Optimierte Bass-Korrektur durch Acourate

Ulis Mess- und Korrekturprogramm

Optimierte Bass-Korrektur durch Acourate

Beitragvon nihil.sine.causa » 01.05.2013, 11:34

Optimierte Bass-Korrektur durch Acourate
Gipfelsturm trotz Gegenbass-Lawinen und Matterhorn-Steilwänden

1. Vorbemerkung

Liebe Freunde digitaler Hörplatzoptimierung,

Der Weg zum audiophilen Gipfel kann sehr beschwerlich werden. Natürlich gibt es diesen Gipfel nicht wirklich, denn wenn man meint, den Gipfel erreicht zu haben, tun sich neue Handlungsfelder auf und man hofft auf weitere Qualitätssteigerungen. Wenn diese dann gelingen, ist es ein großartiges Glücksgefühl (gerade so wie bei einer unter Mühen erreichten schönen neuen Bergaussicht). Wenn man aber "abrutscht" (z.B. indem man feststellt, dass der Bass ganz großartig ist, man sich in den Mitten und Höhen aber nicht tolerable Einbußen eingehandelt hat), kann man verzweifeln und fragt sich, wie das passieren konnte. Dann kann man entweder aufgeben und seine Zeit mit etwas Besserem verbringen oder man macht sich eben wieder auf und versucht sein Glück erneut.

Angeregt durch die Diskussion rund um den virtuellen Gegenbass als Vorfilter sowie die von Uli vorgeschlagene mögliche Verallgemeinerung durch einen parametrischen Equalizer-Fitler haben Fujak und ich zunächst unabhängig voneinander, später in lockerer Abstimmung eine Reihe von Tests gemacht. Im Verlauf dieser Tests haben wir einige Thesen entwickelt und durch konkrete Filterbeispiele in unseren Hörräumen untersucht.

Um die wichtigsten Optimierungsziele zu nennen:
  • Bass: Ein möglichst präzise-trockener Bass bei gleichzeitig bestmöglicher Feinauflösung.
  • Räumlichkeit: Optimierung des räumlichen Gesamteindrucks der Wiedergabe.
  • Qualität: Möglichst kompromisslose Qualität der resultierenden FIR Filter. Insbesondere eine Feindynamik im Hoch- und Mittentonbereich, die dem Original in nichts nachsteht.
  • Reproduzierbarkeit: Möglichst gut reproduzierbare Ergebnisse / wiederholbare Rezepturen.
  • Raummodenkorrektur: Konkrete, nicht durch passive Optimierungsmaßnahmen veränderbare Raumbedingungen sollen explizit berücksichtigt und gezielt bekämpft werden (Beispiele: Fundamentalresonanz in Hörrichtung, Quermoden aufgrund von Raum- und Gebäudegeometrie)

In diesem Thread möchte ich nun starten, die Ergebnisse jener Tests zur allgemeinen Diskussion zu stellen. Ich hoffe dabei auf eine gute Diskussion / Fragen / Anrgegungen.

Ich versuche, die Vorgehensweise jeweils in Rezeptform deutlich zu machen. Gerade der letzte Punkt bei der Liste oben zeigt aber, dass man bei der Verallgemeinerung von "Filter-Rezepten" immer kritisch bleiben muss, schließlich hat halt jeder von uns eine andere Raum- und Hörplatzsituation und damit ein individuelles Optimierungsanliegen. Bitte habt daher ein wenig Geduld. Eine Reihe von Grundlagen sollten zunächst geklärt und festgehalten werden. Dann können wir darauf aufbauen und uns so dem für unsere jeweilige Situation optimierten Hörplatzkorrektur nähern.
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Beitragvon nihil.sine.causa » 01.05.2013, 11:59

2. Auswirkung von Raummoden auf den Frequenzgang

Betrachten wir die Grundschwingung in einer Raumdimension der Länge 8,93 m (Ein beliebiges Beispiel.) Die resultierende Fundamentalresonanz hat eine massive Veränderung des Frequenzgangs (Kammfilter) zur Folge:

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Wer das nachvollziehen möchte, hier ein mögliches Rezept:

    0. File > Expert Mode einschalten.

    1. Generate > Testsignal, Signal length: 65536, set to 1 at sample 0, length 1 sample
    Ergebnis: Dirac-Impuls abgelegt auf Kurve 1

    2. Kurve 1 selektieren und mit Strg-C auf Kurve 2 kopieren.

    3. Kurve 1 selektieren, TD-Functions > Gain. Gain-Wert 0.7 (Faktor). Alternativ ein anderer Faktor je nach vermutetem Absorptionsverhalten des Hörraums.

    4. Kurve 1 selektieren, TD-Functions > Rotation. Mit Wert 1148 rotieren.
    Nebenrechnung: Durchschreiten der Raumdimension von 8,93 m dauert für eine Schallwelle bei 20°C Raumtemperatur 8,93m / (343 m/s) = 0,02603 s. Für den Puls bedeutet das 44100 1/s * 0,02603 s =ca. 1148 Samples

    5. Mit der Funktion TD-Functions > Addition der die Kurven 1 und 2 addieren und mit dem Ergebnis Kurve 2 überschreiben.

    6. Schritte 3. bis 5. so lange wiederholen, bis der Frequenzgang der resultierenden Kurve hinreichend glatt ist.

Die Abstände der Übherhöhungen im Frequenzbereich hängen von der Wellenlänge der Grundschwingung und damit eben von der betrachteten Raumausdehnung ab. Die Höhe Echos im Zeitbereich hängen vom Absorptionsverhalten des Raumes ab. Qualitativ haben wir aber immer dasselbe Ergebnis.

Das zeigt, dass durch die Raumgeometrie der Frequenzgang massiv beeinflusst wird, wenn der Raum nicht entsprechend stark bedämpft ist. Das gilt auch für große Hörraume (im Beispiel habe wir immerhin eine Ausdehung von 8,93 m in Hörrichtung).
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Beitragvon nihil.sine.causa » 01.05.2013, 14:05

3. Virtuelles Gegenbass-(Vor)filter

Die Raummode soll nun mit einem Gegenbass-Filter bekämpft werden. Die Idee stammt von Marc (Querkopf). Die Acourate-Methode hierzu hat Uli entwickelt und hier beschrieben. Um in diesem Thread alles auf einen Blick zusammen zu haben, bringe ich das von mir verwendete Rezept zur Erstellung eines virtuellen Gegenbass-(Vor)filters :

    1. Generate - Testsignal - Länge 65536, Set to one @ sample 0, length 1
    Ergebnis: Dirac-Impuls

    2. Generate - Crossover - Butterworth - 100 Hz und 4.Ordnung (24 dB/Oktave)
    Ergebnis: XO1L44.dbl
    Hier geht ein, dass wir einen virtuellen DBA nur bis zu einer bestimmten Frequenz (im Bsp. 100 Hz) sinnvoll betreiben können (Näheres zu dieser Grenzfrequenz findet sich unter dem Punkt "Gitteranordnung" im DBA-Wikipediaartikel).

    3. TD-Functions - Phase Extraction - minphase
    Ergebnis: XO1L44_minPhase.dbl

    4. TD-Functions - Rotate mit 2066 Samples
    Ergebnis: XO1L44_minPhase_Rotation.dbl
    Nebenrechnung: Untersuchung des ersten Peaks des XOL44_minPhase.dbl in der Timedomain. Ergebnis: 230 Samples
    Der virtuelle Gegenbass feuert nach einer Schalllaufzeit von zweimal der betreffenen Raumdimension. Durchschreiten der Raumdimension von 2x8,93 m dauert für eine Schallwelle bei 20°C Raumtemperatur 17,86m / (343 m/s) = 0,05207 s. Für den Puls bedeutet das 44100 1/s * 0,05207 s =ca. 2296 Samples. Abzüglich der 230 Samples ergibt: 2066 Samples

    5. TD-Fuctions > Gain Factor 0.7
    Ergebnis: XO1L44_minPhase_Rotation_Gain.dbl
    An dieser Stelle geht das Absorptionsverhalten des Hörraums ein. Der Faktor 0,7 ist also raumabhängig.

    6. TD-Function - Change Polarity
    Ergebnis: CP_XO1L44_minPhase_Rotation_Gain_Inv.dbl

    7. TD-Fuctions > Addition
    Dirac + XO1L48_minPhase_Gain_Inv
    Ergebnis PrefilterL44.dbl, PrefilterR44.dbl

Das resultierende Filter kann als Vorfilter für Acourate verwendet werden. Zum Thema Vorfilter gibt es einen eigenen Thread mit ausführlichen Beschreibungen.

Man kann aber das eben beschrieben Virtuelle Gegnbass-Filter auch direkt als Korrekturfilter einsetzen. Dies hat (wie das Vorfilter auch) einen heftigen Eingriff in den Frequenzgang zur Folge:

Bild

Das heißt, dass wir mit einem virtuellen Gegenbass ein schweres Geschütz auffahren, das offenbar nur dann sinnvoll ist, wenn man ernsthafte Probleme mit einer Raummode hat.

Der virtuelle Gegenbass besitzt ein akustisches Analogon. Man stelle die Gegenbässe nicht an die Gegenwände sondern neben die Hauptlautsprecher auf und feuere nach einer Zeit entsprechend zweimal der Schalllaufzeit der Raumlänge, invertiert und mit verringertem Pegel.

Wenn man dagegen eine Quermode raumgreifend bekämpfen wollte, gibt es dieses Analogon nicht so einfach. Zwar könnte man z.B. jeden LS zum virtuellen Gegenbass von sich selbst machen, quer zur Hörrichtung, hätte dann aber die Bedingung des Bass-Arrays nicht, die man braucht für halbwegs ebene Wellen, die entsprechend destruktiv interferieren. Man hätte hier lediglich Zylinderwellen und am Hörplatz (der ja sicher nicht in Querrichtung zwischen den LS liegt) käme i.a. allerlei Unsinn an.

Dies führt uns zur folgenden:

These: Der Einsatz eines virtuellen Gegenbass-(Vor)filters ist nur sinnvoll, wenn wir ein akustisches Analogon kennen und insbesondere verstanden haben, welche Moden wir damit wie bekämpfen wollen.
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Beitragvon nihil.sine.causa » 01.05.2013, 15:27

4. IIR-Vorfilter als peaking Equalizer (PEQ)

Nun zu einer Alternative zum virtuellen Gegenbass, wie ihn Uli hier vorgeschlagen hat: Ein IIR Filter als peaking Equalizer, der die zu bekämpfenden Mode abdeckt. Beispielhaft hier das Rezept für ein solches Vorfilter:

    1. LogSweep erstellen und Pulse44L und Pulse 44R in Kurven 1 und 2 laden (z.B. mit resultierender Pulslänge von 65536 Samples, 44,1 kHz)

    2. Kurve 3 selektieren, Generate > IIR Filter, Peaking EQ. Werte so einstellen, dass die zu bekämpfende Mode umhüllt wird. Beispiel: f0 = 19.55 Hz, Q = 1.2, Gain [dB] = 15. Anschließend noch geeignet verstärken mit TD-Functions > Gain (z.B. um 10 dB), um zu sehen, ob das IIR Filter passt.

    Zwischenergebnis:
    Bild

    Mit den Werten kann herumgspielt werden. Sobald man sich festgelegt hat, einfach bei Schritt 2 den negativen Gain-Wert einstellen:

    3. Kurve 3 selektieren, Generate > IIR Filter, Peaking EQ. Beispiel: f0 = 19.55 Hz, Q = 1.2, Gain [dB] = - 15.

Das IIR-Filter mit peaking Equalizer sieht wie folgt aus:

Bild

Auch dieses Filter kann als Acourate-Vorfilter verwendet werden. Es scheint aber von anderer Natur zu sein als der virtuelle Gegenbass. Zum einen schickt man kein invertiertes Signal zeitverzögert in den Raum. Zum anderen sind die resultierenden Frequenzgänge sichtbar unterschiedlich.

Der Vorteil des PEQ-Filters liegt darin, dass wir uns hier - anders als beim virtuellen Gegenbass - nicht den Kopf darüber zerbrechen müssen, ob und wie ein akustisches Analogon aussehen könnte. Mit dem PEQ-Filter kann man daher auch eine Quermode bekämpfen, ohne auf die beim virtuellen Gegenbass genannten Schwierigkeiten zu laufen.

Aus meiner Sicht haben beide Methoden ihre Berechtigung. Zur Bekämpfung von Raummoden in Hörrichtung, würde ich zum virtuellen Gegenbass greifen. Zur Bekämpfung eines einzelnen fetten Peaks im Frequenzgang, wie er z.B. bei mir durch eine baulich bedingte Quermode entsteht, verwende ich ein PEQ-Filter.

These: Ein virtuelles Gegenbass-Filter und ein IIR-Filter auf Basis eines peaking Equalizers sind nicht kongruent.
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Beitragvon slarti05 » 04.05.2013, 22:52

Hallo Harald (und Fujak),

ich hoffe die Zugriffsrate hat Euch verraten, dass das VBA-Thema sehr spannend ist, auch wenn es noch nicht so viele Diskussionsbeiträge gibt. Ich bin jedenfalls dankbar für die simulativen Vorüberlegungen und die systematischen Anleitungen für die beiden VBA-Möglichkeiten. :cheers:

Allerdings warte ich schon gespannt, wie es weitergeht!! Es fehlen ja noch direkte Vergleiche der beiden Varianten in Euren zwei Systemen, natürlich gerne mit Messungen des tatsächlichen (!) Frequenzverlaufs, Phase und Sprungantworten sowie, nicht zu vergessen, subjektive Höreindrücke.

Vielleicht noch meine kurze Einschätzung: Obwohl ich die Idee des zweifachen Gegenimpulses per Filter faszinierend finde, habe ich immer Schwierigkeiten mir intuitiv vorzustellen, wie hier ein tatsächliches Signal dupliziert und in der Zeit verzögert wird, ohne Hardwareeingriff :oops:

Ausserdem sagt meine Intuition, die Variante mit begrenzter Anregung (PEQ) müsste eigentlich besser sein (klingen), als die Variante mit (verzögerter) Auslöschung. Die heftigen Frequenzverläufe, die Du oben dargestellt hast, wären dafür ja vielleicht auch ein Indiz. In dem alten Thread liest sich das jedenfalls in den Erfahrungsberichten nicht immer so, da scheint es mir eher eine Präferenz für die Gegenimpuls-Lösung zu geben. Wie ist denn bei Euch die derzeitige Einschätzung nach vielen Experimenten?

Ich selber habe bisher nur die Peak-Variante getestet, auch weil sie mMn viel leichter umzusetzen ist. Die Schätzung der Parameter (Dämpfung und Verzögerung) beim Gegenimpuls ist zumindest nicht gerade trivial.

Auch die Anpassung an alle Abtatsraten, die ja bei manueller Beaebeitung eher ein Pain ist, ist eher ein Nachteil der Gegenimpuls-Variante. Da es von Uli noch keine automatisierte Lösung für ein ganzes Set an Vorfiltern in Acourate gibt, habe ich bei der PEQ-Variante die von Alex (Jahresprogramm) vorgeschlagene Behelfslösung über die Erstellung eines XO-Filters gewählt. Das ist sehr elegant, hat allerdings den Nachteil, einen nutzlosen ersten Weg zu definieren (bspw. bei 5Hz), der auch bei hoher Filtersteilheit immer ein bisschen in den interessanten Frequenzbereich (say ab 20Hz) "reinstrahlt".

Klanglich finde ich die PEQ-VBA Lösung bisher einer Acourate-Korrektur ohne VBA vorzuziehen (sofern man denn ein Modenproblem hat, aber wer hat das nicht?)

Ok, lange Rede, kurzer Sinn:

Bitte weitermachen!!

Viele Grüße
Ralf
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slarti05
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Beitragvon nihil.sine.causa » 05.05.2013, 13:15

Hallo Ralf,

danke für Dein nettes Feed-back!

slarti05 hat geschrieben:Allerdings warte ich schon gespannt, wie es weitergeht!! Es fehlen ja noch direkte Vergleiche der beiden Varianten in Euren zwei Systemen, natürlich gerne mit Messungen des tatsächlichen (!) Frequenzverlaufs, Phase und Sprungantworten sowie, nicht zu vergessen, subjektive Höreindrücke.


Zu konkreten Anwendungen werden wir in Kürze etwas schreiben. Aber bitte seid vorsichtig, solche Beispiele auf Eure jeweilige Situation zu übertragen. Dafür gibt es zu viele Einflussfaktoren, die eben von Raum zu Raum / Kette zu Kette völlig unterschiedlich sein dürften.

Daher geht es hier eher darum, die grundsätzlichen Wirkmechanismen - soweit sie klarer geworden sind - darzustellen und einfache Kochrezepte festzuhalten. Auf dieser Grundlage kann jeder für sich entscheiden, welche Methode(n) die besten für ihn sind.

slarti05 hat geschrieben:Klanglich finde ich die PEQ-VBA Lösung bisher einer Acourate-Korrektur ohne VBA vorzuziehen (sofern man denn ein Modenproblem hat, aber wer hat das nicht?)


Dass Dir der virtuelle Gegenbass suspekt ist, wenn man so auf den Frequenzgang schaut, kann ich gut verstehen. Daher war es mir auch wichtig unter Punkt 2 einmal in diesem Zusammenhang darzustellen, was die Raummoden mit Deinem Frequenzgang veranstalten. Der virtuelle Gegenbass ist gerade dazu ein mögliches Gegenmittel und kann sehr gut wirken. Die PEQ-Lösung macht etwas anderes. Probiere doch mal beide Filter aus.

Für die Hörplatzkorrektur mit Acourate würde ich es allderdings bei solchen Filtern nicht belassen, sondern den virtuellen Gegenbass bzw. PEQ "lediglich" als Vorfilter verwenden. Schließlich gibt es i.a. ja mehr zu korrigieren als die Moden in Hörrichtung (--> virtueller Gegenbass) bzw. ein einzelner Peak im Frequenzgang (--> PEQ). Das resultierende Korrekturfilter wird dann "stabiler" als dasjenige ohne solche Vorfilter und erlaubt z.B. ggf. höhere Phasenkorrekturwerte in Macro 4, bei gleichzeitiger Verringerung der Preringing-Gefahr.

Beste Grüße
Harald
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Beitragvon nihil.sine.causa » 05.05.2013, 14:38

5. Selektive Frequenzband-Inversion (SFI) am Beispiel Matterhorn

Mit der These in Abschnitt 3 haben wir die Möglichkeit eines akustischen Analogons gefordert, bevor wir einen virtuellen Gegenbass einsetzen sollten. Das IIR Filter auf Basis eines peaking Equalizers macht etwas anderes, s. Abschnitt 4. Das bedeutet, dass wir bei der Wahl dessen was wir durch einen Equalizer-Vorfilter behandeln, auf eine akustische Analogie nicht unbedingt angewiesen sind. Insbesondere müssen wir das PEQ-Verfahren nicht nur auf einen einzelnen Peak im Frequenzgang anwenden und insbesondere erst recht nicht notwendig auf die Fundamentalresonanz in Hörrichtung.

Daher liegt es nahe, das PEQ-Verfahren zu verallgemeinern: im Prinzip ist IIR-Filter auf Basis eines parametrischen Equalizers nichts anderes als die Inversion eines selektiven Bereiches im Frequenzgang. Wenn wir darüber hinaus vom Frequenzpeak weitergehen hin zum Frequenzband, haben wir eine selektive Frequenzband-Inversion. Fujak hat es bei unseren Diskussionen daher SFI-Filter genannt.

Unter dem Stichwort "Bandpass-Filter" haben wir solche SFI-Filter bereits diskutiert. Hier ein Beispiel dazu von Alex (Jahresprogramm).

Nun gibt es viele Möglichkeiten, ein solches SFI-Filter zu bauen. Ich selbst habe bei mir die besten Erfahrungen mit dem hier beschriebenen "Matterhorn-Filter" gemacht. Das entsprechende Kochrezept will ich hier nochmals bringen und erläutern.

    A. Matterhorn-Vorfilter generieren

    1. LogSweep erstellen (z.B. mit 44,1 kHz)

    2. Pluse44L.dbl fenstern, dazu TD-Functions > Frequency dependend Window mit den Einstellungen 15/15 15/15, 1/24 Octave.
    Hintergrund: ich möchte das Matterhorn-Filter in seiner Oberfläche etwas geglättet haben um nicht unnötige Zacken / Wendepunkte in die Berechnung eingehen zu lassen. Hier kann man natürlich variieren.

    3. Die Idee ist nun, (1) das "relevante" Stück aus dem in Schritt 2 gefensterten Pulse44L.dbl herauszuschneiden und (2) dieses auf eine geeignet "glatte" Unterlage "aufzupfropfen". Hierzu Generierung geeigneter IIR Filterstücke mit der peaking EQ Funktion für die "Unterlage" und Anstückeln mit der Funktion Funktion FD-Functions > Amplitude SplitNJoin. Dabei versuchen, nicht differenzierbare Stellen zu vermeiden, also eine möglichst glatte Linienführung zu erzugen.

    4. Das fertige Matterhorn wird durch FD-Functions > Amplitude Inversion (minimal phase) auf den Kopf gestellt. Das Ergebnis habe ich ja weiter oben schon gezeigt.

    5. Nach Durchlauf der Schritte 1 bis 4 für den rechten Vorfilter: Abspeichern des Vorfilters mit File > Save Stereo Wav.

    Das resultierende Vorfilter sieht im Beispiel für links wie folgt aus:

    Bild


    B. Raumkorrekturfilter erstellen

    1. LogSweep erstellen. Dabei im Feld "Filter 2 Channel" das Vorfilter (als wav) bekannt machen

    2. Macro 1 mit FDW 15/10 (oder nach Belieben)

    3. Macro 2, 3, 4 nach Belieben. Bei Macro 4 habe kann man ruhig mit hohen Werten für die Excessphase Fensterung experimentieren (z.B. 6/6).


    C. Raumfilter finalisieren

    1. Cor1L44.dbl laden und mit Matterhorn-VorfilterL.dbp falten.

    2. TD-Functions Cut and Window anwenden: Length: 65536, Position Count 32768 before Peak, Remove DC und Window (Blackman Optimal) beides nicht aktiviert.
    Hintergrund: Das so generierte Raumkorrekturfilter hat nach dieser Faltung eine Länge von 2*65536 = 131072. Das erhöht unnötig den Rechenaufwand, daher Cut and Window.

    3. Mit dem Ergebnis Cor1L44.dbl überschreiben. Für Cor1R44.dbl analog.

Was kann man nun aus diesem Beispiel lernen? Wie gesagt, mit Verallgemeinerungen müsst Ihr vorsichtig sein. Ich möchte daher nochmals genauer erläutern, was ich mit diesem Filter korrigiert habe: Ich habe in meinem Hörraum eine Quermode zu bekämpfen, die baulich bedingt ist und deren Resonanzfrequenz bei ca. 19,5 Hz liegt. Die dramatischen Auswirkungen dieser Quermode kann man dem Matterhornfilter ansehen (Erhöhung von über 20 dB sowie immer noch sichtbare Auswirkungen im Frequenzgang bei 80 Hz, also 2 Oktaven höher als der Maximalwert der Quermode).

Mit einem virtuellen Gegenbass kann ich diese Quermode nicht bekämpfen, das hatte ich am Ende von Abschnitt 3 bereits erläutert. Mit einem PEQ-Vorfilter kann ich die Quermode schon recht gut bekämpfen. Wesentlich besser jedoch geht das mit dem hier skizzierten SFI-Vorfilter: der Bass ist trockener, dynamisch wesentlich besser differenziert und räumlich genauer.

Fazit: Das SFI-(Vor)Filter stellt eine Verallgemeinerung des PEQ-(Vor)Filters dar. Mit einem SFI kann man auf eine Anomalie im Frequenzgang genauer eingehen und diese korrigieren.

Bei meinen Tests hat sich gezeigt, dass man nicht differenzierbare Stellen ("Ecken" oder "Knicke") in einem SFI-Filter vermeiden sollte.
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Bass-Korrektur mit Sliding 1/12-octave

Beitragvon Fujak » 11.05.2013, 07:53

Hallo zusammen,

in Absprache mit Harald klinke ich mich hier ein mit einem weiteren Ansatz, den ich Anfang des Jahres ausprobiert hatte, und der bei mir bis heute als der bislang beste im Einsatz ist. Zur Erinnerung bzw. als Zusammenfassung:

Harald hat bislang drei Verfahren dargestellt, die sich im wesentlichen durch den Ansatzpunkt der Korrektur unterscheiden:

Die erste Methode, nämlich der virtuelle Gegenbass setzt bei der Zeit-Domäne an (eine in Abhängigkeit zur Raumgeometrie definierte zeitliche Verzögerung des invertierten Impulses).

Die zweite Methode, nämlich die PEQ-Methode, setzt an der Frequenzdomäne an (eine in Abhängigkeit zur dominierenden Raumresonanz definierte Frequenz, die um einen definierten Betrag in ihrer Amplitude selektiv abgesenkt und in einen Vorfilter eingearbeitet wird).

Die dritte Methode, die Selektive Frequenzband-Inversion (SFI), ist eine Weiterentwicklung der PEQ-Methode, die ebenfalls an der Frequenzdomain ansetzt. Der Unterschied zur PEQ-Methode besteht darin, dass sie absolut passgenau nicht nur eine Raumresonanz sondern - bei komplexeren multiplen Raumresonanzen - ein größeres Frequenzband korrigiert. Wie Harald bereits weiter oben beschrieb, waren seine ersten Versuche eine händische "Laubsägearbeit". Ich hatte sie dann später durch eine Selektions- und Invertierungsprozedur automatisiert, sodass man dann nur noch die "Anschluss-Stücke" an den restlichen Frequenzgang mit der Split'nJoin-Funktion händisch herstellen musste.

Ein detaillertes Rezept hierfür habe ich als PDF zum Download erstellt.


Den Werdegang dieses Prozesses kann man auch in folgendem Thread nachlesen: viewtopic.php?f=40&t=3334&start=0


Hörraum-Situation:

Um nachfolgende Ausführungen besser zu verstehen, kurz etwas zu meiner Hörraum-Situation:

Dieser besteht aus einem etwa 55 qm großen Raum, der mit 7,50m x 7,25m zwar nahezu quadratisch aber durch einen unregelmäßigen Wandverlauf zugleich recht verwinkelt ist; einige natürliche Diffusoren sind damit also bereits eingebaut. Zudem weist der Raum eine bis etwa 4m Höhe verlaufenden asymmetrischen Dachschräge auf. Diese hat zur Folge, dass es nicht nur eine Längs- und Quermode gibt sondern dass sich die stärkste Mode diagonal vom sog. Kniestock der Dachschräge bis zum am weitesten entfernten Punkt an der gegenüberliegenden Dachschrägen-Fläche ausbreitet.
Siehe folgende Grafik:

Bild

Es folgt daraus, dass ich mehrere, zum Teil dicht aufeinanderfolgende Erhöhungen/ Auslöschungen im FG habe, wie die folgende Logsweep-Messung am Hörplatz zeigt:

Bild

Bei der Interpretation der Messung bitte beachten, dass ich wegen der Ankoppelung des Subwoofers dessen Pegel um ca. 20dB angehoben habe gegenüber den Monitoren (mehr Info dazu siehe hier: viewtopic.php?p=65814#p65814). Die realen Raumresonanzen sind also entsprechend geringer.

Man erkennt ein Wellenmuster von doppelten Peaks, die auf zwei dominierenden Moden bei ca. 21 Hz / 37 Hz handelt, die sich nochmal bei ca. 50,5 Hz / 59 Hz (und folgende) wiederholt.

Wenn ich das VGB-Verfahren anwende (also zeitverzögerter und invertierter Gegenbassimpuls) in Bezug auf die erste dominierende Raummode, senke ich durch die Kammfilter-Struktur des VGB-Filters die erste Mode ab, unterstütze aber z.T. die darauf folgenden Moden der Doppelspitze und hebe sie an. Die Folge ist ein in Bezug auf die erste Raumresonanz gezähmter aber zugleich immer auch ein wenig unnatürlich klingender Bass, weil eben einige zusätzliche Anhebungen erzeugt bzw. verstärkt werden, die vorher nicht existierten.

Bessere Hörergebnisse habe ich mit dem SFI-Verfahren, also der Selektive Frequenzband-Inversion, (das PEQ-Verfahren berücksichtige ich nicht weiter, weil es aus meiner Sicht dem SFI-Verfahren unterlegen ist).

Das SFI-Verfahren senkt meine Doppelspitze in ihrer Amplitude passgenau ab und füllt sogar das Tal dazwischen ein wenig auf, je nachdem, wie viel "Höhenmeter" ich von der Doppelspitze in die Vorfilter-Korrektur einbaue. Dieses Verfahren bringt für mich zwei hörbare Qualitäten bei der Basswiedergabe ins Spiel: Ein prägnanter udn zugleich trockener, präziser Bass.

So wie ich bei Optimierungen in meiner Wiedergabekette auch immer mal wieder den "Rückbau" vornehme, um die Gegenprobe zu machen, ob ich tatsächlich eine Verbesserung im Laufe der Optimierungsschritte erreicht habe, so machte ich ähnliches mit Acourate, indem ich das SFI-Verfahren der normalen Über-alles-Korrektur mit Makro 1-4 gegenüberstellte. Was mir dabei auffiel: Der Bass beim Standard-Verfahren (Makro 1-4) hört sich vergleichsweise dünn an, aber nicht so präzise wie mit dem SFI-Verfahren. Aber: Dafür hörten sich die mittleren aber vor allem die oberen Frequenzbereiche detaillierter an.

Das ist übrigens kein psychoakustisches Phänomen, wonach bei reduziertem Bassanteil, Höhen und Mitten subjektiv stärker hervortreten. Denn wenn ich beim Stadard-Verfahren eine Targetkurve mit einer linaren Höhenabsenkung von -6db einsetze, dann weist das Standard-Verfahren immer noch mehr Details auf, obwohl das Klangbild viel dumpfer im Mitten- und Höhenbereich klingt als mit dem SFI-Verfahren. Es hat also wirklich mit der Detailabbildung zu tun und nicht einfach mit einem helleren Kangbild.

Ich vermutete, dass dies an der zweifachen Faltung liegt, die man beim SFI-Verfahren braucht. Zur Erinnerung an das, was Harald weiter oben beschrieben hat: Der gemessene Frequenzgang wird mit dem erstellten SFI-Vorfilter gefaltet und dann in Makro 1-4 korrigiert. Der so erstellte Filter muss dann nochmal in der sogenannten "Finalisierung" durch nochmalige Faltung mit dem invertierten Vorfilter gefaltet werden (und zwar für jede Samplingrate einzeln).


Das Sliding 1/12-Octave Verfahren:

Die unterschiedliche Detailschärfe der verschiedenen Bass-Korrektur-Verfahren resp. ihrer Filter beschäftigten Harald und mich in der weiteren Folge unserer Experimente.

Im Zuge dieser Experimente entschied ich mich dann, das SFI-Verfahren mit einem anderen Verfahren zu vergleichen, über das ich schon in o.g. Thread berichtet hatte, als Uli die PEQ-Methode vorstellte: Nämlich in Makro 1 statt der psychoakustischen Behandlung des gemessenen Frequenzgangs die alternative Option "Sliding 1/12-octave" zu nehmen.
Siehe auch:
- viewtopic.php?p=59234#p59234
- viewtopic.php?p=59296#p59296
Denn schließlich macht hier Acourate in Verbindung mit Makro 3 genau das, was wir im Vorfilter bei der SFI-Methode händisch auch tun, nämlich eine in der Intensität einstellbare Invertierung - nur dass hier dafür nicht extra ein Vorfilter generiert wird, weil es über den gesamten Frequenzbereich wirkt.

Bild

der in Makro 1 mit der Option Sliding 1/12 Octave behandelte Frequenzgang sieht dann so aus:

Bild

Im Vergleich dazu Makro 1 mit der Option "Psychoacoustic":

Bild

Man sieht den Unterschied deutlich, was hier in welchem Ausmaß später in die Amplituden-Korrektur einbezogen wird.

Im folgenden zeige ich auf, wie sich die drei Verfahren, deren Korrekturen sich allesamt in der Frequenz-Domain bewegen (in Abgrenzung zur "echten" Gegenbass-Methode mit invertiertem und verzögerten Impuls, die sich in der Zeit-Domaine bewegt), in Frequenzgang und Sprungantwort darstellen. Bei der SFI-Methode habe ich dabei die "brutalstmögliche" Korrektur gewählt (man kann auch hier dosieren, indem man den "Wellenberg" nicht gleich am Fuße des Berges sondern erst weiter oben ansetzen lässt).
Der Übersicht wegen habe ich hier jeweils nur den linken Kanal dargestellt. Zur Erläuterung:
  1. Pulse44L.dbl [rot] = Original Logsweep-Pulse L (also noch unkorrigiert)
  2. Pulse_SFI_L.dbl [grün] = Mit der SFI-Methode korrigierter Pulse
  3. Pulse_PA_L.dbl [braun] = Mit der Standard-Methode (Makro 1 = Psychoacoustic) korrigierter Pulse
  4. Pulse_PA_L.dbl [blau] = Mit der Standard-Methode (Makro 1 = Sliding 1/12-octave) korrigierter Pulse

Bild

Interpretation:
Man kann sehen, dass alle drei Verfahren wirkungsvoll in der Lage sind, auch die wildesten Raumresonanzen sowie ausufernde Sprungantworten zu bändigen. Ferner kann man erkennen, dass die SFI-Methode leicht die Nase vorne hat, was FG und Sprungantwort betrifft. Die beiden Standard-Verfahren mit Makro 1 "Psychoacoustic" und "Sliding 1/12-octave" bringen keinen so "glatten" FG im Bassbereich zustande wie SFI. Zudem liegen beide im korrigierten Bass-Bereich durchschnittlich um etwa 3dB höher, wobei die Senken im Bassbereich mit der Option "Psychoacoustic" deutlich größer ausfallen als mit "Sliding 1/12-octave", was angesichts der weiter oben dargestellten Ergebnisse nach Makro 1 nicht verwunderlich ist.

Im direkten Hörvergleich schneidet die Standardmethode mit "Psychoacoustic" in Bezug auf die Basswiedergabe am wenigsten überzeugend ab; die Bass-Darstellung klingt dünn, vor allem wenn es um impulsive Bassanteile wie bei tiefen Trommeln, gezupftem Kontrabass o.ä. geht. Natürlicher und vom Gesamteindruck kräftiger und zugleich präzise klingt die SFI-Methode.
Die Standard-Methode mit der Option "Sliding 1/12-octave" klingt in meinen Ohren etwas weniger präzise als SFI, aber etwas kräftiger und dynamischer im Bassbereich (das kann man auch im FG und in der Sprungantwort nachvollziehen).

Doch der wichtigste Unterschied zwischen SFI und dem Standardverfahren mit Makro 1 (egal ob mit "Psychoacoustic" und "Sliding 1/12-octave") ist die Detailauflösung im Mitten und Höhenbereich. Die SFI-Methode bildet Details im Mitten und Höhenbereich auffallend verschliffener ab. Ich vermute, dass dies mit der größeren Zahl an Rechenoperationen zusammenhängt - insbesondere das mehrfache Convolven, bis der endgültige Filter fertig ist.
Wie oben erwähnt habe ich im dokumentierten Beispiel die extremste Korrektur gewählt (ein nahezu platter Verlauf des FG im Bassbereich). Um diesen extremen Eingriff als Ursache auszuschließen, hatte ich auch gemäßgtere Korrekturen ausprobiert - jedoch zeigten auch diese das gleiche Ausmaß des Detailverlustes. Letztlich ist es dieses Manko, welches mich von dieser Methode Abstand nehmen lässt, auch wenn die Basswiedergabe einen Tick präziser als mit Makro 1 "Sliding 1/12-octave".

Aus meiner Sicht ist "Sliding 1/12-octave" das bestmögliche Verfahren für meine Hörraumsituation. Dazu noch ein paar Details, die sich aus einigen Versuchsreihen mit diversen Einstellungen ergeben haben:

Zunächst das grundsätzliche Prozedere, welches ich weiter unten noch erläutern werde:

Makro 1:
Psychoacoustic Response: Sliding 1/12-octave
Frequency Dependend Window: 30/10

Makro 2:
Target-Kurve je nach Hörpräferenz
Subsonic: deaktiviert lassen

Makro 3:
Entsprechend Makro 2 durchlaufen lassen

Makro 4:
Excessphase window: x/y
Preringing compensation: x/y
Subsonic: hier Wert eintragen (z.B. 16...30)

Erläuterungen:
Je größer in Makro 1 der linke und damit in Bezug auf das Frequenzband untere Wert der Fensterung liegt, desto genauer wird der gemessene Frequenzgang bei der Korrektur im Bassbereich "nachgezeichnet". Wie Harald schon erwähnte, sollten die Korrektur-Kurven keine zu harten Kurven aufweisen. Je weicher, desto besser das Korrekturergebnis in Hinsicht auf die Detailliertheit der Wiedergabe. Zu bedenken ist ferner, dass eine Berechnung, die auf einem eingeschwungenen Zustand basiert, nicht unbedingt natürliche Schallereignisse repräsentiert.

Anderseits: je geringer die Werte, desto geringer fällt auch der Korrektureingriff in Bezug auf die Amplitude aus. Ein Wert von 30 / 10 mit der Option "Sliding 1/12 Octave" in Makro 1 hat sich bei mir hörbar am besten herausgestellt. Das kann aber von Anlage zu Anlage und Raum zu Raum variieren. Bei dieser Methode werden - wie bei der SFI-Methode auch möglich - Dips stärker in die Korrektur einbezogen und dementsprechend auch bis zu einem gewissen Grad "gefüllt".

Daher ist es nicht sinnvoll, die übliche lineare Höhenabsenkung um meist -3dB bei der Targetkurve linear bei 0 Hz zu beginnen, sondern erst ab der Frequenz, bei der sich die Raummoden nicht mehr so stark bemerkbar machen (bei mir etwa ab 105 Hz). Ansonsten könnte im Höreindruck der Bass gegenüber den Höhen etwas zu dominant werden (im Schnitt etwa 1-1,5dB zu stark bei einer linear absenkenden Targetkurve von -3dB).

Bild

Der mit dieser Methode korrigierte Frequenzgang sieht dann so aus:

Bild

Grundsätzlich führt das SFI-Verfahren mit seinen Prefiltern zu stabileren Filtern als das Standardverfahren mit Sliding 1/12-octave. Aus diesem Grunde muss der Schritt Makro 4 mit Test-Convolution (Makro 5) auf Preringing hin kontrolliert werden. Bei Auftreten von Preringing sollte Makro 4 mit niedrigieren Werten bei "Excess window" oder höheren Werten bei "Preringing compensation" wiederholt werden.


Fazit:

Für das Thema Bass-Korrektur stehen nun also 4 verschiedene Verfahren zur Verfügung, wovon lediglich das erste Verfahren korrekterweise den Namen virtueller Gegenbass verdient, weil nur dieses Verfahren tatsächlich die Zeitdomäne betrifft, indem hier eine reale definierte zeitliche Verzögerung des amplitudeninvertierten Signals erfolgt. Ich halte sie weiterhin für sinnvoll überall dort, wo man entsprechende geometrische Voraussetzungen analog zum echten DBA hat (quaderförmiger symmetrischer Raum).
Überall dort aber, wo aufgrund einer komplexeren Raumgeometrie mehrere Raummoden am Hörplatz zu multiplen Resonanzmustern führen (wie in meinem Hörraum ), die dann auch entsprechend korrigiert werden müssten, kommt man mit diesem Verfahren aufgrund seines kammfilterartigen periodischen Korrekturmusters schnell an seine Grenzen.

In diesen Fällen würde ich es zunächst mit dem Sliding 1/12 Octave Verfahren ausprobieren. Erst wenn es damit keine befriedigende Ergebnisse im Bassbereich ergibt, würde ich auf das SFI-Verfahren gehen, welches differenzierte Eingriffe erlaubt - allerdings zu dem Preis der beschriebenen Einbuße an Details.

Dieses Phänomen beschäftigt uns seither immer wieder, und wir werden zu gegebener Zeit in einem eigenen Thread darüber berichten.

Grüße
Fujak
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Beitragvon uli.brueggemann » 11.05.2013, 09:10

Hallo Fujak, hallo Harald,

ich lese hier im Thread gerne mit, weil es ja prima viele Möglichkeiten aufzeigt, wie man an die Sache herangehen kann. Und dass es bei Acourate auch noch mehr gibt, als die Standard-Makros.

Was allerdings einer intensiveren Beschäftigung mit der Sache bedarf.

Ein paar Gedanken/Anregungen zum Thema:
- die sliding octave analysis lässt sich auch zu Fuss rechnen, dazu vorher bei der Pulsantwort die Minimalphase rechnen und darauf TD-Functions - Psychoacoustic - Octave Analysis anwenden. Somit lassen sich neben 1/12 auch Analysen mit 1/3, 1/6 oder allgemein 1/n realisieren. Und danach FDW anwenden. Ein weiterer Spielraum also zum Austoben.
- generell sind Oktavanalysen auch bei anderen Programmen zu finden. Im Vergleich zur psychoakustischen Auswertung werden tiefere Löcher im Frequenzgang mehr korrigiert. Was am Hörplatz hervorragend klingen mag. Ich werde nie vergessen, wie ich zu Anfangszeiten begeistert bei einer Korrektur gelauscht habe, als dann meine Frau aufgeregt aus der angrenzenden Küche kam und sich beschwert hat, dass es da so fürchterlich klingt. Es besteht also die Gefahr einer lokal begrenzten Optimierung. Was meines Erachtens der Grund dafür ist, das andere Programme ihr Heil in der Mehrpunktaufnahme inkl. Mittelung suchen.
Fazit: bei den "besseren" Korrekturergebnissen prüfen, ob es nicht anderswo unangenehme Bassüberhöhungen gibt. Insofern ist die 1/n-Oktavanalyse kein generelles Allheilmittel.
- wenn sich die Oktavanalyse als gutmütig herausstellt (oder die Küche weit weg ist :mrgreen: ), aber Präzision verlorengeht, dann macht es Sinn, Psychoakustik und Oktavanalyse parallel zu rechnen und dann die Ergebnisse mit SplitNJoin geeignet zu verbinden.
- je mehr Stellschrauben es gibt, umso mehr lässt sich einstellen. Es besteht die Gefahr, dass man den Überblick verliert. Also sauber mitdokumentieren, was man da so getrieben hat.

Happy tuning :wink:
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Beitragvon Fujak » 11.05.2013, 09:40

Hallo Uli,

danke für Deine Anregungen, insbesondere für die händische Berechnung des Sliding-Algorithmus; das erlaubt ein paar gnädigere Abstufungen - auch wenn ich in meinem Hörraum kein Verlangen danach verspüre. Und sollte meine Frau bei mir auftauchen und aufgeregt berichten, dass es sich im Raum X nach Abrissbirne anhört / anfühlt, dann wäre das ja eine prima Gelegenheit, nun gemeinsam Musik zu hören. :mrgreen:

In der Tat: Da sich mein Hörplatz etwa bei 1/3 Raumlänge zur Rückwand befindet, sich also annähernd ein Druckminimum ergibt, hört sich der Bass außerhalb davon deutlich kräftiger an, gerade unterhalb 40Hz. Alle Hausbewohner können jedoch mit den akustischen Kolateralschäden gut leben.

Grüße
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Beitragvon Salvador » 11.05.2013, 13:52

Hallo Fujak und Harald,

vielen Dank für Eure übersichtlichen und gut verständlichen Beiträge. Insbesondere Fujaks letzten Beitrag finde ich sehr interessant und werde diesen einmal ausprobieren, da er ja keine Vorfilter benötigt und anscheinend bessere Ergebnisse zeitigt als bei den "normalen" Acourateeinstellungen. Vielen Dank auch für die detaillierte Schilderung der Vorgehensweise.

Ich möchte in diesem Zusammenhang auch noch gerne eine ergänzende Bemerkung machen, die einen Sachverhalt schildert, der aus eigenen Überlegungen zum Thema Basskorrektur hervorgeht. Obwohl ich natürlich nicht über Euer deutlich fundiertes technisches Wissen und Euer Anwenderverständnis verfüge und dies eher einen Unterschied von den elektronischen Korrekturmethoden zum echten VBA und echten DBA betrifft, möchte ich dies hier nun kurz ausführen.

Wie ihr ja nun schon ausgeführt habt, greift das elektronische VBA (eVBA) auf der Zeitebene ein, die anderen Acouratekorrekturen auf der Frequenzebene. Ich möchte hier nun eine weitere relevante Größe in diesem Zusammenhang ins Spiel bringen, und das wäre die Nachhallzeit. Diese ist ja auch nach eigenen Erfahrungen besonders im Bass am schwersten durch raumakustische Maßnahmen unter Kontrolle zu bekommen und liegt in vielen Hörräumen über 0,5, manchmal sogar noch über 1 Sekunde. Bei mir, obwohl der Rest durch raumakustische Maßnahmen oberhalb von 150 Hz zwischen 0,3 und 0,45 Sekunden liegt, ist die Nachhallzeit im Bass unter 150 Hz z.B. so zwischen 0,5 und 1 Sekunde und nimmt mit tieferen Frequenzen zu. Dieser Nachhall im Bass „suppt“ leider natürlich auch die anderen Frequenzbereiche zu und dadurch leidet Klarheit und Detailreichtum der Musikreproduktion insgesamt.

Bei den von Euch vorgestellten Acouratekorrekturen kommt es also zu einer Reduktion von Moden (=erhöhte Lautstärke bei einer bestimmten Frequenz) und damit natürlich auch zu einem verringerten Nachhall des ursprünglich über Gebühr lauten Signals. An der eigentlichen Nachhallzeit des Raums im Bass insgesamt und auch bei der korrigierten Frequenz ändert dies jedoch nichts. Das heißt, dass auch das durch die elektronische Acouratekorrektur auf ein normales Level reduzierte Signal hallt bei nicht optimaler Bedämpfung des Raums im Bassbereich noch recht lange nach, mit allen geschilderten klanglichen Nachteilen. Selbst wenn also die Signalintensität nun gut eingestellt wird (Frequenzgang), so dürfte dieser nicht berücksichtigte Parameter (Nachhallzeit) bei den elektronischen Korrekturvarianten immer noch einen deutlich klangmindernden Einfluss haben.

Ganz anders sieht das aber nach meinem Verständnis beim echten VBA und DBA aus. Denn hier wird ein Großteil der längs in den Hörraum abgestrahlten Energie im Bass nach einem Raumlängsdurchlauf (DBA) oder nach zwei Raumlängsdurchläufen (echtes VBA) neutralisiert. Dadurch schaukeln sich keine stehenden Wellen auf und der Effekt auf den Frequenzgang ist bezüglich des Frequenzverlaufs bei der sonst vorhandenen Längsmode dann ähnlich wie bei den elektronischen Acouratekorrekturvarianten. Er ist dann linearer. Wo ich aber den Unterschied sehe ist, dass ganz allgemein die Nachhallzeit des Basses im gesamten so "behandelten" Frequenzbereich, zumindest in Längsrichtung und damit auch insgesamt, vor allem aber auch am Hörplatz, deutlich reduziert wird, was einen zusätzlichen qualitativen Zugewinn gegenüber einer reinen Frequenzganglinearisierung darstellt.

Letztlich gilt das auch für das eVBA im Vergleich zum echten VBA, weil hier zwar das akustische Analogon zum echten VBA tatsächlich gegeben ist und damit sogar auch die Nachhallzeit für die mit dem eVBA korrigierte Frequenz wie beim echten VBA reduziert wird. Aber das ist eben nur gültig bei dieser Frequenz. Das eVBA ist also das akustische Analogon zu einer zweiten Box, die neben dem HauptLS steht, die NUR bei der Raumresonanzfrequenz nach entsprechender Verzögerung phaseninvertiert feuert. Die zu lange Nachhallzeit im restlichen Frequenzbereich des Basses bleibt beim eVBA daher weiterhin unverändert oder ähnlich (Kammfiltereffekt) bestehen. Und ist deswegen auch IMHO nicht so gut wie ein echtes VBA oder, bezüglich Nachhallzeitverkürzung noch besser, wie ein echtes DBA. Denn nur hier hat man eine breitwirkende Verkürzung der Nachhallzeit im Bass, ein sicherlich sehr wichtiges weiteres Kriterium, das man beim bewertenden Vergleich der verschiedenen Lösungsansätze unbedingt in seine Erwägungen mit einbeziehen sollte.

Wenn man das jetzt also ein bisschen umformuliert, dann bewirken also alle beschriebenen vier Acouratekorrekturen und echtes VBA und DBA eine Frequenzganglinearisierung im Bass. Aber nur eVBA, echtes VBA und DBA greifen unter Berücksichtigung eines zeitlichen Faktors zusätzlich auch am Parameter Nachhall im Bass an, und zwar am Längsnachhall, der sich bei speziellen Hörraum-abhängigen Frequenzen zu Moden hochschaukelt.

Das Modenphänomen behandeln alle drei. Beim eVBA ist die Wirkung dann allerdings auf Nachhallreduzierung ausschließlich bei der Modenfrequenz beschränkt. Einen breitbandigen Effekt der Nachhallreduzierung im gesamten Bassbereich mit entsprechenden Vorteilen für die Musikwiedergabe insgesamt haben nur echtes VBA und DBA, wobei letzteres diesbezüglich noch effektiver ist.

Die geschilderten Unterschiede mögen auch erklären, warum es durch die Acouratemaßnahmen nach meinem Höreindruck bei Harald nicht möglich ist, eine qualitativ so befriedigende Lösung zu erzielen wie mit echtem VBA oder DBA.

Daher werde ich in meinem kubischen, vollsymmetrischen Raum, der wie Fujak ja bereits deutlich gemacht hat, eine Voraussetzung dafür ist, auch ein echtes VBA verwirklichen. Dann bin ich auch schon mal gespannt, welchen messbaren Effekt dies auf die Nachhallzeit im Bass haben wird. Und wie sich das anhört, gerade dann auch im Mittelhochton im Vergleich zum Betrieb ohne VBA.

Beste Grüße,

Andi
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Beitragvon Fujak » 11.05.2013, 16:07

Hallo Andi,

danke für Dein Feedback. Zu Deinen Gedanken das folgende:

Der Nachhall im Bassbereich unterschiedet sich aufgrund der Wellenlänge erheblich in seiner akustischen Wirkung vom Nachhall in mittleren und erst recht in höheren Frequenzen. Während wir bei letzteren tatsächlich einen akustischen Hall wahrnehmen können (weil die Wellenlänge mehrfach "in den Raum passt") äußert sich das im Bassbereich in Form von akustischen Überhöhungen, d.h. Dröhnen, Wummern etc.. Weil hier die Wellenlänge nicht ganz oder gerade so eben in den Raum passt, kommt es durch Reflektionen an den Wänden zum Aufschaukeln, zu einem Wellenstau gewissermaßen - und zwar in der Frequenz, die aufgrund der Raumgeometrie die entsprechende Wellenlänge aufweist (plus der ganzzahligen Vielfachen). Harald hat dazu sehr anschauliche Animationen im Gegenbass-Thread erstellt.

Es geht also darum, dem Raum gezielt (d.h. frequenzselektiert) Schallenergie zu entziehen - sei es durch Neutralisation in Form eines Gegenbasses (durch DBA oder VBA/VGB) oder sei es dadurch, dass man bei der Frequenz, die der fundamentalen Raumresonanz entspricht, erst gar nicht so viel Schallenergie in den Raum gibt, sodass sich die gegenüber dem restlichen Frequenzgang reduzierte Schallenergie auf der Resonanzfrequenz durch Addition der Raumresonanzen zu einer Amplitude addiert, die im Pegel dem übrigen Pegel des Frequenzgangs entspricht. Das kann man mit den vorgestellten 3 Verfahren erreichen, die an der Frequenzdomäne ansetzen (PEQ-, SFI, Sliding-Verfahren).

Alle Verfahren entziehen dem Raum Schallenergie und reduzieren damit zwar nicht die reale NHZ des Raumes aber die akustischen Auswirkungen davon. Das bedeutet, dass man durch die Basskorrektur bei allen 4 vorgestellten Verfahren den Hör-Eindruck hat, dass der Raum eine geringere NHZ im Bassbereich hat, so als hätte man mit mehreren Kubikmetern Basotect / Steinwolle alle relevanten Stellen entschärft.

Wie gesagt, der Höreindruck einer deutlich verkürzten NHZ (trockene Akustik) beschränkt sich nur auf den Frequenz-Bereich, dessen Wellenlänge(n) die Raumabmessungen überschreiten. Im Mittel- und Hochtonbereich wird durch eine Acourate-Korrektur zwar auch in entsprechenden Frequenzen weniger Schallenergie in den Raum eingebracht, den akustischen Halleffekt bekommt man aber dadurch nicht beseitigt. Ein hallig klingender Raum klingt auch mit Acourate hallig und muss daher auf jeden Fall mechanisch frequenzselektiert gedämpft werden, wenn man hohe Detailabbildung und Lokalisationsschärfe (klare Phantommite, exakte Tiefenstaffelung) im Klangbild wünscht. Die dafür verantwortlichen Frequenzbereiche liegen alle deutlich über den Frequenzen der Fundamentalresonanzen eines Raumes.

Ich bin gespannt, was Du berichten wirst, wenn Du SFI- oder Sliding-Verfahren ausprobierst.

Grüße
Fujak
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Beitragvon Salvador » 11.05.2013, 16:27

Hallo Fujak,

danke für die Antwort und die Erläuterungen und ich stimme Dir in allen Belangen zu.

Worum es mir allerdings geht ist, dass bei unverändert zu langer Nachhallzeit im Bass ein Signal selbst dann noch nachdröhnen wird, wenn der Frequenzgang vom Pegel bereits durch die elektronischen Maßnahmen begradigt wurde.
Mit Nachdroehnen ist dabei nicht im Pegel überhöhtes Modengedröhne gemeint (denn das sind wir dann ja schon los), sondern ein verlängertes Ausschwingen des Signals (egal ob auf Modenfrequenz oder nicht), das subjektiv als schwammiger Bass, als unkonturierter Bass, als traeger Bass wahrgenommen wird, selbst und gerade dann, wenn der Pegel eigentlich nicht mehr überhöht ist!
Nachhallende Tieftonanteile ohne Pegel-Überhöhung dürften ausserdem immer noch den Mittelhochton etwas zudecken, wenn auch weniger ausgeprägt. Ein leises Hintergrundnachwummern, vielleicht für sich genommen kaum oder nicht wahrnehmbar, das man nicht als echten Hall wahrnimmt.

Wenn man dann ausgehend von dieser Situation noch den Nachhall im Tiefton insgesamt reduziert, wird das Signal durch das kürzere Ausschwingen des Signals im Raum qualitativ anders wahrgenommen, als flinker Bass, impulsschneller Bass, trockener Bass, konturierter Bass. Und der Mittelhochton spielt noch einen Hauch freier, klarer. Vielleicht empfindet ihr es ja auch so, dass obwohl die verschiedenen Lösungsansätze häufig gleich laut klingen, sie sich letztlich dann vor allem qualitativ unterscheiden. Der nochmal verkürzten Nachhallzeit im Bass schreibe ich z.B. beim DBA zu, deswegen besser zu sein als das VBA. Es klingt noch impulsschneller, trockener. Und das scheint mir auch der Grund zu sein, warum beide besser klingen als elektronische Acouratekorrekturen.

Auf den Trichter zu diesen Überlegungen bin ich durch einen Kommentar von Gert gekommen:

Fortepianus hat geschrieben:
Udor hat geschrieben:Gibt's eine Akustikdecke, aufgedoppelte Wände mit 15cm Steinwolle, Diffusoren, Plattenabsorber...?

Aber ja, ich habe viel Zeit mit der Planung zugebracht. Es wird ein Raum in bester Tonstudiotechnik, nämlich Raum-in-Raum, eine zweite frei schwingende innere Schale, die in der äußeren weich aufgehängt ist. Zum Raum nach innen hin ist die innere Schale komplett mit geschlitzten Akustikplatten ausgeführt. Die Nachhallzeit, die ich simuliert habe, müsste über den gesamten Bereich ab 125Hz bei ca. 0,2s liegen, knalltrocken. Finden manche Zeitgenossen zu trocken, ich find's genau richtig. Wie im Studio halt. Für den Frequenzbereich drunter gibt's ja die DBA- und VBA-Technik, um da nahtlos anzuschließen.


Meinem Verständnis nach bieten das breitbändig nur echtes VBA und DBA.
Oder?

Beste Grüße,

Andi
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Beitragvon Fujak » 11.05.2013, 17:40

Hallo Andi,

Salvador hat geschrieben:Meinem Verständnis nach bieten das breitbändig nur echtes VBA und DBA.

aus meiner Sicht genau das (breitbändig) nicht. Denn beide Verfahren können ja nur eine einzelne Fundamentalresonanz (und deren ganzzahlige Vielfache) abdecken. Ein DBA wirkt nur auf einer Frequenz, nämlich idealerweise der Frequenz, die der Fundamentalresonanz des Raumes entspricht. Ebenso ein VBA. Im entsprechenden VBA-Thread kann man ja sehen, wie durch die kammfilterartige Struktur der Gegenkorrektur immer nur einer Frequenz (plus Vielfache) gegengesteuert werden kann, während andere Frequenzen angehoben werden - idealerweise jene, welche von Auslöschungen durch die fundamentale Raummode betroffen sind. Insofern ist es bei entsprechend günstiger Raumgeometrie ohnehin nur notwendig, die fundamentale Raumresonanz zu neutralisieren.

Nur das SFI- und das Standard-Verfahren (und hier insbes. mit Sliding-Option in Makro 1) können - da in der Frequenzdomäne wirksam - definiert breitbandig korrigieren. Genau deshalb empfehle ich diese Verfahren immer dann, wenn die ungünstige Raumgeometrie zu multiplen Resonanzmustern führt, bei denen zeitbasierte Korrekturverfahren eher "verschlimmbessern", weil sie eben nur bei einer definierten Frequenz wirksam sind.

Aber in puncto Impuls-Präzision - da stimme ich Dir zu - ist die Korrektur auf Basis der Zeitdomäne wirksamer (DBA, VBA/VGB). Eine sich aufschaukelnde und wieder abklingende Raumresonanz, die ja bewusst in den frequenzbasierten Korrekturverfahren eingerechnet wird (indem entsprechende Frequenzen um den Betrag der Amplitude der Raumresonanz abgesenkt werden), nimmt etwas mehr Zeit in Anspruch als die schlagartige Neutralisierung durch einen invertierten und zeitlich verzögerten Gegenimpuls nach einfachen bzw. maximal doppelten Durchlaufen der Raumlänge. Der Unterschied sollte bei kurzen Bass-Impulsen (Percussion, gezupfter Bass etc.) besonders deutlich zu hören sein. Bei langgezogenen Orgeltönen im Bassbereich hingegen dürften die Unterschiede zwischen zeit- und frequenzbasierten Verfahren kaum hörbar sein.

Sofern die Raumgeometrie das hergibt, sollte m.E. genau wegen der größeren Impulspräzision immer ein zeitbasiertes Korrekturverfahren Vorrang vor den frequenzbasierten Verfahren haben.

Grüße
Fujak
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Beitragvon Salvador » 11.05.2013, 20:48

Hallo Fujak,

Fujak hat geschrieben:aus meiner Sicht genau das (breitbändig) nicht. Denn beide Verfahren können ja nur eine einzelne Fundamentalresonanz (und deren ganzzahlige Vielfache) abdecken. Ein DBA wirkt nur auf einer Frequenz, nämlich idealerweise der Frequenz, die der Fundamentalresonanz des Raumes entspricht. Ebenso ein VBA. Im entsprechenden VBA-Thread kann man ja sehen, wie durch die kammfilterartige Struktur der Gegenkorrektur immer nur einer Frequenz (plus Vielfache) gegengesteuert werden kann, während andere Frequenzen angehoben werden - idealerweise jene, welche von Auslöschungen durch die fundamentale Raummode betroffen sind. Insofern ist es bei entsprechend günstiger Raumgeometrie ohnehin nur notwendig, die fundamentale Raumresonanz zu neutralisieren.

Nur das SFI- und das Standard-Verfahren (und hier insbes. mit Sliding-Option in Makro 1) können - da in der Frequenzdomäne wirksam - definiert breitbandig korrigieren.


und genau das verstehe ich anders.
Ein VBA z.B. feuert nach dem eigentlichen Musiksignal ALLE Frequenzen im Bass zeitverzoegert und invertiert ein zweites Mal und löscht diese damit aus. Die Frequenzen, die sich eigentlich zu Moden verstaerken wuerden ( vielleicht meinst Du das mit: nur hier "wirkt" es) genauso wie alle anderen. Denn diese treffen nach Reflektion an der Rueckwand ALLE zeitgleich beim LS wieder ein, denn das einzig relevante dafuer ist die konstante und frequenzunabhaengige Schallgeschwindigkeit und die ebenfalls konstante Raumlaenge. Ich wuesste daher nicht, warum das echte VBA, das ALLE Tieftonanteile feuert, diese nicht auch ALLE breitbändig neutralisieren und damit auch die Nachhallzeit für alle breitbandig reduzieren sollte. Die Reduktion der Signalstaerke ist dann natuerlich nur bei den Moden gegeben, jedenfalls bezogen auf den Zeitpunkt, wo sie sich schon aufgeschaukelt haben.

Diese ganzen Gedankenbeispiele und Modelle beim VBA und DBA haben sich immer nur auf die Raummoden und deren Pegelreduktion bezogen, das ist zunaechst auch mal am Wichtigsten, damit aber keineswegs erschoepft und keine vollständige Betrachtung des Sachverhalts. Ein Signal mit einer Frequenz, die nicht dem der Fundamentalresonanz oder einer ihrer Vielfachen entspricht, wird doch auch an der Rückwand reflektiert, trifft zum gleichen Zeitpunkt wieder am LS ein und wird durch das VBA ausgeloescht wie jede andere im Bass auch. Darauf und auf die sich daraus ergebenden weiteren Vorteile wollte ich aus meinem Verstaendnis heraus aufmerksam machen.
Vielleicht verstehe ich aber nur etwas falsch? Ich kann meinen Denkfehler nicht finden. Vielleicht kannst Du mir dabei helfen?

Beste Grüße,

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