Know-how: Wie funktioniert Wellenfeldsynthese?

Was versteht man unter Wellenfeldsynthese?

Die Wellenfeldsynthese (WFS) ist ein Wiedergabeverfahren zur künstlichen Erzeugung akustischer Umgebungen, das Ende der 1980er Jahre von Professor Guus Berkhout an der Technischen Universität Delft in den Niederlanden entwickelt wurde. Bei einer realen Schallquelle im Raum breiten die Schallwellen, sogenannte Wellenfronten aus. Die Wellenfeldsynthese basiert auf dem Huygens-Prinzip: Demzufolge kann eine Wellenfront im Raum, wie sie durch ein Schallereignis entsteht, auch als das Ergebnis der Überlagerung einzelner Wellen verstanden werden. Die Wellenfeldsynthese erzeugt die Wellenfronten im Raum virtuell durch die entsprechende Überlagerung von Wellen.
Dazu werden über einen Lautsprecherring, der den gesamten Raum umschließt, sowie über zusätzliche Deckenlautsprecher für eine dreidimensionale Abbildung, entsprechende Wellen an den Stellen und in dem Moment ausgegeben, in dem sich die originale Wellenfront an der Stelle im Raum ausbreiten würde, um durch die Überlagerung die gewünschte Wellenfront herbeizuführen.
In der Theorie entsteht das optimale Ergebnis mit unendlich vielen unendlich kleinen Lautsprechern, um – wie in der Realität – jeden Punkt im Raum auslösen zu können. Anfang der 2000er Jahre wurde das Verfahren unter anderem durch das Fraunhofer-Institut für Digitale Medientechnik (IDMT) in Ilmenau weiterentwickelt. Das Fraunhofer-Institut hat die Wellenfeldsynthese-Algorithmen mit zusätzlichen Algorithmen kombiniert, um größere Lautsprecher-Abstände zu ermöglichen.