HRTF-Simulationen gemessen

[Resonanz]

Arbeitet man oft mit Kopfhörern, dann sollte man sich unbedingt mal mit dem Thema HRTF-Simulation auseinander setzen. In den letzten Jahren hat sich da einiges getan und mittlerweile steht einem eine passable Auswahl an Hard- und Software zur Verfügung.

Ich arbeite viel mit Kopfhörern und nutze seit Jahren Flux HEar. Ohne an dieser Stelle allzu sehr auf die Theorie eingehen zu wollen habe ich drei Softwareprodukte messtechnisch miteinander verglichen: Toneboosters Isone, Waves Nx und den Flux HEar. Es ist nur ein kleiner Test, der jedoch schon zeigt, dass alle drei Tools unterschiedlich arbeiten.

Die Ergebnisse ersetzen das eigene Testen jedoch in keinem Fall. HRTF ist und bleibt eine individuelle Sache, da jede Kopf- und Ohrform anders ist. So funktionieren diese Tools bei dem einen besser, bei dem anderen schlechter. Des weiteren kann man bei eigenen Tests natürlich beliebig mit den Parametern spielen, was einem einen viel besseren Einblick gibt.




Flux HEar bleibt weiterhin mein Favorit, ohne diesen kleinen Helfer würde ich keine Kopfhörer mehr aufsetzen. Das ganze Soundbild öffnet sich vor einem. Deaktiviert man HEar wieder fällt alles in sich zusammen und fühlt sich isoliert an. Das Gefühl beim Deaktivieren ist schrecklich!

Ihm folgt Waves Nx, er arbeitet recht subtil und bietet weniger Raumöffnung. Mit gewissen Einschränkungen ist er aber auch zu gebrauchen.

Das Schlusslicht bildet der Isone. In meinen Ohren ist er unbrauchbar und erfüllt seinen Zweck nicht. Ein schrecklicher Soundzerstörer.



Die Grafiken wurden mit weißem Rauschen und einem simulierten Stereo-Lautsprecherwinkel von 60 Grad erstellt. Die Kopfdrehung lag bei 0 Grad, man hat also mittig zwischen die virtuellen Lautsprecher geschaut. Auf Hall wurde verzichtet. Er fällt bei allen drei Tools durch.

 

[Resonanz]

...

 

[Resonanz]

Keine Fragen mehr? Gut

Bei den Grafiken kann man auch sehr gut erkennen, dass man Frequenzen unter 300-400 Hz nicht orten kann.

 

[onetwothree]

Die Grafiken überfordern mich
Du hast also mit einem Tool von Flux nachgewiesen das ein anderes Flux Tool das bessere auf dem Markt ist?
Sollte nicht polemisch sein, ist halt Freitag.

Cakewalk hat auch mal einen Versuch gemacht, die haben eine FX-Chain gemacht um den Cross-Feed zu erzeugen, Monitorizer:
http://www.cakewalk.com/Support/Knowledge-Base/2007013437/SONAR-2015-Kingston-Update-Notes#mon
An sich ist die Idee ja gut, SPL und jetzt auch Behringer nutzen dieses Prinzip auch bei ihren KH-Verstärkern. Bei Cakewalk funktioniert das für mich aber so überhaupt nicht.

Ich nutze noch die alte Focusrite VRM-Box für Mixing mit KH, was hälst du von der Box?

 

[Froschkapitaen]

Ich raff's nicht ganz aber schön bunt.

Ist das dafür gedacht um 5.1 (oder 7.1 oder 11.1 oder was weiß ich) über Kopfhörer zu mischen ?

 

[Resonanz]

Du hast also mit einem Tool von Flux nachgewiesen das ein anderes Flux Tool das bessere auf dem Markt ist?

Irgendwie muss man sein Geld ja verdienen

Ich nutze noch die alte Focusrite VRM-Box für Mixing mit KH, was hälst du von der Box?

Die habe ich nie getestet, kann also keine Aussage treffen.

Ich raff's nicht ganz aber schön bunt.

Ist das dafür gedacht um 5.1 (oder 7.1 oder 11.1 oder was weiß ich) über Kopfhörer zu mischen ?

Jede Schallquelle die man hört wird vom Kopf, von den Ohren und vom Körper verbogen bevor sie in die Ohren gelangt. Und egal aus welcher Richtung ein Signal kommt, es trifft immer auf beide Ohren, dadurch entstehen dann auch Laufzeitunterschiede zwischen dem linken und dem rechten Ohr.

So kann man orten woher ein Klang kommt. Unter dem Kopfhörer funktioniert das nicht mehr, was zu einem verfälschten, unnatürlichen Klang führt. Derartige Tools bilden die sogenannte HRTF nach wodurch die Einschränkungen der Kopfhörer aufgehoben werden.

Das funktioniert für Stereo und Surround.


Die Bilder zeigen, wie drei diese Tools auf Weißes Rauschen wirken. Der Frequenzgang ist nicht mehr gerade und die Stereoplatzierung ist sehr Frequenzabhängig. Panne ich bei HEar das Signal z.B. zu 100 % auf die linke Seite, dann bleibt der Bass in der Mitte und nur der Bereich um die 8 kHz wird wirklich voll von links wahrgenommen.
Ohne HRTF-Simulation würde das ganze Signal nur noch auf dem linken Kanal und auf dem linken Ohr ankommen, was die Wahrnehmung irritiert und das Abhören anstrengend macht. Das Ohr ist unter Kopfhörern mit einer Situation konfrontiert, die es so aus der Natur nicht kennt.

 

[echoRausch]

Jede Schallquelle die man hört wird vom Kopf, von den Ohren und vom Körper verbogen bevor sie in die Ohren gelangt. Und egal aus welcher Richtung ein Signal kommt, es trifft immer auf beide Ohren, dadurch entstehen dann auch Laufzeitunterschiede zwischen dem linken und dem rechten Ohr.

So kann man orten woher ein Klang kommt. Unter dem Kopfhörer funktioniert das nicht mehr, was zu einem verfälschten, unnatürlichen Klang führt. Derartige Tools bilden die sogenannte HRTF nach wodurch die Einschränkungen der Kopfhörer aufgehoben werden.

Hmmm. HRTF wäre demnach eine Technologie, um Klang in der Natur nachzubilden.

Das Blöde ist aber, dass eigentlich Musikhören über Lautsprecher nachgebildet wird. Und da ergibt sich letztlich auch nur, dass es keine Laufzeitunterschiede innerhalb eines Lautsprechers gibt (außer letztlich ungewollte da bei den üblichen Mehrwegesystemen unvermeidbar).

Deswegen erschließt sich mir die Sinnhaftigkeit nicht.

Ich nutze Kopfhörer, um zu prüfen, wie andere Nutzer von Kopfhörern die Musik wahrnehmen (soll's ja geben).

Wenn ich aber Kopfhörer mit HRTF nutze und meine Konsumenten nicht, hab ich irgendwie verkackt.

Bei den Grafiken kann man auch sehr gut erkennen, dass man Frequenzen unter 300-400 Hz nicht orten kann.

Diese Behauptung ist sehr dünnes Eis.

 

[Resonanz]

Hmmm. HRTF wäre demnach eine Technologie, um Klang in der Natur nachzubilden.

Nein, HRTF bildet das natürliche Hören nach, mit all seinen Laufzeitverschiebungen zwischen den Ohren und all der Filterung durch Kopf und Körper.

Das Blöde ist aber, dass eigentlich Musikhören über Lautsprecher nachgebildet wird. Und da ergibt sich letztlich auch nur, dass es keine Laufzeitunterschiede innerhalb eines Lautsprechers gibt (außer letztlich ungewollte da bei den üblichen Mehrwegesystemen unvermeidbar).

Deswegen erschließt sich mir die Sinnhaftigkeit nicht.

Verstehe nicht was du damit meinst

Ich nutze Kopfhörer, um zu prüfen, wie andere Nutzer von Kopghörern die Musik wahrnehmen (soll's ja geben).

Kann man machen.


Die HRTF-Simulationen sollen das Arbeiten mit KH bessser, natürlicher und stressfreier machen. Das Kopfhörersignal kommt mit HRTF näher an ein Monitorsignal heran.

Diese Behauptung ist sehr dünnes Eis.

Warum?

 

[Krusty]

Was soll denn der Satz heißen "Frequenzen unter 300-400 hz sind nicht ortbar"?. Hrtf hat mit Frequenzen unter 1000hz halt nix mir zu tun weil die Wellenlängen größer sind als dein Kopf und die Ortung über die Laufzeitunterschiede funktioniert. Bei höheren Frequenzen kann das Gehör nicht mehr nach Laufzeit unterscheiden und richtet sich nach den amplituden. Ein 5khz Ton von links ist links auf dem Ohr eben lauter als auf rechten. Bei 300 hz von links merkt das rechte Ohr einfach das es der Ton später ankommt.

 

[Resonanz]

Hm, ich lasse mich ja auch gerne noch eines besseren belehren.

Es ist verblüffend wie wenig man im Internet über die Lokalisation von tiefen Frequenzen findet.

Wenn meine Aussage von 300-400 Hz angezweifelt wird, ab welcher Frequenz kann man tiefe Töne dann nicht mehr lokalisieren? Und warum? Schließlich erzeugen auch die tiefsten Töne Laufzeitunterschiede an den Ohren.



Die Laufzeitunterschiede der HRTF-Simulationen konnte ich leider nicht messen. Die würden mich noch sehr interessieren.

 

[Krusty]

Also 80hz kann ich lokalisieren.

 

[Resonanz]

Also 80hz kann ich lokalisieren.

Wo und unter welchen Bedingungen?

Sowas müsste man in schalltoten Räumen mit Profi-Equipment ermitteln.

 

[Krusty]

Wenn ich meinen sub bei 80hz trenne muss er in der Mitte stehen. Gut natürlich hört er da nach obenhin nicht bei 80hz auf.

 

[Resonanz]

Wenn ich meinen sub bei 80hz trenne muss er in der Mitte stehen. Gut natürlich hört er da nach obenhin nicht bei 80hz auf.

Genau, und das ist nur einer von vielen Punkten

Argumente wie: "Ich kann meinen Sub jederzeit lokalisieren" muss man sehr kritisch sehen. Um die eigene Lokalisationsfähigkeit ermitteln zu können muss man wirklich in einen schalltoten Raum. Und da lokalisierst du mit einem High End Subwoofer einen 80 Hz Sinus bestimmt nicht mehr.


Die Frage nach der Laufzeitdifferenz finde ich aber durchaus sehr interessant. Wo liegen da die Grenzen des Wahrnehmbaren?

 

[BlackSnail]

Hallo,

Wo und unter welchen Bedingungen?

Sowas müsste man in schalltoten Räumen mit Profi-Equipment ermitteln.

Wieso das? Nimm dir einen Sinusgenerator und dann pan das Signal nach links oder rechts bei der gewünschten Frequenz. Hab eben den Test gemacht und bis 70Hz kann ich das Signal lokalisieren. Darunter wird es immer schwammiger und ich würde mir nicht zutrauen in einem Mix eine 45Hz Schallquelle orten zu können.

 

[Resonanz]

Du hast aber keine sterilen Bedingungen. Was hast du z.B. für Monitore und welchen Klirrfaktor haben diese bei der entsprechenden Frequenz und der entsprechenden Lautstärke?

 

[BlackSnail]

Gesamtklirrfaktor < 0,5 % bei 95 dB SPL in 1 m für > 100Hz .

Im Allgemeinen ist es ja auch richtig dass tiefe Frequenzen immer schwerer zu orten sind und die Idee sowas für Kopfhörer zu simulieren ist super, aber sowas hier

Bei den Grafiken kann man auch sehr gut erkennen, dass man Frequenzen unter 300-400 Hz nicht orten kann.

ist halt nicht richtig. Das kann jeder, wie bereits erwähnt, selber testen.


Was ich zudem noch seltsam finde ist, dass im dritten Bild Pan_MitteHEar.jpg die Korrelationen keinen Strich ergeben wie bei den beiden ersten Programmen. Bei echten Monitoren würden dies bedeuten dass die Fertigungsmodelle die selbe Signalquelle nicht Phasengleich wiedergeben. Je nachdem wie stark man das hört wäre dies ein Grund die Monitore wieder zurück zu schicken, da eine Beurteilung der Stereobasis so sehr schwer wird. Eigentlich bei allen Monitoren mittlerer Preisklasse die ich hören durfte war die Stereomitte immer 'ein Strich'. Die Fertigung ist da sehr gut geworden.
Möglicherweise ist das auch ein Grund warum diese Simulation besser klingt, da solche Phasendifferenzen auch beliebt bei PlugIns sind, die psychoakustische Effekte ausnutzen um die Stereowahrnehmung zu verändern. Z.b. diese ganzen Expander usw.

Vielen Dank übrigens... ich kannte diese Art von Programm bisher nicht und habe auch noch keines selbst getestet, finde aber die Idee sehr spannend

 

[Resonanz]

Vielleicht habe ich mich mit den 300-400 Hz auch zu weit aus dem Fenster gelehnt, aber zumindest die 300 Hz sind mir schon in der Fachliteratur begegnet. Die Grafik hat das halt untermauert. Das dabei die Laufzeitunterschiede nicht zu sehen sind habe ich unter den Tisch fallen lassen. Wollte es ja auch nicht gleich zu kompliziert machen

Was ich zudem noch seltsam finde ist, dass im dritten Bild Pan_MitteHEar.jpg die Korrelationen keinen Strich ergeben wie bei den beiden ersten Programmen.

HEar basiert auf Impulsantworten, die beiden anderen Tools basieren auf Algorithmen, sind also nur näherungsweise.

Eigentlich bei allen Monitoren mittlerer Preisklasse die ich hören durfte war die Stereomitte immer 'ein Strich'

Die eingesetzten Monitore waren sicher Profiwerkzeuge mit einer perfekten Stereomitte. Die abgebildeten Grafiken zeigen ja das Signal an nachdem es durch die HRTF-Tools gejagt wurde. Schon kleine Abweichungen beim Messaufbau des Kunstkopfes und der Lautsprecher führt da sicher zu Ungleichheiten. Das Problem kennen die Tools auf Algorithmusbasis natürlich nicht. Der Höreindruck leidet darunter aber nicht.

 

[echoRausch]

Vielleicht habe ich mich mit den 300-400 Hz auch zu weit aus dem Fenster gelehnt, aber
zumindest die 300 Hz sind mir schon in der Fachliteratur begegnet.

300 Hz sind defintiv zu hoch angesetzt. Der Sinuston-Generator ist das Tool der Wahl, da brauchts keinen schalltoten Raum.

Ansonsten halte ich die HRTF-Sache ja für ein naja... - wenn's dir was bringt, rischtisch geil.

Wenn du andere auf den Geschmack bringen kannst, auch rischtisch geil.



Ich seh das Ganze skeptisch und halte es für ziemlichen Schabernack. Was aber nicht ausschließt, es nicht vielleicht doch mal auszuprobieren. Bin zumindest neugierig. Vielleicht ändere ich dann meine Meinung.

 

[Resonanz]

Ich seh das Ganze skeptisch und halte es für ziemlichen Schabernack. Was aber nicht ausschließt, es nicht vielleicht doch mal auszuprobieren. Bin zumindest neugierig. Vielleicht ändere ich dann meine Meinung.

Wenn du HEar mal testen willst, dann kannst du noch etwas warten. Die aktuelle Version scheint fehlerhaft zu sein. Ich musste mein System heute neu aufsetzen und HEar hat plötzlich eine HRTF nicht mehr gefunden. Zum Glück lag die letzte Version noch auf meiner Platte.