Nachhall

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Unter Nachhall (engl. Reverberation) oder umgangssprachlich nur Hall (engl. Reverb) versteht man kontinuierlich ausklingende dichte Reflexionen von Schallwellen in einem begrenztem Bereich.

[Bearbeiten] Allgemein

Schall wird von verschiedenen Flächen unterschiedlich reflektiert. Bei glatten und harten Flächen wird der Schall so reflektiert, dass der Einfallswinkel gleich dem Ausfallswinkel ist. Bei rauen Strukturen hingegen wird der Schall in verschiedene Richtungen reflektiert. Je rauer ein Material ist, desto diffuser wird der Schall zurückgeworfen. Es entstehen Überlagerungen. Hartes Material reflektiert Schallwellen stärker als weicheres.

[Bearbeiten] Optimale Nachhallzeit

Die optimale Nachhallzeit richtet sich danach, für welchen Zweck ein Raum aus raumakustischer Sicht verwendet wird. Sie ist eine stark subjektive Empfindung, aber auch eine Modeerscheinung.

  • Bei Aufnahme- und Regieräumen soll die Nachhallzeit möglichst gering sein, um die Aufnahme bzw. die Lautsprecherwiedergabe möglichst wenig durch Raumreflexionen zu beeinträchtigen. (Nachhallzeit kleiner 0,4 s)
  • Bei Räumen für Musikdarbietung ist die optimale Nachhallzeit die Nachhallzeit, die von den meisten Zuhörern und auch von den Mitwirkenden als besonders geeignet bezeichnet wird. Die optimale Nachhallzeit hängt am Stärksten von der Art der Schalldarbietung und auch vom Raumvolumen ab. Die optimale Nachhallzeit für die Aufführung von sinfonischer Musik hängt von der Art der Komposition, der Orchesterbesetzung und dem Zeitgeschmack ab. Darum sind die zu findenden "Richtwerte" für die optimale Nachhallzeit stark streuend und vorsichtig zu beurteilen. (Nachhallzeiten zwischen 1,0 und 3 s.)

[Bearbeiten] Künstlicher Nachhall

Bei der Erzeugung eines künstlichen Raumeffekts kommt es darauf an, ein Signal so zu verändern, dass der Zuhörer glaubt, das Signal wäre in einer bestimmten Räumlichkeit (ambience) entstanden und nicht im akustisch trockenen Studio. Hat man mehrere Signale, so bearbeitet man häufig alle mit dem gleichen Effekt, so dass der Eindruck entsteht, die Aufnahme wäre in dem ausgewählten Raum entstanden. Aber auch mehrere Hallgeräte sind dabei üblich, um mehrere Hallebenen übereinander zu legen.

Eigenschaften, die den Raumeindruck des Nachhalls beeinflussen, sind:

  • Anteil des Direktschalls am Schalldruckpegel,
  • Anteil der frühen Reflexionen am Schalldruckpegel, sowie deren räumliche Verteilung und zeitlicher Verlauf,
  • Anteil des "Nachhallausklangs" am Schalldruckpegel, sowie dessen räumliche Verteilung und zeitlicher Verlauf.

Bei Hallgeräten spielt das "Pre-Delay" (Vorverzögerung) eine besondere Rolle, das ist der zeitliche Abstand zwischen Direktschall und der frühen Reflexion (ITDG = initial time delay gap). Dieser zeitliche Abstand wird Anfangszeitlücke genannt. Hierdurch kann die Position einer Schallquelle im Raum nachgebildet werden. Eine große Anfangszeitlücke lässt die Schallquelle nah erscheinen, eine kleine fern. Dieses beruht darauf, dass bei einer nahen Schallquelle der Weg des Direktschalls zum Mikrofon kurz ist, während die frühen Reflexionen erst von weiter entfernten Wänden stammen und somit längere Laufzeiten haben. Bei einer weit entfernten Schallquelle sind die Wege von Direktschall und frühen Reflexionen fast gleich lang.

Will man aus "künstlerischen" geschmacklichen Gründen einem Signal einen besonderen Effekt mitgeben, dann wählt man den künstlichen Nachhalleffekt. Um das Signal klanglich besonders hervorzuheben, wird dem Signal (etwa einer Gesangsstimme) absichtlich ein unnatürlich-klingender interessanter Raumeffekt beigemischt, der dem natürlichen Nachhall nicht entspricht.

Früher wurden Nachhall-Effekte mit Metall-Federn (Hammond-Spiralen) erzeugt, die zusätzliche verzögerte Schwingungen hinzufügten. Später kamen Metallplatten (EMT-Nachhallplatte 1 m x 2 m) und Goldfolienhall zum Einsatz.

Heute werden Nachhalleffekte durch digitale Effekt-Prozessoren hergestellt. Komplizierte Algorithmen erzeugen diesen akustischen Effekt. Dabei lassen sich die verschiedenen Attribute wie Nachhallzeit, Predelay, Frequenzgang der diffusen Hallfahne, Diffusität, Raumgeometrie usw. in Echtzeit verändern. Die Technik ist heute so weit fortgeschritten, dass es möglich ist, bestimmte in der Realität vorhandene Räume im Nachhallverhalten recht gut nachzubilden.

Noch besser gelingt dies durch eine recht neue Art der Hallerzeugung. Dabei wird die Raumimpulsantwort abgespeichert, sozusagen ein "Fingerabdruck" der akustischen Eigenschaften eines realen Raumes. Mit diesem Fingerabdruck kann man nun beliebige akustische Signale versehen. Diese Form der Hallerzeugung nennt man auch "Faltungshall", da bei der Signalerzeugung die mathematische Operation der Faltung verwendet wird. Übrigens ist diese Technik nicht auf das Simulieren von Räumen beschränkt, vielmehr kann jedes akustische System (also auch Geräte, Mikrofone,...) simuliert werden.

Ein sehr brauchbares Freeware-Plugin für die VST-Schnittstelle, das wie beschrieben Impulsantworten verarbeitet, ist "SIR (Super Impulse Reverb)" [1]. Impulsantworten im WAV-Format sind reichlich frei und legal im Internet erhältlich, z. B. hier: [2]

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