Software - SIR2

Wenn sich Musiker unterhalten, die sich mit dem Thema Recording beschäftigen, hört man immer wieder den Begriff des "Faltungshalls" und es ...

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Wenn sich Musiker unterhalten, die sich mit dem Thema Recording beschäftigen, hört man immer wieder den Begriff des "Faltungshalls" und es wird darüber diskutiert, ob er besser oder schlechter als die herkömmlichen synthetischen Hallgeräte bzw. -programme ist. Die Antwort hierauf liegt im Auge - oder besser gesagt "im Ohr" - des Betrachters, muss also von jedem selbst gefunden werden.




Wenn man sich aber etwas intensiver mit der Thematik auseinandersetzt, wird man früher oder später auf das VST-Plugin SIR von Christian Knufinke stoßen, das es im Internet kostenlos zum Download gibt. Seit ca. 2 Jahren hat der Entwickler der Software-Engine seine Freeware-Version zu einem kommerziellen Produkt weiterentwickelt, welches in der Lage ist sogenannte HDIRs (High Definition Impulse Responses; entwickelt von dem Hamburger Ralf Kessler in mehrjähriger Forschungstätigkeit) zu verarbeiten und somit Halleffekte von bemerkenswerter Qualität zu erzeugen.

Doch zunächst einmal zum Funktionsprinzip eines Faltungshalles. Während beim synthetischen Hall der Effekt komplett durch einen mathematischen Algorithmus erzeugt wird, basiert der sogenannte Faltungshall auf echten Raumantworten, sogenannten "Impulse Returns" oder IRs.

Diese IRs entstehen, wenn in einem Raum, dessen Hallcharakteristik erfasst werden soll, sogenannte "Ideale Impulse" (bzw. Dirac-Stoß oder Sinussweep) initiiert und die Antworten aufgezeichnet werden. Das Ergebnis ist eine digitale Audio-Datei (*.WAV), die als Grundlage für den Effekt dient.

Der Faltungshall selbst bedient sich dieser IRs und errechnet damit den Effekt des zu verhallenden Audiosignales, z. B. Gesang oder ein Instrument. Diese Berechnungsmethode nennt man "Kreuzmultiplikation" oder "Faltung", woraus sich die Bezeichnung dieses Halleffektes ableitet.

Damit wird auch gleich ersichtlich, dass ein Faltungshall im Prinzip aus zwei Modulen besteht, nämlich der Audioengine und den Hallinformationen. Die Engine alleine ist also nutzlos und benötigt Impulsantworten um einen Effekt erzeugen zu können.

Die Audioengine SIR bzw. SIR2 von Christian Knufinke ist hier ein sehr veritabler Vertreter seiner Zunft, werkelte sie doch bereits in den bekannten WizooVerb W2 und W5 als Rechenmaschine, ehe die Softwareschmiede in Digidesign (unter deren Haube auch die M-Audio Produktpalette firmiert) aufgegangen ist. Und wer sich die mathematischen Feinheiten der Kreuzmultiplikation zu Gemüte führen will und bei Wikipedia unter "Faltungshall" nachschlägt, wird ebenfalls unter den Weblinks auf die Seite des Bielefelder Programmierers verwiesen - und dies nicht ohne Grund: Wegen der komplexen Rechenstruktur, welche dem Effekt zugrunde liegen, tragen Faltungshall-Plug-ins den Ruf von Ressourcen-Fressern, da sie die CPU sehr belasten. Christian Knufinke schaffte es, dies auf ein akzeptables Maß zu reduzieren.

Hierzu ein kleines Rechenbeispiel:

Wenn beispielsweise die Impulsantwort, also die Nachhallzeit, fünf Sekunden beträgt und das zu verhallende Signal (z. B. ein Instrument) eine Minute dauert, beträgt bei einer Abtastrate von 44,1 kHz die Anzahl an Faltungsoperationen für ein Stereosignal:

60 x 44.100 x 5 x 44.100 x 2 = 1.166.886.000.000

Das sind über eine Billion Verrechnungen zweier Frequenzspektren für eine Minute Stereo eines verhallten Signals. (Quelle: Wikipedia)

Nachvollziehbar, dass hier die CPU ordentlich zu tun hat. Daher werden lediglich genäherte Werte ermittelt, um die Latenz (Verzögerung der Wiedergabe) in Grenzen zu halten.

Und hier kommen wir nun zu den Stärken von SIR bzw. SIR2. Es ist problemlos möglich den Effekt in Echtzeit berechnen zu lassen (in Abhängigkeit der Anzahl zu berechnender weiterer Spuren und verfügbarer Systemleistung), ohne eine hörbare Latenz zu riskieren. SIR geht also durchaus pfleglich mit den Systemressourcen um. Dennoch ist es ratsam, bei größeren Produktionen oder kleineren Systemen den Effekt nach dem gewünschten Abstimmen zu rendern, also offline Vorberechnen zu lassen. In der beim Test verwendeten DAW Samplitude geschieht dies ganz einfach durch die Funktion "Trackfreeze", welche dann anstelle des Ursprungssignales ein neues, mit allen Effekten bereits einberechnetes, also gerendertes Signal erzeugt.

Doch wozu überhaupt der ganze Aufwand? Ziel der Entwickler war und ist es, Audiosignale so klingen zu lassen, als wären sie tatsächlich in dem entsprechenden Raum passiert. Tatsächlich ist dies aber nicht möglich, weil die reale Hörerperspektive nicht der Raumposition des Aufnahmegerätes bei der Erstellung der Impulsantwort entspricht. Dennoch muss man sagen, dass die auf diese Weise erzeugten Effekte unglaublich plastisch und realistisch klingen - wie man das sonst nur von teuren High-End Effektgeräten kennen mag.

Dies ist vor allen Dingen bei den bereits Eingangs erwähnten HDIRs (hochauflösende Impulsantworten) der Fall, welche nur SIR2 zu verarbeiten in der Lage ist. Hier ein Beispiel einer Kirchenorgel, gespielt über einen Yamaha EX5 und versehen mit einem Kirchen-HDIR:



Im Vergleich dazu die gleiche Passage mit einem synthetischen Kirchenhall:



Oder wie wäre es mit einer Kirchenorgel, "gespielt" in einem kleinen Recording Studio (HDIR)?



(Zur besseren Vergleichbarkeit wurden bei allen drei Soundbeispielen das Dry-/Wet-Verhältnis auf 50/50 eingestellt)

Aber wie arbeitet es sich mit SIR2? Nun, eigentlich wie mit jedem anderen Effektgerät: man muss sich einarbeiten, um es wirklich nutzen zu können.

Die Installation ist denkbar simpel: Nachdem man den Autoinstaller gestartet hat wird man gefragt, ob man automatisch nach VST-Ordnern suchen lassen will, ob man selbst einen vorhandenen auswählen oder einen neuen anlegen möchte. Im Anschluss kann man noch das Verzeichnis für die IRs bestimmen - fertig.

Das installierte Softwarepaket ist eine Vollversion, die erst über einen Aktivierungscode freigeschalten werden muss. Man kann aber bereits mit ihr arbeiten und sie testen, jedoch ertönt alle 10 Sekunden ein Demo-Ton. Die Freischaltung erfolgt dann über die Registrierung auf der Herstellerseite, wo man einen Aktivierungscode erstehen kann.

Das Interface des Faltungshalles ist zwar spartanisch gestaltet, nichts desto weniger aber ansprechend. Keine stylischen Elemente zum Zwecke optischen Tunings verwässern den Blick auf das Wesentliche, alle Parameter sind klar strukturiert und übersichtlich angeordnet. Einzige Ausnahme: zu den HDIRs gibt es in der rechten unteren Ecke ein kleines Bild des simulierten Raumes zu sehen. Wo kein Bild verfügbar ist (z. B. selbst erstellte IRs) kann man jeder Raumantwort ein eigenes Bild zuordnen.


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Ansonsten wird das Interface von der Wellenform-Ansicht der ausgewählten Raumantwort dominiert, sowie den darunter liegenden Einstellmöglichkeiten und dem EQ-Bild. An dieser Stelle ist einer der wenigen Kritikpunkte zu nennen, und zwar dass alle Einstellungen mit der Maus vorgenommen werden müssen. Die Möglichkeit numerische Werte in die Anzeigefelder direkt einzutragen fehlt leider.

Hat man das Plug-in zum ersten Mal gestartet, muss man noch das Verzeichnis der IRs angeben (man kann die IRs in verschiedenen Verzeichnissen sortieren). Ist das erfolgt, merkt sich SIR den jeweils zuletzt genutzten Pfad. Man kann also seine IRs gut strukturiert auf der Festplatte verwalten, da es im Internet eine Vielzahl kostenloser Raumantworten zum Download gibt, die man auf diese Weise einfach in SIR oder SIR2 nutzen kann.

Angezeigt werden die im jeweiligen Pfad befindlichen IRs am rechten Fensterrand in Listenform. Hat man zum Grundprogramm noch die - kostenpflichtigen - HDIRs erstanden, stehen zu jedem der hochauflösenden Raumantworten eine "Stereo" und eine "True Stereo" Version zur Auswahl. Während die Stereo-Version verständlich ist, muss man der True Stereo Variante etwas mehr Aufmerksamkeit widmen. Hierbei wird versucht, ein noch realistischeres Raumempfinden zu erreichen indem in der IR mehrere Raumantworten aus verschiedenen Positionen verarbeitet wurden und diese dann in der Impulse Response getrennt berechnet werden.

Insgesamt stehen fünf unterschiedliche Varianten zur Verfügung:

Mono nach Mono: Der linke Eingangs-Kanal (rechts oder links) wird mit dem IR-Kanal 1 verrechnet und auf den linken Ausgang geleitet:


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Alle Eingänge Mono: Beide Eingänge werden mit dem IR-Kanal 1 verrechnet und auf ihre jeweiligen korrespondierenden Ausgänge geleitet (links auf links, rechts auf rechts):


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Mono nach Stereo: Das Eingangssignal wird getrennt und einmal vom IR-Kanal 1 auf den linken Ausgang, sowie vom IR-Kanal 2 auf den rechten Ausgang geleitet:


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Stereo nach Stereo: Der linke Eingangskanal wird vom IR-Kanal 1 bearbeitet und auf den linken Ausgang geleitet. Der rechte Eingangskanal wird nach der Verrechnung mit dem IR-Kanal 2 auf den rechten Ausgang geleitet:


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True Stereo: Hierbei wird jeder Eingangskanal von zwei verschiedenen IR-Kanälen bearbeitet und jeweils ein Ergebnis mit dem anderen Ausgangskanal verrechnet. Dies bedeutet, dass der linke Eingang einmal auf IR-Kanal 1 und einmal auf IR-Kanal 2 geleitet und dort mit der Raumantwort verrechnet wird. Der rechte Eingang wird analog dazu auf IR-Kanal 3 und 4 geleitet und mit der IR verrechnet. Als Resultat wird dann das Ergebnis von IR-Kanal 1 und 3 auf den linken Ausgang, sowie das Ergebnis von IR-Kanal 2 und 4 auf den rechten Kanal geleitet:


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Hat man eine gewünschte Raumantwort geladen, erscheint der Frequenzgang im oberen Fensterdrittel als Amplitude über der Zeit, es wird also der Ausschwingvorgang angezeigt, und zwar je Kanal. Man kann nun, wenn man mit der Raumantwort nicht zufrieden ist, diesen Frequenzgang ganz einfach mit der Maus bearbeiten und z. B. eine stärkere Dämpfung oder ein Pulsieren, wie es bei Echos passiert, einstellen.


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Dazu muss man lediglich die über dem Graphen befindliche rote Linie an einer gewünschten Stelle anklicken und so einen Punkt setzen. Definiert man einen zweiten Punkt innerhalb der Grafik, wird die rote Linie diesem Punkt folgen usw. Man definiert auf diese Weise eine Art Hüllkurve oder das Dämpfungsverhalten der Engine und kann somit sehr kreativ eigene Varianten der verfügbaren IRs erstellen, da man die gemachten Einstellungen und Veränderungen natürlich als Preset abspeichern kann.

Die weiteren verfügbaren Parameter werden die meisten Anwender bereits kennen: Zentral findet man die als Schieberegler realisierten Einsteller für den Dry- (Originalsignal) und Wet-Level (Effektanteil). Links davon die Regler für Predelay, Stretch, Stereo In und Stereo IR. Rechts davon die bereits erwähnten Stereo-Modi und das EQ-Fenster.

Doch ehe wir auf die unterschiedlichen Parameter eingehen, werfen wir einen Blick auf den Signalfluss in SIR, um zu verdeutlichen an welcher Stelle welcher Parameter eingestellt bzw. aktiv wird:


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Wenn also das Eingangssignal ankommt, wird es einmal direkt auf den Dry-Level gesandt, sowie einmal in Richtung der eigentlichen Audioengine, im Bild mit "Convolver" bezeichnet.

Das zu bearbeitende Signal kann dann zunächst mit einem Predelay versehen werden, sozusagen einer gewollten Latenz, ehe der Effekt einsetzt. Mit diesem Regler kann man Stimmen oder Instrumente wunderbar in den psychoakustischen räumlichen Hintergrund legen, um eine dreidimensionale Tiefe seines Mixes zu erreichen. Üblicherweise werden hiermit Chorstimmen oder im Hintergrund "agierende" Instrumente versehen, damit sie klingen als ob sie aus der räumlichen Tiefe kommen.

Als nächstes kann die Stereobreite des Eingangssignales bearbeitet werden, indem der Regler "Stereo In" entsprechend eingestellt wird.

Damit nun SIR den Effekt des Signales berechnen kann, benötigt es die gewünschten Rauminformationen. Diese werden ihm von einem weiteren Kanal zugeführt, indem das WAV-File der Raumantwort zunächst auf die Abtastfrequenz des Hostes angepasst wird. Dieses Up-and-Down Sampling kann man mit dem Stretch-Parameter regulieren. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, in den Grundeinstellungen die Qualität der Anpassung zu bestimmen, wobei Low für die geringste Latenz bei vielen Artefakten, Middle für höhere Latenz mit weniger Artefakten und High für die höchste Latenz ohne Artefakte steht.


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Als nächstes wird die Impulsantwort mit den Einstellungen des Grafik-Equalizers bearbeitet, den man ähnlich wie die Hüllkurve des Ausschwingvorganges durch Setzen von Punkten im Graphen einstellt. Der Unterschied ist jedoch, dass die EQ-Kurve dann interpoliert wird, d. h. der Equalizer geht nicht linear von Punkt zu Punkt, sondern formt aus den Eingabepunkten eine weiche Kurve.


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Im folgenden Schritt hat man die Möglichkeit, den Effekt umgekehrt, also Reverse abspielen zu lassen, indem man einfach auf den Button zwischen Predelay/Stretch und Stereo In/IR klickt. Die Aufschrift des Buttons zeigt dabei die jeweils eingestellte Variante, Forward oder Reverse.

Nun wird die Stereobreite für den Raumeffekt bestimmt, die man am Stereo IR Regler eingestellt hat.

Abschließend werden die bereits erwähnten Hüllkurven (auch "Envelope" genannt) für die Amplitude, also das Ausschwingverhalten, sowie die für den Frequenzverlauf aufgerechnet. Die Einstellung erfolgt wie oben besprochen. Um den Frequenzverlauf bestimmen zu können, klickt man auf den Button "Low Pass" und bestimmt die Kurve analog zur Dämpfung.

Nun ist die Raumantwort soweit aufbereitet, um mit dem Eingangssignal verrechnet zu werden. Auf welche Weise dies geschehen soll, bestimmt man über die Schaltfläche unter dem Diagramm des Signalflusses.


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In welchem Verhältnis das Dry- und das Wet-Signal an die DAW zurückgesandt werden, legt man dann über die beiden entsprechenden Regler fest, die sehr übersichtlich als Fader dargestellt werden. Unter jedem Fader gibt es einen Button, mit dem das entsprechende Signal An oder Aus geschalten werden kann, also ein Mute-Button. Zudem gibt es einen "Autogain" Schalter. Dieser passt den Effektlevel automatisch an, was hilfreich ist, wenn man unterschiedliche Effekte ausprobiert und deren Level nicht immer wieder neu mit dem Fader anpassen will. So erzielt man schnell vergleichbare Ergebnisse verschiedener Raumantworten.

Diese beiden Parameter werden nicht in den Preset-Informationen abgespeichert. Sie sind projektorientiert, bleiben innerhalb eines Songs also gleich, egal welches Preset oder welche Impulse Response man verwendet.

Natürlich hat man auch die Möglichkeit, eigene IRs zu erzeugen und als True Stereo IRs einzubinden. Im sogenannten "True Stereo File Generator" können diese dann geladen und als True Stereo File abgelegt werden.


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Fazit

Wie bereits eingangs erwähnt, muss jeder für sich selbst entscheiden ob ihm ein Effekt gefällt oder nicht. Mich konnte SIR2 durch seine transparenten und brillanten Raumsimulationen vollends überzeugen. Die Einstellmöglichkeiten lassen keine Wünsche offen, und weil es sich hier um ein sehr zweckorientiertes Interface handelt, ist die Bedienung einfach und klar strukturiert.

Das mitgelieferte Handbuch im PDF-Format ist ausführlich, bedingt jedoch Vorkenntnisse in der Signalbearbeitung - und Englischkenntnisse. Eine deutsche Version sucht man leider vergebens.

Für den aufgerufenen Preis von 125 Euro (netto, inklusive 4 HDIRs) erhält man eine professionelle Hallengine, die sich locker mit hochpreisigen synthetischen Halleffekten messen kann und deren Entwickler ihren CPU-Hunger in akzeptablen Grenzen zu halten verstand.

Das separat für netto 119 Euro erhältliche HDIR Extra Package erscheint happig. Die enthaltenen Raumantworten sind jedoch ausgezeichnet und sicher ihren Preis wert.

Im Bundle für 199 Euro (netto) erhält man ein Hall-Plug-in, in dem man sich schnell verlieren kann. Die Einstellmöglichkeiten sind komplett, der Sound überzeugt und das Paket ist nahezu grenzenlos erweiterbar, da es eine Vielzahl kostenloser IRs im Internet gibt, die man mittels des True Stereo File Generators in hochwertige Raumantworten umwandeln kann.

Vorteile
  • Günstiger Preis
  • Viele Einstellmöglichkeiten
  • Einfache Bedienung
  • Hervorragender Klang
  • Viele IRs kostenlos erhältlich
  • VST-Schnittstelle

Nachteile
  • Vergleichsweise hoher Ressourcenbedarf
  • Mikrofonposition nicht einstellbar (konzeptbedingt)
  • Parameter nur mit Maus einstellbar, keine numerischen Werte
  • HDIRs vergleichsweise teuer

Systemvoraussetzungen
  • Windows 2000/XP/Vista (32/64 bit)
  • Mac OX

Schnittstellen
  • VST
  • AU

Preise
  • SIR: kostenlos
  • SIR2: 148,75 Euro
  • HDIR Extra Package: 141,60 Euro
  • SIR2/HDIR Bundle: 236,80 Euro