Heimkino Know-How

(noch in Bearbeitung)

Inhaltsverzeichnis

Inhaltsverzeichnis. 1

Grundlagen. 2

Kurz und knapp zur Hardware. 9

Worauf muss ich achten beim Kauf 9

Wie schliesse ich an. 10

Boxenaufstellung. 10

Einführung

Ich werde oft gefragt:
  "Ralf, kannst Du mir mal erklären was es mit AC3 auf sich hat?"
  "Was ist der Unterschied zwischen Dolby Digital und DTS?"
  "Wie schließe ich meine Anlage an?" ...

Aus diesem Grund habe ich mich entschlossen mein Wissen hier niederzuschreiben um dem Heimkino-Anfänger ein wenig Hilfestellung zu geben.
Ich werde versuchen mich möglichst kurz zu fassen, so dass diese Know-How Sammlung als eine Art Quick-Referenz verwendet werden kann.

Zuallererst einmal stellt sich dem Anfänger immer die Frage:
Was ist eigentlich Souround?
Brauch ich jetzt mehr Lautsprecher?
Wenn ja wie viele? Welche?
Was ist jetzt anders zu Stereo?
Brauch ich neue Geräte?
und und und...

Das soll alles hier behandelt werden.

Grundlagen

Unter Surround-Sound wird i.A. die Reproduktion von Musik mit meist fünf, oft aber auch mehr Lautsprechern verstanden. Diese fünf Lautsprecher sind um den Hörer verteilt und sollen so im Vergleich zu den zwei Stereo Lautsprechern  ein räumlicheres Hören ermöglichen. 
Im allgemeinen werden wie gehabt zwei Hauptlautsprecher verwendet; mittig dazwischen ein Center-Speaker und hinter dem Zuhörer, jeweils links und rechts zwei Rear-Speakers. 
Optional wird oft noch eine extra Box für die Bass-Signale verwendet, der Subwoofer.

 

Es hat sich eine Schreibweise eingebürgert die beschreibt, wie viele verschiedene unterschiedliche Kanäle in einer Anlagenkonfiguration verwendet werden und wie sie verteilt sind:


Die Anzahl der Tonkanäle wird durch einen Punkt getrennt von der Anzahl der Subwooferkanäle

 

Beispiel:

Eine Anlage besteht aus 5 Lautsprechern und einem Subwoofer. Dann handelt es sich hier um eine 5.1 Konfiguration

Eine Anlage besteht aus 5 Lautsprechern und zwei Subwoofern, die aber das gleiche Signal verarbeiten.. Dann handelt es sich hierbei immer noch um eine 5.1 Konfiguration

Ein DVD Player gibt nur die Hauptlautsprecher und die Rears wieder. Center und Subwoofer wurden nicht extra encodiert:
4.0 Konfiguration.


Mit dem Aufbau der fünf Lautsprecher stellt sich auch gleich die Frage:
Wo kommen denn die fünf unterschiedlichen Tonsignale her? 
Man hat auf einem gewöhnlichen Datenträger wie CD, Schallplatte usw. ja nur zwei Stereo-Kanäle.
Hierfür gibt es unterschiedliche Lösungen:

Dieses System war das erste im Kino verwendete Multikanalsystem. Die Firma Dolby fand eine Technik wie man zwei zusätzliche Tonkanäle in der Stereospur eines Filmes unterbringen konnte ohne dass die beiden Stereokanäle in Mitleidenschaft gezogen werden. Hierzu bediente man sich einer Schaltung, dem sogenannten Dolby-Matrix-Encoder, der alle Signale die aus dem Center kommen sollen gleichphasig mit der gleichen Lautstärke auf die beiden Stereokanäle verteilt. Das Signal das von hinten kommen soll wird um 90° phasengedreht auf den einen Stereokanal- und dann um -90° phasengedreht auf den Anderen gegeben. Mit diesem Trick kann man auf eine normale CD, auf ein Videoband, eine Schallplatte, kurz auf jedes analoge Medium noch einmal zusätzlich zwei Kanäle unterbringen (Zwei Schwingungen sind dann „in Phase“, wenn ihre Wellentäler und Berge synchron auslenken (Genaueres hier)).


Der Matrix-Decoder Ihrer Anlage (meist im Verstärker/Receiver eingebaut)  muss dann bei der Wiedergabe der Musik nur den umgekehrten Weg gehen:
Alle gleichphasigen Frequenzanteile des Stereosignals werden auf den Center geleitet, alle die die 180° phasengedreht sind gehen auf die Rears.
Ein guter Beobachter hat jetzt wahrscheinlich schon mitbekommen, dass man auf diese Weise aber nur einen Kanal für "hinten" hat. Und das ist auch richtig so. Dolby Surround kann für die hinteren Kanäle nicht links und rechts unterscheiden. Es gibt hier nur ein "hinten". Dieses "hinten" Signal wird durch den Dolby Surround Decoder einfach auf die beiden Rear-Speaker gegeben. Diese laufen sozusagen im Mono Betrieb.

Es handelt sich hier also um eine 4.0 Konfiguration, da hinten nicht zwischen links und rechts unterschieden wird und es auch keinen extra Subwooferkanal gibt (D.h. aber nicht, dass man nicht einen Subwoofer in die Anlage einbringen kann der die tiefen Töne der Hauptlautsprecher wiedergeben kann und diese somit entlastet).

Übrigens. Der Prologic Decoder decodiert alles was ihm in die Matrix kommt. Das heißt auch, dass er versuchen wird aus einer normalen CD, die gar nicht Prologic codiert ist, Center und Rear Signal herauszudröseln. Das schafft er meist auch, weil immer irgendwelche Signale gleichphasig oder 180° phasenverschoben sind! Ob das dann vernünftig klingt steht auf einem anderen Blatt. Manchmal kann es ganz nett klingen, manchmal aber auch zum Davonlaufen.
Manche CDs und die meisten Filme auf Video und im Fernsehen sind übrigens Prologic codiert ohne dass es draufsteht. In diesem Fall heißt die Devise einfach: Ausprobieren.

Hinweis: Dolby Prologic ist zwar ein analoges Verfahren, aber natürlich kann der Verstärker (wenn er einen digitalen Eingang hat) auch ein digitales PCM Signal das z.B. vom CD- oder DVD-Player kommt analog wandeln und dann durch den Prologic Decoder schleusen.

Die Kanaltrennung ist bei diesem analogen Verfahren übrigens nicht besonders hoch, so dass man oft Teile des Soundtracks der eigentlich aus der Mitte kommen soll von hinten hört und umgekehrt. Ein großer Schritt in Richtung höhere Wiedergabequalität machen dann die digitalen Verfahren, die im Folgenden besprochen werden.

 

Dolby Pro Logic II ist eine erweiterte Matrix-Schaltung die eine fünf-kanalige Wiedergabe (Links, Mitte, Rechts, Linker Surround, und Rechter Surround) aus jedem Stereo Signal, errechnen kann, egal ob er vorher Prologic II encodiert wurde oder nicht. Bei encodiertem Material (wie z.B. Filmen, ähnelt der Klang mehr Dolby Digital, während bei nicht encodierten Signalen wie z.B. Musik CDs ein weiterer den Höher umschließender Soundeffekt erzielt wird. Unter anderen Verbesserungen zu Pro Logic, besitzt Pro Logic II nun zwei Vollbereichs-Surround Kanäle.

 

 

Dieses digitale Verfahren auch unter AC3 bekannt kann in einem digitalen Datenstrom fünf separate Kanäle und einen Subwooferkanal unterbringen (5.1 Kanalverteilung). Der separate Tiefton (Subwoofer) Kanal wird i.A. LFE (Low Frequency Effect) Kanal genannt. Die einzelnen Kanäle bieten einen Frequenzbereich von 20-20000 Hz und eine Dynamik von 96 dB. Damit ist dieses Verfahren dem analogen Dolby Prologic hinsichtlich der Klangqualität und auch der Kanaltrennung weit überlegen, obwohl die digitalen Daten aufgrund ihrer Menge intelligent komprimiert werden müssen  (auf ca. 1/10 der ursprünglichen Größe). Die fünf Kanäle sind sozusagen portionsweise abwechselnd im Datenstrom untergebracht. Der Decoder sammelt diese Portionen (demultiplext sie) und erzeugt dadurch die einzelnen Datenströme für die separaten Kanäle die er dann in analoge Signale wandelt. (Genaueres zum AC3-Verfahren finden sie hier). Im Kino befindet sich das AC3 Signal als Punktemuster zwischen den Stegen der Transportlöscher des Films. Auf der DVD ist es Teil des digitalen Datenstroms der auf ihr enthalten ist (neben den digitalen Bildinformationen).

 

Seit einiger Zeit gibt es ein erweitertes Format das man Dolby Digital Surround EX nennt. Es handelt sich hier um ein Gemisch  aus Dolby Digital und Dolby Prologic. Hierbei wird ein zusätzlicher Rear-Center-Kanal dadurch erzeugt, dass in die beiden Rear-Signale nach dem Prologic Verfahren ein Center-Signal beigemischt wird. Es kann dadurch wieder extrahiert werden, indem man die beiden Rear-Kanäle an die Front-Eingänge eines Prologic-Decoders anschließt  und dessen Center-Signal auf die Rear-Center-Speaker gibt. Moderne Verstärker erledigen dies jedoch inzwischen schon ohne externen Prologic Decoder.

(Digital Theater Systems, Inc.)
Dieses Verfahren kann als Konkurrenzverfahren zum Dolby’s AC3 Verfahren angesehen werden. Es wurde von der Firma DTS im Zusammenhang mit Steven Spielberg (der Mitinhaber von DTS ist) entwickelt. Man wollte die Qualität der Wiedergabe durch eine geringere Komprimierung (DTS nennt den Algorithmus „apt-X100-Codec“) erhöhen, musste aber wegen dem hohen Datenaufkommen die Ton-Daten auf einem externen Datenträger auslagern. Im Gegensatz zur AC3 Codierung befinden sich im Kino auf dem Filmstreifen nur Synchronisationsinformationen die einen externes CD-ROM auf dem eine DTS-CD läuft mit dem Film synchronisiert. Einer der ersten DTS Filme war Spielbergs „Jurassic Park“.
Mit DTS lassen sich mit den neusten Decodern inzwsichen nicht nur 5.1 sondern auch 6.1 Kanäle decodieren. Hierfür wird ein weiterer Center-Speaker für den hinteren Bereich encodiert. Es handelt sich hierum die diskrete Encodierung eines weiteren Kanals. Dies ist möglich da das DTS Signal entsprechend offen definiert wurde und theoretisch bis zu X Signale darin codiert werden könnten.

(Genaueres zum Thema DTS finden Sie hier)

 

(Digital Theater Systems, Inc., Extended Surround)
Seit einiger Zeit gibt es ein erweitertes Format das man DTS ES nennt. Es handelt sich hier wie bei Dolby um ein 6.1 Format mit einem Prologic codierten Rear-Center. Alledings kann DTS auch einen sogenannten „ES 6.1 discrete“ Modus zur Verfügung stellen, der tatsächlich einen separat encodierten Rear-Center Kanal enthält. Moderne Verstärker/Decoder können diesen schon extrahieren. Der Rear Center wird i.A. auf zwei Lautsprecher hinter dem Zuhörer verteilt, während die eigentlichen Rear-Speakers seitlich vom Zuhörer stehen. Diese Konfiguration benötigt 7 Endstufen.

 

2

DVD-Audio

SACD

Kurz und knapp zur Hardware.

Worauf muss ich achten beim Kauf

Verstärker

DVD-Player

Fernseher

Projektor

Lautsprecher

Subwoofer

Wie schliesse ich an

Verstärker

DVD-Player

Fernseher

Projektor

Lautsprecher

Subwoofer

Boxenaufstellung

Im Allgemeinen wird für den Fall, dass es sich um ein 5.1 System handelt, also 5 Lautsprecher und ein Subwoofer aufgestellt werden sollen folgende Aufstellugn empfohlen.

 

CENTER

 

FRONT

 

FRONT

 

ZUHÖRER

 

REAR

 

REAR


Prinzipiell gilt:

In der Mittte zwischen den beiden Stereo-Hauptlautsprechern befindet sich sogenannter Center-Speaker, der die Dialog, die meist aus der Mitte der Leinwand oder des Fernseher kommen unterstützt. Er wurde im Kino hauptsächlich dazu eingeführt, dass auch weit links oder rechts sitzende Personen Dialoge aus der Mitte der Leinwand hören und nicht nur ausschließlich aus den ihnen am nächsten befindlichen Lautsprecher. Der Center-Speaker ist i.A. im Heimkinobereich deutlich kleiner ausgeführt als die Hauptlautsprecher, weil er weniger Tieftonsignale (die ein grosses Gehäuse erfordern würden) verarbeiten muss als die Hauptlautsprecher. Ebenso verhält es sic mit den sogenannten Rear-Speackers die rechts und links hinter dem Zuhörer aufgebaut werden sollten. Optimal wäre wenn sich der Zuhörer gleich weit von den Hauptlautsprechern und den Rear-Speakers befinden würde. Die Rear-Specker haben die Aufgabe Signale hinter dem Zuhörer (meist Umgebungsgeräusche und Effekte) wiederzugeben. Da auch sie weniger Basssignale als die Hauptlautsprecher verarbeiten müssen, sind sie i.A. kleiner gehalten als die Hauptlautsprecher.

Wenn Sie aber die Möglichkeit haben, stellen Sie 5 gleiche Lautsprecher auf. Spätestens bei der Musikreproduktion, bei der von hinten nicht nur Vogelgezwitscher kommt sondern eventuell eine Kirchenorgel, werden sie froh sein wenn nicht ein Brüllwürfel hinter Ihnen werkelt.

Apropos Kirchenorgel: Wenn sie mal eine 32 Fuß Pfeife spüren (ich sage extra nicht "hören")  möchten und Ihre Hauptlautsprecher schon irgendwo bei 60 Hz den Geist aufgeben, dann empfiehlt es sich noch einen Subwoofer irgendwo im Zimmer unterzubringen der dann auch das Explodieren einer Bombe nicht wie das Platzen einer Seifenblase klingen lässt. Die Aufstellung ist eher unkritisch und kann irgendwo erfolgen. Trotzdem sollten Sie, wenn Sie die Möglichkeit haben ihn vorne, mittig oder seitlich unterbringen.
Subwoofer haben leider die unangenehme Eigenschaft, dass die wenn sie ungünstig stehen zum Drohnen neigen oder andersherum plötzlich dünn klingen. Wenn das der Fall ist, dann sollten Sie sich einen andern Standort für Ihren Erdbebengenerator aussuchen. Ein Tipp der schon oft geholfen hat: Stellen sie den Subwoofer auf Ihren Hörplatz und wandern sie im Zimmer herum. An der Stelle im Zimmer an der er am besten klingt stellen Sie Ihn letztendlich hin.

 

Front

Center

D'applito und nicht

Rear

Hinten oben oder seitlich rechts richtung hörer

Sub

Anschluss hochpegel, Entdrohnmethoden

Rearcenter

Aufbau bei 7.1

 

 

Weiter interessante Informationen über DVD und Heimkino findet man unter

http://www.dvddemystified.com/dvdfaq.html

http://home.clear.net.nz/pages/adbarr/page1.html

Dolby Digital is multi-channel digital audio, using lossy AC-3 coding technology from original PCM with a sample rate of 48 kHz at up to 24 bits. The bitrate is 64 kbps to 448 kbps, with 384 or 448 being the normal rate for 5.1 channels and 192 being the typical rate for stereo (with or without surround encoding). (Most Dolby Digital decoders support up to 640 kbps.) The channel combinations are (front/surround): 1/0, 1+1/0 (dual mono), 2/0, 3/0, 2/1, 3/1, 2/2, and 3/2. The LFE channel is optional with all 8 combinations. For details see ATSC document A/52 <www.atsc.org/document.html>. Dolby Digital is the format used for audio tracks on almost all DVDs.

MPEG audio is multi-channel digital audio, using lossy compression from original PCM format with sample rate of 48 kHz at 16 or 20 bits. Both MPEG-1 and MPEG-2 formats are supported. The variable bit rate is 32 kbps to 912 kbps, with 384 being the normal average rate. MPEG-1 is limited to 384 kbps. Channel combinations are (front/surround): 1/0, 2/0, 2/1, 2/2, 3/0, 3/1, 3/2, and 5/2. The LFE channel is optional with all combinations. The 7.1 channel format adds left-center and right-center channels, but will probably be rare for home use. MPEG-2 surround channels are in an extension stream matrixed onto the MPEG-1 stereo channels, which makes MPEG-2 audio backwards compatible with MPEG-1 hardware (an MPEG-1 system will only see the two stereo channels.) MPEG Layer 3 (MP3) and MPEG-2 AAC (aka NBC or unmatrix) are not supported by the DVD-Video standard.

SDDS (Sony Dynamic Digital Sound) is an optional multi-channel (5.1 or 7.1) digital audio format, compressed from PCM at 48 kHz. The data rate can go up to 1280 kbps. SDDS is a theatrical film soundtrack format based on the ATRAC compression format that is also used by Minidisc. Sony has not announced any plans to support SDDS on DVD.

THX (Tomlinson Holman Experiment) is not an audio format. It's a certification and quality control program that applies to sound systems and acoustics in theaters, home equipment, and digital mastering processes. The LucasFilm THX Digital Mastering program uses a patented process to track video quality through the multiple video generations needed to make a final format disc or tape, setup of video monitors to ensure that the filmmaker is seeing a precise rendition of what is on tape before approval of the master, and other steps along the way. THX-certified "4.0" amplifiers enhance Dolby Pro Logic: crossover sends bass from front channels to subwoofer; re-equalization on front channels (compensates for high-frequency boost in theater mix designed for speakers behind the screen); timbre matching on rear channels; decorrelation of rear channels; bass curve that emphasizes low frequencies. THX-certified "5.1" amplifiers enhance Dolby Digital and improve on 4.0: rear speakers are now full range, so crossover sends bass from both front and rear to subwoofer; decorrelation is turned on automatically when rear channels have the same audio, but not during split-surround effects, which don't need to be decorrelated. More info at Home THX Program Overview.

Discs containing 525/60 video (NTSC) must use PCM or Dolby Digital on at least one track. Discs containing 625/50 video (PAL/SECAM) must use PCM or MPEG audio or Dolby Digital on at least one track. Additional tracks may be in any format. A few first-generation players, such as those made by Matsushita, can't output MPEG-2 audio to external decoders.

The original spec required either MPEG audio or PCM on 625/50 discs. There was a brief scuffle led by Philips when early discs came out with only two-channel MPEG and multichannel Dolby Digital, but the DVD Forum clarified in May 1997 that only stereo MPEG audio was mandatory for 625/50 discs. In December 1997 the lack of MPEG-2 encoders (and decoders) was a big enough problem that the spec was revised to allow Dolby Digital audio tracks to be used on 625/50 discs without MPEG audio tracks.

Because of the 4% speedup from 24 fps film to 25 fps PAL display, the audio must be adjusted to match. Unless the audio is digitally processed to shift the pitch back to normal it will be slightly high (about one half of a semitone).

For stereo output (analog or digital), all players have a built-in 2-channel Dolby Digital decoder that downmixes from 5.1 channels (if present on the disc) to Dolby Surround stereo (i.e., 5 channels are phase matrixed into 2 channels to be decoded to 4 by an external Dolby Pro Logic processor). PAL players also have an MPEG or MPEG-2 decoder. Both Dolby Digital and MPEG-2 support 2-channel Dolby Surround as the source in cases where the disc producer can't or doesn't want to remix the original onto discrete channels. This means that a DVD labeled as having Dolby Digital sound may only use the L/R channels for surround or "plain" stereo. Even movies with old monophonic soundtracks may use Dolby Digital -- but only 1 or 2 channels. Sony players can optionally downmix to non-surround stereo. If surround audio is important to you, you will hear significantly better results from multichannel discs if you have a Dolby Digital system.

The new Dolby Digital Surround EX (DD-SEX?) format, which adds a rear center channel, is compatible with DVD discs and players, and with existing Dolby Digital decoders. The new DTS Digital Surround ES (DTS-ES) format, which likewise adds a rear center channel, works fine with existing DTS decoders and with DTS-compatible DVD players. However, for full use of both new formats you need a new decoder to extract the rear center channel, which is phase matrixed into the two standard rear channels in the same way Dolby Surround is matrixed into standard stereo channels. Without a new decoder, you'll get the same 5.1-channel audio you get now. Because the additional rear channel isn't a full-bandwidth discrete channel, it's appropriate to call the new formats "5.2-channel" digital surround.

The Dolby Digital downmix process does not usually include the LFE channel and may compress the dynamic range in order to improve dialog audibility and keep the sound from becoming "muddy" on average home audio systems. This can result in reduced sound quality on high-end audio systems. The dynamic range compression (DRC) feature, often called midnight mode, reduces the difference between loud and soft sounds so that you can turn the volume down to avoid disturbing others yet still hear the detail of quiet passages. Some players have the option to turn off DRC. The downmix is auditioned when the disc is prepared, and if the result is not acceptable the audio may be tweaked or a separate L/R Dolby Surround track may be added. Experience has shown that minor tweaking is sometimes required to make the dialog more audible within the limited dynamic range of a home stereo system, but that a separate track is not usually necessary.

Dolby Digital also includes a feature called dialog normalization, which could more accurately be called volume standardization. DN is designed to keep the sound level the same when switching between different sources. This will become more important as additional Dolby Digital sources (digital satellite, DTV, etc) become common. Each Dolby Digital track contains loudness information so that the receiver can automatically adjust the volume, turning it down, for example, on a loud commercial. (Of course the commercial makers can cheat and set an artificially low DN level, causing your receiver to turn up the volume during the commercial!) Turning DN on or off on your receiver has no effect on dynamic range or sound quality, its effect is no different than turning the volume control up or down.

All five DVD-Video audio formats support karaoke mode, which has two channels for stereo (L and R) plus an optional guide melody channel (M) and two optional vocal channels (V1 and V2).

A DVD-5 with only one surround stereo audio stream (at 192 kbps) can hold over 55 hours of audio. A DVD-18 can hold over 200 hours.

Many people complain that the audio level from DVD players is too low. In truth the audio level is too high on everything else. Movie soundtracks are extremely dynamic, ranging from near silence to intense explosions. In order to support an increased dynamic range and hit peaks (near the 2V RMS limit) without distortion, the average sound volume must be lower. This is why the line level from DVD players is lower than from almost all other sources. So far, unlike on CDs and LDs, the level is much more consistent between discs. If the change in volume when switching between DVD and other audio sources is annoying, you can adjust the output signal level on some players, or the input signal level on some receivers, but other than that, there's not much you can do.

For more information about multichannel surround sound, see Bobby Owsinski's FAQ at <www.surroundassociates.com/fqmain.html>.