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Der Konzertsaall im Auto dank Symphoria
So ist es gedacht: Intelligent und mit nicht allzu hohem Hardware-Aufwand die klanglichen Dimensionen eines Konzertsaals in die Fahrgastzelle des Autos bringen. Der Name der Fraunhofer Entwicklung: Symphoria (Foto: Fraunhofer IIS)

Fraunhofer Symphoria: 3D-Klang vom MP3-Erfinder

Intelligente 3D-Soundsysteme werden in Zukunft auch im Auto und in Virtual-Reality-Welten den Ton angeben. LowBeats Autor Julian Sommer war bei den MP3-Erfindern vom Fraunhofer Institut IIS, um sich einen Eindruck von deren neuestem Akustik-Coup zu verschaffen: dem 3D-Soundkonzept Symphoria.

Die rotzfrechen Helden der Neuen Deutschen Welle bewiesen Anfang der 80er Jahre teils erstaunlich viel Weitblick: Markus prophezeite „Spaß“ bei Spritpreisen von „3 Mark 10“, Extrabreit legten ihrem zweiten Album mit 3D-Cover eine 3D-Brille bei – und die Band Rheingold besang berauscht „Dreiklangsdimensionen“.

Eine Akkord-Hommage, die heute verbal abgewandelt als „3D-Klangdimensionen“ die Ohren umschwirrt. Seit einiger Zeit auch im Auto. Und neuerdings sogar ohne einer Armada an aufwändiger Lautsprecherplatzierungen, sondern durch den Einsatz intelligenter Software wie beispielsweise Symphoria, entwickelt vom Fraunhofer Institut IIS.

Die Erlanger entwickelten einst maßgeblich den Mp3-Standard mit, den rund 1000 Unternehmen weltweit lizenziert haben und der in acht Milliarden Endgeräten für den guten Ton sorgt. „Als der wichtigste AAC- und MP3-Erfinder liefert Fraunhofer nicht nur den Codec-Code, sondern das Know-how für Audiosysteme und eine profunde Erfahrung“, lobt Google. Und Audi schwärmt geradezu vom neuen Symphoria: „Der 3D-Klang schafft ein Sounderlebnis, das es im Auto zuvor noch nicht gab.“

Die IIS-Wissenschaftler um Oliver Hellmuth dirigieren mit ihrer 3D-Software auch im Cockpit der neuen Mercedes-E-Klasse. Die Hardware dazu liefern renommierte HiFi-Marken wie Bang & Olufsen.

Das Besondere: Symphoria kann die originalen räumlichen Klangeigenschaften der Audioaufnahme aus dem Signal herauslösen. Herzstück dafür ist die semantische Analyse, also das „Verstehen“ der Anteile im Musiksignal.

So werden Informationen über Direktschall, frühe Reflexionen und Nachhall aus dem Audiosignal gewonnen.“ Um den Klang zu optimieren, setzen die Spezialisten vor allem auch auf reales Hören – was übrigens auch für die Abordnungen der Automobilfirmen gilt, die in den diversen Fahrzeugen in Erlangen Wohlklängen lauschen.

Tonmeisterin Julia Havenstein hat dabei einen besonderen Job zu erledigen: Sie optimiert zusätzlich zu den intelligenten Algorithmen den Klang für jeden Fahrzeugtyp durch eine präzise Abstimmung zentraler Parameter.

Im Live-Klangcheck eines Audi A8 weitet sich so die von jedem Sitzplatz individuell gestaltete Bühne cinemascopeartig aus, und dank Symphoria hebt sich das Klanggeschehen sogar, sodass Akteure wie beispielsweise die Berliner Philharmoniker mit Stings Solostimme atemberaubend plastisch, zum Greifen nah wirken.

Das Schöne: „Symphoria ist sehr flexibel, was die Kombination mit zur Verfügung stehender Hardware angeht“, so Oliver Hellmuth. Sprich: Egal ob Radio, mp3 oder CD – die Qualität ist unabhängig von der Art der Audioquelle. Alles nur Illusion? Ja. Aber eine realistische.

Fraunhofer-Mastermind Oliver Hellmuth
Fraunhofer-Mastermind Oliver Hellmuth hat das Projekt Symphoria schon weit vorangetrieben (Foto: Fraunhofer IIS)

Die Idee des dreidimensionalen Klangs ist bereits über 30 Jahre alt und hat ihre Wurzeln an der Technischen Universität Delft.

Vor allem Cineasten wird der Brand „Dolby“ ein Begriff sein. Die Amerikaner stellen seit Jahrzehnten vor allem in riesige Kino-Kathedralen imposanten Mehrkanalklang.

Doch die Erlanger wachsen dank ihrer Innovationen und vielen Patente immer mehr zu einem respektablen Konkurrenten. Denn dank intelligenter Software lässt sich auch zunehmend Hardware wie vielzählige Lautsprecherchassis sparen.

Ein neuer Megamarkt tut sich in den nächsten Jahren im Bereich Virtual Reality auf, auch beim „VR“-3D-Sound: Die VR-Sehbrillen arbeiten mit Kopfhörern, denen baubedingt Informationen von Reflektionen wie in echten Räumen fehlen.

Der Audioinhalt gelangt fast direkt ans Trommelfell. Mittels intelligenter „binauraler“ Signalverarbeitung klingt „Cingo“ wie ein „echter“ Lautsprecher – beeindruckend: Selbst bei Kopfbewegungen „wandert“ der realistische dreidimensionale Klangeindruck mit und liefert den surroundigen Soundtrack für das 3D-VR-Erlebnis.

Ein weiteres marktreifes System wird „EVS“ sein, ein Kommunikationscodec, der für „Voice over LTE-Dienste entwickelt wurde und Telefonate in FULL-HD Voice Audioqualität erlaubt. Das System ist zudem vielseitig, dank seiner weiten Spanne an Bitraten, angefangen bei 5,9kbit/s bis hin zu 128 kbit/s.

3D ist jedoch nicht nur in der virtuellen Welt ein Thema. Auch künftige TV-Standards werden 3D-Sound unterstützen. Und Soundbars können Klanggeschehen in verschiedene Stellen eines Raums „beamen“.

Überdies werden Zuschauer künftig den Audiomix eines TV-Programms an ihre persönlichen Vorlieben anpassen können. „Zum Beispiel könnte bei einem Sportereignis zwischen verschiedenen Kommentatoren ausgewählt oder die Fangesänge der bevorzugten Mannschaft lauter gestellt werden“, so Hellmuth. Ermöglichen wird dies eine objektbasierte Audiocodierung wie die „Fraunhofer MPEG-H Audio“.

Damit schaffen die Wissenschaftler die Basis für margenträchtige neue Useranwendungen. Innovoative Features wie Premium-3D-Soundsysteme werden immer relevanter bei Kaufentscheidungen im Automotive-Bereich.

Das steigert auch die Takerates bei aufpreispflichtigen Optionen. Und grundsätzlich gilt für Oliver Hellmuth: „Erst durch die Audiocodecs werden zum Beispiel die Geschäftsmodelle von Streamingdiensten, Online-Musikhandel, digitalem TV und Radio und Virtual-Reality-Anwendungen überhaupt möglich.“

Symphoria-Messungen im Audi
Hunderte von Messungen im Auto waren nötig, um das Symphoria-Verfahren wasserdicht zu machen (Foto: Fraunhofer IIS)

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