100 msec pro Division). Die Y-Achse zeigt das Frequenzspektrum, und die relative Amplitude wird durch die Farben dargestellt. Jetzt muss nur überprüft werden ob die Nachhallzeit des gemessenen Raumes der Norm entspricht:



Optimale wäre eine konstante Nachhallzeit von etwa 300 msec, aber vor allem in den unteren Frequenzen ist ein größerer Spielraum gegeben. Grundsätzlich gilt auch: Je größer der Raum, desto läger darf die Nachhalzeit sein.

5. Lösungsvorschlag Diffusor

Da die Probleme analysiert sind, muss individuell dagegen vorgegangen werden. Eine zu lange Nachhallzeit kann man zum Beispiel durch Diffusoren in den Griff bekommen. Dabei ist es aber wichtig zu wissen, dass Diffusoren nur bei den Frequenzen wirken, dessen Wellenlänge kleiner als der Diffusor selbst ist. Große Wellen würden sich einfach um den kleinen Diffusor beugen. Wenn man sich keine Diffusoren leisten kann, muss man sich zum Beispiel durch Möbelstücke mit unebenen Oberflächen helfen (CD Regal, Bücher Regal, ...usw):



www.regalsystem-max.de
www.woodandmore.de

Man könnte auch mit geometrischen Formen wie Kugel, Pyramiden, Tetraeder, ...usw diffuse (streuende) Wirkung erzielen, wenn man darauf achtet, dass die Oberfläche des Objektes schallhart (schallreflektierend) ist. Die Wirkung eines Diffusors kann mit erneuter Nachhallzeitmessung nachgewiesen werden.

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.............. Ein QR Diffusor von hofa-shop.de ............................................. Ein RP Diffusor von www.rpg-europe.co.uk

6. Lösungsvorschlag Absorber

Auch Absorber sind dazu geeignet die Nachhallzeit zu verringern, aber auch hier darf man den Aspekt der Wellenbeugung nicht vergessen. Ausserdem sollte bei dieser Methode darauf geachtet werden, dass die Nachhallzeit nicht zu kurz wird. Ein Möglichkeit um stehende Wellen zu verhindern wäre es, parallele Wände um mindestens 5 Grad zu drehen, oder neue Wände in diesem Winkel zu ziehen. Da dies in der Realität aber nicht immer Möglich ist, muss man Absorber verwenden. Bei Frequenzen oberhalb von 250 Hz kann man sogenannte poröse Absorber (Basotect (Melaminharzschaum), Steinwolle, Glaswolle, ...usw) verwenden. Aber auch unterhalb von 250 Hz kann man die Bassresonanzen mit Steinwolle sehr gut bekämpfen!


Basotectplatten von www.thomann.de

Der Wirkungsgrad von porösen Absorbern / Materialien wird als Absorptionsgrad alpha angegeben und kann aus Tabellen, die im Internet verfügbar sind, entnommen werden. Bei niedrigeren Frequenzen würden die porösen Absorber gigantische Ausmaße annehmen, da sie ihre Wirkung nur am Schallschnelle-Maximum entfalten und dieses ¼ Lambda von der Wand entfernt ist. Um Probleme der tiefen Frequenzen zu bekämpfen muss man sich entweder mit Plattenschwingern oder mit Helmholtzresonatoren behelfen. Helmholtzresonatoren kann man selbst bauen, da es eigentlich nur Holzkisten eines bestimmten Volumens, mit einer bestimmten Anzahl von Löchern, bestimmten Durchmessers sind. Formeln zum Ausrechnen dieser Parameter kann man im Internet finden.

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. ......................Helmholtzresonator von www.vatter.at .........................................Prinzip des Helmholtz-Resonators


Da Helmholtzresonatoren nicht an jeder Stelle im Raum ihre Wirkung zeigen, kann man durch erneutes Nachmessen die optimale Position für diese finden. Grundsätzlich sollte nach jeder Optimierung des Raumes eine Messung durchgeführt werden, um festzustellen ob diese Änderung sinnvoll war. Ausserdem gibt es noch andere Möglichkeiten einen Regieraum akustisch zu messen oder zu verbessern, ich kann aber aus Platzgründen nicht auf alle eingehen.
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[Akustik verbessern] - Akustische Optimierung des Regieraumes von Vampire05 @ www.tonstudio-forum.de
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