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Publikationsdatum
21. Dezember 2000
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Seit dem Ende der Quadrofonie ist Dolby im Surround-Sound-Markt mit dabei. Das erste analoge Verfahren für die Kinos hiess "Dolby Stereo". Es hielt als "Dolby Surround" in die Wohnzimmer Einzug. Mit dem Aufkommen der Digitaltechnik entwickelte Dolby ihr Audio-Coding (AC) Verfahren. In der Version 3 ist es als AC-3 beziehungsweise Dolby Digital 1991 mit "Star Trek VI" in drei Kinos ausgetestet, 1992 mit "Batman Returns" offiziell in den Kinos und anschliessend auch in der Heimanwendung eingeführt worden.

DD - von mono bis 6-Kanal

Der Modis von Dolby Digital wird auf der DVD-Hülle mit einem Icon symbolisiert.
Der Modis von Dolby Digital wird auf der DVD-Hülle mit einem Icon symbolisiert.
Neben einem verbesserten Frequenzgang zeichnet sich die digitale Variante gegenüber dem analogen Dolby Surround vor allem dadurch aus, dass es fünf diskrete Kanäle hat. Neben den drei vorderen Kanälen links, Mitte und rechts sind auch die Surrounds für links und rechts getrennt. Damit sind nicht nur akustische Bewegungen von vorn nach hinten möglich, sondern auch diagonal und hinten von links nach rechts. Der akustische Raum wird auf 360° präziser abgebildet. Die fünf Kanäle übertragen den gesamten Frequenzbereich bis 20 kHz. Hinzu kommt ein sechster Kanal, der Low Frequency Effects (LFE), der nur den unteren Teil des Spektrums überträgt und deshalb als ".1"-Kanal bezeichnet wird. Insgesamt sind es somit 5.1 Kanäle.

Seit 1995 fristete Dolby Digital auf der Laserdisc ein Schattendasein für einige wenige Heimkino-Enthusiasten (auf der analogen Videokassette kann es nicht abgespeichert werden.) Mit dem Aufkommen der DVD kam der grosse Durchbruch. Dabei glänzt Dolby Digital nicht nur als Filmton-Variante für zu Hause, sondern zeigt auch mit den Musik-DVDs von Denon auf DVD-Video seine Fähigkeiten für eine homogene Raumwiedergabe bei Musikaufnahmen.

Dolby Digital ist jedoch nicht ein fixes Tonformat mit 5.1 Kanälen. Die Kanalzahl reicht von 1 (mono) bis 6 (5.1). Das bedeutet, dass nicht jede mit Dolby Digital bezeichnete DVD auch einen Mehrkanalton aufweist. Ältere Filme mit Monoton beispielsweise können auch in AC-3 codiert sein, also Dolby Digital enthalten. Die abgespeicherte Variante ist auf der DVD-Hülle durch ein Piktogramm bezeichnet.

Dolby Digital 5.1

Der digitale Datenstrom wird vom Decoder in die 6 Kanäle aufgeteilt.Der digitale Datenstrom wird vom Decoder in die 6 Kanäle aufgeteilt.
Die fünf Hauptkanäle (links, Center, rechts, Surround links, Surround rechts) geben den gesamten Frequenzbereich wieder. Zwischen 20 Hz und 20 kHz beträgt die Abweichung maximal 0,5 dB; die –3 dB-Punkte liegen bei 3 Hz und 20,3 kHz. Um die damit gebotenen Möglichkeiten voll ausschöpfen zu können, ist für jeden Kanal eine Vollbereichsbox oder ein Satelliten/Subwoofer-System nötig. Für ein homogenes Klangbild ideal sind fünf identische Vollbereichsboxen. Der LFE-Kanal (Low Frequency Effects) ist der sechste Kanal, der je nach Programmaterial mehr oder weniger tieffrequente Klangeffekte enthält. Er ist auf einen Frequenzumfang von 3 Hz bis 121 Hz (-3 dB) ausgelegt. Er ist damit nicht ein vollwertiger Kanal und wird mit ".1" bezeichnet.

Dolby Digital unterstützt das Einrichten und Einpegeln des Heimkinotones mit dem Bassmanagment, dem Time-Alignment und der Pegeljustierung. Das Bassmanagment erlaubt, die auf allen Kanälen vorhandenen tieffrequenten Signalanteile auf einzelne Kanäle umzuleiten. Dies hilft in Installationen, wo nicht alle Boxen den vollen Frequenzumfang übertragen. So kann etwa der Bassbereich der Surrounds auf die Frontlautsprecher umgeleitet werden, wenn hinten kleine Regalboxen zum Einsatz gelangen.

Mit dem Time-Alignment wird durch eine einstellbare Zeitverzögerung jede Box virtuell an die richtige Position verschoben. Bei Dolby Digital ist der Ton so abgemischt, dass er richtig wiedergegeben wird, wenn der Schall aus allen Boxen gleichzeitig am Hörplatz eintrifft. Wegen unterschiedlichen Distanzen in den meisten realen Hörräumen muss diese Gleichzeitigkeit durch Verzögerung der Signale aus den näher stehenden Lautsprechern (meist sind es die Surrounds) erreicht werden. Einzelne Decoder erlauben auch, die Verzögerung für den Center-Kanal separat einzustellen. Der Wert der Verzögerung wird aus dem Distanzunterschied der Boxen mit Hilfe einer Tabelle oder direkt durch Eingabe der Distanzen in den Decoder bestimmt.

Für die Einpegelung der einzelnen Lautsprecher zueinander und für die Gesamtlautstärke ist der Dolby Digital-Decoder mit einem Rauschgenerator ausgestattet. Er schaltet das Rauschsignal von einem Lautsprecher zum anderen fort. Dadurch ist auch eine Feinjustierung der Aufstellung möglich. Die Beurteilung der Lautstärke geschieht gehörmässig oder mit einem einfachen Schallpegelmesser.

AC-3

Die 5.1-Kanal-Mischung des Filmstudios wird mit AC-3 in den Bitstrom codiert.
Die 5.1-Kanal-Mischung des Filmstudios wird mit AC-3 in den Bitstrom codiert.
Dolby Digital verarbeitet die Audiodaten nach dem "Audio Coding" genannten Verfahren AC-3. Es ist eine psychoakustische Codierung, die auf die mehrkanalige Wiedergabe ausgelegt ist. Jeder Kanal wird in 256 Bänder unterschiedlicher Breite unterteilt. Die Lage und Breite der Bänder ist auf die Frequenzselektivität des menschlichen Ohres hin optimiert. Dank dieser Aufteilung kann auch das Codierungsrauschen so gefiltert werden, dass es frequenzmässig nahe bei den übertragenen Audianteilen bleibt und dadurch weniger hörbar wird. Dort wo keine Signale das Codierungsrauschen maskieren können, wird es stark reduziert. Dies soll dazu beitragen, die Klangqualität des Originals subjektiv zu erhalten. Dieser Teil der Codierung ist im wesentlichen eine sehr selektive und leistungsfähige Rauschunterdrückung.

Zusätzlich werden bei AC-3 die einzelnen Bits innerhalb der Frequenzbänder nach Bedarf entsprechend dem Spektrum oder der dynamischen Struktur des Programmes verteilt. Das verwendete Modell der Hörmaskierung erlaubt es dem Coder, die Frequenzselektivität und die zeitliche Auflösung zu ändern und so sicherzustellen, dass eine genügende Zahl an Bits verwendet wird, um das Audiosignal zu beschreiben. AC-3 entscheidet auch, wie die Bits auf die verschiedenen Kanäle aufgeteilt werden. So erhalten etwa Kanäle mit einem umfangreichen Frequenzgehalt mehr Daten zugeordnet als schwach belegte Kanäle.

Dolby Digital unterstützt Samplingraten von 32, 44,1 und 48 kHz. Datenraten reichen von 32 kb/s für einen einzelnen Monokanal bis zu maximal 640 kb/s. Dolby hat keine Pläne, dieses Maximum zu erhöhen. Bei Filmen beträgt die Datenrate 320 kb/s für 5.1 Kanäle (eine Zahl, die vom beschränkten Platz auf dem 35 mm-Film herrührt). Consumer-Geräten kennen unterschiedliche Raten, etwa 192 kb/s für Stereo-Audio oder 448 kb/s für die DVD.

Im AC-3-Datenstrom enthalten ist auch die Information für den "Mitternachts-Modus" bei der Wiedergabe, das heisst die Kompressionsrate des Audiosignals für die Funktion "Dynamic Range Control" wird vom Tonproduzenten festgelegt. Einzelne Decoder erlauben, diese Kompression zu 50%, 75% oder ganz zuzuschalten, während sie bei anderen lediglich ein- und ausgeschaltet werden kann.

Zusammenfassung

Der Datenstrom ist so gekennzeichnet, dass der Decoder das richtige Tonformat ausgibt.
Der Datenstrom ist so gekennzeichnet, dass der Decoder das richtige Tonformat ausgibt.
Dolby Digital ist ein digitales Tonverfahren für Musik, Heimkino und Fernsehübertragung mit den Varianten Mono, Stereo, Dolby Surround, und Dolby Digital 5.1. Über einen zusätzlichen Surround-Kanal (gegenüber 5.1) verfügt Dolby Digital Surround EX. Dieser ist auf die beiden Surround-Kanäle matriziert. Das neue Format hielt mit "Star Wars – Episode I" in den Kinos Einzug. In der Consumer Electronics kommt es als THX-EX in Ultra zertifizierten Geräten zum Einsatz.

Im Datenstrom von Dolby Digital wird die Information, um welches Tonformat es sich handelt, mit übertragen und damit der Decoder gesteuert.

Dolby Digital benötigt einen eigenen Decoder, der im DVD-Spieler, in einem separaten Gerät oder im Verstärker/Receiver eingebaut sein kann. Für die Ausgabe des Analogtones enthalten die DVD-Spieler einen eingebauten 2-Kanal Dolby Digital-Decoder.

Dolby Digital ist– zusammen mit PCM – das bedeutendste Tonformat auf der DVD. In NTSC-Ländern muss entweder PCM-Ton oder Dolby Digital auf einer DVD sein, in PAL-Ländern muss die DVD mindestens eine der drei Varianten PCM, Dolby Digital oder MPEG-2 vorweisen.

Für die Wiedergabe von Surround-Sound über nur zwei Lautsprecher hat Dolby ein "Virtual Surround" entwickelt. Es decodiert das Dolby Surround- oder Dolby Digital-Signal und kreiert daraus über einen Prozessor ein Signal, das stärker in den Raum greift als die Stereowiedergabe. Voraussetzung für einen Raumeindruck ist dabei die genaue Hörposition ähnlich wie bei Stereo. Virtual Surround kommt also am ehesten dann zum Einsatz, wenn nur eine Person vor dem Wiedergabegerät sitzt, sei dies ein Fernseher oder der Computer. Zum Teil sind derartige virtuelle Surround-Verfahren anderer Hersteller von Dolby genehmigt.

weitere Informationen unter http://www.dolby.com.