Aufnahmen vom Orchester
von Detlef Rusch

Musik hat leider die Eigenschaft, erst einmal vorbei zu sein, wenn sie gespielt wurde. Tonaufnahmen sind deshalb in vielerlei Hinsicht nützlich. Mit welchem für Amateure sinnvollen Aufwand man brauchbare Aufnahmen bekommt, will ich beschreiben und mit Beispielen belegen.

Nur eins sollte man von Amateuraufnahmen nicht erwarten: den großen Hit. Selbst wenn eine Aufnahme künstlerisch und technisch perfekt sein sollte, so fehlt doch die "Promotion", die Werbung.

Übersicht der Abschnitte:
Einleitung: Aufnahmen? Warum?

Auch ohne Aufnahme gibt es sie:
Akustische Probleme auf dem Weg zum Konzert
Maskierung: Wir hören keineswegs alles!
Verzerrung: Wir hören mehr als da ist!
Konsequenzen

Aber jetzt wird's ernst:
Welche Aufnahmetechnik?
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Aufnahmen? Warum?

Mit der Tonaufnahmetechnik, die heute zur Verfügung steht, haben auch Amateurmusiker gute Chancen, von der eigenen Musik brauchbare Aufnahmen zu machen. Aber warum sollte man als Amateurmusiker überhaupt Aufnahmen von der eigenen laienhaften Musik machen, wo wir doch auf einen immensen Vorrat von professionellen Aufnahmen zugreifen können, unter denen das Stück, welches wir spielen, ziemlich sicher auch zu finden ist.

Nun, es ist wie mit Fotos, für die wir selbstverständlich eine Kamera selber benutzen und nur bei besonderen Gelegenheiten einen Fotografen engagieren: Wir können in allen möglichen Situationen etwas von uns festhalten. Und wie bei Fotos sollten wir die eigene Tonaufnahme als erstes selber betrachten, also kritisch anhören. Als ich meine ersten Aufnahmen von der eigenen Musik machte, hatte ich zwar schon fünf Jahre öffentlich Musik gemacht, aber ich war doch zunächst entsetzt, wie unvollkommen das klang, was ich da gerade eben so überzeugt gespielt hatte. Diese erste direkte und brutale "Rückmeldung" schreckte mich aber nicht ab, sondern war Ansporn für intensives Üben und weitere Aufnahmen. Selbst Vorträge, also das Reden, übte ich dann so und lernte dabei, dass Sprechen und Musik insofern verwandt sind, als das reine Herausbringen der Sprache unabhängig vom Inhalt wie Musik geübt sein will.

Als ich jüngst nach alten Schallplattenaufnahmen suchte, geriet ich in Youtube an einen Eintrag von "Deutschlandsender", einer Aufnahme des Orchesters Kurt Widmann von 1939. Mitten unter den begleitenden Bildern hatte "Deutschlandsender" die folgende Zeichnung eingefügt, die mich zum Lachen brachte.

Orch. Kurt Widman hört seine Aufnahme

Weil "Deutschlandsender" zur Herkunft der Zeichnung keine Angabe machte, kann man nicht sagen, ob ein Orchestermitglied oder jemand aus der Umgebung das gezeichnet hat.

Wenn man Musiker von früheren Heldentaten erzählen hört, dann sollte man sie ruhig nach Aufnahmen fragen. Die Heldentaten werden nämlich in der Regel umso größer, je weniger sie durch Aufnahmen auf Normalmaß gehalten werden. Ein Musikerfreund aus meiner Studentenzeit wollte sich vor kurzem eine Band zusammensuchen. Aber so sehr er sich bemühte, zu erzählen, wie und was wir früher gespielt hätten, er erntete nur müdes Abwinken. Zufällig - ich wusste nichts von seiner Suche - schickte ich ihm zu dieser Zeit CDs mit unseren Aufnahmen aus der gemeinsamen Zeit, die ich von den alten Tonbändern gerettet hatte. Da erst begannen die Umworbenen, meinen Freund ernsthaft anzuhören und reagierten positiv.

Bei vielen Musikvereinen ist es üblich, von einem Konzert eine Aufnahme zu machen. Die Aufnahme dient zuerst dazu, die Erinnerung an den Auftritt zu bewahren. Bei Freunden und Bekannten sollte man sich mit der Konzertaufnahme auch zeigen, denn wofür macht man schließlich als Amateur Musik, wenn man sie nicht vorführen will, und sei es indirekt über die Aufnahme? Zwar kann man eventuell stolz auf Zeitungsberichte verweisen, aber die können nicht wirklich die Musik vermitteln (Beispiel). Und für das kommende Konzert kann ebenso keine Anzeige, kein Plakat jemals vermitteln, welche Musik man anbietet. Hinzu kommt noch, dass viele Leute gar nicht wissen, was "konzertante" oder "sinfonische" Blasmusik sein kann, denn sie kommt in unseren Radioprogrammen so gut wie gar nicht vor. Es hat nicht viel Sinn, darüber zu jammern. Nutzen wir also die Aufnahmen, um auch für unsere Musik zu werben! Mittlerweile sind Einträge bei Youtube sinnvoll, doch sollten sie nicht so naiv produziert sein, wie ich das am Ende dieses Artikels beschreibe.

Aber die Aufnahme kann noch zu weiteren sinnvollen Zwecken verwendet werden. Erst anhand der Aufnahme kann das Orchester sich in Ruhe darüber unterhalten, was gut gelaufen ist, und was man hätte besser machen können. Ja, aber wäre genau das nicht zu einem früheren Zeitpunkt sinnvoller? Ohne Zweifel, aber: Der relativ hohe technische Aufwand, mit dem man eine auch außerhalb des Vereins vorzeigbare Aufnahme des Konzerts erzeugt, läßt erst gar nicht den Gedanken aufkommen, schon in den Proben aufzunehmen und das Ergebnis zu besprechen. Aber der technische Aufwand für einfache Aufnahmen, die nur dem Zweck dienen, dem Orchester vorzuführen, welche Töne es hervorgebracht hat, ist nicht abschreckend hoch. Es lohnt sich also, Aufnahmen auch schon einzusetzen, wenn man eine Musik noch lernt. Das kann an jeder Stufe des Übens sinnvoll sein. Beginnend mit einzelnen Parts, dann in der Probe des Orchesters, jedenfalls früh genug, dass man noch Fehler erkennen und korrigieren kann.

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Auch ohne Aufnahme gibt es sie, und zwar leider zahlreich:

Akustische Probleme auf dem Weg zum Konzert

Versetzen wir uns einmal in einen typischen Musikverein und seine Arbeit bis zu einem Konzertauftritt. In den Proben sind die Musiker zunächst vorrangig damit beschäftigt, ihren eigenen Part hervorzubringen, oder auf gut Deutsch: sie sind froh, überhaupt erst einmal die geforderten Noten zur rechten Zeit zu erzeugen. Erst später können sie sich der Feinarbeit widmen und auch besser auf die anderen Musiker hören. Hinzu kommt, dass gerade die Bläser ihr eigenes Instrument anders hören als ihre Nachbarn, weil die Bläser einen Teil des Tons ihres Instruments über die Knochen des Kopfes hören. Die eigene Lautstärke ist auch schwierig einzuschätzen: die nächsten Nachbarn sind relativ lauter als die entfernteren. Eine Aufnahme mit einem Mikrofon in der Nähe der Baritone und Tuben zeigt am Beispiel des "Florentiner Marsches" von Julius Fucik, wie anders ein Musiker im Orchester den Klang des Orchesters hören kann.

Florentiner Marsch: Mikrofon nahe Bariton (mp3)
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Dem Dirigenten ist es noch am besten möglich, den Gesamtklang des Orchesters zu beurteilen und danach Anweisungen zu erteilen - es ist ja schließlich einer der Gründe, ihn überhaupt zu haben! Aber auch für ihn gibt es Hürden: Im Probenraum ist die Akustik in der Regel anders als in dem Saal, in dem das Konzert stattfindet. Ein Beispiel: In einem kleinen und akustisch wenig gedämpften Probenraum schaukeln sich die tiefen Töne durch Reflexion an den Wänden zu merklich größerer Lautstärke auf. Ein zweiter Effekt kommt noch hinzu: Bei tiefen Tönen ist der Schalldruck (auch "Schallpegel" genannt), ab dem man einen Ton gerade so hört - die "Hörschwelle" -, viel höher als bei mittleren Tönen. Sind die tiefen Töne aber erst einmal hörbar, wird ihre Lautstärke schneller als bei mittleren Tönen als kräftig laut bis unangenehm laut empfunden. Beide Effekte zusammen können uns in dem besagten Probenraum vorgaukeln, die Bassisten seien zu laut. Trainieren die Bassisten nun bei den Proben, leise zu bleiben, so dass der Klang in der Probe "stimmt", dann sind sie auf einer guten Bühne sicher zu leise, wenn sie den Effekt nicht ausgleichen und nun statt piano auf einmal forte spielen. Unser Gehör spielt uns aber noch weitere Streiche.

Wenn die letzten Proben im Konzertsaal durchgeführt werden, sollte man bewußt die Unterschiede in der Akustik wahrnehmen. Ein auffälliger Unterschied des Konzertsaals gegenüber einem kleineren Probenraum ist sein langer Nachhall, der auch noch besonders lang ist, wenn das Publikum fehlt, nämlich etwa doppelt so lang wie beim voll besetzten Saal. Aber wichtiger als der Nachhall im Saal ist für das Orchester die Gestaltung der Bühne, weil es dort eine große Rolle spielt, wie die ersten Reflexionen von den Wänden weiterlaufen. Eine gute Bühne lenkt den Schall möglichst in Richtung Publikum: Man achte einmal auf die schräg angebrachten Platten an den Seiten und der Decke der Bühne! Um ungünstige Reflexionen im Bühnenraum zu mildern, sind Vorhänge aus dicken, rauen Soffen sehr hilfreich. Auch wenn die reale Bühne, mit der man zurechtkommen muss, nicht so gut gebaut ist, sollte man wenigstens darauf achten, dass die Bühne schon bei der Generalprobe so wie beim Konzert gestaltet ist. So hat man noch eine Chance, sich darauf einzustellen, wie anders man die anderen Musiker im Orchester hört. Hat man diese Chance nicht, weiß aber, dass man auf einer guten Bühne spielen wird, sollte man lieber einige Male im Freien üben, denn diese Situation ist der auf einer guten Bühne ähnlicher als den Bedingungen im Probenraum. Bei einem Wertungsspiel hatten wir einmal diese Situation, ohne weitere Probe sofort auf einer guten Bühne spielen zu müssen. Dank unserer Freiluft-Erfahrung konnten wir uns sofort umstellen und hatten damit Erfolg.

Das Publikum hört das Orchester über eine größere Entfernung im Saal und somit auch wieder anders als der Dirigent. Nicht nur ist die Lautstärke dort geringer, sondern die höchsten Tone werden in der Luft auch stärker absorbiert als die mittleren und tiefen: Die Becken des Schlagzeugs klingen im Orchester wesentlich schärfer als beim Publikum. Die Trompeten mit ihrer gerichteten Abstrahlung des Tons ins Publikum sind im Saal relativ lauter zu hören. Die Baritons und Tenorhörner, auch die Hörner, strahlen generell in die Bühne hinein ab, also nicht zum Publikum hin. Damit sind sie von den Reflexionseigenschaften der Bühne stärker abhängig als alle anderen Instrumente. Und die Bässe schließlich warten mit einer Besonderheit auf: Sind die Bässe überhaupt zu hören, dann sind sie in großer Entfernung vom Orchester auch sehr gut zu hören, weil tiefe Töne in der Luft weniger gedämpft werden. Man tut also gut daran, sich mit einer Aufnahme wenigstens nachträglich ein Urteil darüber zu verschaffen, was das Publikum zu hören bekam.

Ein Beispiel aus unserem Schaffen: Beim "Florentiner Marsch" sollte am Schluss die Verzierung durch die Flöten deutlich hörbar sein, während die bekannte Trio-Melodie fast nebensächlich bleiben sollte, weil sie ja ohnehin jeder im Geiste hört. Dafür mussten die Blechbläser sich nach dem letzten lauten Übergang ordentlich zurücknehmen. War das Ergebnis wirklich so wie erwünscht?

Florentiner Marsch: Flöten am Ende hörbar?

Die Mikrofone standen bei dieser Aufnahme etwa 1 m hinter dem Dirigenten, namen also das Orchester so auf, wie es dem Dirigenten zu Ohren kam. Die Flöten sind nur gerade eben hörbar, das entsprach noch nicht ganz dem, was der Dirigent bei den Proben gefordert hatte. Sie hätten gegenüber dem Orchester ruhig noch etwas lauter sein können! Insgesamt ist also zu vermuten, dass der gewünschte Orchesterklang beim Publikum nicht ankam!


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Maskierung: Wir hören keineswegs alles!

Ein weiterer Effekt macht uns auch noch zu schaffen. Unser Gehör bringt nicht alles, was auf das Ohr trifft, getreulich als Hörempfindung in das Gehirn. Es läßt Töne, die für sich allein sehr wohl hörbar wären, für uns schlecht hörbar oder sogar unhörbar werden, wenn zusätzlich andere Töne auf unser Ohr treffen. Dieser "Maskierungseffekt" wird technisch benutzt, um Dateien mit Tonaufnahmen zu komprimieren, d.h. in der Größe zu reduzieren. Die maskierten Anteile werden real mit geringerer Qualität dargestellt oder sogar ganz aus der Tondatei entfernt. Das Verfahren wurde übrigens in Deutschland erfunden, nämlich in Erlangen, im Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen.

Der Maskierungseffekt hat aber auch Konsequenzen für unsere Musizierpraxis, ohne dass wir uns dessen so recht bewusst sind. Solange das Orchester kollektiv spielt, kommt es auf die Klangqualität des einzelnen Musikers nicht so sehr an. Ein Dutzend Klarinetten kann fast gar nicht anders als gut klingen, auch wenn einzelne dabei merklich neben der gewollten Tonhöhe spielen. Zwar verändert die Schwebung zwischen den Instrumenten bei einer großen Gruppe von gleichen Instrumenten den Klang, doch wird das als angenehm gehört! Die Töne zur richtigen Zeit hervorzubringen, ist hier eher wichtig: Verschlampte Einsätze sind immer gut zu hören und lassen die Musik anfängerhaft klingen. Wenn sich jedoch ein Musiker als Solist hervortut und gut aus dem Gesamtklang herauszuhören sein soll, muss er auf seinem Instrument nicht nur einen guten und lauten Ton erzeugen, sondern auch noch eventuell schwierigere Tonfolgen beherrschen! Und umgekehrt kann ein leises Instrument in einem sonst lauten Orchester eventuell so leise spielen, dass Fehler gar nicht auffallen. Vor diesem Hintergrund wird es verständlich, dass grosse Orchester leichter "Eindruck schinden" können als kleine. Anfänger kann man leichter mitschleppen und doch den Solisten einen soliden Hintergrund bieten. Im kleinen Orchester hingegen müssen sich alle Musiker eher wie Solisten verhalten. Die Schwebung zwischen gleichen Instrumenten wird hier nicht als Verbesserung wahrgenommen. Vor diesem Hintergrund wechsele ich in unserem kleinen Orchester eher zur Klarinette, wenn wenige Klarinetten den Orchesterklang prägen sollen.

Die Lautstärke-Anweisungen in den Noten beziehen sich oft nur auf das Gesamtorchester und müssen deshalb öfters eigenmächtig anders gesehen werden. Ein Beispiel aus meiner eigenen Praxis soll das zeigen. In dem Stück "Pacis Valley" von Ben Hemhouts beginnt eine Begleitfigur des Es-Altsaxophons und dann steigen die Flöten ein. Damit die Flöten nicht gestört werden, nimmt das Altsaxophon die Lautstärke zurück, sobald sie einsetzen. In den Noten steht hier durchweg "mezzoforte". Später hat das Altsaxophon eine Verzierung zu spielen: Ein Es-Alt gegen 5 Trompeten und sonstiges Blech. Obwohl ich hier entgegen der Lautstärkeanweisung fortissimo blies, geht der Einwurf des Saxophons bis auf seine obersten Töne unter.

Pacis Valley: Altsaxophon hörbar?

So kann man sich täuschen: Während des Spielens hatte ich keineswegs das Gefühl, so unhörbar zu sein. Eine Aufnahme schon während der Proben hätte ermöglicht, hier noch etwas zu korrigieren, genauso wie beim Beispiel aus dem "Florentiner Marsch".

Einem weiteren Zweck können Aufnahmen in der Probezeit dienen: man kann seine Stimme zusammen mit dem eigenen Orchester üben, ohne die übrigen Musiker mit einer Probe zu strapazieren. Oder umgekehrt: Musiker, die aus einem wichtigen Grund nicht bei jeder Probe dabei sein können, erhalten so eine bessere Chance, sich doch in das Orchester einzufügen.

Wenn wir also an den verschiedenen Stufen des Übens und der Orchesterproben Aufnahmen der eigenen Musik einschalten, sind wir besser gerüstet, uns auf die Vorstellungen des Dirigenten einzustellen, als wenn wir mit einer fremden Musteraufnahme mitspielen. Dies regt auch hoffentlich an, sich selber zu verbessern, bevor es der Dirigent sagen kann.

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Verzerrung: Wir hören mehr als da ist!

Wenn wir unserem Gehör einen Ton anbieten, können wir seine Tonhöhe und seine Lautstärke recht gut für andere Menschen beschreiben. Aber die weitere Charakterisierung des Tons wird schon recht schwierig und wir greifen zu oft abenteuerlichen Formulierungen, um unseren Höreindruck zu beschreiben. So haben wir auch Schwierigkeiten zu erkennen, dass unser Gehör noch auf eine weitere Art mogelt. Durch ein einfaches Experiment können wir uns aber doch davon überzeugen, bevor ich zur Erklärung weiter aushole.

Dazu braucht man zwei Leute, nah beieinander, die beide einen anhaltenden Ton pfeifen. Beginnen beide mit dem gleichen Ton und der eine variiert seinen Ton langsam nach oben oder unten, hören beide zuerst ein Knurren, das mit wachsender Differenz der Tonhöhen immer mehr zu einem Ton wird. Dieser dritte Ton entsteht erst in unserem Gehör. Seine Frequenz ist die Differenz der Frequenzen der beiden realen Töne. Es gibt noch einen weiteren Ton, dessen Frequenz die Summe der Frequenzen der beiden realen Töne ist. Dieser ist jedoch nicht so auffällig zu hören. Wie dieses Tongemisch im Gehör entsteht, läßt sich auch heute noch nicht eindeutig beweisen. Aber in elektronischen Schaltungen kennt man diesen Effekt und geht mit ihm ganz gezielt um. Je nach dem Zweck, den man damit verfolgt, nennt man ihn z. B. in Radio- und Fernseh-Empfängern die "Mischung" oder "Überlagerung". Hier ist der Effekt erwünscht. Umgekehrt ist aber beim Verstärken von Tonsignalen der gleiche Effekt, den man dabei "Verzerrung" nennt, gerade nicht erwünscht. Es dauerte einige Jahrzehnte, bis die Technik der "Hohen Wiedergabetreue" (High Fidelity, Hi-Fi) entwickelt war.

Linear und nichtlinear
Das nebenstehende Bild zeigt einige Möglichkeiten der Verknüpfung zwischen Ein- und Ausgangswerten einer Schaltung - oder allgemein eines Apparats - an. Der Nullpunkt links unten ist der Ruhezustand, die horizontale Achse deutet die Eingangswerte an und die senkrechte Achse die Ausgangswerte. Maximalwerte der Ein- und Ausgangsgrößen, die natürlich von Fall zu Fall Verschiedenes bedeuten können, sind deshalb einfach als "Max." bezeichnet. Weil meist die Übertragungsfunktion etwa symmetrisch zum Nullpunkt ist, habe ich nur die eine Hälfte der Übertragungsfunktionen gezeichnet. Nur wenn sich die Eingangsgröße (z. B. beim Mikrofon der Schalldruck) und die Ausgangsgröße (beim Mikrofon die Ausgangsspannung) zu einander streng proportional verhalten, ist der Effekt der Verzerrung und Mischung abwesend. Dies nennt man "lineare Übertragung", weil in der grafischen Darstellung der Zusammenhang zwischen Eingangs- und Ausgangsgröße eine gerade Linie bildet. Das Bild zeigt einige weitere Beispiele von Übertragungsfunktionen, die man gemeinsam als "nichtlinear" bezeichnet. Die Farbe bei den Stichwörtern im folgenden Text weist auf die Kurve im Bild hin. Alle nichtlinearen Übertragungsfunktionen ergeben mehr oder weniger den Verzerrungseffekt.

Sinus 816 HzDieses Bild zeigt eine glatte Schwingung - in der Mathematik wird sie die Sinusschwingung genannt -, die nur eine Frequenz enthält. Sie ist errechnet und eignet sich am besten, um zu zeigen, was eine nichtlineare Übertragung bewirkt. Das Bild zeigt einige Schwingungsperioden eines Tons mit 816 Hz (das ist um 31 % eines Halbtons unter G4). Er klingt glatt und langweilig. Bei einer linearen Übertragung bleibt die Schwingung in ihrer Form erhalten.

Nun also zu den Effekten der nichtlinearen Übertragung: Bei Lautsprechern kann man es direkt sehen, wenn starke Basstöne im Tonsignal enthalten sind: Die Membran kann nicht beliebig weit ausgelenkt werden und dabei noch getreulich einer vorgegebenen Funktion folgen. Genauso ist es aber auch beim Mikrofon, dessen Membran auch nicht beliebig dem auftreffenden Schall folgen kann. Unser Trommelfell und das ganze Gehörorgan dahinter ist auch nicht in der Lage, beliebig weit dem auftreffenden Schall zu folgen: Wenn man die Basstöne einer "Musik" schon mit dem Bauch spürt, wie müssen dann erst das arme Trommelfell und die Gehörteile dahinter leiden!

Bei den Grundschaltungen von Verstärkern haben die Übertragungsfunktionen von Elektronenröhren und Transistoren eine doppelte Krümmung: Der Ausgangsstrom folgt der Eingangsspannung zunächst langsam, dann schneller, um dann aber zum Maximum hin einen Anschlag zu errreichen. Wie oben schon erwähnt, brauchte man längere Zeit, bis Schaltungen erfunden waren, die diese Übertragungsfunktionen näher an die Linearität brachten. Das technische Stichwort für dieses Schaltungsdetail ist "Gegenkopplung". Aber auch mit diesen Schaltungskniffen bleibt die "Aussteuerungsgrenze" erhalten, ab der die Tonsignale "begrenzt" werden, d. h. dem Eingangssignal nicht weiter folgen können.

Schließlich sei noch demonstriert, dass auch die Digitalisierung nicht linear ist. Die kontinuierliche Übertragungsfunktion wird durch Stufen ersetzt, deren Stufenwerte als Zahlen nun weiter benutzt und gespeichert werden, bis sie wieder in irgendeinem Wiedergabegerät in Schall umgesetzt wird. In dem Bild sind nur 10 Stufen gezeichnet, damit man sie als Stufen deutlich erkennt. Die Digitalisierung ist nur dann ausreichend verzerrungsarm, wenn die Zahl der Stufen groß ist. In der CD-Technik benutzt man 65536 Stufen (16 bit). Das ist schon so viel, dass man die Treppenlinie auf einem Bildschirm gar nicht als solche darstellen kann. Spitzohrige Menschen behaupten aber immer wieder, dass sie auch dann noch Veränderungen hören. Das folgende Beispiel, in dem der Sinuston von 816 Hz mit nur 256 Stufen (8 Bit) digitalisiert ist, zeigt aber erst bei sorgfältigem Anhören einen Unterschied. Um nicht nur nach Gehör zu urteilen, fertigte ich auch noch eine Frequenzanalyse dieser Aufnahme an.

Wichtig: neben dem eigentlichen Ton gibt es ein gleichmäßiges, leises Tongemisch, in dem aber kein besonderer Ton herauszuhören ist. So etwas nennt man "Rauschen", weil es sich tatsächlich wie Meeresrauschen anhört. Wenn wir die Digitalisierung verfeinern, indem wir jede Digitalisierungsstufe noch einmal in 256 Stufen teilen, dann brauchen wir die Digitalisierung selber nicht mehr in Verdacht zu ziehen, uns hörbare Verzerrungen oder Störungen zu produzieren. Hört man sich denselben Ton mit der Digitalisierung in 16 Bit an, dann wird man beim Vergleich mit der 8-Bit-Aufnahme nur in einer HiFi-Anlage noch den Unterschied im Rauschen hören.

Bei dem Sinuston handelt es sich um eine streng gerechnete Funktion, deren Eigenschaften man genau kennt. Veränderungen kann man deshalb gut darstellen. Das Problem der Digitalisierung eines allgemeinen Eingangssignals, das mit unterschiedlichen Formen, ja sogar schnellen Sprüngen daherkommt, liegt eher darin, dass bei allzu einfachen Schaltungen die Wandlung zur Zahlenreihe nicht korrekt war und zu sehr wohl hörbaren Veränderungen führte. Mittlerweile ist aber die Technik der Digitalisierungsschaltungen doch fortgeschritten. In Zahlen: Bei der Digitalisierung des Sinustons in 16 Bit ist das Rauschen unterhalb der unteren Grenze des obigen Bildes, so dass sich eine Darstellung erübrigt.

Sehen wir uns zunächst an, was eine Verzerrung bei einem glatten und obertonlosen Sinuston bewirkt. Den ursprünglichen Ton von 816 Hz habe ich über eine nichtlineare Übertragung geschickt, etwa nach der Art eines Verstärkers, dem wir mehr Leistung abverlangen als er zu liefern vermag. Damit hört sich der Ton etwas anders an, jedoch nicht unangenehm. Benutzen wir eine Frequenzanalyse, dann sieht man, dass viele Obertöne zur Grundschwingung hinzugekommen sind. Das sind Töne mit dem Doppelten, Dreifachen, u.s.w. der Grundfrequenz. Insofern ist das wie bei einem realen Musikinstrument, siehe Klarinette und Saxophon.

Frequenzanalyse des verzerrten 816-Hz-Tons

Ein weiterer Fall von Nichtlinearität, der eine Tonaufnahme verändert, ist schon von eher historischem Interesse, hilft uns aber, die Verbesserungen in der Tontechnik richtig einzuordnen.

In der Tonbandtechnik (Spulentonbandgerät, Kassettenrecorder), bei der die Tonschwingung als Magnetisierung eines Bandes aufgezeichnet wird, gibt sowohl Verzerrungen durch das nichtlineare Verhalten der Magnetisierung als auch ein Rauschen, weil die winzigen Mengen des magnetischen Materials auf den Bändern sich nicht beliebig genau ausrichten lassen. Die Magnetisierung kann nur bis zu einem Maximalwert getrieben werden, deshalb ähnelt die Nichtlinearität dem einer Membran (Lautsprecher, Mikrofon, Trommelfell im Ohr). Um die Eigenschaften einer solchen Aufzeichnung zeigen zu können, habe ich auf meinem HiFi-Kassettenrecorder die Sinusschwingung aufgezeichnet und die Aufnahme anschließend einer Frequenzanalyse unterworfen.

Frequenzanalyse Sinus 816 Hz von Kassette

Man sieht neben der Grundschwingung von 816 Hz die durch die Verzerrung entstandenen Obertöne. Daneben ist das Rauschen etwa auf dem gleichen Niveau wie bei der in 8 Bit digitalisierten Schwingung. Diese Aufzeichnung hört sich so an: Kassettenaufnahme des 816-Hz-Tons. Der Ton hat auch Schwankungen in der Lautstärke und hört sich rau an. In der Frequenzanalyse findet man diese Erscheinung als Anstieg des Rauschens in der Nähe des Haupttons 816 Hz. Mit dieser magnetischen Aufzeichnung verglichen schneidet die Digitalisierung in nur 256 Stufen schon besser ab, denn bei etwa gleicher Stärke des Rauschens entstehen keine Verzerrungen durch Nichtlinearität.

Mit diesen Kenntnissen ausgerüstet können wir untersuchen, was geschieht, wenn wir es mit mehreren Schwingungen nebeneinander zu tun bekommen.

Wenn wir bei einer linearen, also nicht verzerrenden Übertragung eine zweite Schwingung hinzufügen, z. B. 1020 Hz (das ist 44 % unter C5), sollten auch beide Schwingungen nebeneinander erhalten bleiben. Das folgende Bild zeigt die Frequenzanalyse dieses Falles und man sieht sofort, dass in der Tat die beiden Schwingungen erhalten bleiben. Diese beiden Töne klingen erwartungsgemäß nicht "schön", d. h. harmonisch zusammen, denn es handelt sich um eine unsaubere Quarte. Wohlklang ist aber auch vorerst nicht der Zweck der Übung.

Frequenzanalyse 816 und 1020 Hz

Schalten wir nun eine nichtlineare Übertragung ein, nämlich den gleichen überforderten Verstärker, der bei dem Einzelton Obertöne erzeugte, dann zeigt uns die Frequenzanalyse, dass etwas wesentlich Neues entstanden ist:

Frequenzanalyse 816 und 1020 Hz übersteuert

Viele neue Töne sind nun entstanden. Das Ganze hört sich unangenehm anders an. Der tiefste Ton in diesem Gemisch ist 204 Hz, und diesen Ton hört man deutlich! Seine Frequenz ist die Differenz der Frequenzen der beiden Eingangstöne, aber auch das Doppelte und Dreifache dieser Frequenz ist dabei, also die erste und zweite Oberwelle des Differenztons. Oberhalb der beiden Eingangstöne gibt es viele Obertöne und Mischtöne. In diesem Beispiel sind die Frequenzen der beiden Töne, 816 Hz und 1020 Hz, so gewählt, dass sie selber Vielfache ihrer Differenz, 204 Hz, sind. Auf diese Weise bleibt es etwas übersichtlicher, was da alles an Differenzen, Summen und Oberschwingungen entsteht, weil alles irgendwelche Vielfache von 204 Hz ergibt.

In unserem Gehör kann man nun leider nicht eine Frequenzanalyse des Gehörten veranstalten, aber ein Experiment mit einer Verstärkeranlage kann uns doch zeigen, dass auch bei uns im Kopf solch grausame Gemische entstehen. Wir können dazu das Beispiel der zwei unverzerrten Töne erneut benutzen, indem wir sie einfach mit wachsender Lautstärke anhören. Auch wenn wir sicher sind, dass der Verstärker nicht verzerrt, wird das Gehörte dem verzerrten Beispiel doch immer ähnlicher. Anschließend können wir das Experiment mit beliebigen Tönen aus einem Keyboard wiederholen, wobei wir zunächst harmonische Intervalle benutzen sollten. Die Töne sollten einige Sekunden lang gleichmäßig in Lautstärke und Klangfarbe sein.

Wir können aber auch durch Nachschlagen in der Tabelle der Töne und Notennamen uns schon die Erkenntnis verschaffen, dass das Verzerren - egal ob in einem Verstärker oder in unserem Gehör - den Orchesterklang verdirbt. Nehmen wir uns gleich den bösartigsten Fall vor: die große Sexte. Das A5 mit 880 Hz und Fis6 mit 1480 Hz bilden den Differenzton

1480 Hz - 880 Hz = 600 Hz

Eine Chance auf einen harmonischen Mischton haben wir, wenn dieser wenigstens ein Ton der Tonleiter ist. In der Tabelle finden wir aber D5 mit 587,33 Hz und Es5 mit 622,25 Hz. Da sitzen wir mit dem Differenzton aber ziemlich genau in der Mitte dazwischen! Es entsteht also ein Missklang, obwohl die beiden beteiligten Töne korrekt sind! Mit jedem hinzukommenden Ton wird die Beeinträchtigung schlimmer, weil immer neue Mischtöne hinzukommen.

Ein klingendes Beispiel für die verfälschende Wirkung des Verzerrens habe ich mit Altsaxophonen produziert. Nacheinander erklingen eine große und eine kleine Sexte, dann eine große und eine kleine Terz, zunächst in einer linearen Aufnahme:

Altsaxophone linear

Dann mit der gleichen Verzerrung wie das erste Beispiel:

Altsaxophone verzerrt

Man muß schon ein gutes Gehör haben, um allein nach Gehör genau sagen zu können, welche tiefen Mischtöne da entstanden sind. Noch schwerer ist es, beurteilen zu können, ob es überhaupt Töne der Tonleiter sind. Das Ausrechnen mit Hilfe der Frequenzen der Töne ist da genauer und liefert immer wieder die unangenehme Auskunft: Die Mischtöne sind nur bei der reinen Quinte passend, sonst immer neben der Tonleiter. Selbst wenn sie noch akzeptabel neben einem Ton der Tonleiter liegen, ist es fraglich, ob dieser Ton zum gewünschten Akkord passt, zu dem ja die tiefen Instrumente auch noch ihren Anteil liefern.

Die Erfahrung, was große Lautstärke für das Hören von Akkorden bedeutet, sollte sich eigentlich jeder Musiker einmal bewußt verschaffen!

Bei einer Swing-Matinee auf einem Freigelände hatte ich Gelegenheit, das Experiment ohne Vorbereitung durchzuführen. Der Klang einer Big Band wurde mit Verstärkern für ein Publikum so verstärkt, als säßen dort Tausende in einem Stadion. Es befanden sich aber nur ein paar hundert Leute in einem Park. Von diesen hielten sich die meisten - vernünftigerweise - in etwa 100 m Entfernung von der Band auf. Aber auch hier hörte sich der Klang der Band noch sehr "kratzend" an. Erst in der doppelten Entfernung, wo sich nur wenig Publikum befand, kamen die Harmonien der Satzbläser klar zum Vorschein und das Klavier schepperte nicht mehr. Wäre die Verstärkeranlage an den Verzerrungen schuld gewesen, hätte der Höreindruck sich nicht so deutlich verbessern können.

Bei E-Gitarren ist das absichtliche Verzerren des Tonsignals ein anerkanntes Stilmittel für Solisten, doch wenn es eine Band ständig kollektiv und bei Akkorden einsetzt, wird daraus eher ein Lärmteppich, hinter dem Solisten ihre Fehler gekonnt verstecken können.

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Konsequenzen

Wer will bei diesen vielen Möglichkeiten, Falsches zu hören oder manches gar nicht zu hören, Lautstärken falsch einzuschätzen, noch fest behaupten, das Orchester beurteilen zu können? Vergessen wir es nicht: das Publikum! Es sitzt an der Stelle, an der unsere Musik gut klingen und ankommen soll. Das Publikum der Blasmusik wartet nicht tagelang vor der Festhalle, um ins Konzert zu kommen. Es äußert seine Beurteilung nicht zustimmend mit lautem Kreischen, seine Ablehnung nicht mit Buh-Rufen. Zustimmung heißt: wir kommen nächstes Mal wieder, Ablehnung: wir kommen nicht. Bevor das Publikum uns so oder so beurteilt, können wir uns aber mit Aufnahmen eine Selbstbeurteilung verschaffen. Also sollten wir es ohne Ausreden auch tun.

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Welche Aufnahmetechnik?

Tonaufnahmen sind seit etwa 130 Jahren möglich. Seit etwa 20 Jahren hat die Digitaltechnik mit besserer Aufnahmequalität das Tonbandgerät und den Kassettenrekorder abgelöst. Die heute gängigen PCs haben in aller Regel brauchbare "Soundkarten", mit denen in "CD-Qualität" (16 bit Auflösung bei 44,1 KHz Sample Rate) Stereosignale von Mikrofonen zur Aufnahme digitalisiert werden können. Man braucht als weitere Geräte also nur zwei Mikrofone und einen Zwischenverstärker, der die Signale der Mikrofone an die Empfindlichkeit des Aufnahmeeingangs anzupassen erlaubt. Für die eigentliche Aufnahme braucht man dann noch ein Programm. Hier gibt es viele, darunter auch als Teil von Programmen zum Brennen von CDs und DVDs (z. B. Nero).

Es gibt aber auch bereits ein kleines Aufnahmegerät ("Zoom H2") in Taschenbuchgröße, das den Zweck erfüllt, es enthält sogar gute Mikrofone und kostet nur 199 Euro. Die Daten werden bei diesem Gerät auf eine Speicherkarte geschrieben, so dass es keine bewegten Teile gibt. Weil es obendrein mit Batterien betrieben wird, kann man es einfach hinstellen und aufnehmen lassen. Also: hinsichtlich der Technik gibt es genug gar nicht so teure Möglichkeiten. Es ist inzwischen üblich, Aufnahmen im Stereoverfahren zu machen, d. h. mit zwei Mikrofonen. Für den Anfang genügen durchaus einfache Mikrofone. Die Mikrofone können über oder neben dem Dirigenten angebracht werden, so dass die Aufnahme das enthält, was auch der Dirigent hört. Sind die Geräte vor Ort für die Aufnahme fertig eingerichtet, so beansprucht die Bedienung des Geräts nur wenig Aufmerksamkeit.

Eine Videokamera oder ein Smartphone erfüllen inzwischen auch den Zweck, doch eine bei diesen Geräten angebotene Bequemlichkeit für die Tonaufnahme beeinträchtigt die Qualität von Musikaufnahmen: die automatische Einstellung der Lautstärke, die dafür sorgt, dass auch bei variierender Lautstärke immer eine passende Aussteuerung im Tonkanal aufgenommen wird. In der Musikbearbeitung wird das "Kompression" genannt. Wird die Musik laut, muß dem die Aussteuerung der Aufnahme rasch Rechnung tragen, weil die Aufnahme sonst übersteuert wird. Am Beispiel des Titels "Gablonzer Perlen" sieht man in den Wellenbildern das Ergebnis einer Kompression, der ich die Aufnahme von Ernst Mosch und seinen Egerländern unterworfen habe.

Gablonzer Perlen normal und komprimiert

Wie gewollt, wurden die leisen Stellen laut gedreht. Vergleicht man z.B. bei 12 s auf der Zeitachse die beiden Wellenformen, erkennt man, dass die Regelung in der komprimierten Aufnahme eine - wenn auch nur kurze - Zeit benötigt, um den Aufnahmepegel bei der höheren Lautstärke zu reduzieren. Die Folge ist ein härteres Einsetzen von isolierten lauten Stellen. Umgekehrt braucht die Regelung auch eine kleine Zeitspanne, um den Aufnahmepegel wieder aufzudrehen, wenn die Schallquelle leiser wird. Das ist aber weniger auffällig. Die Wirkung der Kompression kann man sich in den beiden folgenden Aufnahmen anhören:

Gablonzer Perlen: Egerländer, Dir. Ernst Mosch, original von LP (mp3)

Gablonzer Perlen: Egerländer, Dir. Ernst Mosch, komprimiert (mp3)

Bei der folgenden Aufnahme, die ich in Youtube fand, hatte jemand im Publikum sein Smartphone hochgehalten. Was bei dieser Aufnahmeposition gar nicht zu umgehen ist: Das Publikum ist präsent. Man merkt deutlich, wie die Kompression arbeitet: Anfangs hört man das Publikum deutlich. Wenn die Musik laut wird, ist das Publikum leiser zu hören. Weil die Mikrofone so weit von der Bühne entfernt waren, ist das Orchester nur in der Mitte der Stereobasis zu hören, hingegen das Publikum von links bis rechts.

Gablonzer Perlen: Egerländer, Dir. Ernst Hutter, Smartphone (mp3)

Eine ketzerische Bemerkung: Es war ja ein Mensch im Publikum, der anderen mit seiner Aufnahme zeigen wollte, was ihm gefiel! Ist das Baden im Publikum vielleicht ein wichtiger Teil der Freude? Bisher bin ich der Meinung, dass die Aufnahme mir nicht die nötige Freude vermittelt. Deswegen ziehe ich Aufnahmen vor, bei denen das Orchester die Hauptrolle spielt.

Bei Youtube fand ich einige Aufnahmen des Medleys "Santana - a Portrait", ein Medley, arrangiert von Giancarlo Gazzani, bei denen das Bild Informationen zur Ton-Aufnahmetechnik vermittelt. Zuerst ein großes Orchester aus dem Kanton Genf (Schweiz), das in einem großen, schönen Konzertsaal auf einer offenen Bühne spielt. Eine Kamera ist auf dem Rand des Rangs positioniert (wackelt also nicht, wird auch nicht bewegt) und nimmt vermutlich auch den Ton auf, denn man sieht keine Mikrofone auf der Bühne.

Orchester aus Genf spielt "Santana"
Santana - a portrait, Orchester aus Genf, Ausschnitt (mp3)

Die am Beispiel der "Gablonzer Perlen" gezeigte Wirkung der Ton-Kompression ist in dieser Aufnahme verheerend: Die Dynamik ist weggeregelt, und der Klang des Orchesters ist wie verwirbelt, weil die Lautstärkeregelung sehr schnell wieder auf "lauter" gedreht wird, wenn die Mikrofone geringere Signale liefern. Dies führt dazu, dass der Hall aus dem Saal übertrieben zu hören ist, wenn das Orchester eine Atempause einlegt. Wenn der Solist (bei 20 s) einsetzt, wird die Aufnahme nicht leiser. Die durchaus vorhandene Zurückhaltung der vielen anderen Musiker wird dabei überspielt, weil die Lautstärkeregelung aufdreht. Das Hörbar-werden des Altsaxophons beweist dies.

Das Orchester aus Ungarn im folgenden Beispiel hält eine Überraschung bereit: 11 Flöten!

Orchester aus Ungarn spielt "Santana"
Dieses Bild vom Orchester zeigt die 11 Flöten. Sind sie in der Aufnahme zu bemerken?
Santana - a portrait, Orchester aus Ungarn, Ausschnitt (mp3)

Das Orchester spielte in einer Halle, wobei die Wand hinter dem Orchester mit großen Vorhängen abgehängt war, wodurch die Echos von dort schwächer waren. Ferner standen die Mikrofone in der Nähe des Orchesters, nämlich hinter dem Dirigenten, so dass sich insgesamt ein angenehmer Klang der Aufnahme einstellte. Beim Solisten (rechts vorne in der dritten Reihe) erkennt man auch ein Mikrofon. Jedenfalls ist er gut zu hören. Die Flöten sind im zweiten Teil der Hörprobe als ein Hintergrund zu hören, der an eine Streichergruppe erinnert.

Das dritte Aufnahmebeispiel ist von einem Orchester aus Italien, das im Freien spielt.

Orchester aus Italien spielt "Santana"
Santana - a portrait, Orchester aus Italien, Ausschnitt (mp3)

Auch wenn das Bild nicht gerade scharf ist, erkennt man doch, dass Mikrofone in der Nähe des Orchesters aufgestellt sind. Der Solist ist ein Jugendlicher, er sitzt in der zweiten Reihe, Vierter von rechts. Vor ihm steht ein Mikrofon, das in der Szene zu erkennen ist, als die Kamera an ihn heranzoomt. Er konnte also sein Solo spielen, ohne mit Brachialgewalt laut spielen zu müssen.

Solist im italienischen Orchester, Mikrofon erkennbar

Die Konsequenz aus den angeführten Beispielen: Bitte auch für einfache Aufnahmen mit den Mikrofonen nahe an das Orchester gehen und bitte keine automatische Aussteuerung der Tonaufnahme benutzen! Wenn die Solisten sich bewegen können, sollten sie auf etwa 1 m an eines der Mikrofone herangehen können. Das spart nämlich einen Tonaufnahmekanal extra für den Solisten. Vor dem Beginn der ernsthaften Aufnahme muss man die Aussteuerung beim Aufnahmegerät einstellen. Dazu muss das Orchester kurz ein Fortissimo produzieren, und die Solisten sollten sich auch in ihrer Position für das Solo aufstellen. Wenn die Aussteuerung eingestellt ist, kann man das Aufnahmegerät getrost sich selbst überlassen.

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