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aus KINOTECHNIK Heft 1 - Januar Berlin 1938 - von Johann-Georg Helmbold

(Mitteilung aus dem Institut für Schwingungsforschung an der Technischen Hochschule Berlin)

Die Hörsamkeit eines Raumes kann von zwei Gesichtspunkten aus betrachtet werden, nämlich einmal von der geometrischen Raumakustik aus, welche sich mit dem Verlauf der Schallstrahlen im Raum, mit ihren Rückwürfen, mit etwaiger Schallkonzentration und mit Echo-Erscheinungen befaßt.

Der andere Gesichtspunkt ist die statistische Raumakustik, die an einem oder mehreren Punkten des Raumes den zeitlichen Verlauf der Schallenergie bei verschiedenen Tonfrequenzen verfolgt.

In der vorliegenden Arbeit soll die Akustik der Wiedergaberäume nur vom zweiten Gesichtspunkt aus betrachtet werden.
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Wesentlich für einen Raum ist die Nachhallzeit, d. h. diejenige Zeit, in der die Schallenergie infolge einer allmählichen Absorption durch die begrenzenden Wände, die Zuhörerschaft usw. abklingt. Die Schallschluckung ist für verschiedene Frequenzen verschieden groß, so daß auch die Dauer des Nachhalles frequenzabhängig wird.

Durch verschiedene Ausstattung unterscheiden sich also verschiedene Räume hinsichtlich der Frequenzabhängigkeit und der absoluten Größe der Nachhallzeit.

Zum Vergleich verschiedener Räume ist es deshalb günstig, zwischen der relativen und der absoluten Nachhallzeit zu unterscheiden. Die absolute Nachhallzeit ist definiert durch die Zeit in Sekunden, innerhalb welcher die Schallenergie auf den 10-ten Teil sinkt (Schallstärkepegel sinkt um 60 db).

Die relative Nachhallzeit gibt das Verhältnis der Nachhallzeiten für beliebige Frequenzen zu der für eine Normalfrequenz an. Als Normalfrequenz sind 512 Hz und auch 1000 Hz gebräuchlich. Vielfach wird die absolute Nachhallzeit nur für die Normalfrequenz angegeben, was zur Charakterisierung eines Raumes aber nicht hinreicht.

Welche Bedeutung der Nachhall für die Wiedergabe von Musik und Sprache hat, wird jedem kritischen Beobachter bewußt, wenn er in einem zu sehr hallenden Tonfilmtheater die ineinander verschwimmenden Laute der Sprache zu verstehen sich bemüht, oder wenn er in einem für hohe Frequenzen zu stark gedämpften Raume die Trockenheit und fehlende Brillanz der Musik empfindet. So entstand die Frage nach dem günstigsten Verlauf der relativen Nachhallzeit in Abhängigkeit von der Frequenz und nach der günstigsten absoluten Größe.

Es sind darüber mehrere Angaben im Schrifttum gemacht worden, von denen die von MacNair *1) zuerst physiologisch begründet wurde. MacNair geht von der Annahme aus, daß es als angenehm empfunden wird, wenn die subjektive Lautstärke aller Töne in gleichem Maße abnimmt, d. h. wenn gleichlaut empfundene Töne verschiedener Frequenzen in gleicher Zeit nach dem Abschalten der Tonquelle die Hörschwelle erreichen.

*1) Walter A. MacNair, Optimum Reverberation Time for Auditoriums. Acoust. Soc- Am. 1930, S. 242

Er erhält unter der Voraussetzung, daß alle Tonhöhen gleiche Schallenergie haben, durch eine entsprechende Auswertung der Kurven gleicher Lautstärke eine Kurve der relativen Nachhallzeiten (Bild 1). Die Kurve hat von 800 Hz bis 4000 Hz konstante Werte und steigt zu tiefen und auch zu hohen Frequenzen etwas an.

Auf Grund von Gutachten von Klangkritikern geben S. K. Wolf und C. C. Potwin *2) einen Kurvenverlauf (Bild 1) an, der aus der Beurteilung von Tonfilmtheatern entstanden ist und der musikalisch besonders günstig sein soll.

*2) S. K. Wolf and C- C. Potwin, Recent Advances in the Acoustical Design of Motion Picture Theatres. J. Soc. Mot. Pict. Eng. 27 (1936), S. 386

Die Kurve deckt sich im wesentlichen mit der Kurve von MacNair von tiefen Frequenzen an bis herauf zu 4000 Hz. In dem Bereich darüber sinkt sie jedoch ab, was praktisch sowieso der Fall ist, während die theoretische Kurve von MacNair ansteigt.

Für die günstigste Größe der absoluten Nachhallzeit gibt S. K. Wolf *2) ebenfalls eine Kurve an (Bild 2), die in Abhängigkeit vom Rauminhalt die Nachhallzeit bei 512 Hz darstellt. Auch diese Kurve ist aus Messungen in Räumen mit guter Hörsamkeit gewonnen worden.

Im Vordergrund steht die Forderung, Sprache mühelos zu verstehen. Die Sprache des Films ist aber unsere natürliche Sprache, in natürlicher Geschwindigkeit gesprochen, im Unterschied zur Theatersprache, in der manche Vokale, Konsonanten und Silben überbetont werden und die auch meist langsamer gesprochen wird.

Demgegenüber tritt die Forderung, die menschliche Stimme solle ohne Verstärkung den ganzen Raum erfüllen, in den Hintergrund, denn Bühnendarbietungen im Tonfilmtheater sind in Deutschland selten; übrigens ließen sich auch hierfür Verstärker verwenden.

Weiterhin besteht der Wunsch, jeden Schall mit einem solchen Nachhall behaftet zu hören, wie er der im Bild gezeigten Umgebung entspricht, damit die akustisch-optische Illusion vollständig wird.

Ist es aber möglich, in einem hallenden Raum ein Gespräch naturgetreu wiederzugeben, das in freier Landschaft gesprochen wurde? Ein schalltoter Wiedergaberaum wäre daher am besten geeignet, die vom Film gestellten Forderungen bezüglich Akustik zu erfüllen.

Für einen schallgedämpften Raum gilt jedoch das im freien Raum geltende Gesetz der Schallausbreitung, wonach die Energie mit dem Quadrat der Entfernung vom Schallsender abnimmt. Der Raumschall, der sonst in einem normal gedämpften Raum schon in geringem Abstande von der Schallquelle den direkten Schall überwiegt und in weiterer Entfernung hauptsächlich wahrgenommen wird, fällt fort.

Eine ausreichende Lautstärke könnte in einem toten Raum an den hintersten Plätzen nur dann erzielt werden, wenn der Schallsender eine entsprechend größere Leistung abstrahlen würde. Damit entsteht die Gefahr der akustischen Überlastung der vorderen Reihen, wenn nicht Lautsprecheranordnungen mit starker, dem Raum angepaßter Richtwirkung verwendet werden.

Die Grenze, bis zu der herab ein Wiedergaberaum größerer Ausmaße gedämpft werden kann, ist also auch vom Einbau der Lautsprecher abhängig.

Die heute verwendeten Anlagen gestatten nicht ohne weiteres, einen großen Raum schalltot zu machen, ohne die vorderen Reihen zu überlasten. Das gilt besonders für schmale, tiefe Räume. Es ist deshalb notwendig, einen Kompromiß zu schließen und dem Wiedergaberaum eine gewisse kleine Nachhallzeit zu geben.

Es entsteht die Frage, wie die jetzt benutzten Theater aussehen. Bekanntlich sind die meisten Wiedergaberäume für Stummfilm gebaut worden, und als es sich herausstellte, daß sie für Tonfilm zu sehr hallten, wurden sie gedämpft. Dazu benutzte man anfangs aus wirtschaftlichen Gründen "Velvet", der in geringem Abstande von der Wand gespannt wurde.

In neuerer Zeit werden auch andere Wandbekleidungen verwendet, die nach akustischen Gesichtspunkten ausgesucht sind und die nicht nur hauptsächlich die hohen Frequenzen schlucken. Eine Einheitlichkeit der Akustik liegt heute jedenfalls nicht vor, und so sind die vor kurzem in einer Anzahl von Berliner Kinotheatern durchgeführten raumakustischen Messungen von Bedeutung.

Die benutzte Meßeinrichtung bestand in einem nahezu ungerichteten Kondensatormikrophon mit Vorverstärker, von dem aus ein Mikrophonkabel zu der außerhalb des untersuchten Raumes befindlichen Verstärker-, Sieb- und Registriereinrichtung führte.

Es wurden zwei Siebe verwendet, nämlich ein Oktavsieb und ein bereits von E. Meyer und V. Jordan *3) für Nachhallmessungen benutztes Brückenfilter mit nahezu konstanter Lochbreite in jedem Durchlaßbereich. Das wenig selektive Oktavsieb wurde zur Ausschaltung störender Geräusche verwendet, wenn Messungen mit Heultönen ausgeführt wurden.

*3) E. Meyer und V. Jordan, Nachhallzeiten von Konzerträumen und Schallschluckung van Zuhörerschaft. Elektr. Nachrichtentechn. 1935, H. 7. Vgl. auch v. Braunmühl, Kinotechnik 19 (1937), S. 314

Das andere Sieb diente dagegen dazu, aus Musik, Geräuschen und Sprache einen kleinen Frequenzbereich für die Messung herauszufiltern. Die Schallenergie wurde mit dem Neumannschen Pegelschreiber registriert.

Die Tonfilmtheater wurden in der Regel leer, z. T. mit Publikum besetzt untersucht. Als Tongeber diente bei den Leermessungen stets das vorhandene Lautsprecheraggregat, wobei der Nachhall erzeugt wurde durch Abschalten von
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• 1. Filmmusik,
• 2. Heultönen, die
  2a) von Frequenzschallplatten
  2b) von einem Überlagerungssummer mit Heulzusatz geliefert wurden.

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Am günstigsten erwies sich das Verfahren 2 b, das überall angewendet wurde, wo Anschlüsse für Plattenton oder Rundfunkübertragung vorhanden waren.
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Ursprünglich bestand die Absicht, für Messungen in mit Publikum besetzten Theatern den Tonfilm selbst zu benutzen. Der Schall des Tonfilms zeigte sich jedoch als unbrauchbar, weil er einerseits zu arm an geeigneten akustischen Effekten (nach großer Lautstärke plötzliches Abbrechen) und andererseits durch die Aufnahme bereits künstlich mit Nachhall versehen ist. Der Nachhall des Films bringt für die Messung der Nachhallzeit der Theater große Ungenauigkeiten.

Für Messungen mit Publikum ließen sich also nur Bühnendarbietungen verwenden, und auch diese Darbietungen erwiesen sich als häufig sehr wenig geeignet. Denn Unterhaltungsmusik, Schlager und Chansons haben sehr selten große Dynamik und noch seltener Pausen nach einem Fortissimo.
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Günstig war ein gut gesprochener Vortrag, der aber nur Meßwerte im mittleren Frequenzbereich ergab. In einem Falle konnten in einem besetzten Theater Heultöne gegeben werden, die übrigens vom Publikum mit großer Heiterkeit aufgenommen wurden. Bild 3 zeigt zwei Beispiele von Nachhallvorgängen, die mit dem Pegelschreiber aufgezeichnet worden sind.

Aus der ganzen Untersuchungsreihe sind als Beispiele in Bild 4-6 die Kurven der Nachhallzeit von fünf Tonfilmtheatern gezeigt, die die Variationsbreite der akustischen Verhältnisse zeigen. Sie sprechen für die Notwendigkeit, auf ein akustisches Einheitstheater hinzuarbeiten; denn nur, wenn die Bedingungen feststehen, unter denen der Film wiedergegeben werden soll, können richtige Tonaufnahme und damit höhere Vollendung der Klangübertragung erreicht werden.
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