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3D-Audio: iOS 15 und macOS 12 sollen Stereoklängen räumliche Tiefe verleihen

Abonnenten von Apples Musikstreamingdienst stehen seit dem Beginn der diesjährigen World Wide Developers Conference etliche Songs und Alben in 3D-Audio zur Verfügung. Das Angebot entsprechend produzierter Inhalte soll in den nächsten Monaten und Jahren stetig wachsen, wird aber naturgemäß nur einen geringen Anteil am Gesamtumfang von Apple Music haben, das derzeit rund 70 Millionen Stücke umfasst. Der iPhone-Konzern führt mit iOS 15 und macOS 12 aber ein Feature ein, welches dreidimensionalen Klang auf iPhone, iPad und Mac simuliert.


"Spatialise Stereo" simuliert 3D-Audio
Die Funktion trägt der Namen "Spatialise Stereo" und ist bereits in der aktuellen Entwickler-Beta des kommenden Betriebssystems für iPhone und iPad enthalten. Das Feature ist nicht auf Inhalte von Apple Music beschränkt, sondern steht systemweit zur Verfügung. Es lässt sich demzufolge auch mit anderen Streamingdiensten, lokal auf Smartphone oder Tablet gespeicherten Stücken sowie eigenen Medienbibliotheken etwa auf einem Mac oder einer Netzwerkfestplatte nutzen. Eine wichtige Einschränkung gibt es allerdings: Um in den Genuss des simulierten Raumklangs zu gelangen, sind AirPods Pro oder AirPods Max vonnöten.


Simulierter Raumklang nicht nur für Apple Music
Die Wiedergabe von echtem 3D-Audio setzt voraus, dass die jeweiligen Musikstücke bereits im Studio entsprechend aufgenommen und abgemischt wurden. Verfahren wie das von Apple beim hauseigenen Streamingdienst unterstützte Dolby Atmos beinhalten dann – vereinfacht ausgedrückt - neben den Stereosignalen für links und rechts zusätzliche Spuren für die räumliche Tiefe, also vorn und hinten. Durch den geschickten Einsatz von Technik und spezielle Chips sind Apples AirPods Pro und AirPods Max in der Lage, dem Hörer diesen 3D-Eindruck in realitätsnaher Weise zu vermitteln. Bei "Spatialise Stereo" hingegen wird der vermeintliche Raumklang durch Algorithmen erzeugt, welche lediglich in Stereo vorliegende Songs entsprechend modifizieren und so den 3D-Effekt simulieren.

Aktivierung im Kontrollzentrum von iOS, iPadOS und macOS
Aktivieren lässt sich "Spatialise Stereo" sowohl in iOS 15 und iPadOS 15 als auch macOS 12. Sind AirPods Pro oder AirPods Max mit dem jeweiligen Gerät gekoppelt, muss man zunächst die Wiedergabe eines beliebigen Stereo-Stücks starten. Anschließend öffnet man das Kontrollzentrum und hält den Finger auf den Schieberegler für die Lautstärke beziehungsweise klickt darauf und hält die Maustaste gedrückt. Nach kurzer Zeit erscheint ein Button mit der Beschriftung "Spatialise Stereo", den man dann antippt oder anklickt, um die Funktion zu aktivieren. Ersten Berichten von Reddit-Nutzern zufolge ist die Qualität des virtuellen Raumklangs überraschend gut, reicht aber naturgemäß nicht an jene von echtem 3D-Material heran.

Kommentare

crogge09.06.21 17:13
Geht das auch mit dem SONY WH-1000XM3?
+1
globalls
globalls09.06.21 17:17
crogge
Geht das auch mit dem SONY WH-1000XM3?

Das würde mich interessieren…
Muss ich denn alles selber machen?
+1
awk09.06.21 17:22
Eine wichtige Einschränkung gibt es allerdings: Um in den Genuss des simulierten Raumklangs zu gelangen, sind AirPods Pro oder AirPods Max vonnöten.

Also nichts mit Sony. Apple ist jedoch nicht der einzige Anbieter solcher Lösungen. Boom 3D kann das schon seit einigen Jahren. Man ist nicht auf Apple Kopfhörer beschränkt.
+3
Mr. Weisenheimer09.06.21 18:20
Das macht der DSP in meinem AV-Receiver (und auch schon in den Vorgängermodellen) schon lange, dass Stereo-Musik aufgeblasen wird zu "Raumklang-Musik" und über die Lautsprecher der Surround-Anlage wiedergegeben werden.

Das Ergebnis würde ich allerdings nicht immer als gelungen bezeichnen (tiefe Töne gehen eher unter, hohe Töne werden tendenziell überbetont, nervig…). Als Spielerei eine Zeitlang ganz nett, aber ich bevorzuge den Modus "Pure Direct". Dann klingt die Musik am ehesten so, wie sie aufgenommen und gedacht wurde.
+5
torsen putschnasz09.06.21 18:25
Interessant für mich nur dann, wenn die Musik auf genau dafür produziert wurde. Als Musikproduzent freue ich mich darauf, wenn Logic im Laufe des Jahres mit den dafür nötigen Werkzeugen um die Ecke kommt. Und dann mal ausprobieren.
+4
Mr.Bo
Mr.Bo09.06.21 19:46
Mich nervt jetzt schon das ich in Der MusicApp überall 3D-audio angeboten bekomme.
Ich habe einen guten Kopfhörer und will keine AirPods und mir langt Stereo Punkt
+3
Troubadixderdritte09.06.21 19:49
torsen putschnasz
Interessant für mich nur dann, wenn die Musik auf genau dafür produziert wurde. Als Musikproduzent freue ich mich darauf, wenn Logic im Laufe des Jahres mit den dafür nötigen Werkzeugen um die Ecke kommt. Und dann mal ausprobieren.

😏 geht mir genauso
0
Montgomery Burns09.06.21 20:03
Mr. Weisenheimer
Das macht der DSP in meinem AV-Receiver (und auch schon in den Vorgängermodellen) schon lange, dass Stereo-Musik aufgeblasen wird zu "Raumklang-Musik" und über die Lautsprecher der Surround-Anlage wiedergegeben werden.

Das Ergebnis würde ich allerdings nicht immer als gelungen bezeichnen (tiefe Töne gehen eher unter, hohe Töne werden tendenziell überbetont, nervig…). Als Spielerei eine Zeitlang ganz nett, aber ich bevorzuge den Modus "Pure Direct". Dann klingt die Musik am ehesten so, wie sie aufgenommen und gedacht wurde.

Was Ihr Receiver über Lautsprecher macht was anderes - er bläst Stereo zu Surround auf. Apple dagegen simuliert die Wiedergabe über Lautsprechern auf dem Kopfhörer. Die Kanalzahl spielt dabei eigentlich keine Rolle - Stereo bleibt Stereo und Surround Surround. Bei Stereo klingt es im Idealfall so als hätte man keine Kopfhörer auf, sondern hätte vor sich im Raum zwei Lautsprecher stehen. Dolby Headphone tut das (von Stereo bis Surround) auch und einige Receiver können das bei der Wiedergabe über Kopfhörer auch (z.b. die von Yamaha). Wirklich gut funktioniert das aber bei Yamaha z.B. nicht.
+3
Borimir
Borimir09.06.21 21:49
Montgomery Burns
Mr. Weisenheimer
Das macht der DSP in meinem AV-Receiver (und auch schon in den Vorgängermodellen) schon lange, dass Stereo-Musik aufgeblasen wird zu "Raumklang-Musik" und über die Lautsprecher der Surround-Anlage wiedergegeben werden.

Das Ergebnis würde ich allerdings nicht immer als gelungen bezeichnen (tiefe Töne gehen eher unter, hohe Töne werden tendenziell überbetont, nervig…). Als Spielerei eine Zeitlang ganz nett, aber ich bevorzuge den Modus "Pure Direct". Dann klingt die Musik am ehesten so, wie sie aufgenommen und gedacht wurde.

Was Ihr Receiver über Lautsprecher macht was anderes - er bläst Stereo zu Surround auf. Apple dagegen simuliert die Wiedergabe über Lautsprechern auf dem Kopfhörer. Die Kanalzahl spielt dabei eigentlich keine Rolle - Stereo bleibt Stereo und Surround Surround. Bei Stereo klingt es im Idealfall so als hätte man keine Kopfhörer auf, sondern hätte vor sich im Raum zwei Lautsprecher stehen. Dolby Headphone tut das (von Stereo bis Surround) auch und einige Receiver können das bei der Wiedergabe über Kopfhörer auch (z.b. die von Yamaha). Wirklich gut funktioniert das aber bei Yamaha z.B. nicht.
Sehr gut, darum geht es. Ich nutzen seit Jahren die VRM-Box von Fucusrite wenn ich über Kopfhörer mixe. Hintergrund ist, dass man Musik über den Kopfhörer völlig anders hört als wenn da zwei Boxen links und rechts stehen. Ich kann so den Raumklang von Studioboxen, TV-Gerät usw. im entsprechenden Raum emulieren. Mit 3-D hat das nichts zu tun.
0
ruphi10.06.21 00:09
Kann jemand erklären, wie 3D-Audio funktioniert?
Also was diese speziellen Kopfhörer anders machen, um den Eindruck zu erzeugen, der Ton käme von einem beliebigen Punkt im Raum? Ich finde das echt faszinierend.
+1
Montgomery Burns10.06.21 00:54
ruphi
Kann jemand erklären, wie 3D-Audio funktioniert?
Also was diese speziellen Kopfhörer anders machen, um den Eindruck zu erzeugen, der Ton käme von einem beliebigen Punkt im Raum? Ich finde das echt faszinierend.
Das Zauberwort lautet HRTF (hear-related transfer function). Und das hat erst mal gar nichts mit den Kopfhörern zu tun. Eine glaubwürdige 3D-Wiedergabe ist prinzipiell mit jedem Kopfhörer möglich, der in der Lage ist einen halbwegs natürlichen Frequenzgang wiederzugeben. Grob vereinfacht ist eine HRTF die mathematische Beschreibung wie sich einfallender Schall durch die Form eines Kopfes, der Ohren usw. verändert. Diese Veränderungen sind für unser dreidimensionales Hören absolut unerlässlich. Wir Menschen lernen von frühester Kindheit an unbewusst, wie sich der Frequenzgang einer Schallquelle ändert (bedingt durch uns selbst als akustischen „Störfaktor“) wenn sie aus unterschiedlichen Richtungen kommt. Jeder Mensch hat eine eigene HRTF aber in der Praxis verwendest man durchschnittliche HRTFs und die kommen z.B. bei Apples Spacial Audio zum Einsatz. Man errechnet letztlich z.B., wie sich ein Schallereigniss dass z.B. aus dem linken Surroundlautsprecher kommen würde verändert, wenn es auf einen Menschlichen Kopf trifft, um wieviel es später beim rechten Ohr ankommt als beim linken usw. Damit lässt sich jede beliebige Audiokanalanzahl über Kopfhörer abbilden. Je „durchschnittlicher“ der eigene Kopf ist umso besser funktioniert das ganze dann auch. Verschärfend kommt allerdings dazu, dass sich das was in unseren Ohren ankommt mit jeder noch so kleinen Kopfbewegungen ändert. Herkömmliches 3D Audio funktioniert also nur überzeugend wenn man den Kopf nicht bewegt. Hier kommt nun aber ins Spiel warum man bei Apples Lösung die AirPod Pros oder Max braucht: Bei Apple werden die eigenen Kopfbewegungen getrackt und in die Simulation einbezogen. Bei Apple Music findet das zwar noch nicht statt, aber bei AppleTV+ oder auch z.B. Disney+ auf iOS. Damit ist dann schon wirklich gutes 360-Grad-Audio möglich. Die perfekte Lösung wäre es allerdings, wenn die HRTF personalisiert wäre. Damit könnte man wirklich eine absolut perfekte Illusion schaffen und es gibt auch Lösungen die genau das können. Vielleicht setzt Apple in der Zukunft dafür sogar noch mal den LIDAR-Scanner im iPhone ein … der könnte ja einfach einen 3D-Scan des Kopfes machen und daraus dann die HRTF berechnen.
+15
Mac-Mania
Mac-Mania10.06.21 08:16
Montgomery Burns

Wow vielen Dank!
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ruphi10.06.21 21:23
Montgomery Burns
Vielen Dank für deine tolle Erklärung!
Die genannten Effekte kannte ich zwar, aber mir war nicht klar, dass eine Standardanatomie vorausgesetzt wird. (Woher kennt der AirPod meinen Schädel? )
Wie heißen denn die Systeme, die die persönliche HRTF einmessen können? Ich habe leider zwei sehr unterschiedlich geformte Gehörgänge li/re..
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Montgomery Burns11.06.21 09:33
ruphi
Montgomery Burns
Vielen Dank für deine tolle Erklärung!
Die genannten Effekte kannte ich zwar, aber mir war nicht klar, dass eine Standardanatomie vorausgesetzt wird. (Woher kennt der AirPod meinen Schädel? )
Wie heißen denn die Systeme, die die persönliche HRTF einmessen können? Ich habe leider zwei sehr unterschiedlich geformte Gehörgänge li/re..

Es gibt z.B. das hier:
https://audioxpress.com/news/audeze-partners-with-embody-for-hrtf-personalized-headphones-plug-in

Oder das:
https://smyth-research.com/
Der Realiser ist wirklich unglaublich gut. Ich konnte den mal in einer Surround Regie des ORF testen, wo er auf meine Ohren eingemessen wurde und es war wirklich unmöglich zu sagen, ob ich gerade die Lautsprecher höre oder ob ich gerade über Kopfhörer höre.

Bei dieser Lösung hier kann man zumindest die Dimensionen des eigenen Kopfes eingeben und es gibt einen Headtracker der sich auf jeden Kopfhörer montieren lässt - würde sich das Ohr selbst noch vermessen lassen, wäre das auch eine perfekte Lösung:
https://www.waves.com/nx

Und hier noch eine Lösung von Genelec:
https://assets.ctfassets.net/4zjnzn055a4v/68mGFtVHf3kyI67ohkHnhF/45c97be6d495d711571c9daddaf262c3/aural_id_user_manual-2019-05-14-v3.pdf

Interessant bei allen Lösungen die ich bisher testen konnte finde ich, wie wichtig der Raum ist in dem man hört. Der Grund dafür ist bei näherer Betrachtung auch einleuchtend: Spacial Audio simuliert immer auch einen Raum mit in dem die virtuellen Lautsprecher stehen. Je ähnlicher der jenem klingt in dem man sich befindet desto glaubwürdiger ist das Ergebnis. Was auch noch hilft (und das klingt vielleicht sonderbar), ist wenn tatsächlich Lautsprecher da stehen. Da hat man dann echt oft das Gefühl, der Klang kommt aus denen, auch wenn das gar nicht der Fall ist. Im Freien, im Bus oder der U-Bahn empfinde ich Spacial Audio aber z.B. unglaubwürdig. Weil da das Hörerlebnis und die eigene Hörerfahrung nicht zusammenpassen. Da lässt sich das Gehirn dann nur schwer austricksen.
+1

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