3D Soundbars mit Spatial Audio – Mehr als Dolby Atmos Surround

3D Soundbars?! Spatial Audio erfährt in der Audioindustrie einen enormen Zuwachs an Unterstützung. Es ist die nächste Evolutionsstufe des Surround-Sounds. Ein Beweis dafür ist die Anzahl der räumlichen Audioformate, die in den letzten Jahren auf den Markt gekommen sind: Dolby Atmos, DTS-X, MPEG-H, Sony 360 Reality Audio oder Auro 3D.

Gleichzeitig machen sich Sender und Marken diese Formate zunutze, um beispielsweise Inhalte und Produkte zu produzieren. Netflix kündigte kürzlich an, dass man Inhalte mit Spatial Audio über Apples eigene Spatial Audio Technologie verfügbar machen wird.

Update 23/01:

• Razer Leviathan V2 Pro mit den Features basierend auf diesem Artikel veröffentlicht.
• Noveto ist dagegen Pleite gegangen, als hätte es meine Skepsis geahnt

Mehr Schub durch VR und AR

Der Aufstieg von Spatial Audio wurde auch dank der Entwicklung von Technologien wie Virtual Reality (VR) und Augmented Reality (AR) so schnell vorangetrieben. Tatsächlich haben letztendlich die in der VR- und AR-Branche tätigen Industriebetriebe versucht, die Durchführbarkeit von Virtual- und Augmented-Reality-Audio zu verbessern.

Wie George Lucas sagte: „Sound ist 50 Prozent des Erlebnisses“, und ein gutes Klangerlebnis ist notwendig, um die gesamte VR/AR-Erfahrung plausibel zu machen. Als jemand, der auf Audioinhalte für immersive Medien spezialisiert ist kann ich ergänzen: Es stellt sich im XR-Bereich gar nicht mehr die Frage ob 3D Audio genutzt werden soll. Vielmehr kümmert sich man hier bereits um das Wie. Den Beteiligten ist vollkommen klar, dass der Raumklang dem Stereo überlegen ist.

Ich habe bereits einen ausführlicheren Artikel über die Technik geschrieben, die 3D-Audio für Soundbars und Smartspeaker ermöglicht. Aber da 3D Soundbars die Lautsprecherrevolution im Bereich Spatial Audio wirklich vorantreiben können, wollte ich mich noch mehr darauf fokussieren:

Was ist jetzt eine 3D Soundbar?

Bei VR/AR wird der Großteil des Tons über Kopfhörer konsumiert, was für viele Anwendungen großartig ist. Aber was passiert, wenn 3D-Sound über Lautsprecher wiedergegeben werden soll? In diesem Fall können die heutigen objektbasierten Audioformate die Lösung sein. Denn sie lassen sich leicht an viele Wiedergabesysteme anpassen. Das heißt von Kopfhörern über Stereo bis hin zu einem 5.1- oder Mehrkanal-Surround-System.

Und obwohl im Idealfall jeder in der Lage wäre, zu Hause ein 5.1-System zu installieren, wird das in der Realität selten gemacht. Man möchte einfach nicht mehrere Lautsprecher im Wohnzimmer aufbauen und herumstehen haben. Daher greifen viele Nutzer auf praktischere Lösungen wie Soundbars zurück.

Können die heutige 3D Soundbar ein zuverlässiges räumliches Klangerlebnis bieten?

Die einfache Antwort lautet: Ja. Doch bevor wir uns damit befassen, wie dies möglich ist, sollten wir uns kurz die Entwicklung der 3D Soundbar ansehen:
Bei der Soundbar-Technologie geht es seit jeher darum, Lautsprecher auf einer Stange (engl.: bar) zu platzieren. Im Deutschen funktioniert der Begriff weniger gut, daher hoffe ich, dass die LeserInnen mir hier trotzdem die Stange halten. Spaß beiseite: Die traditionelle Soundbar-Technologie wurde entwickelt, um die Kanäle eines Mehrkanal-Systems in einer horizontalen Balkenanordnung unterzubringen.

Das bedeutet, dass bei einer 5.1-Soundbar 6 diskrete Kanäle in einer Soundbar untergebracht sind. Bei einer 5.1.2.-Dolby-Atmos-Soundbar wären es 5 Lautsprecher plus 2 nach oben gerichtete Lautsprecher plus ein Subwoofer. Das macht sie zu einer 3D Soundbar, richtig?

Technisch gesehen ja, aber was ist das Ergebnis? Eine solche Anordnung kann in der Praxis räumliches Audio nicht effektiv wiedergeben. Selbst wenn man Algorithmen zur Verbesserung der räumlichen Audiowiedergabe einsetzt, bleibt die Leistung schlecht und ist nicht mit einer klassischen 5.1-Surround-Anordnung vergleichbar.

Der Stand der Technik bei 3D Soundbars

Was ist Audio Beamforming?

Es gibt jedoch auch andere 3D-Soundbar-Technologien, die ein überzeugenderes räumliches Klangerlebnis bieten. Ein Beispiel für diese Technologie ist die Yamaha Sound Projector Technologie. Die Yamaha Sound Projector-Technologie basiert auf einem Lautsprecher-Array, das Schallstrahlen erzeugt, um die verschiedenen Wände eines Raums anzuregen und einen virtuellen Raumklang zu erzeugen.

Eine ähnliche Technologie wird in der Sennheiser Ambeo Soundbar verwendet, die die Reflexionen des Fernsehers selbst nutzt, um erhöhte Töne zu projizieren, sowie Beamforming, um virtuelle Reflexionen von den Raumwänden zu erzeugen. Die MPEG-H-Unterstützung macht es wirklich herausragend und nutzt die Vorteile von 3D-Audio. Es werden Inhalt so effizient wie möglich wiedergegeben. In diesem Fall werden die Inhalte nicht heruntergemischt, sondern als verschiedene Audioobjekte (Spuren) mit in Metadaten-Dateien gespeicherten räumlichen Informationen gesendet. Nicht als kanalbasiertes Layout, das an ein festes Lautsprechersetup gebunden ist.

Aber natürlich ist Dolby Atmos vor allem im Kontext von Blockbuster-Filmen ein anständiger Content-Anbieter. Da es sich bei Dolby Atmos um ein objektbasiertes Format handelt (wobei es sich weniger um ein Format als vielmehr um einen Marketingbegriff handelt), ist es auch für Dolby Atmos Music noch sehr relevant. Es sind bereits viele Geräte auf dem Markt. Aber sei vorsichtig, welche Formate überhaupt unterstützt werden. Viele nutzen nur das Stereosignal, um es hochzumischen oder erlauben nur eine virtuelles 5.1. Dolby-Surround-Setup. Dabei handelt es sich um 2D, nicht um 3D, da es keine Höheninformationen gibt.

Was sind virtuelle Kopfhörer?

Die Verwendung einer dichten Anordnung von Lautsprechern bietet verschiedene Vorteile bei der Steuerung der Abstrahlung des akustischen Feldes der Soundbar. So können die 3D Soundbars beispielsweise schmale Strahlen erzeugen, um Klänge direkt an die Ohren des Benutzers zu senden. Auf diese Weise können „virtuelle Kopfhörer“ geschaffen werden, mit denen 3D-Inhalte wiedergegeben werden können.

Diese Methode zur Wiedergabe von 3D-Klängen wird als Übersprechungsunterdrückung bezeichnet, oder, da sie mit einer Lautsprecheranordnung kombiniert wird, die das Beamforming liefert, als Beamforming mit Übersprechungsunterdrückung. Beispiele für diese Technologien sind der Sharp Aquos oder die Yarra 3D Soundbars.

Adaptive CTC (Cross-Talk-Cancellation)

Systeme zur Unterdrückung des Übersprechens (CTC) können effektiven binauralen Klang wiedergeben, ohne dass ein Kopfhörer benötigt wird. Dadurch entsteht ein sehr überzeugender Klangeindruck. Diejenigen, die das Glück hatten, sie zu erleben, sind immer wieder von der extremen 3D-Performance und dem natürlichen Klangbild überrascht. Das einzige Problem mit dem Crosstalk-Cancellation-Systemen ist, dass sie einen sehr scharf begrenzten Sweet Spot von nur wenigen Zentimetern haben. Der Benutzer muss also genau zu den Lautsprechern positioniert werden.

Die gute Nachricht ist, dass in den letzten Jahren höreradaptive Crosstalk-Cancellation-Systeme entwickelt wurden. Damit werden CTC-Systeme zu einer praktischen Realität, die in alltäglichen Szenarien ein sehr realistisches 3D-Klangerlebnis bieten können.

Die führende Technologie in diesem Bereich wurde von Audioscenic entwickelt. Diese Technologie kombiniert Bild-Erkennung und ein Lautsprecher-Array, um perfekten 3D-Sound zu liefern, selbst wenn sich der Benutzer bewegt.

Die Sound(bar) der Zukunft

Der Einsatz dieser Technologie in modernen 3D-Soundbars hat das Zeug, die Consumer-Audioszene zu revolutionieren. Stell dir vor, du kannst binauralen 3D-Sound am Schreibtisch oder in deinem Wohnzimmer genießen, ohne Kopfhörer tragen zu müssen. Oder du kannst dich mit anderen Menschen in deiner Umgebung verbinden und den neuesten Film mit objektbasiertem Ton, 3D-Musik oder Videospiele über eine Soundbar genießen: Immer mit immersivem Raumklang.

Mit der Audioscenic-Technologie ist dies etwas, das bald auf den Markt kommen wird. Darüber hinaus ist eine solche Soundbar praktisch eine Klangantenne, die den Klang auf eine bestimmte Weise abstrahlen kann, um einen bestimmten Klangeffekt zu erzeugen. So können zum Beispiel Hotspots erzeugt werden, um die Lautstärke zu erhöhen und die Verständlichkeit für Hörgeschädigte zu verbessern, oder der Klang wird an die Wände eines Raums gesendet, um ein diffuses Surround-Erlebnis zu erzeugen.

RAZER LEVIATHAN V2 PRO

Update 23/01: Die Zeit ist gekommen. Die Technologie ist in ein marktreifes Produkt integriert worden. Das Tracking über die Webcam heißt jetzt Headtracking AI. Die neue PC-Soundbar von Razer, die in Zusammenarbeit mit THX entwickelt wurde, bietet das Beste aus zwei Welten: Sie liefert eine beeindruckende Surround-Sound-Bühne und stellt gleichzeitig sicher, dass der Benutzer immer im Mittelpunkt der Aufmerksamkeit steht, um ein optimales Hörerlebnis zu genießen.

Es gibt zwei Modi: THX® Spatial Audio Virtual Headset eignet sich für alle Stereo-Inhalte und bietet einen positionsgenauen Klang. THX® Spatial Audio Virtual Speakers eignet sich für Mehrkanal-Inhalte. Das sorgt für ein breites, raumfüllendes Klangerlebnis, wie man es von einem kompletten Surround Heimkinosystem gewohnt ist.

Zusammen mit dem mitgelieferten Subwoofer liefert die Leviathan V2 Pro PC-Soundbar dank mehrerer Treiber knackige, klare Höhen und tiefe, druckvolle Bässe. Gleichzeitig sorgt Razer Chroma RGB mit 30 Beleuchtungszonen und 16,8 Millionen Farben für ein noch intensiveres Erlebnis. Razer Chroma RGB ist bereits in über 200 Spielen integriert und stellt das weltweit größte Beleuchtungsökosystem für Gaming-Geräte dar.

Macht Noveto nicht gerade so etwas?

Es gab einen kleinen Hype auf Kickstarter mit einer 3D Soundbar, die eine ähnliche Vision hat. Sie befindet sich derzeit in der Entwicklung und wurde erfolgreich finanziert. Wir konnten sie also noch nicht testen. Der Hauptunterschied zu der oben genannten Technologie ist, dass sie mit Ultraschall arbeitet. Das sogenannte SoundBeaming™ sendet hohe Frequenzen aus, die Menschen nicht hören können. Wenn sich diese Schallwellen an der richtigen Stelle und in der richtigen Phase überlagern, entstehen Frequenzen, die nun wieder hörbar werden. Das ist wie immer eine sehr komplizierte Mathematik, aber das Prinzip ist faszinierend.

Diese Technologie hat ihre Vor- und Nachteile: Sie kann eine sehr gerichtete Abstrahlung erzeugen, was es ermöglicht, sehr differenzierte Schallzonen zu schaffen, die sich um den Nutzer herum konzentrieren (gut für die Privatsphäre). Allerdings fehlt ihr im Allgemeinen der Tieftonbereich, so dass sie mit anderen traditionellen Wiedergabemethoden kombiniert werden muss, um einen HiFi-ähnlichen Klang zu erzielen.

Und es könnte einen Haken geben, den wir noch gar nicht kennen: Wie du aus meinem Artikel über die Gesundheit weißt, kann Ultraschall verwendet werden, um eine Wirkung auf den Körper zu erzielen. Hohe Frequenzen brauchen viel Energie, um auch nur ein paar Meter weit zu kommen. Auch wenn man sie nicht hören kann, bedeutet das nicht, dass sie deinen Körper nicht trotzdem beeinflussen könnten. Genauso wie Infraschall von Windkraftanlagen langfristige Auswirkungen auf Menschen haben kann, die sich in der Nähe befinden. Aber ich habe trotzdem eine bestellt, und werde im Selbstversuch testen, was mit mir passiert, lol.

Anpassung von objektbasiertem Audio an die Soundbar

Um das Erlebnis noch besser zu machen, setzen sich objektbasierte Audioformate immer mehr durch. Dies bedeutet, dass Inhalte effizienter auf die Wiedergabe durch eine adaptive CTC-Soundbar mit Beamforming zugeschnitten werden können. Entweder um 3D-Sound zu reproduzieren, indem eine binaurale Version des ursprünglichen objektbasierten Inhalts erstellt wird, oder um die Zugänglichkeit zu verbessern, indem einfach der Vordergrund ausgewählt wird, der im Sound-Hotspot verstärkt werden soll, anstatt die Hintergrundgeräusche.

Aber hier stellt sich wieder die Frage nach dem Huhn oder dem Ei. Es gibt nicht allzu viele Inhalte, die eine höhere Auflösung als Stereo haben. Also mehr Kanäle, um mehr räumliche Informationen zu erhalten. Dolby Atmos und Sony 360 Reality investieren derzeit viel in die Produktion von Inhalten und Tools.

Das Meiste davon sind jedoch Musik und Filme, was meiner Meinung nach nicht unbedingt das Potenzial von 3D-Audio ausmacht. Auf 3D Soundbars vielleicht, aber es gibt noch mehr, was wir damit machen könnten. Willst du mehr wissen? Melde dich einfach bei mir! Kontakt aufnehmen

Fazit

Der aktuelle Trend ist ein schnelles Wachstum von Inhalten, die für VR, AR und andere 3D- oder 360°-Formate erstellt werden. Es wird viel geforscht, um immer realistischere Klangerlebnisse zu schaffen, die sowohl mit Kopfhörern als auch mit Lautsprechern konsumiert werden können. Der Trend zeigt uns, dass wir uns auf dem Weg zu einer Welt befinden, in der wir standardmäßig 3D-Audio konsumieren werden.