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Sony 360VME - 360° Virtual Mixing Environment: Sensationelle Kopfhörer-Virtualisierung für Atmos & Co. fürs Tonstudio (Foto: Sony)
Sony 360VME – 360° Virtual Mixing Environment: Sensationelle Kopfhörer-Virtualisierung für Atmos & Co. fürs Tonstudio (Foto: Sony)

Sony 360VME – Das Tonstudio realistisch im Kopfhörer

Wieder einmal waren die Mastering Studio München (kurz MSM) Schauplatz einer hochspannenden Demonstration. In diesem Fall von Sony. Die Japaner zeigten hier das Sony 360VME Ton-Verfahren, das nicht nur das Arbeiten im Tonstudio und vor allem außerhalb eines Studios revolutionieren könnte.

Der Name sagt schon alles: Sony 360VME steht für Sony 360 Grad Virtual Mixing Environment. Es geht also hierbei (noch) um die Nachbildung eines Tonstudios in all seinen Dimensionen inklusive der Lautsprecher im Kopfhörer. Die Idee ist nicht neu, sie wird aber immer relevanter. Sony will mit seinem 360VME teure Zeit im physischen Studio sparen.  So soll per Kopfhörer der selbe Höreindruck wie im Studio mit seiner Akustik inklusive der Lautsprecher erzeugt werden – und zwar mit allen Kanälen von Stereo bis Dolby Atmos. Das würde dann im Heimstudio genauso funktionieren wie im Büro oder notfalls im Hotel oder im Tourbus

Wie aber bekommt man die Charakteristik echter Lautsprecher, die in realer akustischer Umgebung spielen, in den Kopfhörer, und zwar so, dass die Wiedergabe wirklich echt klingt? Je nach Kopfhörer und Kopf/Ohr-Physiognomie klingen bisherige Verfahren (wie sie diverse Hersteller anbieten) oder vorgerenderte Disks oder Streams höchstens passabel. Und dass auch nur, wenn die eigene Gehörmimik dem Durchschnitt der Menschheit entspricht. Mein eigener Dickschädel beispielsweise ist für diese Verfahren nicht geeignet: Die Abbildung klebt immer nahe der Schädeldecke. Wie echte Lautsprecher klingt das nicht…

Einfache Hardware-Lösung:

Wir hatten vor einiger Zeit einen JVC XP-EXT1 Exofield Theater Kopfhörer im Test, der mit eigenem Prozessor und Kopfhörer mit integrierten Messmikrofonen einen Schritt weitergeht. Hier wird zumindest die Ohrmuschel des Hörers akustisch vermessen und dann das Processing angepasst. Dieser JVC-Weg klingt besser und realistischer als die pauschalen Verfahren von Apple, Dolby & CO. Aber die emulierten Lautsprecher sind eben pauschalisiert.

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JVC XP-EXT1 Exofield Theater (Foto: R. Vogt)
JVC XP-EXT1 Exofield Theater: spielt alles von Stereo bis DTS:X und Dolby Atmos (Foto: R. Vogt)
JVC XP-EXT1 Exofield Theater (Foto: R. Vogt)
Links neben dem „R“ unter dem Stoff erkennt man das Messmikro, das am Eingang des Gehörgangs die Außenohrfunktion erfasst (Foto: R. Vogt)
JVC XP-EXT1 Exofield Theater (Foto: R. Vogt)
JVC XP-EXT1 Exofield Theater: Per App eingemessen kann man ein virtuelles 7.1.4-Kanal-Kino hören (Foto: R. Vogt)
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Besser: Lautsprecher und Kopfhörer separat gemessen

Bereits 2010 durfte ich den Smyth Realiser A8 für die mittlerweile eingestellte stereoplay testen. Das Verfahren nutzt zwei kaskadierte mathematische Faltungen und funktionierte sehr überzeugend.

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Smyth Realiser A8 konnte bereits 2010 HRTF für acht Kanäle im Kopfhörer erstellen (Foto: R. Vogt)
Smyth Realiser A8 konnte bereits im Jahr 2010 HRTF (Head-Related Transfer Function) für acht Kanäle im Kopfhörer erstellen (Foto: R. Vogt)
Smyth Realiser Messmikrofon sitzt für die Messungen am Eingang des Gehörgangs (Foto: R. Vogt)
Das Smyth Realiser Messmikrofon sitzt für die Messungen im Eingang des Gehörgangs (Foto: R. Vogt)
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Im ersten Schritt des Smyth-Verfahrens werden die Lautsprecher im realen Raum gemessen. Dazu gibt es ein Paar Messmikrofone, die am Eingang des Gehörgangs positioniert werden. Dadurch lassen sich alle physiognomischen Eigenschaften des Schädels und der Ohr-Geometrie erfassen, inklusive der Laufzeiten von einem Ohr zum anderen.

Im zweiten Schritt wird dann, ähnlich wie bei JVCs Exofield, der Kopfhörer vermessen – immer noch mit den Messmikros im Ohr. In der Kombination klang die Abbildung, sprich die Räumlichkeit und Charakteristik schon erstaunlich authentisch. Das war so überzeugend, dass ich immer wieder die Kopfhörer abnehmen musste, um sicherzustellen, dass wirklich nicht die Lautsprecher in Betrieb waren. Einzig im Bass und bei größeren Lautstärken wurde erkennbar, dass gerade die Kopfhörer spielten. Aber Räumlichkeit und Abbildung blieben verblüffend realistisch. Das, wie gesagt, ist nun 15 Jahre her.

Sonys Ansatz: Cleveres Messmikrofon, mehr Rechenpower

Sonys Ingenieure haben das Problem für Sony 360VME noch einmal von Grund auf neu überlegt: Man müsste direkt vor dem Trommelfell messen, damit man die genaueste Abbildung der gesamten Ohr-Topografie gewinnt und noch genauer zeitlich auch die Laufzeiten zwischen linkem und rechtem Trommelfell erfasst. Doch wie bekommt man ein Messmikrofon direkt vor das Trommelfell, ohne dabei den Gehörgang zu verstopfen? Die Lösung: Eine Spirale hält die winzige Mikrofonkapsel an gewünschter Stelle in Position. Das Mikro schwebt quasi direkt vor dem Trommelfell.

Genial gelöst: Das Messmikrofon wird mit einer Spirale schwebend im Gehörgang positioniert (Foto: R. Vogt)
Genial gelöst: Das Messmikrofon wird mit einer Spirale schwebend im Gehörgang positioniert (Foto: R. Vogt)

Außen unter dem Ohr wird die zarte Drahtkonstruktion mit einem Pflaster am Kabel fixiert. Das wird im zweiten Messschritt wichtig, damit das Mikrofon beim Aufsetzen des Kopfhörers nicht verrutscht.

Vorsichtig wird das im Ohr positionierte Mikrofon mit einem Plasterklebestreifen fixiert (Foto: R. Vogt)
Vorsichtig wird das im Ohr positionierte Mikrofon mit einem Pflasterklebestreifen fixiert (Foto: R. Vogt)

Sony hat eine Software geschrieben, die sich als Plugin in die Monitor-Seite gängiger DAWs (Digital Audio Workstation) einklinkt. Hier lassen sich bis zu 16 Kanäle einmessen und anschließend im Kopfhörer virtualisieren. Wie die Kanäle verteilt sind, spielt zunächst keine Rolle. Für aufwändigere Musikproduktionen wie im Mastering Studio München sind 9.1.6 Kanäle üblich. Also drei Frontkanäle, plus 2x Front Wide, 2x seitliche plus 2x rückseitige Surrounds, drei Paare Höhenkanäle für Vorne, Mitte und Hinten sowie ein LFE per Subwoofer.

Sony 360VME Präsentation: Software während des Kalibriervorgangs (Foto: R. Vogt)
Sony 360VME Präsentation: Software während des Kalibriervorgangs (Foto: R. Vogt)

Der erste Messdurchgang gibt Rauschen und Sweeps auf sämtlichen Lautsprechern inklusive dem Subwoofer wieder. Die Mikros vor den Trommelfellen nehmen alles auf und ordnen es den verschiedenen Kanälen zu. Nun darf endlich der Kopfhörer aufgesetzt werden. Dieser wird dann ebenfalls mit den im Ohr sitzenden Mikros vermessen. Die so gewonnenen personalisierten Messsignale wandern in die Sony-Cloud zur Verarbeitung. Aus den Messungen entstehen die Faltungen für die Kopfhörerwiedergabe.

Das sind insgesamt eine Menge Daten, denn es braucht je Wiedergabekanal (beziehungsweise virtualisiertem Lautsprecher) die Faltung für beide Ohren in Kombination mit der Faltung der Kopfhörermessungen. Wir sprechen also von vier Faltungen mal 16 Kanäle. Da sind entsprechend viel Rechenpower und Speicher nötig, damit alles ohne wahrnehmbare Verzögerung wiedergegeben werden kann.

Der passende Kopfhörer: Sony MDR-MV1

Da der Kopfhörer separat mit eingemessen wird braucht es, zumindest theoretisch, keinen besonderen Kopfhörer. Für optimale Bedingungen sollte das Modell aber unbedingt so breitbandig und linear wie möglich arbeiten und großzügige dynamische Reserven bieten. Also haben die japanischen Ingenieure auch den Kopfhörer gleich mitentwickelt.

Sony MDR-MV1 heißt das Modell. Es arbeitet halboffen mit 40mm Treibern, die eine linealglatte Wiedergabe von 5Hz bis 85kHz ermöglichen – und zwar in Amplitude und Phase und daher auch bei der Gruppenlaufzeit. Das sind perfekte neutrale Bedingungen für die Virtualisierungsalgorithmen. Dazu ist er darauf ausgelegt, stundenlang ermüdungsfreies Hören zu gewährleisten. Seine Passform, (austauschbare) weiche Polster und nur 223 Gramm Gewicht sprechen dafür. Mit 100 dB/mW Empfindlichkeit bei 24 Ohm sollte er auch keinen Kopfhörerausgang vor Leistungsprobleme stellen.

Sony MDR-MV1 (Foto: R. Vogt)
Während der Demo hat er sich bestens bewährt: der Sony MDR-MV1 (Foto: R. Vogt)

Ich habe den Sony MDR-MV1eine Weile ausprobiert und finde ihn tatsächlich sehr angenehm, sowohl beim Tragen als auch im Klang. Die gezielte Neutralität kommt mir zumindest sehr entgegen, da ich viele Kopfhörer mit ihren Hauskurven (gefilterten Frequenzgängen) je nach Musik mal mehr mal weniger mag. Was mich aber immer wieder angenehm überraschte: Die geniale Basswiedergabe, die für einen Kopfhörer vielleicht sogar etwas schlank, aber ungemein präzise und körperhaft substanziell gelang. Der Kostenpunkt für den Sony MDR-MV1: faire 399 Euro.

Fazit: Der Hörtest zeigt wie nah man dem Lautsprecher kommt

Eine alte Technikerweissheit sagt: Nur gute Analyse bringt gute Synthese. In diesem Falle scheint die Messmethode mit dem scheinbar vor dem Trommelfell schwebenden Mikros und algorithmische Methodik von Sony gemeinsam mit der App und dem neu entwickelten Kopfhörer Sony MDR-MV1 gut aufzugehen. Lautsprecherwiedergabe und Virtualisierung im Kopfhörer ließen sich bei gleicher Abhörlautstärke tatsächlich nicht mehr unterscheiden. Auch schwierige Parameter an denen bisherige Verfahren scheitern wie klare Vorne/Hinten-Ortung, Auflösung sowie Verfärbungen und erst recht die Basswiedergabe meisterte der Sony 360VME quasi perfekt: Nur wenn man den Kopfhörer absetzte, merkte man was nun spielte: war die Musik weg, war es der Kopfhörer. Das galt für alle Testhörer der Demonstration deren Gehör eingemessen war.

Genial: Im Blindtest sind Kopfhörer mit 360VME und die Lautsprecher praktisch nicht zur unterscheiden? (Foto: R. Vogt)
Genial: Im Blindtest sind Kopfhörer mit 360VME und die Lautsprecher praktisch nicht zur unterscheiden (Foto: R. Vogt)

Den Vertrieb in Deutschland übernimmt SMM, deren Spezialist Michael Werner auch bei der Demonstration im MSM engagiert bei der Sache war. Wie bereits erwähnt, wird das ermittelte Hörprofil als Clouddienst zur Verfügung gestellt. Das kostet als Einzellizenz 269 Euro pro Jahr oder 169 Euro pro Halbjahr oder monatlich 39 Euro (Preise netto). Die eigentliche Playersoftware ist kostenlos. Für die Messung und Erstellung des Hörprofils sind mit 790 Euro (netto) zu rechnen, abhängig von den Reisekosten und der Zahl der Profile die dann bei einem Termin erstellt werden.

Michael Werner ist der Spezialist für Sony 360VME beim deutschen Vertrieb SMM (Foto: R. Vogt)
Michael Werner ist der Spezialist für Sony 360VME beim deutschen Vertrieb SMM (Foto: R. Vogt)

Und warum machen wir hier den Lesern Appetit, obwohl das Sony 360VME-System für Endanwender gar nicht gedacht ist? Weil es zeigt, wo die Reise hingeht. Es wird bereits mehrheitlich Musik mit dem Kopfhörer konsumiert. Trotz deutlicher Kompromisse bevorzugen zahlreiche Streaming-Hörer die Immersive-Audio Mischungen, die für die meisten Konsumenten unbemerkt mit einer mehr oder weniger passenden Virtualisierung wiedergegeben werden. Denn in 3D klingt Musik nun mal entspannter und realitätsnäher als die abstrakte In-Kopf-Ortung und unnatürlicher 100-prozentiger Kanaltrennung, die die klassische Kopfhörer-Wiedergabe von Stereoquellen erzeugt. Es kann nicht mehr lange dauern, bis man statt einer aufwändigen individuellen Messung, die die volle Präzision einer Studioproduktion benötigt zum entspannten Musik- (oder Film-) Genuss. Die Idee: mit wenigen Testsignalen sein passendes Hörprofil aus einem Katalog wählen und schon kann es losgehen.

Wer sich für das Sony 360VME interessiert und die technischen Voraussetzungen besitzt, der kann sich vertrauensvoll an den Vertrieb wenden: SMM GmbH, 089-99288997, www.smm-online.de.

Weitergehende Informationen zur Technik zeigt Sony auf der 360VME-Homepage. Das gilt auch für den neu entwickelten professionellen Kopfhörer Sony MDR-MV1.

Autor: Raphael Vogt

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Technischer Direktor bei LowBeats und einer der bekanntesten Heimkino-Experten der Republik. Sein besonderes Steckenpferd ist die perfekte Kalibrierung von Beamern.