workshop origami falte deinen raum

Workshop: producers secrets

Producers Secrets – Teil 6

Origami – Falte deinen Raum

Seit Beginn des neuen Jahrtausends wurde im Zuge der sich stetig und rasant weiter

entwickelnden Rechenleistungen von Computersystemen eine Technologie zur Simulation

von Hall und künstlicher Räumlichkeit verfügbar, welche besonders die Arbeit und die

klanglichen Möglichkeiten in der Musikproduktion revolutioniert hat. Das Prinzip des

Faltungshalls ermöglicht seither die Verwendung des charakteristischen Nachhalls tatsächlich

existierender Räume und Umgebungen in einer faszinierend realistischer Klangqualität.

Die Technologie der Faltung (engl. Convoluti-

on) ist für Nachrichtentechniker ein ver-

gleichsweise „alter Hut“.

Das Prinzip, dass man

mit Hilfe eines bestimmten, einmal gemessenen

Übertragungsverhalten eines systems (zum Bei-

spiel eines realen Raumes, oder eines Geräts) das

systemverhalten eines beliebigen signals vor-

hersagen kann ist bereits seit Jahrzehnten be-

kannt. Erstellt man von einem realen Raum eine

so genannte Impulsantwort (engl. IR=Impulse

Response) seines räumlichen Verhaltens, so lässt

sich diese wie ein akustischer Fingerabdruck mit

jedem anderen audiosignal verschmelzen. als

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ie historischen anfangsjahrzehnte der

Musikproduktion kannten noch keine

Geräte zur künstlichen Hallerzeugung.

Räumlichkeit wurde damals noch ausschließlich

über den realen Klang der aufnahmeräume des

studios realisiert. spezielle Hallkammern und

Echochambers, in welche die noch trockenen

audiosignale über Lautsprecher eingespielt wur-

den lieferten eine nachträgliche Räumlichkeit,

die den spuren nach Belieben hinzugemischt

werden konnte. Nach und nach verwendete man

für die räumliche simulation auch metallene

Hallplatten (zum Beispiel EMt 140) oder goldbe-

schichtete Hallfolien (zum Beispiel EMt 250),

die anfang der 70er-Jahre schließlich von den

ersten echten Hallgeräten abgelöst wurden. Die-

se Geräte nutzten komplizierte – und von den

Herstellern wie ein staatsgeheimnis gehütete –

algorithmen, welche in Verbindung mit aufwän-

digen Filter- und Delayschaltungen eine äußerst

flexible Hallerzeugung ermöglichten. Mit Hilfe

dieser zu 100 % errechneten Raumeigenschaften

konnten aufgrund der flexibel definierbaren Pa-

rameter alle erforderlichen aufgaben während

einer Musikproduktion erfüllt werden. allerdings

waren die so entstandenen jeweiligen Hallsimu-

lationen auch mit noch so komplexen algorith-

men nur annähernd mit einem realistischen

Raumverhalten vergleichbar. Die suche nach

mehr Echtheit musste also weitergehen ...

Faltung – ein bekanntes

Prinzip aus der Elektrotechnik

Die Firma audioease bietet mit dem altiverb ein Plugin, das in vielen verschiedenen Interface-ansichten eine detaillierte und professionelle Bearbeitung des Faltungsvorgangs ermöglicht.

klangliches Ergebnis erklingt das ursprüngliche

audiosignal plötzlich in der durch die Impulsant-

wort des Raumes definierten Räumlichkeit. Das

signal scheint wie in diesen realen Raum hinein-

gesetzt, obwohl es eigentlich in Wirklichkeit

dort nie erklungen ist – ein Realismus, der un-

gläubig staunen lässt, fasziniert und überzeugt.

Wie ist das möglich? Zuallererst benötigt man

die klangliche Signatur, das charakteristische

und individuelle Reaktionsverhalten des Rau-

mes auf ein Schallereignis.

Hierzu muss der

Raum zum antworten angeregt werden, diese

antwort (Impulsantwort) wird wiederum über ei-

ne klassische Mikrofonierung aufgenommen. In

den meisten Fällen kommt hierfür ein möglichst

kurzer und lauter Impuls zum Einsatz, idealerwei-

se ein speziell dafür erstellter Dirac-stoß (be-

nannt nach dem britischen Physiker Paul Maurice

Dirac), ein Pistolenschuss, lautes Händeklatschen

oder ein Knall eines explodierenden Luftballons.

Manchmal nutzt man auch einen sinus-sweep

durch das gesamte hörbare Frequenzspektrum

zwischen 20 Hz und 20 kHz oder ein alle Fre-

quenzen enthaltendes weißes Rauschen. Wichtig

ist in jedem Fall, dass der Raum nur ultra-kurz

angeregt wird, damit seine charakteristische

Echoantwort möglichst ohne den ursprünglichen

akustischen Impuls aufgenommen werden kann.

Verwendet man einen sinus-sweep, so kann der

auf der aufnahme verbleibende ton über ein spe-

zielles Verfahren (Deconvolving, in verschiedenen

Plugins verfügbar) wieder herausgerechnet wer-

den. Bei den impulshaften Varianten ist ein De-

convolving nicht erforderlich.

Komplexe Berechnung jedes

einzelnen Samples

Die so erstellte IR kann nun in einen Player,

meist ein spezielles Faltungshall-Plugin gela-

den werden.

Dort wird sie auf jedes einzelne

sample des zu verhallenden audiosignals „auf-

gerechnet“. somit wird tatsächlich jedes einzel-

ne sample für sich mit der Raumantwort in der

jeweiligen Lautstärke „verhallt“ – ein unglaub-

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lich rechenintensiver Vorgang, der nur mit sehr

leistungsstarken und schnellen Computerchips

zu realisieren ist. tatsächlich wird die Berech-

nung in den meisten Playern zusätzlich durch

bestimmte Reduzierungen, geschickte Verschie-

bungen und aufteilungen auf ein erträgliches

und praktikables Maß eingeschränkt, um eine

Verwendung des Faltungshalls unter sehr gerin-

gen Latenzen oder sogar in Echtzeit auch auf

mehreren spuren gleichzeitig zu ermöglichen.

Doch die intensiven Berechnungen zahlen

sich klanglich aus.

Durch die Faltung kann je-

des trockene audiosignal in jede beliebige, durch

eine erstellte IR konservierte Räumlichkeit der

Welt gestellt werden. so ist es beispielsweise

kein Problem, die Leadvocals einer Produktion

mit dem einzigartigen Nachhall des amsterda-

mer Concertgebouws oder des indischen taj Ma-

hals zu versehen. Entsprechende Impulsantwor-

ten sind in allen Playern oder über das Internet

in großer anzahl verfügbar. Das angebot reicht

von den berühmten Konzertsälen, Kirchen, Ka-

thedralen oder opernhäuser dieser Erde über

unzählige aufnahmeräume renommierter ton-

studios bis hin zu sehr ungewöhnlichen Umge-

bungen und Räumlichkeiten. Es ist nämlich durch-

aus möglich, auch sehr unkonventionelle Räume

als ausgangspunkt für die Erstellung von Impul-

santworten zu wählen. Vielleicht liefert der ei-

gene Kellerraum, ein Kleiderschrank oder das

Der sIR2 von Christian Knufinke ist ein sehr gutes

Faltungs-Plugin zu einem fairen Preis und stellt alle

wichtigen Bearbeitungsmöglichkeiten uneingeschränkt

zur Verfügung.

Auch der renommierte Plugin-Hersteller Waves hat

ein leistungsstarkes Faltungs-Plugin im Programm:

Der IR-L hält alle notwendigen Features in seinem

Interface bereit.

Innere eines autos eine für die Musikproduktion

perfekte oder effektvolle Räumlichkeit. Nicht

selten wird das Impulsverhalten kleiner schach-

teln oder Dosen abgefaltet, um möglichst origi-

nelle Raumeffekte zu erzielen. all diese IRs er-

möglichen eine nahezu perfekte und realistische

simulation der tatsächlichen Umgebung.

Ein weiterer großer Schwachpunkt der Fal-

tungstechnik und deren Verwendung für das

Verhallen von Audiosignalen ist das Problem

der statischen räumlichen Zuordnung.

Beim

Erstellen der Impulsantwort nutzt man eine be-

stimmte festgelegte Position im abzufaltenden

Raum. Der abstand zu Wänden und Decken,

Durch die Faltung kann jedes trockene Audiosignal

in jede Räumlichkeit der Welt gestellt werden.«

ebenso wie die eigentliche Größe des Raumes

und die genaue Positionierung des Mikrofons

definieren den unveränderlichen Eindruck der

Parameter Nähe, Größe, Weite und Dimension.

Letztlich dürfte man diese Impulsantwort also

ausschließlich auf signale mit eben genau die-

sen Eigenschaften anwenden. Dies ist allerdings

nur in sehr seltenen Fällen der Fall. auch aus die-

sem Grund stellt die Flexibilität der algorith-

mischen Reverbs einen unbedingten Vorteil für

die anforderungen im Rahmen einer Musikpro-

duktion dar, da hier die einzelnen signale oft

über genau diese Parameter nachträglich im vir-

tuellen Raum platziert werden können.

Vor- und Nachteile des

klanglichen Realismus

Auch wenn die unglaublich realistische Simula-

tion von Hallräumen, die durch das Prinzip der

Faltungstechnik verfügbar wurde faszinierende

Klangeigenschaften ermöglichte,

gab und gibt

es nach wie vor gute argumente für den Einsatz

konventioneller algorithmischer Hallgeräte oder

Plugins. Die Berechnung aller für den Nachhall re-

levanten Parameter auf der Basis komplexer Glei-

chungen ermöglicht eine vollkommen flexible und

frei definierbare Gestaltung der künstlichen Räum-

lichkeit. Nutzt man eine bestimmte Impulsantwort

eines echten Raumes, so wird das damit verhallte

Ergebnis immer nach eben genau diesem Raum

klingen, auch wenn man in den verschiedenen

Playern einige Parameter durch Filter oder Hüll-

kurven noch etwas verändern kann. Durch die aus-

wahl der IR legt man den Klang des Halls letztlich

weitestgehend fest, beim Einsatz eines algorith-

mischen Reverbs hat man zu jedem Zeitpunkt alle

Bearbeitungsmöglichkeiten. Längeres oder kürze-

res Pre-Delay, dumpfere oder hellere Nachhall-

phase, dichteres oder transparenteres Reflexions-

muster – all dies kann beim Hallalgorithmus frei

gewählt werden. Darüber hinaus können so auch

„sehr irreale“ und ungewöhnliche Räumlichkeiten

erschaffen werden, die es so im wirklich Leben

überhaupt nicht gibt oder geben kann.

Wissen

Hohes Datenaufkommen

Ein bei einer samplerate von 44.1 kHz digi-

talisiertes audiosignal wird in einer sekunde

44.100 mal abgetastet, wobei genauso viele

sampleschritte entstehen. Jedes einzelne

sample für sich genommen klingt dabei wie

ein ultrakurzer Knack-Impuls. Würde man

diesen in einem Raum abspielen oder hören, so

würde der Raum in der gleichen art und Weise

klanglich angeregt, wie bei der Erstellung einer

Impulsantwort mit Hilfe eines Dirac-stoßes,

eines Luftballon-Knalls oder eines Pistolen-

schusses. Demnach würde sich ein audiosignal

in diesem Raum aus 44.100 Impulsantworten

unterschiedlicher Lautstärken zusammensetzen.

Bei der Faltung wird genau dieser Vorgang mit

Hilfe der einmal erstellten Impulsantwort simu-

liert. Jedes der 44.100 samples wird schließ-

lich rechnerisch mit der charakteristischen

Impulsantwort verschmolzen. Da bei diesem

Vorgang große Datenmengen und umfangreiche

Berechnungen anfallen, nutzen die verschiede-

nen Faltungs-Plugins effiziente Verfahren zur

deren Reduzierung.

Auch Faltung liefert kein

perfektes Ergebnis

Die Qualität des klanglichen Ergebnisses einer

durch Faltung realisierten Verhallung eines

Audiosignals hängt maßgeblich von der Hoch-

wertigkeit der verwendeten Impulsantwort

ab.

Leider liegt bereits hierin ein prinzipielles

Problem, denn einen perfekten Impuls gibt es in

diesem sinne eigentlich nicht. Ein perfekter Im-

puls kommt in der Realität strenggenommen

nicht vor, da er als ein unendlich kurzes und un-

endlich lautes signal definiert ist. Deshalb stellt

jede Form von verwendetem Impuls, ob nun DI-

RaC-stoß, Luftballon-Knall, sinus-sweep oder

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Wann Faltung –

wann klassisches Hallgerät?

Bleibt die Frage, in welcher Situation man

sich während einer Produktion für welches

Gerät für die angestrebte räumliche Simula-

tion entscheidet.

Generell kann man sagen,

dass die Verwendung eines Faltungshalls immer

dann eine gute Wahl darstellt, wenn man für die

Produktion besonders wichtige und „promi

nente“ Signale verhallen möchte. Eine Leadstim

me nehmen wir besonders deutlich, bewusst und

deshalb auch kritisch wahr. Hier erwarten wir

eine möglichst hochwertige und realistische

Raumsimulation. Ebenso für die nachträgliche

Simulation von bei der Aufnahme nicht vorhan

denen großen DrumRäumen bietet sich ein gut

klingender Faltungshall eines echten Raumes

sehr gut an. Eine weitere sinnvolle Anwendung

ist darüber hinaus die Verwendung während der

Nachvertonung von Film oder Hörspielmaterial

in einer PostProductionSituation.

Für alle Situationen und Signale, in denen

ein Reverb eher im Hintergrund der Wahr-

nehmung stattfinden wird, oder wo man

sehr auf die flexible Handhabung der einzel-

nen Parameter angewiesen ist bietet sich die

Verwendung eines guten algorithmischen

Halls an.

Man darf bei aller Faszination für die

klangliche Güte, welche die FaltungsTechnolo

gie verfügbar macht nicht vergessen, dass sehr

realistische und revolutionäre Produktionen mit

ausschließlich algorithmischen Hallgeräten er

stellt wurden. Faltung ist so gesehen eine Be

reicherung der bestehenden Möglichkeiten

räumlicher Simulation und macht eine nahezu

perfekte Abbildung realer Räume und Umge

bungen möglich. Experimentiert bei Euren Pro

duktionen am besten selbst mit beiden Techno

logien und findet so nach und nach die für eure

eigenen musikalischen Zwecke geeignete Ar

beitsweise und Verwendung.

✖

Norman Garschke

Künstlich klingende aber auch reale Räume sind möglich:

Professionelle AlgorithmusHallgeräte bieten vielfältige

Bearbeitungsmöglichkeiten der einzelnen HallParameter.

weißes Rauschen bereits einen erheblichen phy

sikalischen Kompromiss dar. Darüber hinaus tre

ten bei der Erstellung der IR zusätzlich behin

dernde Einflüsse auf, die alle letztlich zu einer

Verschlechterung der Qualität der Impulsantwort

beitragen. Hierzu zählen normale störende Um

gebungsgeräusche ebenso wie beispielsweise

Verzerrungen, Rauschen oder anderweitige klang

liche Unzulänglichkeiten im Übertragungsweg

bei Mikrofonen, Vorverstärkern, Kabeln oder

Aufnahmesystemen. Nur mit größter Sorgfalt,

Erfahrung und unter Einsatz von hochwertigsten

GeräteKomponenten während der Aufnahme

können diese Schwierigkeiten auf ein Minimum

begrenzt werden, um somit eine möglichst gute

Impulsantwort erstellen zu können.

Wie faltet man seinen

eigenen Raum?

Hat man sich einmal für eine der möglichen

Arten, den Raum zum „Antworten“ anzuregen

entschieden, so sorgt man zuerst dafür, dass

das jeweilige Signal unbeeinflusst und in bester

Qualität im Raum abgespielt und wiedergege-

ben werden kann.

Dies kann beispielsweise durch

ein gutes FullrangeBoxensystem, das im Raum an

der akustisch besten oder charakteristischsten Po

sition aufgestellt wird gewährleistet werden. Die

Lautstärke des verwendeten Impulses muss natür

lich entsprechend hoch sein, damit der Raum auch

angemessen „antworten“ kann und somit seine

individuelle Signatur offenbart. Die Antwort wird

in der Regel über ein hochwertiges und transpa

rent klingendes StereoMikrofonPaar in großer

ABAnordnung abgenommen und gelangt so über

möglichst neutral klingende Vorverstärker auf eine

Spur der DAW. Hat man mit einem SinusSweep

gearbeitet muss die so entstandene Aufnahme

noch über ein entsprechendes Plugin deconvolut

ed, also vom OriginalSound des Sweeps gereinigt

werden. Bei kurzen Stößen ist diese Prozedur nicht

erforderlich, diese können sofort in einen entspre

chenden IRPlayer geladen und verwendet wer

den. Bei der Aufnahme ist selbstverständlich dar

auf zu achten, dass keine Störgeräusche aus der

Umgebung, Rauschen von Geräten, Mikrofonen

oder Vorverstärkern die Impulsantwort ver

schmutzen. Diese Prozedur lässt sich wie bereits

erwähnt theoretisch auf alle möglichen und denk

baren Umgebungen, Räumlichkeiten, Hohlräume,

ja sogar auf HardwareGeräte anwenden. Beson

ders klassische Hallgeräte oder EQs lassen sich auf

diese Weise „abfalten“, aber eben auch genauso

gut Waldlichtungen, Mülleimer, Strassen

schluchten usw. Der eigenen Fantasie sind hierbei

keine Grenzen gesetzt.

Autor: Norman Garschke

Die HOFA-Studios zählen seit über 20 Jahren zu

den größten und beliebtesten professionellen

Tonstudios in Deutschland und bieten mit HOFA-

Training ein staatlich zertifiziertes, modulares

Ausbildungskonzept im Audio-Bereich an. HOFA-

Audio-Engineer Norman Garschke ist erfahrener

Produzent, Musiker und Autor des Fernkurses

HOFA-Training BASIX.

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