Ist Phasendifferenz am "räumlichen" Wahrnehmen beteiligt?

...ich weiß nicht recht worauf du hinaus möchtest...

Geht es um die Räumlichkeit bei Kopfhörern ohne Surround-Berechnung oder mit?

Ohne ist die Sache nicht so einfach, da Stereoaufnahmen für Lautsprecher abgemischt werden, woher ja auch die In-Kopf-Lokalisation herrührt.
Phasenbeziehungen spielen dabei genau wie Pegeldifferenzen eine Rolle. Allerdings passende diese nicht auf Physiologie des Hörens, wieder: IKL.

Formuliere bitte noch mal deine Frage eindeutig, dann reden wir weiter.

m00h

also ich spreche nicht von Surround-Kopfhörern, sondern von ganz normalen Kopfhörern, die eine Stereo-Quelle wiedergeben. Und mich interessiert, wie es möglich ist, einzelne Töne unterschiedlich weit entfernt wiederzugeben.

Ich zitiere aus dem FAQ des Unterforums "Reviews und lesenswerte KH-Themen":

"Räumlichkeit:
(...) Manchmal werden bei Berichten zu Kopfhörern sogar Größenangaben zur Räumlichkeit gemacht (z.B.: 50x50 CM). Hierbei handelt es sich um eine Schätzung. Sie soll die Größe des Raumes beschreiben, den das Gehirn beim Hören mit dem entsprechenden Kopfhörer zu registrieren glaubt. Ein anderes Wort für diesen Raum ist "Klangbühne".
Es gibt Kopfhörer, die eine sehr gute Räumlichkeit inne haben (bspw: AKG K701)."

Das meine ich mit Räumlichkeit bei Kopfhörern. Die Musik scheint sogar über die Breite des Kopfhörers hinaus zu spielen.
Und ich würde gerne wissen, wie man solche Effekte erzeugt. Nun hast du schon geschrieben, dass das ziehmlich kompliziert ist. Aber vielleicht gibts da ja ne kurze Zusammenfassung, wie das grob geht. Nur ganz grob. Mein Onkel hat zwar Rundfunktechnik gelernt, aber konnte mir speziell dabei auch nicht weiter helfen. Und ich wüsste keinen besseren Ort, als die Frage "Wie erzeugt man den Räumlichkeits-Effekt in Stereo-Aufnahmen?" hier in Diesem Forum zu stellen. Und da wärs super, wenn sich jemand damit gut auskennt und mir nur so grob sagen kann, wie das geht. (jetzt komm ich wieder mit meiner Phasendifferenz:) zB: je weiter ein Ton weg sein soll, desto größer die Phasendifferenz (max. 180°, natürlich).

Du hast von IKL gesprochen. Töne im Kopf zu lokalisieren stell ich mir einfach vor, einfach mit Pegeldifferenz. Aber interessant für mich sind die Töne, die nicht "im Kopf" zu sein scheinen, sondern weiter weg lokalisiert werden. Dem zitieren FAQ entnehme ich die Größe "50cm". Mein Kopfhörer ist aber nicht 50cm breit . Also scheinen manche Töne nicht zwischen den beiden Muscheln des Kopfhörers (heißt das so?) zu schweben, sondern von weiter weg zu kommen.


Ich hoffe, dass ich meine Frage nun irgendwie verständlich machen konnte. Tut mir echt Leid, dass ich das nicht so einfach formulieren kann...... Aber schonmal ein dickes DANKE für alle, die sich Gedanken über mein Anliegen machen

Gruß Pascal

Ah, jetzt weiß ich was du meinst.
Daran ist eine gute Diffusfeldentzerrung "Schuld". Das ist quasi psychoakustik. Hallanteile im Mix sind außerdem hilfreicht, helle Kopfhörer reproduzierende diese auffälliger und klingen daher von Haus aus etwas räumlicher. Beim K701 trifft wohl beides zusammen, denke ich.

m00h

aaah, jetzt versteh ichs.

Also manipuliert der Kopfhörer durch die Diffusfeldentzerrung das eingehende Signal, sodass der Ton nicht vom Membran (des KH direkt vorm Ohr) zu stammen scheint, sondern durch die Form des Ohrs verzerrt zu sein scheint (was der Schall in Wirklichkeit gar nicht ist, da vom KH stammend). Und dadurch entsteht der Räumlichkeitseindruck (Töne 50cm rechts neben dem Ohr eingeschlossen).
Wikipedia ist bei dem Thema ja sehr knapp mit seinen Erklärungen. Aber hier im HiFi-Forum konnte man unter dem Stichwort "Diffusfeldentzerrung" noch das eine oder andere an Informationen finden.


Habe ich das nun richtig verstanden? Also der Kopfhörer manipuliert dank Diffusfeldentzerrung den Frequenzgang des einkommenden Signals gemäß der natürlichen Veränderung, die ein Ton richtungsanhängig durch die "seltsame" Form des Ohres erfährt, bevor es ins Ohr selbst gelangt? (Gott, was für ein netter Satz )

Netter Gruß vom wissenshungrigen Pascal

Das Gehirn nutzt nicht die Phasen-, sondern die Laufzeitdifferenz zwischen links und rechts zur räumlichen Ortung...

Marsupilami72 schrieb:

Das Gehirn nutzt nicht die Phasen-, sondern die Laufzeitdifferenz zwischen links und rechts zur räumlichen Ortung...

Stimmt nicht ganz. Denn sobald die halbe Wellenlänge größer wird als die Breite des Kopfes (bei so ca. 1,5kHz = 22cm) gibt es keine Gruppenlaufzeit- und keine ausreichenden Pegelunterschiede mehr, daher wertet das Gehirn nun die Phasenlaufzeiten aus. Das geht bis ca. 80Hz, Töne unter 80Hz sind im Freifeld nicht zu lokalisieren.

Pascal91 schrieb:

Habe ich das nun richtig verstanden? Also der Kopfhörer manipuliert dank Diffusfeldentzerrung den Frequenzgang des einkommenden Signals gemäß der natürlichen Veränderung, die ein Ton richtungsanhängig durch die "seltsame" Form des Ohres erfährt, bevor es ins Ohr selbst gelangt? (Gott, was für ein netter Satz :D

Richtig. Und wenn man das noch weiter treibt und statt der Klangverfärbung zusätzlich noch Phasen- und Gruppenlaufzeiten sowie Pegeldifferenzen hinzufügt, so erhält man z.B. DolbyHeadphone, CMSS3d oder andere Raumsimulationen, die mit Stereokopfhörern funktionieren.
(Was für ein Satz ;))

Oder man erzeugt diese Eigenschaften schon bei der Aufnahme, z.B. mit Kunstköpfen oder InEar-Mikrofonen.

m00h

Geile Sache. Das mit der Laufzeitdifferenz wusste ich auch noch nicht, aber leuchtet mir ebenfalls ein.
Ich danke euch seeehr herzlich, dass ihr euch die Mühe gemacht habt, mich über dieses Thema aufzuklären. Und wenn ich meinen Onkel das nächste Mal sehe, kann ich dank euch mit meinem Wissen glänzen und ihm hoffentlich so noch was beibringen
Dankeeeeee :))

Schönen Gruß und noch einen angenehmen Abend,
Pascal

Marsupilami72 schrieb:

Das Gehirn nutzt nicht die Phasen-, sondern die Laufzeitdifferenz zwischen links und rechts zur räumlichen Ortung...

Der Laufzeitunterschied bewirkt aber auch nichts anderes als eine frequenzabhängige Phasenverschiebung zwischen linkem und rechtem Ohr.

tja, tut mir Leid, dass ich nochmal rumnerven muss. Aber ich hab dazu doch noch ne Frage:

Also durch Diffusfeldentzerrung entsteht der Richtungseindruck, von wo der Ton kommt. Und wie entsteht der Entfernungseindruck? Ein Zusammenspiel aus Pegelunterschied und Phasen-/Gruppendifferenz? Nur Pegeldifferenz kann ich mir nämlich nicht vorstellen, weil die maximale Differenz die ist, dass zB der linke Seite des KH stumm ist und der Ton nur aus dem rechten kommt. Dann ist der Unterschied maximal. Dann lokalisiere ich den Ton genau an meinem rechten Ohr.
Aaaaber es gibt ja Töne, die von weiter weg als Ohrentfernung zu kommen scheinen. Und Diffusfeldfeldentzerrung regelt ja nur die Richtung, aus dem der Ton kommt und nicht die Entfernung, oder habe ich das falsch verstanden? Also wie entsteht der Entfernungseindruck für den Laien?

Tut mir Leid, dass ich immer noch nerve

Gruß Pascal

IllNino schrieb:

Der Laufzeitunterschied bewirkt aber auch nichts anderes als eine frequenzabhängige Phasenverschiebung zwischen linkem und rechtem Ohr.

Ein Laufzeitunterschied von x Millisekunden ist aber was völlig anderes, als eine Phasenverschiebung um y Grad...

Aber ein Laufzeitunterschied tritt ja nur am Anfang des Tones auf. Wenn die Welle erstmal an beiden Ohren angekommen ist, dann tritt bis zum Abriss des Tons keine weitere Laufzeitdifferenz auf. Und die Laufzeitdifferenz hilft nur bei der Richtungslokalisation, nicht aber bei der Entfernungsbestimmung, da der Ton bei gleichem Einfallswinkel, aber mit unterschiedlicher Entfernung der Quelle trotzdem die gleiche Laufzeitdifferenz hat (oder?)

Also dank nem guten Wikipedia-Artikel weiß ich nun in etwa, wie das Ohr Entfernungen von Schallquellen abschätzt. LINK

Werden bei Musik die gleichen Phänomene wie in der Realität ausgenutzt um dem Hirn vorzugaukeln, dass ein Ton von weiter weg stammt? Also liegt die Ursache für weit entfernte Töne in der Musik und nicht in den Kopfhörern? Und wieso können manche Kopfhörer Entfernungen besser darstellen als andere?

Pascal91 schrieb:

Aber ein Laufzeitunterschied tritt ja nur am Anfang des Tones auf. Wenn die Welle erstmal an beiden Ohren angekommen ist, dann tritt bis zum Abriss des Tons keine weitere Laufzeitdifferenz auf.

Falsch! Die Laufzeitdifferenz ist permanent vorhanden.

Und die Laufzeitdifferenz hilft nur bei der Richtungslokalisation, nicht aber bei der Entfernungsbestimmung, da der Ton bei gleichem Einfallswinkel, aber mit unterschiedlicher Entfernung der Quelle trotzdem die gleiche Laufzeitdifferenz hat (oder?)

Beim räumlichen Hören geht es aber in erster Linie um die Richtungslokalisation

Okay, wie der Richtungseindruck entsteht versteh ich jetzt.

Und wie entsteht der entfernungseindruck der verschiedenen Instrumente bei Kopfhörern? Werden bei Musik die gleichen Phänomene der Entfernungsabschätzung wie in der Realität ausgenutzt um dem Hirn vorzugaukeln, dass ein Ton von weiter weg stammt? Also liegt die Ursache für weit entfernte Töne in der Musik und nicht in den Kopfhörern? Und wieso können manche Kopfhörer Entfernungen besser darstellen als andere?

Du mußt dir folgendes klarmachen: Das Gehirn hat im Verlaufe des Lebens gelernt, abhängig von Klangverfärbungen durch Schallausbreitung (inkl. Hall) und HRTF sowie Pegel- und Laufzeit-/Phasendifferenzen die ungefähre Entfernung von Schallquellen und deren Richtung zu bestimmen (zylindrisches Koordinatensystem). Dabei wird v.a. mit dem Sehsinn eifrig korrelliert - wenn du mal in die Lage kommen solltest, von Geburt an nur auf einem Auge zu sehen, wundere dich nicht über merkwürdige Asymmetrien bei der Wahrnehmung umlaufender Schallquellen über Kopfhörer, v.a. im visuell nicht abgedeckten Bereich.

Richtungs- und Entfernungseindruck sind m.E. durchaus nicht strikt getrennt. Gerade wenn das Gehirn natürlich nicht vorkommende Sinneseindrücke vorgesetzt bekommt, versucht es sich daraus irgendwas passendes zusammenzustricken - was im Zweifelsfall die allseits beliebte Im-Kopf-Lokalisation zur Folge hat.

Was generell die Lokalisation angeht, so sind dafür offenbar Teile des Höhenbereichs besonders wichtig, und deren Wiedergabe entscheidet mit darüber, wie "räumlich" ein Hörer daherkommt. Auch eine leichte Mittenabsenkung scheint hier hilfreich. Und na klar: Es zählt der Frequenzgang von Quellmaterial *und* Hörer.

Erstmal danke für die ganzen Antworten.

Also ist die Hör-Erfahrung von bedeutender Rolle. Man sieht irgendwann, dass ein Geräusch 20m weit weg ist. Das hört sich dann auf eine bestimmte Art und Weise an. Solche Erfahrungen oft genug und das Gehirn kann aufgrund bestimmter Eigenschaften des einfallenden Schalls aus der Erfahrung der Schallquelle eine Entfernung zuordnen, ohne mit dem Auge zu sehen, wie weit die Geräuschquelle tatsächlich entfernt ist.

Marsupilami72 schrieb:

IllNino schrieb: Der Laufzeitunterschied bewirkt aber auch nichts anderes als eine frequenzabhängige Phasenverschiebung zwischen linkem und rechtem Ohr. Ein Laufzeitunterschied von x Millisekunden ist aber was völlig anderes, als eine Phasenverschiebung um y Grad...

Wenn ich eine Tonquelle genau rechts von meinem Kopf positioniert hab, kommt das Signal am linken Ohr genau so viel später an wie der Schall braucht, am Kopf vorbei zu kommen.
Regelungstechnisch entspricht das einer Totzeit, welche nichts anderes als eine frequenzabhängige Phasenverschiebung ist.

Da er sein Experiment mit einem reinen Sinussignal gemacht hat ist das ganze equivalent, man kann Totzeit über die Frequenz linear in eine Phasenverschiebung umrechnen.

Aber dabei vergisst du jetzt bei einer entfernten Schallquelle die schon angesprochene HRTF; also die Mehrwegeausbreitung über deinen Schädel bzw dessen Signaltransport mit Dämpfung und Verzerrung zu beiden Trommelfellen.
Bei nahen Schallquellen - wie KH - fehlt dem Hirn diese zusätzliche Information über das Signal. Vermutlich werden hier die Hersteller auch ansetzen, um z.B. Verzerrungen hinzuzufügen, wie sie von einem Durchschnittsschädel dazukommen.

Letztendlich ist das Hirn jedoch lernfähig (zumindest meistens :D) und gewöhnt sich mit Übung auch an die Beschallung mit Kopfhörern bzw. lernt auch mit von Haus aus weniger räumlich klingenden Hörern die Rauminformationen aus der Musik zu ziehen..

Bestens!

ich bin Ausnahmsweise beeindruckt,
eine sauberere, fundiertere Diskussion !

ein NATÜRLICHER Raumeindruck setzt sich aus
4 oder 5 eigenständigen Physikalischen Bedingungen zusammen.

dazu zählen sowohl die Differenzen in Phasenlage und Lautstärke sowohl absolut als auch in rechts-links Beziehung.
additiv kommt dann noch der Raum charakter hinzu mit Nachhall/Echo/Delay! (zeitliche verschiebungen>360grad)

ganz gut wird das auf sengpielaudio.com erklährt

Kopfhörer und Lautsprecherboxen stellen streng genommen
inkompartible Systeme dar.
Einige KH Hersteller haben mit aktiver Klangbeeinflussung
experimentiert - gefällt mir persönlich garnicht.
mit Steinbergs Externalizer und Vellocet NoPhones
kann man das mal ausprobieren.
Künstliche HRTF Effekte lassen das Material nur so erscheinen
als währe es binaural aufgenommen worden!

Ein Laufzeitunterschied von x Millisekunden ist aber was völlig anderes, als eine Phasenverschiebung um y Grad...

in der Praxis unterscheiden sich die beiden Faktoren lediglich in ihrer grösse!

Wenn ich eine Tonquelle genau rechts von meinem Kopf positioniert hab, kommt das Signal am linken Ohr genau so viel später an wie der Schall braucht, am Kopf vorbei zu kommen.

Falsch ! Unterschied: Reflektionschall; Direktschall! bei deinem Beispiel hört dein linkes Ohr nicht nur die direkten Schall-Vektoren!

als Antwort auf die Frage des Post:
ganz klar : JA

Grüsse TGX

The_Great_X schrieb:

] Falsch ! Unterschied: Reflektionschall; Direktschall! bei deinem Beispiel hört dein linkes Ohr nicht nur die direkten Schall-Vektoren!

Das ist dann Raumklang, der mit der Umgebung zu tun hat.
Für die Ortung berücksichtigt das Gehirn aber die Laufzeitunterschiede die bei einer konstanten Frequenz eben das gleiche sind wie die Phasendifferenz mit der Frequenz als Proportionalitätsfaktor.

Wenn sich der Schall ungünstig an irgendwelchen Wänden reflektiert, bringt das die Ortung im Gehirn komplett durcheinander. Es hat halt keinerlei Informationen darüber wie die Umgebung akustisch aussieht.

Okay. Ich werd heute Abend mal nen Blick auf sengpielaudio.com werfen. Danke für den Tip. Und danke an alle für die verständlichen Erklärungen und sachlichen Korrekturen der Forums-Kollegen. Ich bin euch echt dankbar. Ich hab diesen Thread auch an ein paar andere Leute geschickt, die sich für das Thema interessieren. Auch die konnten den Erklärungen folgen.

Ich bin gespannt, ob noch weitere Posts kommen und das hier vermittelte Wissen ergänzen

Ihr seid die besten

Ich fange jetzt grad mein Studium in Elektro- und Informationstechnik an. Ich denke, dass solch Wissen ganz nützlich sein kann. Und vielleicht geh ich ja auch beruflich in die Audio-Technik.

Eine Frage noch an TGX: Was versteht man unter Links-rechts- Beziehung? Was betrifft das genau?