Seminararbeit Arbeitstechniken SS 2008

Wahrnehmung angenehmer Klängeund Optimierungsmethoden in der Musik

Dimitri BlatnerBachelor Informatik

1. Semester

Prüfer:Dipl.-Paed. Lars Kilian

Abgabetermin:17.10.08

Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung 1 1.1 Einführung.......................................................................................1 1.2 Eigene Motivation........................................................................... 1

2 Hauptteil 2 2.1 Die Grundlage: Das Gehör..............................................................2

2.1.1 Außenohr...................................................................................22.1.2 Mittelohr.....................................................................................32.1.3 Innenohr.................................................................................... 5

2.2 Psychologische Aspekte: Auditive Wahrnehmung.......................... 62.2.1 Töne und Geräusche.................................................................72.2.2 Klangfarbe.................................................................................72.2.3 Wahrnehmung auditiver Muster................................................ 7

2.3 Erstellen von Musik.........................................................................82.3.1 Geeignete Software...................................................................82.3.2 Audioquellen..............................................................................82.3.3 Klangoptimierung anhand eines Beispiels I.............................. 92.3.4 Klangoptimierung anhand eines Beispiels II............................10

3 Schluss 12

4 Literatur- und Quellenverzeichnis 13

5 Eidesstattliche Erklärung 14

6 Anhang 15

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1 Einleitung

1.1 EinführungWo man auch hinhört: überall sind Klänge. Seien sie von den redseligen Nach-barn, einer Musikquelle oder einem Gegenstand, der gerade ein Geräuschmacht. Dieses Geräusch „klingt“ möglicherweise „hohl“ und „dumpf“ oder aber„scharf“ und „aggressiv“. Diese Worte beschreiben die Sinneswahrnehmung ver-schiedener Klänge und geben dem eigentlichen Ursprung – dem Klang – einenCharakter. Tatsächlich nimmt jeder Mensch Tag für Tag wahr, wie irgendwelcheGegenstände oder Vorgänge Laute von sich geben: Fahrzeuge, Geschirr, Gewit-ter, Musik-Instrumente, Tiere, Radio,...usw. Solche Geräusche und Klänge sindim Leben allgegenwärtig und daher fallen sie meist auch nicht besonders odernur unbewusst auf. Doch sie umgeben uns ständig und geben uns eine Reso-nanz ihres Befindens – z.B. in welchem Zustand oder Position sie sich befinden.

Neben Visuellem haben auch Klänge eine immer größere Bedeutung, nicht nurweil man sie von Natur aus wahrnehmen kann. Sie können uns zu verstehen ge-ben oder die Möglichkeit zu agieren – beispielsweise bei der Bedienungtechnischer Geräte, der Spracherkennung von Sicherheitssystemen oder Klang-analysen für Opernsäle. Bei letzterem Beispiel achtet man genau auf dieOptimierung der Raumakustik, damit die Klänge möglichst frei von Verzerrungsind und so als angenehm empfunden werden. Das subjektive Empfinden bzw.Wahrnehmen akustischer Signale steht hier im Vordergrund.

Auch die Musik ist ein großes Thema rund um die Klänge. Musik kann verschie-dene Reaktionen auslösen: sie kann Aggressionen verursachen, zurEntspannung oder Müdigkeit führen, oder gar die Reaktionsfähigkeit steigern. EinLied aus dem Radio hört sich ganz anders an, als wenn es aus der Stereo-An-lage erklingt. Und das gleiche Lied hört sich vor der Abmischung in einemTonstudio anders an, als fertig auf der CD. Doch was macht einen Klang über-haupt angenehm anzuhören? Und wie kann man Klänge – vorzugsweise in derMusik – so gestalten, dass sie als solche angenehm wirken?

In dieser Arbeit sollen diese Fragen unter dem Aspekt der Musik beleuchtet undanhand eines Musikbeispiels erläutert werden.

1.2 Eigene MotivationDer eigentliche Grund für dieses Arbeitsthema ist mein großes Interesse an derMusik, dem Komponieren oder Arrangieren eigener Lieder und jeglichen Stilrich-tungen und Formen der Musikerzeugung. Durch meine eigenen musikalischenKenntnisse am Klavier und einem Praktikum in einem Tonstudio, sowie der Teil-nahme an einem Jazz-Workshop, wird dieses Interesse gestärkt.

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2 Hauptteil

2.1 Die Grundlage: Das Gehör„Phänomene der Umwelt werden als Sinnesreize in den Sinnesorganen in Erregungsensorischer Nerven umgewandelt, die im Zentralnervensystem integriert und auf imeinzelnen[!] nicht bekanntem Weg in Empfindungen umgewandelt (transformiert)werden. Im menschlichen Bewußtsein kann aus Empfindungen im Zusammenhang mitErfahrungen und Denken eine Wahrnehmung werden.“ 1

Um zu verstehen, was einen für Menschen hörbaren Klang ausmacht, ist eswichtig zu verstehen wie der Mensch akustische Signale wahrnimmt, bzw. „hört“und welche Klänge überhaupt wahrnehmbar, bzw. hörbar sind. Dazu soll im Fol-genden das gesunde menschliche Gehör betrachtet und erklärt werden.

Das Ohr besteht nicht nur aus der Komponente, die für das eigentliche Hörenverantwortlich ist, dem Hörorgan selbst, sondern zusätzlich aus dem Lage- bzw.Gleichgewichtsorgan und dem Bewegungssinnesorgan.2 Da letztere nicht direktfür die akustische Signalverarbeitung verantwortlich sind, betrachten wir nur dasHörorgan bestehend aus Außenohr, Mittelohr und Innenohr.

„Der Weg des Schalls:

1. Ohrmuschel 2. Gehörgang 3. Trommelfell 4. Gehörknöchelchen 5. Hörschnecke 6.Hörnerv“ 3

2.1.1 AußenohrDas Außenohr, das aus der Ohrmuschel und dem äußeren Gehörgang besteht,erstreckt sich bis zum Trommelfell. Während das Außenohr kaum Bedeutung fürdas Hörvermögen an sich hat4, so ist es jedoch anhand der Form der Hörmu-schel und des Gehörgangs maßgeblich an der Klangqualität beteiligt. Die Formder Ohrmuschel dient zwar - im Gegensatz zu Ohrmuscheln bei Tieren wie Hun-den - nur bedingt als „Hörtrichter“, jedoch verstärkt sie Schallfrequenzen - 2500bis 5000 Hz - durch Eigenresonanz der Ohrmuschel. Tatsächlich sind das diewichtigsten Frequenzen, für die das Gehör die höchste Empfindlichkeit hat bzw.für die es die höchste Schmerzschwelle besitzt.5

Der Gehörgang ist von elastischem Knorpel umgeben und bei Erwachsenenmeist 3 bis 3,5cm lang – bei Kindern nur wenige Millimeter – und überträgt denSchall zum Trommelfell. Darüber hinaus schützen die im Gehörgang gebildetenSubstanzen – unter anderem der sog. „Ohrschmalz“ - und innerhalb des Gehör-gangs befindlichen Härchen vor Schmutzpartikeln und Krankheitserregern. Da erhinsichtlich von akustischen Signalen nur zum Transport des Schalls dient, wird

1 Mörike, 1991, S.14-12 Vgl. Mörike, 1991, S.14-223 Wiki, [1]4 Vgl. Mörike, 1991, S.14-295 Vgl. Web, [1]

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hier nicht näher darauf eingegangen. Bei zu hoher Verschmutzung des Gehör-gangs kann jedoch das Hörvermögen beeinträchtigt werden.6

2.1.2 Mittelohr

„Abb. 14/16: Ohr. (Übersichtsschema).a – Trommelfell, b – Gehörknöchel, c – Trommelfellspanner, d – Tube

(EUSTACHIsche Röhre).“ 7

Das Trommelfell gehört zum Mittelohr und grenzt dieses vom Außenohr ab. Es isteine dünne Membran, die durch den Schall in Schwingung versetzt wird und da-durch den Schall an das Gehörknöchelchen weitergibt. Dabei kann nur etwa 75%der Fläche des Trommelfells Schall aufnehmen.8 Das Gehörknöchelchen ist wieein Mechanismus – bestehend aus Hammer, Amboss und Steigbügel – und ver-bindet das Außenohr mit dem Innenohr. Die vom Trommelfell übergebenenImpulse werden durch das Gehörknöchelchen verstärkt, um die Innenohrflüssig-keit – die mehrere tausend mal träger ist als Luft – in Bewegung zu bringen.9 DasMittelohr ist luftgefüllt und mittels der Ohrtrompete (Eustachischen Röhre) mitdem Nasenrachenraum verbunden. Das bewirkt im Allgemeinen, dass der Luft-druck durch Druckausgleich – z.B. beim Schlucken – zu beiden Seiten desTrommelfells gleich groß ist.10

Im Allgemeinen bedeutet dies, dass das menschliche Gehör – durch die be-grenzte Aufnahmefläche des Trommelfells – bestimmte Spektren von Schall-frequenzen besser aufnehmen kann als andere und zudem – bedingt durch dieLuft, die Trommelfell und Gehörknöchelchen umgibt – bestimmte Frequenzenbesser als andere verarbeiten kann. In Luft werden Frequenzen um 1 bis 3kHzvom Mittelohr optimal an das Innenohr übertragen, bei tiefen oder hohen Fre-quenzen wirkt dieser Mechanismus jedoch deutlich weniger, darum hat derMensch einen beschränkten Hörfrequenzbereich.11

6 Vgl. Web, [1] und Mörike, 1991, S.14-297 Mörike, 1991, S.14-238 Vgl. Wiki, [2]9 Vgl. Mörike, 1991, S.14-3010 Vgl. Web, [2]11 Vgl. Wiki, [3] und Mörike, 1991, S.14-31

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„Der Hörbereich (Hörzone) des menschlichen Ohrs reicht von etwa 16 Hertz bismaximal 20.000 Hertz im Alter von 2 bis 5 Jahren, wobei im Alter das Hörvermögen fürhohe Frequenzen nachlässt.“ 12

„Das menschliche Ohr ist im Stande, Frequenzunterschiede von nur 3 Hz [imFrequenzbereich um 1 kHz] zu detektieren; […]“ 13

Im Folgenden wird eine Abbildung gezeigt, die die Sensibilität des menschlichenGehörs für verschiedene Frequenzen aufzeigt, zusätzlich mit zunehmendemSchalldruck und Vergleichsmarken aus dem alltäglichen Umfeld. Der Haupt-sprachbereich ist als eingekreiste Fläche markiert.

„Abb. 14/28: Beziehung von Schalldruckpegel (in dB), Schalldruck (in Pa) und Lautstärke (in Phon) bei einerNormalperson, […]. Man erkennt, daß die Hörschwelle bei dieser Person bei 2000Hz den Wert 0 dB erreicht, daßbeim Wert von etwa 140 dB die Schmerzschwelle erreicht wird, und daß […] der Hauptsprachbereich, gerade die

Frequenzen betrifft, für die der Mensch die höchste Empfindlichkeit, d.h. Niedrigste Hörschwelle hat. [...]“ 14

Die Abbildung stützt die Behauptung, dass Frequenzen im Bereich von 1 bis 3kHz besonders gut zu hören sind. Je tiefer die Frequenz ist, desto mehr Schall-druck ist nötig um den Ton überhaupt wahrzunehmen. Dies gilt auch für höhereFrequenzen ab 5 kHz. Außerdem geht hervor, dass das Gehör für höherfre-quente Töne sensibler ist, was später noch einmal anhand der Störempfindlich-keit aufgegriffen wird.

Dies spielt insofern eine Rolle, dass bei der Generierung von Klängen bzw. beideren Optimierung – beispielsweise bei der Abmischung von Musik – die Eigen-schaften des Gehörs berücksichtigt werden müssen, um möglichst alleFrequenzen gleichmäßig hörbar zu machen. Bei der Komprimierung von Audio-Dateien, z.B. mit dem MP3-Format, werden diese Erkenntnisse angewandt, in-dem nicht hörbare und deshalb nicht benötigte Frequenzen abgeschnittenwerden.

12 Wiki, [1]13 Wiki, [4]14 Mörike, 1991, S.14-36

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2.1.3 InnenohrDas Innenohr besteht aus der Gehörschnecke und dem Labyrinth (oder Bogen-gänge), das als Gleichgewichtsorgan dient. Letzteres dient nicht zur Verarbeitungvon Hörreizen. Die Schnecke ist mit einer – im Vergleich zu Luft – viel trägerenFlüssigkeit gefüllt. Diese Flüssigkeit wird durch Impulse vom Steigbügel in Bewe-gung gesetzt. Die Funktion der Schnecke besteht darin, den vom Mittelohrübertragenen Schalldruck mittels Reizimpulsen an das Nervensystem im Gehirnweiterzuleiten. Diese Impulse „wandern“ mit der Innenohr-flüssigkeit durch dieSchnecke, deswegen wird auch von „Wanderwelle“ gesprochen.15

Dabei registrieren feine Härchen entlang des sog. CORTIschen Organs innerhalbdes Innenohrs die Frequenz und unterteilt diese in sog. Frequenzgruppen. Im Be-reich bis 500 Hz sind diese Gruppen ca. 100 Hz „breit“ und oberhalb von 500Hzsind sie als „kleine Terz“ zu unterscheiden (drei Halbtöne). Die hohen Eigenfre-quenzen der verschiedenen Membranen im Innenohr – auf die nicht näher einge-gangen wird – führen dazu, dass gerade höherfrequente Töne stärker bzw. lauterempfunden werden.16 Dadurch werden höherfrequente Töne auch schneller alsstörend empfunden.

Folgende Abbildung macht dies deutlich:

„Maskierungeffekt[!] als Indiz für das Erregungsverhalten des Innenohres“ 17

Die Abbildung zeigt zudem, dass die Anwesenheit eines Störsignals von 1 kHzdie Wahrnehmung tiefer Frequenzen kaum betrifft, hohe jedoch erheblich stört.

Diese Erkenntnisse sind für die Bearbeitung von Audio-Dateien und die Raum-akustik sehr wichtig, da man weiß wie das Klangspektrum aussehen muss, umnicht störend zu wirken. Hohe Frequenzen sollten nicht zu laut sein, da sie sonstandere hohe Frequenzen übertönen, was zu einem unbalancierten Klang führt.Dagegen sollten tiefere Frequenzen lauter sein, da sie sonst schlecht gehört wer-den. Bei Audio-Kompression werden zusätzlich Frequenzen abgeschnitten, dievon anderen „übertönt“ werden.

15 Vgl. Mörike, 1991, S.14-32 und Wiki, [4]16 Vgl. Wiki, [4]17 Wiki, [4]

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2.1.4 RichtungshörenWeitestgehend wird die Position einer Schallquelle beim menschlichen Gehördurch einen Zeitunterschied des ankommenden Schalls in beiden Ohren be-stimmt. Schall breitet sich in verschiedenem Material mit verschiedener Ge-schwindigkeit aus. Durch den Wegunterschied beider Ohren ist es möglich, dassder Schall mit einem Zeitunterschied von wenigen Mikrosekunden in beiden Oh-ren ankommt. Dadurch findet automatisch eine Positionsbestimmung im Gehirnstatt. Kommt das Signal in beiden Ohren gleichzeitig an, so liegt die Tonquelle„[...] vorne oder hinten in der Mittellinie des Kopfes“ 18. Anders als bei Tieren ist derkleinste unterscheidbare Winkel zum Lokalisieren der Schallquelle etwa 8,4°.Zum Vergleich: Bei Hunden ist es etwa 2,5°, bei Katzen etwa 1,5°.

Das Bestimmen der Entfernung hängt mit der Lautstärke und der „Klangfarbe“des Schalls zusammen. Dasselbe Geräusch hört sich aus der Entfernung viel-fach leiser an, als aus der direkten Nähe und höhere Frequenzen werden mit derEntfernung stärker gedämpft als tiefere (Bsp.: Detonation einer Bombe aus derEntfernung – es werden hauptsächlich tiefe Frequenzen wahrgenommen). Jenach Winkel des einfallenden Schalls in die Ohrmuschel und je nach Resonanzdes Schalls an nahe gelegenen Gegenständen verändert sich der wahrgenom-mene Schall.19

„Bei höheren Frequenzen spielt die schalldämpfende Wirkung des Schädels für dieRichtungslokalisation eine zusätzliche Rolle.“ 18

Anwendung finden diese Erkenntnisse beispielsweise beim sog. SurroundSound, bei dem Geräusche und Klänge mittels geeigneter Soundmodulationräumlich positioniert werden. So wird ein deutlich realistischeres Klangerlebnis inKinos oder bei der Musikwiedergabe von Orchesterwerken erzielt.

Auch der „Stereo-Sound“, der zwei Klangkanäle besitzt – für das linke und rechteOhr – bedient sich der gleichen Methode, kann die Instrumente jedoch nur auf ei-ner zur Kopfrichtung waagrechten Ebene positionieren. Neue Technologien, wiesie bei der Computer-Soundkarte „Creative X-Fi“ eingesetzt werden, simulierenmit speziellen Klangmodulationen selbst bei Stereo-Aufnahmen zusätzlich einendreidimensionalen Klang.

2.2 Psychologische Aspekte: Auditive WahrnehmungAngesichts der umfangreichen wissenschaftlichen Teilgebiete für auditive Wahr-nehmung – wie der Psychoakustik, Psychophysik und Biologie – wird hier nur aufdie subjektive Wahrnehmung von Klängen und auditiven Mustern mit demSchwerpunkt auf der Musik eingegangen.

18 Mörike, 1991, S.14-4119 Vgl. Wiki, [5] und Mörike, 1991, S.14-41

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2.2.1 Töne und GeräuscheZunächst unterscheidet der Mensch zwischen Tönen und Geräuschen. Ein an-kommender Schall wird als Ton identifiziert, wenn Druckschwankungen derSchallwelle um ihren Druckmittelpunkt die Form einer Sinusschwingung hat. Er-geben die Druckschwankungen eine undefinierbare Kurve, so identifiziert manden Schall als Geräusch. Ein Instrument erzeugt beim Spielen einer Note keinenreinen Sinuston, sondern eine Reihe von Sinusschwingungen, die als Summevon Grund- und Oberschwingungen einen Klang bilden.20 D.h. subjektiv ist jedereinzeln gehörte „Ton“ eines Instruments ist in Wirklichkeit eine ganze Ansamm-lung von Schwingungen mit einer bestimmten Frequenz. Die Frequenz derSchwingungen bestimmt dabei die Tonhöhe der gespielten Note.

Im Folgenden wird mit „Ton“ ein Klang gemeint anstelle einer reinen sinusförmi-gen Schwingung.

2.2.2 KlangfarbeFür die sog. „Klangfarbe“ sind die Ausprägungen der verschiedenen Oberschwin-gungen und deren Anzahl verantwortlich. Gibt es viele Oberschwingungen, ist derKlang „hart“ und „scharf“ und klingt „rein“. Je stärker diese Oberschwingungenausgeprägt sind, d.h. je deutlicher sie sind, desto „weicher“ und ausgeglichenerist der Klang.21 Die Klangfarbe beschreibt subjektiv den „Charakter“ eines Klan-ges, indem sie ihn mit sinnbildlichen Adjektiven assoziiert.

2.2.3 Wahrnehmung auditiver MusterWie auch bei der visuellen Wahrnehmung ist es bei der auditiven Wahrnehmungmöglich Muster zu erkennen und gehörte Elemente zu gruppieren. Werden bei-spielsweise Töne mit ähnlicher Klangfarbe gehört, stammen sie womöglich vonder gleichen Tonquelle. Haben Töne eine ähnliche Frequenz, so gehören sie wo-möglich auch zusammen.22

In der Musik bedeuten solche Gruppierungsprinzipien, dass wir eine Melodie alssolche wahrnehmen und damit nicht nur Einzeltöne verbinden. Selbst wenn meh-rere Melodien polyphon (gleichzeitig übereinander) erklingen, sind wir imstandediese herauszuhören. Dies setzt voraus, dass die Töne innerhalb einer Melodienicht zu stark voneinander abweichen und die gleiche Klangfarbe besitzen. Hierkommen wir zu einem Prinzip, das in der Musik sehr geläufig ist. Damit eine Me-lodie einprägsam ist, sollte sie von einfacher Struktur sein und die enthaltenenTöne sollten nicht all zu hohe Frequenzunterschiede haben. Dies ist häufig einKriterium für die Beliebtheit der Musik.

Verschiedene Instrumentenklänge werden auch gruppiert, sodass wir Instru-mente unterscheiden können und nicht nur einen vermischten Schall wahr-nehmen.

20 Vgl. Mörike, 1991, S.14-3521 Vgl. Web, [3], „Die Klangfarbe“22 Vgl. Deutsch, 1994, S.342

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2.3 Erstellen von MusikBeim Erstellen von Musik geht es zwar hauptsächlich um die Kreativität und das„Können“ des Künstlers, jedoch lässt sich ohne geeignetes Wissen kein guterKlang erzeugen. Natürlich sollte als Basis ein gut klingendes Instrument verwen-det werden. Live-Auftritte werden hier vernachlässigt, da der einmal gespielteKlang nicht bearbeitet werden kann, es sei denn er wird mitgeschnitten bzw. digi-talisiert.

Im Folgenden sollen einige Arten von Software und Klangquellen vorgestellt wer-den. Dabei wird auf die Brauchbarkeit solcher Quellen eingegangen. An-schließend wird anhand der zuvor gewonnenen Erkenntnisse eine Klangoptimie-rung von Audio-Aufnahmen demonstriert.

2.3.1 Geeignete SoftwarePrinzipiell gibt es heute keine Standard-Software für Audio-Bearbeitung, da dieProgramme mittlerweile einen sehr ähnlichen Funktionsumfang haben ( abgese-hen von günstiger Einsteiger-Software). Gleichzeitig bieten sie die Unterstützungfür hoch qualitative Audio-Aufnahmen, z.B. einer Abtastfrequenz23 mit 192 kHzund einer Bit-Tiefe24 von 24 Bit – zum Vergleich liegt „CD-Qualität“ bei 16 Bit und44,1 kHz. Die Programme unterscheiden sich hauptsächlich in der Bedienungund der Art und Weise wie Audio-Signale synchronisiert werden und wie schnellund effizient großen Datenmengen abgearbeitet werden, daher steht es frei wel-che Software jeder für sich verwendet.

Im kommerziellen Bereich finden sich Programme wie: Reason, ProTools, Able-ton, Cubase, Logic, Cakewalk Sonar, Nuendo...

All diese Programme bieten Werkzeuge zum zeitlichen Anordnen von Audio- oderMIDI-Regionen in verschiedenen Spuren (Sequenzer), sowie zum Verändern vonLautstärke und Positionierung eines Klanges im Raum (Mixer), außerdem natür-lich Werkzeuge zum Bearbeiten der jeweiligen Audio-/MIDI-Regionen.

2.3.2 Audioquellen der SoftwareSchallquellen lassen sich auf mehrere Arten in den Software-Programmen ver-wenden:

- Es wird von einem echten Instrument bzw. einer Klangquelle aufgenommen,dann liegt eine Audio-Datei vor.

Die Qualität dieser Dateien hängt unter anderem von der Aufnahmequalität desverwendeten Mikrofons und der verwendeten Soundkarte im Computer ab. Au-dio-Dateien wirken authentischer.

23 Englisch: „Sample Rate“ - aktualisiert das Audio-Signal mit der angegebenen Frequenz, d.h. je höher dieser Wert, desto genauer wird ein Audio-Signal wiedergegeben und desto besser die Qualität.

24 Englisch: „Bit-Depth“ - verwendete Anzahl Bits für die Stärke des Audio-Signals. Mit 16 Bit lassen sich 65.536Werte darstellen, mit 24 Bit schon über 16,7 Millionen.

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- Der Klang wird synthetisiert, d.h. per Modulation von Schwingungen künstlicherzeugt („MIDI-Sounds“).

MIDI25-Dateien haben ein bestimmtes Datenformat für Signalverarbeitung. Dabeiwerden Sounds meist auf der Hardware implementiert. In der MIDI-Datei stehendann Angaben, zu welcher Zeit - welches Instrument - welche Note - mit welcherLautstärke und Modulation - in welcher Geschwindigkeit gespielt wird. MIDI-So-unds haben jedoch einen charakteristisch synthetischen Klang und könnendeshalb im Allgemeinen nicht an den Klang echter Instrumente herankommen.

Die heutige Technik ist soweit fortgeschritten, dass sie die Präzision der MIDI-Verarbeitung mit einem hoch qualitativen Klang von echten Instrumenten verbin-det. Diese nennen sich Audio-Instrumente. Hierbei wird jede Note einesInstruments in all seinen Facetten in Audio-Dateien aufgenommen. Diese Notenwerden per MIDI angesteuert. Die aufgenommenen Klänge werden so bearbeitet,dass sie den echten Instrumenten möglichst nahe kommen. Solche Audio-Instru-mente werden meist schon fertig eingespielt verkauft und können in die bereitserwähnte Software eingebunden werden.

Damit lässt sich mithilfe einer elektronischen Klaviatur26, die mittels geeignetemMIDI-Anschluss mit dem Computer verbunden ist, jedes beliebige Instrument an-steuern bzw. spielen – vorausgesetzt es ist vorher aufgenommen worden.

2.3.3 Klangoptimierung anhand eines Beispiels IIm Folgenden wird ein kurzes Lied in stereo27 eingespielt und es dann klanglichverbessert werden. Diesen Prozess nennt man auch Mastering. Für einen au-thentischen Klang werden Audio-Instrumente verwendet. Anhand derEigenschaften der Wahrnehmung von Klängen werden nur Instrumente einge-setzt die, sie in ihrer Klangfarbe deutlich unterscheiden. Denn mehrereInstrumente können möglicherweise den gleichen Ton spielen und deswegen –frequenzbedingt – nicht exakt unterschieden bzw. vom Gehör nicht richtig grup-piert werden. In der Melodie wird darauf geachtet, dass aufeinander folgendeTöne keine zu große Frequenzabweichung haben, um vom Gehör besser alsMuster erkannt zu werden.

Das Tonbeispiel 1 zeigt den Grundrhythmus. Ein Piano und ein Saxophon fürdie mitteltönigen Frequenzen, wobei das Saxophon, welches die Melodie spielt,eine völlig andere Klangfarbe besitzt und dadurch gut vom Piano unterschiedenwerden kann. Für die tieferen Frequenzen wird ein Kontrabass verwendet. Hö-here Frequenzen erzeugt eine Trompete. Für den Rhythmus ist ein Schlagzeugverantwortlich. Die Instrumente wurden noch nicht bearbeitet und nicht räumlichauf die Stereo-Kanäle verteilt.

25 MIDI: „Musical Instrument Digital Interface“.26 Auch „Master-Keyboard“ genannt.27 Zwei Kanäle von Audio – einen linken und einen rechten Kanal

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Abb. 1: links – Ansicht im Sequenzer, rechts – Wellenform der dazugehörigen Audiodatei

Man stellt fest, dass die Mittelfrequenzen vom Piano dominiert werden, dadurchrückt das Saxophon in den Hintergrund. Den Bass nimmt man nur sehr leisewahr28. Die Trompete ist zu laut und stört die Frequenzen der anderen Instru-mente. Das Schlagzeug hört man sehr deutlich, da es mit seinen Geräuschenanders wahrgenommen wird und sehr laut ist, jedoch ist die Lautstärke im Ver-hältnis zu den anderen Spuren zu laut.

Klanglich ist dieses Tonbeispiel sehr unausgeglichen. In einem Versuch diesenKlang zu optimieren, wird nun das Piano leiser gemacht und im Raum mehr nachlinks positioniert. Dagegen wird die Lautstärke des Saxophons erhöht und diesesim Raum etwas nach rechts positioniert, damit sich dessen Mittelfrequenzen sichnicht mit denen des Pianos vermischen. Der kaum hörbare Bass wird in seinerLautstärke stark erhöht, sodass er die Hörschwelle des Gehörs weit genug über-schreitet, damit man ihn deutlich hört. Da er das einzige Instrument mit tiefenFrequenzen ist, wird er räumlich in der Mitte positioniert, um in beiden Kanälengut hörbar zu sein. Die Lautstärke der Trompete wird stark reduziert, damit sienicht so schnell an die Störgrenze für das Gehör herankommt.

Im Tonbeispiel 2 hört man einen klaren Unterschied. Sowohl Piano als auch dasSaxophon sind deutlich zu hören und besser zu unterscheiden. Der Bass bildeteinen angenehmen Hintergrund und die Trompete ist nicht ganz so prägnant undstört das Klangbild nicht mehr. Subjektiv lässt sich ein balancierterer Klang fest-stellen. Die verwendeten Instrumente klingen deutlicher und lassen sich an jederStelle heraushören.

2.3.4 Klangoptimierung anhand eines Beispiels IIAls nächstes wird nun die Klangoptimierung an einer Audio-Datei durchgeführt,die eine sehr schlechte Qualität aufweist und ein permanentes Hintergrundrau-schen besitzt. Im unbearbeiteten Tonbeispiel 3 ist ein Herzschlag zu hören.

28 Um die Aussagen anhand des Tonbeispiels nachzuvollziehen, sollte man nicht zu kleine Lautsprecher verwenden. Jekleiner die Lautsprecher sind, desto weniger kann man tiefe Frequenzen wahrnehmen.

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Um diesen Klang zu Optimieren werden folgende Schritte angewandt: Zuerstwird die Lautstärke stark erhöht, denn das vorliegende Tonbeispiel ist sehr leise.Nun wird das Hintergrundrauschen herausgefiltert – dies sollte mit den meistenAudio-Bearbeitungs-Programmen möglich sein. Dazu wird eine Passage desRauschens ausgewählt und automatisch von dem Audio-Programm analysiertund gefiltert. Anschließend werden mit einem Equalizer29 die tiefen Grundschwin-gungen verstärkt, sowie hohe Schwingungen gedämpft, damit das „Kratz“-Geräusch der Audio-Datei verschwindet. Zuletzt wird noch ein Hall hinzugefügt,damit die Herzschläge langsam ausklingen anstatt abrupt abzubrechen.

Das Tonbeispiel 4 ist die fertig bearbeitete Audio-Datei. Das Hintergrundrau-schen ist entfernt und der Herzschlag ist von der Klangfarbe her „weich“ und„massiv“.

29 Ein Frequenzfilter, der die Lautstärke von Frequenzen verändern kann.

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3 Schluss

In dieser Arbeit wurden Funktionsweisen des menschlichen Gehörs veranschau-licht, analysiert und erklärt, sowie einige psychoakustische Aspekte aufgegriffen.Die so gewonnenen Erkenntnisse über Eigenschaften des Gehörs helfen geradein der Musik – einem großen Thema rund um Klänge – bei der Optimierung derMusikstücke.

Es gibt bereits einfache Methoden einen Klang so zu verändern, dass er ange-nehmer empfunden wird. Lautstärken- und Frequenzanpassungen helfen eingrößeres Frequenzspektrum des menschlichen Gehörs abzudecken und so einbreiteres Klangbild zu erzeugen.

Um also beim Hörer einen positiven Eindruck zu vermitteln, ist es wichtig zu wis-sen, wie sich ein Klang anhören sollte, damit er angenehm wahrgenommen wird.Die dazu zur Verfügung gestellten Mittel seitens der Software sind heutzutagemehr als ausreichend, um mit wenigen Handgriffen hochqualitative Klänge zu er-zeugen.

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4 Literatur- und Quellenverzeichnis

Deutsch [1994] Deutsch, Diana (1994), „Die Wahrnehmung auditiver Muster“, in: Prinz,Wolfgang [Hrsg.], „Enzyklopädie der Psychologie: Themenbereich C, Theorie und Forschung: Serie 2 Kognition; Band 1 Wahrnehmung“, Göttingen; Hogrefe – Verlag für Psychologie, S.339-386

Mörike [1991] Mörike, Klaus D. [Begr.] (1991), „Biologie des Menschen“, 13. Auflage,Heidelberg; Quelle & Meyer

Web [1] G-Netz, das Gesundheitsnetzwerk [Hrsg.] (Stand: 12.10.2008), „Anatomie :: Der Mensch : Sinnesorgane : Gehörsinn“,URL: http://www.g-netz.de/Der_Mensch/sinnesorgane/gehoersinn.shtml, Abgerufen: 12.10.2008, (WebCite®-URL: http://www.webcitation.org/5bWAwpaHx)

Web [2] G-Netz, das Gesundheitsnetzwerk [Hrsg.] (Stand: 12.10.2008), „Anatomie :: Der Mensch : Sinnesorgane : Gehörsinn : Mittelohr“,URL: http://www.g-netz.de/Der_Mensch/sinnesorgane/mittelohr.shtml, Abgerufen: 12.10.2008, (WebCite®-URL: http://www.webcitation.org/5bXGki56m)

Web [3] Kremer, Martina (Stand: 12.10.2008), „Ars Auditus“,URL: http://www.dasp.uni-wuppertal.de/ars_auditus/Abgerufen: 12.10.2008

Wiki [1] Wikipedia, Die freie Enzyklopädie [Hrsg.] (Stand: 30.09.2008), „Ohr“,URL: http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Ohr&oldid=51317690,Abgerufen: 12.10.2008

Wiki [2] Wikipedia, Die freie Enzyklopädie [Hrsg.] (Stand: 28.08.2008), „Trommelfell“,URL: http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Trommelfell&oldid=50081923,Abgerufen: 12.10.2008

Wiki [3] Wikipedia, Die freie Enzyklopädie [Hrsg.] (Stand: 23.09.2008), „Mittelohr“,URL: http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Mittelohr&oldid=51059478,Abgerufen: 12.10.2008

Wiki [4] Wikipedia, Die freie Enzyklopädie [Hrsg.] (Stand: 07.10.2008), „Innenohr“,URL: http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Innenohr&oldid=51582852,Abgerufen: 12.10.2008

Wiki [5] Wikipedia, Die freie Enzyklopädie [Hrsg.] (Stand: 26.08.2008), „Lokalisation (Akustik)“,URL: http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Lokalisation_(Akustik)&oldid=50007822,Abgerufen: 12.10.2008

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5 Eidesstattliche Erklärung

Ich versichere hiermit, dass ich die vorliegende Seminararbeit mit dem Thema„Wahrnehmung angenehmer Klänge und Optimierungsmethoden in der Musik“selbstständig verfasst und keine anderen als die angegebenen Hilfsmittel benutzthabe. Die Stellen, die anderen Werken dem Wortlaut oder dem Sinn nach ent-nommen wurden, habe ich durch die Angabe der Quelle, auch der benutztenSekundärliteratur, als Entlehnung kenntlich gemacht.

Freinsheim, den 17.10.2008 Dimitri Blatner

(Ort, Datum) (Unterschrift)

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6 Anhang

- CD mit Tonbeispielen:

Tonbeispiel 1: Liedausschnitt ohne Bearbeitung

Tonbeispiel 2: Liedausschnitt mit Bearbeitung (Positionierung, Lautstärke-

nanpassung)

Tonbeispiel 3: Audio-Aufnahme ohne Bearbeitung

Tonbeispiel 4: Audio-Aufnahme mit Bearbeitung (Rauschfilterung, Laut-

stärkenanpassung, Hall-Effekt)