Das Richtungshören ist neben optischen Sinneseindrücken ein zentraler Bestandteil der menschlichen Orientierung in einer dreidimensionalen Umgebung.
Sein Wesen erschöpft sich jedoch nicht nur als evolutiv gewachsenes Werkzeug zur Positionsbestimmung, auch als genusssteigernder Faktor zur Erweiterung der Fähigkeit des Eintauchens in klangliche oder virtuelle Welten erlangt das Richtungshören seine Bedeutung. Das zeigt nicht zuletzt die enorme technische Fortentwicklung richtungsbezogener Anwendungen im Unterhaltungssektor, wie z.B. Kino-Surround-formate, oder der Aufwand, der zur klaren Lokalisation von Instrumenten bei Konzerten oder Konzertaufnahmen betrieben wird.
Welche Mechanismen diesem weitgehend unbewusst ablaufenden Prozess des Richtungshörens zugrunde liegen, soll, auf den Sonderfall der Medianebene bezogen, im folgenden Abschnitt dieser Arbeit gezeigt werden.
Die Genauigkeit der Zuordnung eines Hörereignisortes zu dem tatsächlichen Schallereignisort wird im dritten Abschnitt behandelt und anhand der Lokalisationsunschärfe auch in ein zahlenmässig erfassbares Grössenverhältnis gebracht.
Im vierten Abschnitt wird schliesslich auf verschiedene technologische Anwendungsfälle des Richtungshörens in der Medianebene, wie z.B. die Kunstkopftechnik, eingegangen.
Inhaltsverzeichnis
I Einleitung
II Richtungshören
II .1 Mechanismen zur Richtungsbestimmung
II .2 Richtungsbestimmung in der Medianebene
II .3 Bedeutung von Versuchsbedingungen
II .4 Bedingungen bei monauralen Untersuchungen
II .5 Der Einfluss der Ohrmuschel
II .6 Die Aussenohrübertragungsfunktion
II .7 Frequenzabhängige Richtungsbestimmung
III Lokalisationsunschärfe
III .1 Begriff der Lokalisationsunschärfe
III .2 Lokalisationsunschärfe in Zahlen
III .3 Bekanntheitsgrad
III .4 Richtungsabhängigkeit
III .5 Generelles zur Lokalisationsunschärfe
IV Anwendung und Ausblick
IV.1 Kunstkopftechnik
IV.2 Richtungssteuerung von Schallquellen
IV.3 Konvertierung von Mehrkanalton
IV.4 Virtual Electronic Poem
IV.5 Anwendung auf Stereosignale
Zielsetzung und Themen
Die Arbeit untersucht die physiologischen und psychoakustischen Grundlagen des menschlichen Richtungshörens mit einem speziellen Fokus auf die Medianebene. Das primäre Ziel ist es, die Mechanismen der Richtungsbestimmung, insbesondere die Rolle der Außenohrübertragungsfunktion, zu erläutern und deren praktische Anwendung in der Audiotechnik und Klanggestaltung zu beleuchten.
- Physiologische Grundlagen des Richtungshörens
- Rolle der Außenohrübertragungsfunktion (HRTF)
- Phänomen der Lokalisationsunschärfe
- Praktische Anwendung der Kunstkopf-Stereophonie
- Techniken zur richtungsgerechten Simulation von Schallquellen
Auszug aus dem Buch
II.6 Die Aussenohrübertragungsfunktion
Die Art und Weise dieser Filterung bezeichnet man als „Aussenohrübertragungsfunktion“, im Englischen „Head Related Transfer Function“, kurz HRTF.
Unter Zuhilfenahme eines Lautsprechers und eines Sondenmikrofons, das in den Gehörgang eingeführt wird, kann die HRTF, in einer reflexionsarmen Umgebung, ausgemessen werden, wie in Abb. 4 dargestellt ist.
Dabei wird ein möglichst breitbandiger Impuls aus einer bestimmten Richtung auf den Kopf ausgesendet. Die für diese Richtung gültige Aussenohrübertragungsfunktion ergibt sich nun aus der Fouriertransformation der aufgenommenen Impulsantwort bezogen auf die des Eingangssignals. Je nach Wahl des Bezugssignals erhält man die monaurale, die interaurale oder die Freifeld-Übertragungsfunktion (Details hierzu siehe [11,27f] und [1,62f]).
Gemittelt über mehrere Durchläufe kann die HRTF als Übertragungsfunktion für eine Schalleinfallsrichtung zweidimensional über der Frequenz aufgetragen werden, wie in Abb.5 ersichtlich ist : Hier wurde die Freifeld Aussenohrübertragungs-funktion zweier verschiedener Personen bei seitlichem Schalleinfall (90 Grad) gemessen und, zusammen mit dem Mittelwert als durchgezogene Linie, aufgetragen [11,146].
Zusammenfassung der Kapitel
I Einleitung: Diese Einleitung stellt das Richtungshören als zentralen Bestandteil der menschlichen Orientierung sowie als wichtigen Faktor für moderne Unterhaltungstechnologien dar.
II Richtungshören: Dieses Kapitel erläutert die physiologischen Mechanismen der räumlichen Wahrnehmung und betont die Bedeutung der Außenohrstrukturen sowie der Frequenz für die Lokalisation in der Medianebene.
III Lokalisationsunschärfe: Hier wird die Präzision des Richtungshörens thematisiert und durch empirische Werte zur Lokalisationsunschärfe sowie deren Abhängigkeit von Signalart und Bekanntheit definiert.
IV Anwendung und Ausblick: Das abschließende Kapitel überträgt die theoretischen Erkenntnisse in die Praxis, wie etwa in die Kunstkopf-Stereophonie, die Richtungssteuerung von Schallquellen und die virtuelle Rekonstruktion historischer akustischer Räume.
Schlüsselwörter
Richtungshören, Medianebene, Außenohrübertragungsfunktion, HRTF, Lokalisationsunschärfe, Psychoakustik, Kunstkopf, Kopfbezogene Übertragungsfunktion, Blauertsche Bänder, Raumakustik, Schallsignale, Frequenzabhängigkeit, Impulsantwort, binaurale Lokalisation, Audiotechnik.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit behandelt die wissenschaftlichen Grundlagen der menschlichen Fähigkeit, Schallquellen in einer dreidimensionalen Umgebung zu lokalisieren, mit einem besonderen Schwerpunkt auf den vertikalen Dimensionen der Medianebene.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die zentralen Themen umfassen die physiologische Filterwirkung des Außenohrs, die psychoakustischen Eigenschaften der Richtungsbestimmung und die technische Nutzung dieser Erkenntnisse, etwa durch Kunstkopf-Stereophonie.
Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Das Ziel ist es, die Mechanismen aufzuzeigen, die es dem Menschen trotz fehlender interauraler Unterschiede ermöglichen, in der Medianebene zwischen Richtungen wie oben, unten, vorne oder hinten zu unterscheiden.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Der Autor stützt sich auf die Auswertung existierender psychoakustischer Forschung, insbesondere auf die Standardwerke zur Raumakustik und zahlreiche Hörversuche zur Lokalisationsfähigkeit.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil analysiert die Rolle der Ohrmuschel als akustisches Filter, definiert die Bedeutung der sogenannten Außenohrübertragungsfunktion (HRTF) und untersucht den Begriff der Lokalisationsunschärfe.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Zu den prägenden Begriffen zählen neben der Lokalisationsunschärfe vor allem die HRTF, die Blauertschen Bänder und die psychoakustischen Anforderungen an moderne Audio-Reproduktionssysteme.
Was genau sind "Blauertsche Bänder"?
Dies sind spezifische Frequenzbereiche, die für die Bildung einer bestimmten Hörereignisrichtung entscheidend sind und nach ihrem Entdecker Jens Blauert benannt wurden.
Wie beeinflussen Kopfbewegungen die Lokalisationsgenauigkeit?
Kopfbewegungen unterstützen die interaurale Auswertung und helfen dabei, die Genauigkeit der Richtungswahrnehmung zu erhöhen, was besonders bei längeren Signalen eine Rolle spielt.
Warum ist das "Virtual Electronic Poem" Projekt relevant für die Arbeit?
Es dient als praktisches Fallbeispiel dafür, wie durch den Einsatz von HRTF-Datensätzen und Headtracking ein historischer, akustischer Raum virtuell und in Echtzeit für Nutzer rekonstruiert werden kann.
- Quote paper
- Sebastian Roos (Author), 2007, Richtungshören in der Medianebene, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/115125
