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Ambisonics oder Ambisonic ist ein Verfahren zum Aufzeichnen und Wiedergeben eines dreidimensionalen Schallfelds. Diese Audiotechnologie wurde in den 1960er und 1970er Jahren in Großbritannien und besonders propagiert von Michael A. Gerzon und Peter Fellgett. Im Gegensatz zum herkömmlichen kanalorientierten Übertragungsverfahren konzentriert sich das System auf die Wiedergabe des gesamten Schallfeldes am Hörplatz und benötigt für die Schallwiedergabe keine vorgegebene Anzahl von Lautsprecherpositionen. Die jeweiligen Lautsprechersignale werden pro eingesetzter Lautsprecherposition durch mathematische Ableitung der übertragenen Werte für Schalldruck und Geschwindigkeit berechnet.

physikalisches Prinzip

In der Basisversion, bekannt als Ambisonics B-Format erster Ordnung, die Toninformationen werden in vier Kanälen W, X, Y und Z übertragen. Die Komponente W enthält nur die Schalldruck, die mit einem richtungsunempfindlichen Omni-Mikrofon nimmt auf. Die Signale X, Y und Z sind die Richtungskomponenten in den zugehörigen Raumachsen. Sie werden mit Mikrofonen aufgenommen, deren Achtercharakteristik auf die entsprechende Achse ausgerichtet ist. Ziel des Verfahrens ist es, aus diesen Signalen am Hörplatz des Hörers den aufgenommenen Schalldruck und den zugehörigen Schallrichtungsvektor zu rekonstruieren. Für die horizontale Ebene werden die einzelnen Lautsprechersignale von den Ecken zur Mittelachse wie folgt abgeleitet:

${displaystyle P_{n}=W Xcos heta _{n} Ysin heta _{n},}$

${displaystyle P_{n}}$ ist der vom Lautsprecher zu liefernde Schalldruck ${displaystyle n}$
${displaystyle heta_{n}}$ ist der Winkel des jeweiligen Lautsprechers relativ zum ${Anzeigestil X}$-Asche

Die virtuelle Position der Schallquelle kann nicht nur Schallfeldmikrofon aufgenommen werden, aber ein Ambisonics-Encoder kann auch ein Monosignal an beliebigen Positionen im dreidimensionalen Schallfeld kodieren.

Vorteile der Technik

Ein Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, dass die Höheninformation auch aus den mathematischen Zusammenhängen für jede beliebige Sprecherposition entschlüsselt werden kann. Mit vier Übertragungskanälen kann bereits ein dreidimensionales Schallfeld erzeugt werden. In diesem Schallfeld wird keine räumliche Achse bevorzugt, alle Lautsprecher tragen zum Schallfeld bei. Herkömmliche Surround-Systeme sind auch bei sechs Übertragungskanälen noch 2-dimensional.

Mit zunehmender Anzahl dekodierter Lautsprecherkanäle wird das Schallfeld stabiler. Es kann dann auch von Hörern außerhalb des Lautsprecher-Setups wahrgenommen werden. Die Lautsprecher müssen nicht an vorbestimmten Stellen positioniert werden. Dies ermöglicht eine bessere Anpassung an die praktischen Anzeigebedingungen.

Mit zusätzlichen Übertragungskanälen kann die Stabilität der räumlichen Darstellung weiter erhöht werden. Der Prozess bleibt dabei immer abwärtskompatibel. Auf die Dekodierung eines oder mehrerer Kanäle kann einfach verzichtet werden. Die UHJ-Hierarchie wurde entwickelt, um die Kompatibilität für die Wiedergabe auf Mono- und Stereosystemen zu gewährleisten. Dazu gehören ein 4-Kanal-Format, das das gesamte B-Format darstellt, ein rein horizontales 3-Kanal-Format, ein 2½-Kanal-Format, bei dem der dritte Kanal nur die halbe Bandbreite hat, und ein 2-Kanal-Format. Auch mit zwei Übertragungskanälen ist es möglich, einen horizontalen Surroundsound zu erzeugen, bei dem der Ton ohne Decoder stereokompatibel bleibt.^[1] Heute wird UHJ meist mit dem 2-Kanal-Format (das eigentlich BHJ heißt) gleichgesetzt.

Aufnahmen im Ambisonics G-Format können auf gängigen Surround-Sound-Systemen wiedergegeben werden. Die Dekodierung erfolgt bereits im Tonstudio auf die spezifische Lautsprecheranordnung des Surround-Systems. Das dekodierte Signal wird dann durch konventionelle diskrete Systeme geleitet, wie z AC-3 oder DTS übertragen. Die Vorteile des Ambisonics-Systems werden auf diese Weise nicht oder nur eingeschränkt genutzt.

Aktuelle Probleme

Der Durchbruch des Systems ist bislang erfolglos geblieben; Ambisonics ist heute weitgehend unbekannt.

In größeren Ausstellungsräumen reichen vier Lautsprecher nicht für eine stabile Wiedergabe in der horizontalen Ebene. Am Hörplatz muss relativ viel Direktschall empfangen werden, um die Vorteile des Systems erkennen zu können.

Recherche und Verfügbarkeit

Obwohl die meisten Patente auf das System abgelaufen sind, ist das System noch Gegenstand der Forschung, insbesondere wird das Verfahren der Higher Order Ambisonics (HOA) weiter entwickelt. Der Decoder kann nun in Software implementiert werden. Wie die verwandten Wellenfeldsynthesemethoden WFS hat Ambisonics das Potenzial, herkömmliche kanalgebundene Systeme zu ersetzen. Bisher war das System jedoch nicht kommerziell erfolgreich.

Nüsse

1. ↑Richard Elen: Ambisonics: Die Surround-Alternative (PDF, 653 kB)

Externe Links

• Website von Ambisonic

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