Reicht Ambisonics erster Ordnung für 3D?

Oft herrscht das Vorurteil vor, dass "Ambisonics" das Mittel der Wahl für 3D und VR sei. Dabei lohnt es sich für den professionellen Toningenieur, genauer hinzusehen.

Ambisonics ist eine seit langem bestehende Techno-logie der Schallfeldbeschreibung/-reproduktion an einem Ort. Sie funktioniert aber - genauso wie Wel-lenfeldsynthese - nur ab einer gewissen räumlichen Auflösung oder "Ordnung". Deshalb unterscheidet man heute generell zwischen Ambisonics erster Ord-nung und Ambisonics höherer Ordnung (HOA).

Mit Ambisonics erster Ordnung kann keine fehlerfeie Reproduktion erreicht werden, denn die Mathematik dahinter stimmt nur für eine Tennisball-große Hör-zone. Deshalb gelten eher die Gesetze der Stereofo-nie - das heißt, ein Ambisonics-Mikrofon erster Ord-nung ist nichts anderes als ein koinzidentes Mikrofon mit den bekannten Vorteilen (einfach, wenige Kanäle, flexibel) und Nachteilen (sehr breite, unpräzise Phan-tomschallquellen, mangelhafte räumliche Qualität).

Es besteht das ungelöste Problem, dass kein Ambi-sonics-Studiomikrofon mit hoher räumlicher Auflö-sung existiert. Die bestehenden Ambisonics-Studiomikrofone sind allesamt "erster Ordnung" und haben damit eine für 5.1 Surround knapp aus-reichende, aber für 3D-Audio zu geringe Auflösung. Dies macht sich dann in geringer Signaltrennung sowie mäßiger räumlicher Qualität bemerkbar.

Das erste Ambisonics-Mikrofon erster Ordnung war das Soundfield-Mikrofon, genauso gebaut sind z.B. das Tetramic oder das neue Sennheiser VR-Mikrofon. Genauso, nur ohne Höhenkanal, funktioniert das Schoeps Doppel-MS System.

Als Speicherformat für beliebige räumliche Signale ist Ambisonics sehr gut geeignet, aber wiederum nur, wenn die Ordnung groß genug ist. Ein Speicherfor-mat mit nur vier Kanälen (bei Ambisonics heißen diese 4 Kanäle erster Ordnung W, X, Y, Z) erzeugt aus jeder 3D-Aufnahme einen Brei, denn die vormals gute Signaltrennung im 3D-Setup wird durch die Mischung auf 4 Kanäle zerstört.

Ambisonics wird als einfaches und flexibles Speicher- und Aufnahmeformat für interaktive 360°-Videos eingesetzt, z.B. in YouTube. Beim Drehen der Per-spektive müssen nur die Werte der Ambisonics-Variablen geändert werden. In Verbindung mit den oben besprochenen, kleinen Ambisonics Mikrofonen erster Ordnung können sehr leicht 360°-Videos mit kleinen, portablen Kameras erzeugt werden.

In einer VR-Umgebung sieht das anders aus: Hier wird die Atmo ("akustisches Hintergrundsignal einer Szene") erzeugt, indem ein virtuelles Lautsprecher-Setup binauralisiert wird, z.B. ein Kubus aus 8 Laut-sprechern. Die Signale für das Lautsprecher-Setup sind statisch: bei einer Drehung des Kopfes im Raum bleibt der Raum stehen - das heißt, beim Headtra-cking werden die entsprechenden HRTFs dynamisch getauscht, genauso wie bei jedem anderen Audioob-jekt in der VR-Szene.

Somit entfallen die meisten Vorteile von Ambisonics in VR. Im Gegenteil, dessen Nachteile (schwache Räumlichkeit, hoher Crosstalk zwischen Lautspreche-signalen) fallen noch mehr Ins Gewicht.

Falls die praktischen Gegebenheiten ein etwas größe-res Mikrofon-Setup erlauben, wäre das ORTF-3D stattdessen eine optimale Wahl als Atmomikrofon.

  • 3D-Audio

    Die neuen Wiedergabeverfahren, die mit dem Begriff "3D-Audio" zusammengefasst werden, realisieren eine Tonwiedergabe aus allen Raumrichtungen. Dies gilt für die stereofonen Verfahren Dolby Atmos und Auro3D genauso wie für binaurale und VR-Verfahren ("VR"=Virtual Reality) und die Systeme der Schallfeldsynthese, also Ambisonics und Wellenfeldsynthese. 3D-Audio kann gegenüber 5.1 die räumliche Wahrnehmung deutlich verbessern, denn nicht nur können nun elevierte Quellen wiedergegeben werden, sondern auch bei den Attributen Umhüllung, Natürlichkeit und Klangfarbe können merkbare Verbesserungen erzielt werden. Auch die Hörzone kann größer werden, man kann sich freier im Wiedergaberaum bewegen, ohne dass das Klangbild in einen Lautsprecher kollabiert.
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