Die folgenden Anmerkungen und Abbildungen sollen die prinzipiellen Unterschiede zwischen den verwendeten Tonformaten und Techniken aufzeigen. Grundsätzlich wird hier zwischen analogen und digitalen Übertragungstechniken unterschieden. Mittles der analogen Technik kann nur ein Mono, Stereo oder Dolby Surround bzw. Dolby Pro Logic II Signal übertragen werden. Mit der digitalen Technik sind allerdings auch alle genannten analogen Varianten möglich, die dann mittles Wandlung von Digital nach Analog weiter verarbeitet werden, oder eben die diskreten Mehrkanalton Varianten wie Dolby Digital oder DTS mit ihren vielen Variationen.
Inhaltsverzeichnis
Stereo
Stereo ist die einfachste Variante (natürlich nach Mono) einen Räumlichen Eindruck eines Geschehens zu Übermitteln und Wahrzunehmen. Dazu wird das Tonsignal mittles zwei unabhängiger Kanäle übertragen und über zwei Lautsprecher wiedergegeben. Soll ein Ton aus der Mitte wahrgenommen werden, so wird einfach ein identisches Signal auf beide Kanäle gelegt. Da nun beide Lautsprecher dieses Signal in gleicher Lautstärke abstrahlen, nimmt das Ohr dieses aus der Mitte wahr. Durch entsprechende Variationen ist es so möglich ein Signal entweder links oder rechts oder wandernd von einer Richtung zur anderen zu übermitteln. Leider klappt dieses mit der Auflösung in der Tiefe (Tiefenstaffelung) nur sehr mäßig und ist oftmals nur mit extrem guten Komponenten zu hören.
Hinweis: Weitere Informationen zu diesem Themenbereich sind unter (Ref.: Tonformate – Stereo) zu finden.
Dolby Surround und Dolby Pro Logic II
Die Dolby Surround oder die ganze neue Dolby Pro Logic II Variante ist letztendlich eine Weiterentwicklung aus der Stereo und Quadrofonie Technik. Lange Zeit wurde versucht, einen Räumlichen Eindruck mittles 4 Lautsprechern (Quadro) ins Wohnzimmer zu bringen. Obwohl technisch machbar, ist dieses immer an der Art der Übertragung und Speicherung gescheitert. Dazu hätten die vorhandenen 2 kanaligen Übertragungswege, Aufzeichnungsmedien, Wiedergabegeräte usw. 4 kanalig ausgelegt werden müssen.
Bei Dolby Surround oder Dolby Pro Logic II verwendet man das 2 kanalige Stereo Format zur Übermittlung, Aufzeichnung und Wiedergabe. Jedes 2 kanalige Stereo kompatible Medium kann im Prinzip auch ein Dolby Surround oder Dolby Pro Logic II Format transportieren und zudem ist Dolby Surround Transparent, was bedeutet, es kann auch über eine Stereo Anlage wiedergegeben werden, allerdings dann ohne die zusätzlichen Räumlichen Eigenschaften. Möglich ist dieses deswegen, weil die zwei zusätzlichen Kanäle (Center und Rear Kanal) mittels einer Matrix Kodierung in das 2 kanalige Stereo Signal verpackt werden.
Ganz einfach ausgedrückt funktioniert dieses so: Alles was in den beiden zugespielten Stereo Kanälen identisch vorhanden ist, und somit der Mono Anteil ist, wird separiert und auf den Center Lautsprecher gelegt. Dadurch wird ein sehr stabile und präzise Mittenortung aufgebaut, die unabhängig vom Sitzplatz funktioniert. Das jetzt verbleibende Stereo Signal (also ohne Mono Anteil) durchläuft einen zusätzlichen Schritt im Dolby Surround Decoder. Hier wird der Rear Kanal heraus gefiltert der Gegenphasig in den beiden Stereo Kanälen vorhanden ist. Dieses bedeutet allerdings, das der Rear Kanal nur ein Mono Signal enthält, aber trotzdem über zwei Rear Lautsprecher wiedergegeben wird, damit der Ton auch aus der Mitte wahrgenommen wird. Der jetzt verbleibende Anteil des ehemaligen Stereo Signals (also ohne Mono und Gegenphasigen Anteil) wird jeweils auf den jeweiligen Front Kanal gelegt.
Bei Dolby Pro Logic II findet zusätzlich noch eine weitere Aufbereitung des Klangbildes mittels eines Klangprozessor statt, welcher auch ein Stereo Rear Signal erzeugt. Diese erzeugten Raum Informationen sind aber nicht im ursprünglichen Signal enthalten und werden nur künstlich erzeugt.
Durch die Abstrahlung über 5 Lautsprecher, zwei Front Lautsprecher vorne links und rechts, ein Center Lautsprecher in der Mitte, und den beiden Rear Lautsprechern hinten links und rechts, lässt sich schon eine sehr gute Räumliche Abbildung mit Tiefenstaffelung erreichen. Allerdings gibt es auch einige Nachteile bei dieser Art der Tonübermittlung. Der hintere Bereich wird nur durch ein Mono Signal, bei Dolby Pro Logic II in Stereo, rekonstruiert (somit sind keine Richtungseffekte im hinteren Bereich möglich) und ist zudem noch auf 7 kHz (nicht bei Dolby Pro Logic II) Übertragungsfrequenz begrenzt. Auch ist die Kanaltrennung zwischen den einzelnen Kanälen nach dem Dekodieren durch den Dolby Surround Decoder nicht sonderlich gut. Geräusche oder Stimmen können schon mal zwischen den Kanälen etwas wandern, oder man hört diese aus Kanälen wo sie nicht sein sollten und sind somit nicht ganz Ortungsstabil. Auch ist die Dynamik (Unterschied zwischen Laut und Leise) nicht sehr groß, was aber nicht so sehr an dem Dolby Surround Format, sondern eher an der Übertragung und Speicherung des analogen Stereo Signals liegt.
Hinweis: Weitere Informationen zu diesem Themenbereich sind unter (Ref.: Tonformate – Dolby Surround) und (Ref.: Tonformate – Dolby Pro Logic II) zu finden.
Dolby Digital 5.1 oder DTS 5.1
Die Dolby Digital oder DTS Formate sind beides rein digitale Übertragungsformate und unterscheiden sich deswegen Grundlegend von den bisherigen analogen Formaten. Mittels der digitalen Technik ist es möglich verschiedene Abwandlungen des Formates zu übermitteln und zudem jeden Kanal vollkommen separat zu übertragen. Alle Nachteile des Dolby Surround Formates, wie der Mono Rear Kanal, Begrenzung auf 7 kHz im Rear Kanal, schlechte Kanaltrennung, Übersprechen auf andere Kanäle, mäßige Dynamik usw. wurden hier eliminiert.
In dem digitalen Datenstrom wird dem Decoder mitgeteilt, welche Daten darin enthalten sind. Beide digitalen Formate sind dabei sehr flexibel und können eine Unterschiedliche Anzahl und Kombination an verwendeten Kanälen transportieren. Dabei ist von Mono, Stereo, Dolby Surround und reinrassigen Mehrkanalton alles möglich. Die Übertragung erfolgt dabei immer digital und wird gegebenenfalls in ein analoges Mono, Stereo oder Dolby Surround Signal mittels Digital/Analog Wandler umgesetzt und dann entsprechend weiter verarbeitet.
Bei Verwendung von Dolby Digital 5.1 oder DTS 5.1 wird ein 6 kanaliges Signal in dem Datenstrom übermittelt. Das Signal ist dabei Komprimiert und auch Datenreduziert weil sonst die Datenmenge viel zu groß wäre. Mittels ausgeklügelter mathematischer Verfahren wird das Signal soweit reduziert, das es von der Datenmenge her auf eine DVD passt. Das Dolby Digital Verfahren reduziert dabei die Daten wesentlich mehr (typisch 384 kbps oder 448 kbps) als das DTS Verfahren (typisch 768 kbps oder 1536 kbps). Beide Verfahren haben dabei eine Übertragungsfrequenz von 20 – 20 kHz pro normalen Kanal. Der hier Zusätzlich vorhandene LFE Kanal (Low Frequency Effect) für den Subwoofer überträgt dabei nur Frequenzen von 20 – 120 Hz.
Der Dolby Digital oder DTS Decoder entschlüsselt die einzelnen Kanäle mittles mathematischer Funktionen und gibt das errechnete Signal dann an den entsprechenden Kanal weiter, wo dieses mittels Digital/Analog Wandler in die analoge Welt gewandelt wird um dann entsprechend verstärkt zu werden. Der Zusätzlich vorhandene Subwoofer ist meist ein aktiver Subwoofer mit eigenem Verstärker.
Da alle Kanäle optimal voneinander getrennt werden können, ein 2 kanaliges Rear Signal vorhanden ist, keinerlei Frequenzbeschränkungen vorliegen, eine fast grenzenlose Dynamik mit bis zu 120dB möglich ist, lässt sich hier ein fast perfektes Räumliches Abbild schaffen. Alle Arten von Effekten sind nun möglich, da jeder Kanal individuell steuerbar ist.
Hinweis: Weitere Informationen zu diesem Themenbereich sind unter (Ref.: Tonanschluss – Anschluss für den digitalen Ton), (Ref.: Tonformate – Dolby Digital) und (Ref.: Tonformate – DTS) zu finden.
Dolby Digital Surround EX oder DTS-ES
Dieses sind neue Tonverfahren mit einem zusätzlichen Rear Center Kanal. Dabei können ein oder auch zwei Lautsprecher für diesen Kanal eingesetzt werden. Das Rear Center Signal ist aber immer ein Mono Signal, egal ob ein oder zwei Lautsprecher dafür verwendet werden.
Dieses Verfahren hat unterschiedliche Bezeichnungen, was viele erstmal verwirrt. Es heißt Dolby Digital Surround EX (Extended), oder (das der Konkurrenz) DTS-ES Maxtrix 6.1 oder DTS-ES Discrete 6.1 (Extended Surround). Dem Dolby Digital Surround EX und dem DTS-ES Matrix 6.1 Verfahren ist gemeinsam, dass der Rear Center Kanal per Maxtrix Kodierung den beiden Stereo Rear Surround Kanälen (also wie bei Dolby Surround) beigemischt wird. Hier durchbricht man die strikte diskrete Kanaltrennung, was der Unterschied und der große Vorteil zwischen Dolby Surround als Matrix kodiertem Format und den digitalen Formaten Dolby Digital und DTS ist.
Dadurch, dass Dolby Digital mit total 6 Kanälen keinen 7. Rear Center Kanal unterbringen konnte, musste hier also etwas getrickst und wieder zur Matrix Kodierung gegriffen werden, um den zusätzlichen Kanal zu übertragen. Zwar hat DTS zur gleichen Lösung bei DTS-ES Matrix 6.1 gegriffen, aber parallel dazu wurde für DTS eine bessere Lösung entwickelt.
Da DTS für total 8 Kanäle konzipiert wurde, hat man kurze Zeit später, am 15 Juni 2000, das Verfahren DTS-ES Discrete 6.1 eingeführt, welches den Rear Center Kanal nun in einem diskreten Datenkanal überträgt. Zwecks Abwärtskompatibilität muss dieses Verfahren aber auch auf alten DTS Decodern abspielbar sein. Dazu hat man wie bei DTS-ES Maxtrix 6.1 den Rear Center Kanal zusätzlich per Matrix Kodierung den beiden Stereo Rear Surround Kanälen beigemischt. Bei alten DTS Decodern wird der neue zusätzliche Kanal einfach ignoriert und so hört man hier eigentlich ein DTS-ES Matrix 6.1 Format. Unterstützt der DTS Decoder aber das neue DTS-ES Discrete 6.1 Format, verwirft der Decoder das den beiden Rear Surround Kanälen beigemischte Matrix kodierte Rear Center Signal und nimmt das Signal aus dem diskreten Kanal.
Der Zusätzliche Rear Center Kanal der über ein oder zwei Lautsprecher wiedergegeben wird, aber immer nur ein Mono Signal enthält, stabilisiert das hintere Räumliche Abbild mit einer besseren Mittenortung. Alle anderen Kanäle arbeiten wie bei der normalen Dolby Digital oder DTS Variante.
Hinweis: Weitere Informationen zu diesem Themenbereich sind unter (Ref.: Tonanschluss – Anschluss für den digitalen Ton), (Ref.: Tonformate – Dolby Digital) und (Ref.: Tonformate – DTS) zu finden.