Das zeitliche Auflösungsvermögen des menschlichen Gehörs

In der letzten Ausgabe haben wir uns mit der Analyse von Musiksignalen und insbesondere deren Einschwingverhalten beschäftigt. Im zweiten Teil geht es um die daraus resultierenden Anforderungen an das Aufzeichnungssystem.

Von Ralf Koschnicke/ACOUSENCE records

Aus dem im ersten Teil durchgeführten Selbstversuch lässt sich leicht nachvollziehen, dass unser Hörsystem aus den komplexen Rückwürfen des Raumes, selbst bei einem so zarten Signal wie dem Ticken einer Uhr, sofort Informationen über die Beschaffenheit des Tickens zu ziehen und diese dem wahrgenommenen Klang zuzuordnen scheint; ganz zu schweigen davon, dass wir sogar noch Informationen über die Beschaffenheit des Raumes extrahieren. Verinnerlicht man dieses Beispiel, mahnt diese Erfahrung deutlich, unser Hörsystem nicht zu unterschätzen. Evolutionswissenschaftler erklären übrigens das hohe zeitliche Auflösungsvermögen des Hörsystems dadurch, dass präzises Richtungshören für den Urmenschen als Jäger überlebenswichtig war. Auch die Art der Geräusche zu erkennen, war unter Umständen entscheidend über Leben und Tod. Für die bewusste Wahrnehmung extrem hoher Frequenzen an sich zeigt uns die Evolutionsgeschichte allerdings keine Notwendigkeit.

Die Konsequenzen für die Musikübertragung
Die verschiedenen bisher zusammengetragenen Ergebnisse ermöglichen nun, Forderungen an ein System zur Übertragung von Musik zu formulieren. Die Zeitauflösung des technischen Übertragungssystems steht also in fester Beziehung zur Bandbreite im Frequenzbereich. Die in der theoretischen Betrachtung für den Impuls und Rechtecksignale geltenden Gesetzmäßigkeiten sind in der realen Audiotechnik auf impulsähnliche Signale anzuwenden. Musik und Sprache gehören wegen ihrer komplexen Ein- und Ausschwingvorgänge generell zu dieser Kategorie. Natürliche Instrumente, die gewöhnlich unser Nutzsignal Musik erzeugen, kreieren außerordentlich komplexe Strukturen. Dabei sind gerade die Einschwingvorgänge entscheidend für das Erkennen von Instrumenten und Klangfarben als natürlich, aber auch die künstlerische Gestaltung der Tongebung durch den Musiker drückt sich in einer Modulation dieser Einschwingvorgänge aus. Erst kleinste Variationen in Lautstärke und zeitlichem Ablauf, in Phrasierung und Artikulation, bilden den Ausgangspunkt für ein musikalisch ansprechendes Spiel mit Seele, den Unterschied zwischen Mensch und Maschine.

Aus einer strukturiert über die Zeit ablaufenden komplex gestalteten Klangverteilung wird Musik. Diese Komplexität spiegelt sich wider in der Frequenzbandbreite des Musiksignals von etwa 45 Kilohertz. Die hochfrequenten Anteile erfordern eine hohe Genauigkeit, insbesondere bei niedrigen Signalpegeln. Das menschliche Hörsystem ist in der Lage, diese komplexen Strukturen zu verarbeiten, deshalb muss auch das technische Übertragungssystem dazu in der Lage sein.