Tips & Tricks

Hier finden Sie zahlreiche Informationen und Tips & Tricks zu den Themen Mikrofonierung, Recording, Mix und Mastering. Die Seite wird kontinuierlich erweitert.

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Samplingrate & Bittiefe

Samplingrate & Bittiefe

In digitalem Audio gibt es 2 Größen:
1. Samplingrate: definiert über das Nyquisttheorem die höchste fehlerfrei reproduzierbare Frequenz

2. Bit Tiefe (16, 24, 32, Bit etc): Diese bestimmt, in wie vielen Abstufung die Amplitude also die Lautstärke repräsentiert werden kann. Daraus leitet sich der Dynamikumfang und das Rauschen ab. 1 Bit entspricht dabei 6 dB. 16 Bit heißt, dass es 65536 = 2^16 Werte gibt. Alles was „zwischendrin“ ist wird „quantisiert“ und das ist Quantisierungsrauschen. Hört man nur dieses Rauschen an, ist es einfach statistisch zufälliges Rauschen. Es klingt wie Bandrauschen und in der Tat ist es eigentlich auch nichts anderes. 1 Bit wird übrigens fin digitalen Systemen ür das Vorzeichen gebraucht. Dieser Umstand wird gerne unterschlagen. Deshalb kann die CD auch nur echte 90 dB und nicht 96 dB abbilden. Die CD bietet mit 16 Bit also einen Dynamikumfang von 90 dB an und wird nach unten durch das Quantisiersrauschen begrenzt. Jetzt fängt es erst an, spannend zu werden. Diese Werte sind zum Musikhören völlig ausreichend. Unser Gehör nimmt keine Töne über 20.000 Hz wahr und dass Rauschen bei einem Dynamikumfang von 90 dB zu hören ist, ist wohl auch eher eine Legende. Aber so einfach ist es doch nicht. Im obigen Text geht es ausschließlich um das Hören von Produzierten. Wechseln wir die Seite in Richtung Aufnahme/Mixing, sieht das schon anders aus:

  1. Da digitales Clipping sich sofort schlimm anhört, lässt man gerne einen Headroom von 12-16 dB. Wenn das von 90 dB abgezogen wird (theoretisch perfektes 16 Bit) bleiben dann nur noch 74 dB übrig. Das schaffen professionelle Bandmaschinen mit Rauschunterdrückung auch.
  2. Bei der digitalen Bearbeitung werden eine Menge Berechnungen durchgeführt, die auch zu Quantisierungsrauschen führen können. Deshalb sind 24 Bit bei Aufnahme und Mix schon sehr sinnvoll. Wenn aber fertig gemastert ist, kann - unserer Erfahrung nach - keiner den Unterschied zwischen 24 Bit Original und 16 Bit wahrnehmen (besonders, wenn auch noch Dithering mit Noiseshaping verwendet wurde. Durch Noiseshaping wird das Rauschen in weniger merkbare Frequenzbereiche geshiftet (wird übrigens bei dsd ganz heftig gemacht...)) Also mit luftig und Brillianz hat das alles nichts zu tuen. Es gibt "hammergeile", high-end Aufnahmen auf CD (also „bescheidenen“ 16/44 Aufnahmen. Bei den Sampleraten ist es übrigens noch einmal anders: auch hier langen eigentlich die 44,1 kHz. Aber, damit das oben genannte Nyquist Shannon Theorem funktioniert, müssen alle Frequenzen über der Nyquistfrequenz (halbe Samplefrequenz) rausgefiltert werden (sonst kommt es zu fiesen Aliasing Effekten (Verzerrungen, die keinen Bezug zum ursprünglichen Signal haben). Diese Anti-Aliasing Filter führen zu nicht linearen Phasengängen oder zu Veränderungen von zeitlichem Verhalten (Pre-ringing). Nicht lineare Phasengänge sind erst mal nicht schlimm. Es wurde oftmals nachgewiesen, dass der Mensch diese nicht hört. Wenn aber ein Signal in den Höhen bearbeitet wurde (mit einem eq), dann hat das Signal schon einen nicht linearen Phasengang, wenn jetzt noch das Filter oder der Samplerateconverter dazu kommt, kann es passieren, dass diese unschön miteinander agieren... Höhere Samplerates erlauben den späteren Einsatz weicherer Filter, die dadurch weniger die Phase drehen und das zeitilche Verhalten ändern. Allerdings sprechen wir hier von Effekten im "Höchsttonbereich", die vielleicht bei Frequenzen ab 18 kHz relevant werden. Diese Frequenzen sind für Erwachsene typischerweise nicht hörbar. Wechseln wir wie oben die Perspektive vom Hörer hin zur Produktion treten allerdings noch andere Effekte auf: Während des Mix- und Masterprozesses werden gerne nichtlineare Effekte direkt im Rechner benutzt. Dazu gehören Kompressoren, Sättigungs- und Verzerrungstools. Diese fügen dem Signal die aus der analogen Welt so beliebten K2, K3, K4 etc. Verzerrungen / Klirrfaktoren hinzu. Bei den klassischen Samplerates (44,1 kHz und 48 kHz) führt das dann schnell zu unangenehmen Alisasing Effekten (siehe oben). Eine Lösung ist während des Mix und Masterprozesses mit hohen Samplingrates zu arbeiten oder mit Oversampling zu arbeiten, wo nötig. Es zeigt sich, tolle Aufnahmen sind ein Produkt von hoher Musikalität, super Equipment gepaart mit musikalischem und technischen Verständnis.

By the way: 1. Platten klingen NICHT besser, höchstens anders... 2. es gibt keine Treppen bei digitalem Audio nach einem DA Wandler...

Marcus Rübsamen, Recording Forum, 2020

Nahbesprechungseffekt

Nahbesprechungseffekt

Es gibt prinzipiell zwei Arten von Mikrofonen: Druckempfänger und Druckgradientenempfänger. Druckempfänger besitzen eine Membran, die ein geschlossenes System abschließt. Es reagiert damit direkt auf Luftdruckänderungen - ähnlich wie ein Barometer. Mikrofone dieser Bauart nehmen den Schall von allen Seiten auf. Deshalb haben diese Mikrofone eine Kugelrichtcharakteristik. Druckempfänger sind die am natürlichst klingenden Mikrofontypen, auch weil sie Frequenzen bis auf annähernd 0 Hz übertragen können. Druckempfänger haben übrigens auch einen Nahbesprechungseffekt. Dieser ist allerdings gegenteilig zu anderen Mikrofonen: Durch Druckstau werden die Höhen betont, nicht die Tiefen.

Bei Druckgradientenmikrofonen schließt die Membran ein teiloffenes System ab. Durch Schlitze in diesem System treten Änderungen des Luftdrucks auf beiden Seiten der Membran auf, so dass sie sich gegenseitig auslöschen. Übertragen werden nur Differenzen im Luftdruck vor und hinter der Membran. Durch geschicktes Anordnen dieser Schlitze und durch Verwendung von „Laufzeitgliedern“ ergeben sich die verschiedenen Richtwirkungen von breiter Niere bis Reinform der offenen Membran, die eine 8-Charekteristik hat.

Je mehr das Mikrofon in Richtung Acht geht (von der breiten Niere über die offene Niere, über die Niere, über die Supeniere is zu Hyperniere und schließlich zu 8) nimmt der Nahbesprechungseffekt zu.

Die verschiedenen Richtcharakteristika leiten sich übrigens aus der Mischung der beiden Extreme (Druckempfänger (Kugeln) und (Druckgradientenempfänger (8) ab. Das kann mechanisch realisert werden (typischerweise bei (Kleinmebranmikrofonen zu sehen) oder auch elektrisch (im Pult oder direkt im (Großmembranmikrofon).

Beim Druckstaueffekt wird frontal eintreffender hochfrequenter Schall (mit Wellenlängen von ℷ/2 < Membranradius) gleichphasig reflektiert. Da bei abnehmender Entfernung der Schall zunehmend frontal eintrifft, kommt es bei Kugelmikros dann zu einer Erhöhung der Höhen (bis max. 6 dB).

Marcus Rübsamen, Recording Forum 2021 

Mythos Kompressor

Mythos Kompressor

Immer wieder sind Kompressoren Ausgangspunkt leidenschaftlicher Diskussionen von audiophilen Liebhabern und Produzenten. Im folgenden Beitrag stellen wir die typischen Anwendungsfälle und die Technologien gegenüber. Es gibt aus unserer Sicht verschiedene Anwendungen:

1.

"Feenstaub"

2.

Musikalisches Leveln (Ausgleichen)

3.

Shapen —> Energytransformation

4.

Glue —> Einbettung in den Mix

5.

Rhythmische Gravitation verändern oder verstärken

6.

Laut machen

Dazu gibt es grob 4 verschiedene Kompressortypen

A.

VariMu (Fairchild, Manley, Rockrüpel, etc.)
Hier werden die Eigenschaften einer Verstärkungsöhre "rückwärtsrum" benutzt. Attack und releasezeiten sind nicht linear sondern von der Röhre abhängig.

B.

Optokompressoren (Teletronix LA2 & LA3, Millennia TCL2)
Hier ist eine Optozelle im Regelkreis. Das heißt bei höheren Pegeln leuchtet eine Lichtquelle heller und führt im Regelkreis zu einer Pegelreduktion. Optos sind in der Regel eher träge und haben eine "built in" Programmautomatik. Das heißt kurze Spitzen regelt der Kompressor kurz, bei längeren hohen Pegeln verlängert sich die Releasezeit.

C.

FET (UREI 1176)
FET sind eigentlich Schaltungen, die eine Röhre nachempfinden, aber deutlich schneller sind. Dafür bringen sie deutlich mehr Verzerrungen / Farbe.

D.

VCA (Voltage controlled amplifier) (dbx 160)
Voltage Controlled Amplifier ist ein Verstärker mit variablem Gain. Diese sind schnell, Attack und Releasezeiten verlaufen recht linear und sind einstellbar.

Nun lassen sich die verschiedenen Kompressorarten den verschiedenen Anwendungsszenarien zuordnen.

1A.

Ein VariMu erhält die Qualität und das Rhythmusgefühl. Er klingt in der Regel sehr subtil und “smooth”, verstärkt aber etwas den Groove, bringt alles etwas näher und sein schöner, gutmütiger Klirr gibt den meisten Mixes oft etwas “Sparkle”,

2B.

Musikalisches Leveln geht mit Optokompressoren oft sehr gut. Sie sind nicht sehr schnell, was dazu führt, dass sie oft die Dynamik gar erhöhen statt verringern. Eine Snare oder eine Kick geht in der Regel oft komplett durch (zumindest die heftigen Transienten) und nachfolgend wird erst komprimiert. Optokompressoren sind in der Regel sehr musikalisch und eignen sich auch für komplexe Musiksignale (z.B. Programmmusik). Musikalisch heißt in dem Fall, dass die Otptozelle mit kurzen Regelzeiten bei kurzen Impulsen reagiert und mit langen Regelzeiten auf längere Pegel regagiert. Optos lassen auch Bässe gut durch. Die meisten Optos sind sehr leicht zu bedienen, da sie nur einen Input und Outputregeler haben und das Kompressionsverhalten “automatisch” passiert. Die meisten Optos sind etwas “schmutzig” und geben dem Signal mehr Charakter. Aber es gibt auch Optos, die sehr weit entwickelt sind. Die Millennias TCL2 (mit diesen arbeiten wir sehr gerne) sind beispielsweise Optos, die auch über Regelzeiten verfügen und sehr clean sind, trotzdem ihre Musikalität behalten. Sie werden deshalb gerne in Jazz und Klassik benutzt.

3C.

FET Kompressoren wie der 1176 sind sehr schnell. Mann kann damit „Energie shiften“ oder Silben shapen. Mit sehr kurzen Attackzeiten können Plosivlaute und harte „k“ und „kr“ Laute deutlich entschärft werden und die Energie eben in „hintere“ Silben transferiert werden. Durch die Schnelligkeit kann der Charakter des Instruments und der Stimme erheblich verändert werden. So kann das Flüstern und Einatmen dramatisch verstärkt werden und ein „intimer“ (oft aber auch etwas „grober“) Effekt herausgearbeitet werden. Ein 1176 eigent sich sehr gut, um die Anfangstransienten eines Flügels wegzudrücken (um einen besonders weichen Klang) zu erzielen. Ein anderes Beispiel kann der Einsatz an der Gitarre sein, wo er zu mehr Atack und Funkeln genutzt werden kann (oder aber eben wieder das Gegenteil). Ein 1176 ist aber ein recht rauher Geselle, was aber durchaus so gewollt sein kann. Kurz: der 1176 gibt Charakter durch seine Verzerrungen und eignet sich hervorragend zum shapen.

3D.

VCA sind in der Regel ähnlich schnell wie die eben genannten FETs. Sie sind in der Regel dabei aber deutlich sauberer. Extremfall Vertigo und DBX 160 SL.

4D.

„Glue“ wird gerne mit VCAs wie dem SSL gemacht. Ein Kompressor lässt alle Instrumente gemeinsam (beispielsweise auf einen Bass) reagieren. Dadurch kann sich das Gefühl einer Gemeinsamkeit einstellen, „wie gemeinsam in einem Raum gespielt“. Hier hält der Kompressor komplexe Programmmusik zusammen. Hier ist wohl der alte SSL Bus Compressor das Vorzeigemodell.

5BCD.

Rhythmische Gravitation verstärken, grobes Pumpen, „Headbanging“, kann eigentlich mit fast allen Kompressoren erreicht werden. Es kommt dann aber auf die gewünschte Farbe an. Wichtig ist, dass die Zeitkonstanten perfekt stimmen. (Releasezeit sollte etwa eine viertel Note sein…) Als Alternative bieten sich auch reine zeitbasierte Tools an, wie das LFO-Tool…

6.

Lautmachen: Kombination aus oben + Multibandkompressoren, Limitern, Clippern und Sättigunstools...

Es hat also seinen Grund hat, warum die Kombination 1176 und LA2. („Shapen“ und „Leveln“) schon seit über 50 Jahren besonders für Vocals gerne benutzt wird und warum Busprozessoren gerne auf dem Bus benutzt werden und warum ein VariMu sehr gerne im Mastering benutzt wird.

Audiophilen können wir sagen, dass wahrscheinlich in fast alles Vorzeigeaufnahmen auch Kompressoren benutzt wurden. Aber auch sind wir der Meinung, dass wir Tonschaffende erst die Musik verstehen, dann hinhören müssen, um bewusst Entscheidungen zu treffen, was die Musik benötigt. Wir hoffen, dass die Erkenntnis, dass der Loudness War vorüber ist, sich weiter durchsetzt und wir deshalb wieder mehr dynamische Musik hören können.

Marcus Rübsamen, Recording Forum, 2021

Die Kunst der Tiefenstaffelung

Die Kunst der Tiefenstaffelung

"Wenn alles vorne ist ist alles hinten"

Dieser Satz trifft den Kern der Problematik. Gerne bemühen sich Audio Engineers, jeden einzelnen Track gut klingen zu lassen, so dass alles hörbar wird. Genau diese Strategie führt aber zu einem flachen, uninspirierenden Mix. Für eine aufregende, gefühlt dreidimensionale Produktion muss also im ersten Schritt bewusst entschieden werden, welche Tracks die höchste Priorität haben und auf der virtuellen Bühne vorne stehen, welche eher in der Mitte stehen und welche ganz hinten positioniert werden sollen. Das sind zu aller erst musikalische Entscheidungen, keine technischen. Wir skizzieren manche Produktionen wirklich zuerst auf dem Papier, um einzelne Spuren in Breite und Tiefe, ja sogar in der Höhe festzulegen. Besonders spannend wird es, wenn sich diese Eigenschaften im Laufe eine Stückes auch verändern. Man muss sich also um die Staffelung seiner Musik Gedanken machen.

Prinzipiell gibt es 4 Parameter, an denen unser auditives Wahrnehmungssystem Ohr-Gehirn Lokalisierung ausmacht. Laufzeit bzw. Laufzeitdifferenzen, Pegel bzw. Pegeldifferenzen, Färbung des Frequenzspektrums und Phasendifferenzen. Aus diesen Parametern kann so ziemlich alles ableitet werden:

  • Vorne haben Signale ein volles Frequenzspektrum, kein Reverb (und wenn dann mit relativ viel Predelay), und gute Transienten.
  • Etwas weiter hat das Musiksignal schon ewas an Höhen durch den Absorptionseffekt der Luft verloren, dazu kommt eine leichte Kompression und ein Lautstärkeverlust. Das Signal hat auch mehr "Early Reflections".
  • Noch weiter entfernt hat das Signal einen stark reduzierten Anteil an Direktschall und Early Reflections. Deswegen würde man dem Signal ein Reverb geben, ohne Predelay, das einen längeren, sehr diffusen Reverbtail hat. Das Musiksignal hat deutlich weniger Bässe und Höhen und die Transienten sind ebenfalls deutlich reduziert. Entsprechende Einstellungen können mit einem Equalizer und einem Kompressor realisiert werden.

Es gibt noch einen weiteren Effekt, den unser Gehirn gerne für Lokalisierung nutzt. Das Gesetz der ersten Wellenfront, der sogenannte Haas Effekt. Wenn ein Signal das eine Ohr früher als das andere erreicht, wird es entsprechend lokalisiert. 3 ms Verzögerung auf dem rechten Kanal eines Signals führt beispielsweise zu einer 100% links Lokalisierung. Dieser Effekt kann auch für die Tiefenstaffelung genutzt werden, bedarf aber genauer Kontrolle. Durch ein Delay von beispielsweise 3 ms Sekunden, rutscht das Signal ca. einen Meter nach hinten. Unser Gehirn "macht dieses Signal dann automatisch leiser." Wenn dann der Audio Engineer per Fader es wieder lauter macht, hat man nicht nur nichts gewonnen sondern auch Klarheit durch "Matsch" ersetzt.

Marcus Rübsamen, Recording Forum 2021

Mythos Platten

Der Mythos "Platten"

Ist die Vinylplatte die ultmative Antwort auf High End?

Als musikschaffende Hifi-Liebhaber möchten wir hier etwas Licht in dieses Thema bringen:

Es ist durchaus verständlich, wenn Leute subjektiv sagen: "Platte gefällt mir besser." Typischerweise sind die Höhrgeweohnheiten anders. Man nimmt sich Zeit, hört oft ein ganzes Album, geht aktiv zum Plattenspieler, putzt/wäscht die Platten und kümmert sich gerne um Details. Dazu kommt, das Platten oft anders und für viele subjektiv besser klingen. Aber Platten sind SCHLECHTER wenn es darum geht, nahe am Original zu sein. Bei der CD oder den anderen noch hochwertigeren Formaten sind alle Spezifikationen (Gleichlauf, Dynamikumfang, Frequenzganglinearität, Phasenlinearität, Kanaltrennung, etc.) erheblich besser als bei der Langspielplatte...

Das hindert leider trotzdem nicht daran schlechte CD Player zu bauen :) Gerade die frühen Massenwandler waren schlecht und die notwendigen Filter ebenso... Dazu gibt es haufenweise Billigplayer mit schlechter Analogsektion.

Platten haben physische Restriktionen: Die Platte ist ms (Mitte-Seite) kodiert, weil im Mittensignal die meisten Bässe sind. Bei lr (links-rechts Kodierung) würde die Nadel aus der Rille fliegen. Das ist übrigens auch der Grund, warum bei Plattenmaster größter Wert darauf gelegt wurde/wird, dass die Bässe aus der Mitte kommen, da sonst ein großer Teil auf der Seitenspur liegen würde, was die Nadel gar nicht verarbeiten könnte. Damit kann die Schallplatte die für unsere Ohren oft so gut klingende Laufzeitstereofonie fast nicht darstellen.
Die mechanische Restriktion bei der maximalen Auslenkung der Nadeln führt zu einem anderen Problem. Aus den gleich Gründen wie oben versucht man bei mangelnden mechanischen Eigenschaften trotzdem ein Höchstmaß an Dynmamik im Bass zu erreichen. Hierzu werden sogenannte RIAA Filter (zwei gegnläufige Kuhschwanzfilter eingesetzt). Im Bass bewirken sie, dass bei der Pressung der Platte die Bässe herausgefiltert werden, so dass die Nadel in der Rille bleiben kann. Bei der Wiedergabe hingegen wird ein spiegelbildliches Filter hinzugefügt, um diese "verlorenen" Bässe wieder aufzuholen. Gleiches, nur mit umgekehrten Vorzeichen, wird mit den Höhen gemacht. Hier werden bei der Aufnahme die Höhen erheblich angehoben, um sie bei der Wiedergabe im gleichen Maß zu reduzieren, um hochfrequenten Kratzer und das Rauschen bei der Wiedergabe zu verringern. Dieses an sich geniale Konzept hat 2 Nachteile:

1. Die RIAA Filter bei der Pressung müssen immer gleich sein, sonst stimmen die Wiedergabefilter nicht. Leider haben verschiedene Label zu verschiedenen Zeiten verschiedene Kurven benutzt.

2. Selbst bei perfektem Match, kämpft jedes analoge Filter mit Nichtlinearitäten im Frequenz- und Phasenverhalten.

Wir wissen nicht woher das Gerücht kommt, dass ein CD Player das 2 -3 fache eines Plattenspieler kosten sollte, um ähnliche Qualität zu liefern. Das war vielleicht in der Anfangsphase der Digitaltechnik so. Heute ist der Aufwand einen guten Plattenspieler zu bauen um ein Vielfaches höher, als einen vernünftigen CD Player.

Rein objektiv ist es heute eigentlich Unsinn LPs zu kaufen, weil im Prinzip alles digital aufgenommen und gemastered wird und erst dann daraus eine analoge LP gemacht wird...

Trotzdem ist es schön, weil es - zumindest wenn es gut gemacht ist - oftmals unser Ohr schmeichelt und der Musik wieder eine "gefühlte" Wertigkeit gibt.
Viel Spaß also mit der Musik, egal für welches Medium Sie sich entscheiden :)

Marcus Rübsamen, Recording Forum 2021

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