Ralf Kleemann

Musik- und Tonaufnahmen

Literatur

"Im Vergleich zur Akustik ist die Religion eine sehr exakte Wissenschaft." (Anon.)


Selbstverfasste Artikel


Grundlagen


Anmerkungen


^[0] Mythen und Legenden...

Audiotechnik hat ihre Tücken und kann gegen oder für die Musik arbeiten. Das Verständnis der Analog- und Digitaltechnik ist immer wieder stark von Mythen und Legenden geprägt, geschicktes oder auch irreführendes Marketing besorgt den Rest. Ohne theoretisch und praktisch in die Tiefe zu gehen, ist es unmöglich, die richtigen Entscheidungen zu treffen – technisch wie musikalisch.

Wer glaubt, die Analog- oder Digitaltechnik seien ausgereizt oder zu Ende entwickelt, irrt gewaltig – beide Bereiche haben in den letzten Jahren große Sprünge gemacht, ein Ende ist nicht in Sicht.

^[1] Wie klingt digital?

Der Klang von Digitaltechnik wird oft als "kalt" oder "steril" beschrieben, aber kurz gesagt liegt das im Grunde nur daran, dass weniger potenziell als schön empfundene Verzerrungen anwesend sind, so wie einige von uns es noch von analogen Signalketten, Röhrenverstärkern und Plattenspielern kennen. Nicht jede digitale Signalkette klingt automatisch klar und transparent, auch hier gibt es viele Möglichkeiten, einen unbefriedigenden Klang zu erhalten. Außerdem klingen Artefakte im digitalen Bereich oft wesentlich unangenehmer als die euphonischen Verzerrungen, die auf dem analogen Wege entstehen und dort sogar absichtlich erzeugt werden.

Die Digitaltechnik hat lange gebraucht, um ihre Kinderkrankheiten zu überwinden, und es steht erst seit kurzer Zeit eine digitale Signalkette zur Verfügung, die zusammen mit entsprechend hochwertigen analogen Komponenten ein wirklich befriedigendes Resultat hervorbringt. Eine unverfälschte Signalkette und die besten Analog-Digital-Wandler helfen dabei, Schallereignisse präzise und originalgetreu abzubilden, ohne künstlich nachbessern oder korrigieren zu müssen. Das Gefühl, direkt am selben Ort anwesend zu sein, an dem die Musik entstanden ist, sowie das Gefühl, dass die technischen Komponenten schlicht aus der Wahrnehmung verschwinden, sind ein klarer Indikator für diese Qualität.


^[2] Warum 24 Bit/96 kHz? Warum so viel - warum so wenig? Achtung, Theorie!! ;-)

Zunächst einmal bietet eine digitale Wortlänge von 24 Bit eine weit höhere vertikale Auflösung als 16 Bit, das heißt, die Audio-Wellenform wird bis zu 256 Mal (= 2^8) feiner abgetastet als beim CD-Standard. Dies ist der Hauptunterschied zwischen den aktuellen Audioformaten und älterer Digitaltechnik.

Höhere Abtast- oder Sample-Raten, die in der Eingangsstufe Frequenzen weit über 20 kHz mit aufzeichnen, sind schwer zu beurteilen. Menschen hören oberhalb von 20 kHz sehr wenig oder gar nichts. Bei den meisten Menschen über 30 ist die Grenze schon bei 15-17 kHz, wer Glück hat und nicht bei zu vielen Rockkonzerten war, kommt noch etwas höher. Trotzdem sprechen wir nur über die letzte halbe Oktave – darunter befinden sich aber neun sehr gut hörbare Oktaven, in denen buchstäblich die Musik spielt und auf die wir uns konzentrieren sollten.

Die Wiedergabe von Ultraschall kann also kein Grund für Abtastraten von 96 kHz oder 192 kHz sein, obwohl es bereits zahlreiche entsprechende Produkte gibt. Es sei dahingestellt, ob es wirklich Vorteile hat, wenn ein Mikrofon wie etwa das Sennheiser MKH 800 Frequenzen bis 50 kHz wiedergibt, obwohl die meisten der dahinter liegenden Glieder der Kette, vor allem aber das menschliche Gehör, nicht in der Lage sind, diese Frequenzen überhaupt abzubilden. Wer sitzt in meiner Mastering-Session, um meine Musik oberhalb von 20 kHz zu beurteilen – meine Katze, meine Fledermaus? ;-)
Auch haben höhere Abtastraten auf die Präzision keinen maßgeblichen Einfluss. Alles, was wir hören können, ist im Prinzip mit einer Samplerate von 44,1 kHz bereits bestens abgedeckt.

Es bleiben diesseits der Nachweisgrenze trotzdem, grob zusammengefasst, drei Gründe übrig, die für die Verwendung höherer Sample-Raten sprechen:

  1. Eine Abtastrate von 48, 64, 88,2 oder 96 kHz bietet gegenüber 44,1 kHz mehr Toleranz für mögliche Nebeneffekte (Filter) und Rundungsfehler, die bei der digitalen Bearbeitung entstehen.
  2. Die Latenz- oder Ansprechzeit ist bei höheren Raten geringfügig kürzer, wenn man auf Rechnersystemen arbeitet, die schnell genug sind, um mit einem zwei- bis vierfach höheren Datenaufkommen fertig zu werden.
  3. Die räumliche Auflösung nimmt zu, weil Laufzeitunterschiede durch die feinere zeitliche Staffelung genauer aufgezeichnet werden. Dieser Effekt stellt sich natürlich nur dann ein, wenn die hohe Abtastrate auch auf der Wiedergabeseite verwendet wird. Bei einer Konvertierung ins CD-Format löst sich dieser – ohnehin schwer nachzuweisende – Vorteil komplett auf.

Es gibt bei all diesen Faktoren einen Idealbereich, der irgendwo zwischen 64 und 96 kHz liegt, weil man hierbei alle eventuell auftretenden Artefakte und Verzerrungen elegant in ein Frequenzband weit oberhalb des hörbaren Bereiches verschieben kann. Oberhalb dieser Abtastraten wird es immer schwieriger, technische Vorteile (etwa Latenzzeit) und Nachteile (Präzisionsfehler, Foldback-Artefakte, Datenvolumen) gegeneinander abzuwägen. Hinzu kommt, dass höhere Sampleraten zwar die Datenmenge erhöhen, aber der am Ende hörbare Inhalt gleich bleibt – im günstigsten Fall. Was nämlich manchmal als besserer Klang bei höheren Sample-Raten beschrieben wird, löst sich bei näherer Betrachtung und A/B-Blindtests wieder in Wohlgefallen auf; oft arbeiten Geräte bei 192 kHz Abtastrate ungenauer und die dadurch eingeführten Verzerrungen werden als interessant empfunden, obwohl das Originalsignal verändert wurde.

 

Fazit: Der größte messbare Sprung findet also zwischen der traditionellen CD-Qualität mit 16 Bit/44,1 kHz einerseits und 24 Bit/44,1 kHz und höher andererseits statt. Die hörbaren Unterschiede bei höheren Abtastraten sind gering; viel hängt von anderen Faktoren ab, wie etwa Filter-Design oder Signalfluktuationen ("Jitter").

Die Bandbreite des menschlichen Gehörs ist trotz aller technischer Entwicklungen in den letzten Jahrtausenden gleich geblieben oder schlechter geworden (Wann war Ihr letzter Hörtest?). Da der Trend außerdem zu psychoakustisch komprimierten Formaten wie MP3 oder AAC geht, bleibt nur eine sehr kleine Nische, in der die oben beschriebenen Qualitätsunterschiede noch wahrgenommen und wertgeschätzt werden.

Bei meinen Projekten haben sich Sampleraten zwischen 48 kHz und 96 kHz bewährt, zusammen mit hochwertiger traditoneller Tontechnik, also einer möglichst linearen Signalkette und möglichst wenig Störungen vor den Mikrofonen.


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