Diplomarbeit, 2005
35 Seiten, Note: 88%
1. Einführung
1.1 Vorwort
1.2 Geschichte
1.3 Voraussetzungen und Technisches Prinzip
1.4 Die Systemtheorie
1.5 Chancen und Anwendungsbeispiele
2. Room- Sampling
2.1 Raumakustische Basis und Halldefinition
2.2 Die Schallquelle und Impuls – Signale
2.2.1 Das Sinus – Sweep – Verfahren
2.2.2 Dirac, weißes Rauschen und Pistolenschuss
2.3 Die Mikrofonierung
2.3.1 ORTF
2.3.2 Binauraler Kunstkopf
2.3.3 Ambisonic
2.4 Weiterverarbeitung und Anwendung der Impulsantworten
3. Auralisation
3.1 Die Bedeutung der Auralisation
3.2 Das Prinzip der Faltung
3.2.1 Spektrum Multiplikation
3.3 Extraktion akustischer Parameter und Deconvolving der Impulsantworten
3.4 Der Player
3.5 Optimierungsverfahren zur Verminderung der Berechnungsintensität
4. Abschließende Betrachtungen
4.1 Vergleiche zwischen Faltungshall und Algorithmus- Hall
4.2 Eigene Meinung
Die Arbeit untersucht die Funktionsweise und technologischen Grundlagen des Faltungshalls, analysiert kritisch die Methoden zur Erfassung von Impulsantworten sowie deren Anwendung und vergleicht diese Technologie mit der herkömmlichen, algorithmischen Hallerzeugung.
1.2 Geschichte
Die Entwicklung des Faltungshalls geht bis zum Anfang der 90er Jahre zurück.
Eine der zündenden Ideen entstand aus dem Wunsch heraus, die damals noch sehr teuren algorithmischen Hallgeräte kostengünstiger zu gestalten und einer größeren Personengruppe nahe zu bringen. Die sich damals auf dem Höhepunkt befindende Sampling – Technologie ermöglichte die ersten Versuche das legendäre Lexicon – Hallgerät zu „samplen“ und diese Samples per MIDI – Befehlen an vorhandene Audiosignale „ran zu hängen“, um diese dadurch letztendlich zu verhallen. Eines der ersten Probleme war dabei die Tatsache, dass die aufgenommenen Samples der Hallräume des Lexicons, so genannte Impulsantworten, mit einem Impuls erzeugt wurden und niemals identisch mit den Signalen waren, die man verhallen wollte. Man stelle sich hier eine Hihat mit dem Hallanteil eines breitbandigen Impulses vor, der sich über die gesamten Frequenzen des menschlichen Hörbereiches erstreckt, was einen äußert unnatürlichen Klangeindruck zur Folge hätte. Die entstandene Bibliothek an erstklassigen Hallräumen aus dem Lexicon war daher in der Praxis nahezu untauglich.
Der Hersteller Sony® wurde als erstes auf dieses Problem aufmerksam und arbeitete bereits an einem Lösungskonzept. Mit seinem Hardware – Effektgerät, dem „DRE-S777“, welches von Sony® Ende der 90er Jahre für über 10.000 USD auf den Markt gebracht wurde, war das Fundament für die weitere Entwicklung des Faltungshalls geboren.
1. Einführung: Beschreibt die Motivation der Arbeit, die historische Entwicklung des Faltungshalls sowie die grundlegenden technischen Voraussetzungen und die systemtheoretische Basis.
2. Room- Sampling: Behandelt die raumakustischen Grundlagen, verschiedene Methoden der Impulsanregung sowie detaillierte Mikrofonierungsverfahren für die Erfassung von Raumantworten.
3. Auralisation: Erläutert das Prinzip der Faltung, die Spektrum-Multiplikation als Optimierungsansatz, die Extraktion akustischer Parameter sowie die Funktion und Implementierung des Players.
4. Abschließende Betrachtungen: Gegenüberstellung von Faltungshall und algorithmischem Hall unter Berücksichtigung von Flexibilität, Qualität und Rechenaufwand, abgerundet durch ein persönliches Fazit des Autors.
Faltungshall, Impulsantwort, Raumakustik, Systemtheorie, Auralisation, DSP, Signalverarbeitung, Mikrofonierung, Fourier-Transformation, Deconvolving, Algorithmischer Hall, Sinus-Sweep, Binaurale Aufnahme, Latenz, Schallfeld.
Die Arbeit analysiert die Funktionsweise des Faltungshalls, seine mathematischen Grundlagen und die praktischen Anforderungen an eine authentische Raumerfassung.
Im Fokus stehen die Erzeugung und Verarbeitung von Impulsantworten, Mikrofonierungstechniken sowie der Vergleich moderner Faltungstechnologie mit klassischen algorithmischen Hallverfahren.
Das Ziel ist eine kritische Untersuchung der Technologie, um aufzuzeigen, wie realistischer Hall erzeugt werden kann und wo die Grenzen der derzeitigen Implementierungen liegen.
Der Autor stützt sich auf systemtheoretische Ansätze, akustische Messprinzipien und den Vergleich verschiedener mathematischer Verfahren wie der diskreten Faltung und der schnellen Fourier-Transformation (FFT).
Der Hauptteil befasst sich mit der mathematischen Faltung, der Spektrum-Multiplikation, der Deconvolution von Impulsantworten sowie den Hard- und Software-Lösungen für Player-Systeme.
Begriffe wie Faltungshall, Impulsantwort, Systemtheorie, Auralisation und DSP beschreiben den Kern der technologischen Ausführungen.
Es dient dazu, das Eingangssignal von der Systemantwort zu trennen, um die reine Impulsantwort des Raumes zu isolieren, was die Voraussetzung für eine korrekte Faltung darstellt.
Der Faltungshall bietet eine unübertroffene Natürlichkeit bei der Abbildung realer Räume, ist jedoch unflexibler in der Editierbarkeit und rechenintensiver als algorithmische Ansätze.
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