Die verschiedenen Dolby Surround-Sound-Verfahren: Überblick, Analyse und Funktionsweise

von Rainer Stahlmann

Gliederung

1. Definition des Begriffes "Surround-Sound"

2. Der Sinn von Surround-Sound

2.1. Ortung von Schallquellen beim Menschen
2.2. Verbreiterung der Stereoabhörzone
2.3. Cocktailpartyeffekt

3. Die verschiedenen Surround-Verfahren, Techniken und Standards

3.1. Vorläufer
3.2. Dolby Stereo
3.3. Dolby Surround
3.4. Dolby Surround Pro Logic
3.5. Dolby Surround Pro Logic II
3.6. Dolby Digital
3.7. Dolby Digital Surround EX
3.8. Dolby Digital EX
3.9. Dolby E

3.10. Konkurrenzprodukte
3.10.1. DTS
3.10.2. SDDS
3.10.3. LPCM

3.11. Der THX-Standard

4. Voraussetzungen für Surround im Studio

5. Codierung und Decodierung eines analogen Surroundsignals

5.1. Codierung
5.2. Decodierung am Beispiel eines Pro Logic - Decoders

6. Codierung und Decodierung eines digitalen Surroundsignals

6.1. Codierung
6.1.1. Der AC3 - Codec

6.2. Decodierung

7. Ausblick

8. Quellenverzeichnis

1. Definition des Begriffes "Surround-Sound"

Von Surround -Sound spricht man in der Regel dann, wenn der von den Lautsprechern einer Anlage produzierte Klang den Raum derart erfüllt, dass beim Hörer der Eindruck entsteht, er sei von Schallquellen umgeben .
Allerdings wird der Begriff "Surround-Sound" von vielen Herstellern recht großzügig verwendet: So werden selbst Zwei-Lautsprecher-Systeme mit sogenannten Spatialializer - und Virtual Surround - Funktionen als surroundfähig beworben.
Dennoch kann von echtem Surround erst die Rede sein, sobald technisch die Möglichkeit gegeben ist, neben den beiden vorderen Stereokanälen und gegebenenfalls einem Centerkanal auch hinter dem Hörer durch einen oder mehrere sogenannte Surroundkanäle Klänge zu erzeugen.

2. Der Sinn von Surround-Sound

2.1. Ortung von Schallquellen beim Menschen

Das räumliche Hören entsteht durch Intensitäts- und Laufzeitunterschiede des Schalls von der Quelle zu den Ohren. Damit lässt sich der Winkel, in dem sich die Schallquelle zum Hörer befindet, sehr genau bestimmen. Intensitätsunterschiede einer Schallquelle lassen sich sehr einfach durch eine Rechts/Links-Ortung darstellen: Befindet sich die Schallquelle näher am linken Ohr, ist dort die Intensität des Geräusches und damit das subjektive Schallpegelempfinden höher als am rechten Ohr. Wir stufen die Quelle dann als "weiter links" ein. Dieser Effekt lässt sich sehr einfach an der heimischen Stereoanlage mittels des Balancereglers nachempfinden. Durch die Veränderung der Balance von rechts nach links scheint die Phantomschalquelle zwischen den Boxen zu wandern.
Die Zeitdifferenz, die zwischen dem Eintreffen des Signals am linken und am rechten Ohr vergeht, ist ein weiteres wichtiges Ortungskriterium. Während für die Richtungswahrnehmung nur Direktschall und die ersten reflektierten Wellenfronten ausschlaggebend sind, liefern Reflexionen höherer Ordnung (Nachhall) Informationen über die Charakteristik des Raumes, in dem sich die Schallquelle befindet.
Die Intensitätsunterschiede des Schalls helfen auch mit, die Tiefeninformation zu transportieren: Wird eine Schallquelle sowohl für das rechte als auch für das linke Ohr gleichmäßig leiser, scheint sie sich gerade von uns wegzubewegen. Anhand dieser Kriterien ist jedoch nur eine unvollständige Lokalisation möglich.
Kommt noch ein Hallanteil hinzu, ist die räumliche Tiefe geradezu perfekt auszuloten. Unterschiedliche Raumformen und Materialien spielen eine große Rolle, da so unterschiedliche Effekt auftreten. Die Dämpfung bestimmter Frequenzen im Hallanteil und die Nachhallzeit sind deshalb ein wichtiger Faktor bei der Lokalisation einer Schallquelle in der Tiefe eines Raumes.
Mit Einführung von Stereoklang wurde es daher möglich, die Illusion einer Schallquelle an einem beliebigen Punkt zwischen dem linken und rechten Lautsprecher zu erzeugen. Diese - eindimensionale - Linie wurde durch die sukzessive Einführung weiterer ansteuerbarer Schallquellen hinter dem Zuschauer derart erweitert, dass die Phantomschallquelle schließlich im gesamten Feld von 360° um den Zuschauer herum positioniert werden konnte

2.2. Verbreiterung der Stereoabhörzone

Insbesondere in Lichttheatern ist es unumgänglich, dass sich ein Teil der Besucher näher am rechten oder linken Rand des Kinosaales befindet, wodurch bei normalem Stereoklang das Klangbild verfälscht wird. Hierbei kommt dem Centerspeaker eine wichtige Rolle zu, da dieser es erlaubt, die Phantomschallquelle in der Mitte "festzunageln" und auch den weiter seitlich sitzenden Zuschauern das Klangbild so zu präsentieren, wie es vom Regisseur beabsichtigt wurde.
Mit der Einführung eines Rear-Centerspeakers im Dolby Digital Surround EX Verfahren bzw. eines Left und Right Centerspeakers im Sony SDDS-Achtkanalverfahren wird dieser Ansatz konsequent weitergeführt.

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