Der Begriff “Trinnov WaveForming” elektrisiert seit knapp einem Jahr als Umschreibung für eine angeblich ultimative Tieftonwiedergabe nicht nur die Heimkino-Gemeinde. Ende vergangenen Jahres hatte die Software das Teststadium verlassen und die Trinnov-Entwickler besuchten seitdem Händler und Messen, um Erfahrungen mit diesem neuen Programm zu sammeln. Zuletzt führten die Franzosen diese aktuellste Evolutionsstufe mit Perlisten-Lautsprechern und Subwoofern bei Audio Reference auf der High End 2024 in München vor. Das war höchst beeindruckend. Seit August dieses Jahres schließlich steht die Firmware allen Besitzern einer Trinnov-Vorstufe kostenlos als Update zur Verfügung. Es war also an der Zeit, dieses vielversprechende Tool einem ausgiebigen LowBeats Test zu unterziehen…
Worum geht‘s? Wer in einem typischen Wohnraum (oder einem Heimkino) konventionelle Lautsprecher spielen lässt, hört schon ab einem Abstand von mehr als zwei Metern überwiegend Schallenergie, die von Raumreflexionen herrühren.
Das gilt vor allem für die Basswiedergabe. Einzelne Tiefton-Schallquellen (wie bei Lautsprechern und Subwoofern üblich) strahlen die Tiefton-Energie nämlich nicht (wie der Hochtöner) auf den Zuhörer gerichtet, sondern kugelförmig ab, was zu viel Reflektionen führt. Zudem entsprechen die Wellenlängen der abgestrahlten Bass-Frequenzen (zwischen 20 und 120 Hertz) oftmals den Maßen des Raums – das gilt sowohl längs als auch quer und vertikal im Raum. Bei jenen Frequenzen, die von der Wellenlänge her genau passen, spiegeln sich diese an den Grenzflächen genau in sich selbst. So entstehen Überhöhungen (Dröhnen) und/oder Auslöschungen (dünnlicher Bass). Man spricht dabei von den sogenannten Raummoden. Wer in solchen Umständen nicht zufällig ideal sitzt, hat je nach Musik (oder Film) in der Regel zu viel oder zu wenig Bass.
Trinnov WaveForming: ein Lösungsansatz
Will man dieses Problem passiv umgehen, sind aufwändige akustische Maßnahmen vonnöten, die aufgrund der meterlangen Wellenlängen entsprechend großvolumig ausfallen müssen. Intelligenter dagegen ist die Variante mit mehreren Subwoofern, die durch geschickte Platzierung, exakt eingestellten Timings und einer jeweils individuellen Entzerrung optimiert werden. Mit einer solchen Aufstellung könnte man einen gleichförmigen Bass auf allen Hörplätzen erzielen – allerdings zu Lasten der Wiedergabe-Präzision.
Aus diesem Grund hat man sich in den vergangenen Jahren bei immer mehr Installationen einen Trick aus der Studiotechnik zu Nutze gemacht: das Single- oder Double-Bass-Array. Dahinter steckt die Idee von symmetrisch an der Wand aufgestellten Subwoofern. Nutzt man mindestens vier Stück (mehr sind womöglich besser), erzeugen diese Subwoofer keine kugelförmige Abstrahlung mehr, sondern eine große, planare Bass-Wellenfront, die durch den Raum läuft – siehe Animation weiter unten. Da diese Wellenfront größer ist als der Querschnitt des Raums werden die Vertikal- und Quermoden nicht mehr angeregt. Mit einem solchen Single-Bass-Array erzeugt man Bässe von selten gehörter Präzision. Doch es geht noch besser.
Beim Double Bass Array sitzt das gleiche Array spiegelbildlich nochmals auf der Rückwand, wird aber in der Phase um 180 Grad gedreht und die Distanz zwischen den beiden Subwoofer-Arrays zeitlich angepasst. Einfach gesagt: Die Wellenfront, die vorn entsteht, wird auf der Rückseite wieder absorbiert – und umgekehrt. So wird der übliche Schalldruck vor den Wänden, der zum Dröhnen führt, wirkungsvoll vermieden und man wird durch dieses Hin- und Herschieben der Basswelle auch die (meist lästige) Längs-Mode des Raumes los. Theoretisch klingt so ein entzerrtes Double-Bass Array wie ein Bass, der nicht in ein Gehäuse gezwängt ist – komplett homogen und knackig.
Aber halt nur theoretisch. De facto funktionieren Double Bass Arrays nur im leeren Quader wirklich wie sie sollen, schon weil Möbel und Fenster etc. die homogene Wellenfront stören. Mit einem Single Bass Arrays bekommt man zwar einen knackigen Bass und ist bereits zwei Moden (quer und vertikal) los, aber perfekt ist auch das nicht: Die oft dröhnige Längsmode bleibt hartnäckig erhalten. Und was auch passieren kann: Der von der Rückwand reflektierte Bass löscht sich ausgerechnet am Hörplatz aus. Dann klingt es trotz vieler Subwoofer eher dünn…
Deshalb haben die Forscher von Trinnov nach Jahren im Testlabor mit WaveForming einen Ansatz gesucht (und gefunden), der eine konsequente und im Einsatz flexible Version des Double Bass Arrays darstellt.
Auch hier braucht es vorne stets mehrere Subwoofer als „Emitter“ und im Idealfall spiegelbildlich an der Rückwand angeordnete aktive „Absorber“. Erlaubt sind Konfigurationen von maximal acht Woofern pro Seite, Minimum sind je zwei. Grundsätzlich gilt: Je mehr Subwoofer und je symmetrischer die Anordnung, desto wirkungsvoller das Ergebnis. Noch etwas gibt es zu bedenken. Da die Subwoofer Schall abgeben und gleichzeitig mit der Absorption belastet werden, sind hier tendenziell leistungsfähigere Subwoofer gefragt als bei einer konventionellen Dimensionierung. “Sechs Dezibel mehr als sonst üblich an Schalldruck sollten die Subwoofer leisten können”, so der Rat von Trinnov. Leichter gesagt als gekauft: Plus 6 dB sind eine Menge…
So funktioniert das Trinnov WaveForming: Die Subwoofer an der Front erzeugen den Bass. Wenn dieser an der Rückwand auftrifft, dienen die dortigen Subwoofer als Absorber. Der Rest an Reflexionen wird danach von den Front-Subwoofern gedämpft (Animation: Trinnov)
Die Wirkungsweise veranschaulicht die Animation (oben) recht plastisch. Der Schall der Subwoofer an der Front addiert sich zu einer homogenen Welle. Die pflanzt sich durch den Raum fort und wird großenteils aktiv durch die gegenphasig arbeitenden Subwoofer der Rückwand absorbiert. Vollständig gelingt das aber nicht und ein verbleibender Teil des Schalls läuft zurück durch den Raum. Erreicht diese Reflexion die Front, werden dort die Reste mit Hilfe der Subwoofer ausgelöscht. Das passiert nicht nur mit einer Welle, wie in der Grafik vereinfacht dargestellt, sondern fortlaufend mit der Musik oder dem Filmsound. Entsprechend komplex und dynamisch gestaltet sich das Ganze in der Praxis.
Planung und Vorbereitung
Die beginnt mit der korrekten Anzahl und Anordnung der Subwoofer an Front- und Rückwand. Dazu und für viele weitere Aspekte des komplexen Verfahrens hat Trinnov das WaveForming Design Tool entwickelt: Das Subwoofer Placement Tool errechnet und zeigt die für die Raummaße ideale Anzahl und Anordnung der Subwoofer aus. Mehr oder weniger Woofer sind in Grenzen möglich.
Nicht ganz zufällig stehen die realen Maße unseres Wormser Hörraums im Subwoofer Placement Tool. Und ich habe mal die Zeichnung über unseren tatsächlichen Aufbau (in diesem Fall an der Rückwand) gelegt, um zu demonstrieren, dass wir uns im Rahmen der baulichen Möglichkeiten daran gehalten haben. Trinnov erlaubt eine Toleranz von maximal 10 Prozent Varianz bei der Platzierung.
Ideal sind in die Wand eingebaute Subwoofer. Das war im Hörraum nicht möglich. Angenehmerweise passen aber die Velodyne Acoustics Deep Blue 8 in ein Ikea-Regal. In unserem Fall bot das Kallax 1-auf-4 Regal eine ausreichend genaue Platzierung.
Vorbereitung und Messungen
Für den Tag der Einrichtung und Unterrichtung für WaveForming reisten eigens Veith Wegmann-Kamecke vom deutschen Vertrieb Medialantic und David Meyerowitz von Trinnov an, welcher höchstselbst in Europa die Schulungen verantwortet und auch bei uns viel zu erzählen hatte. Im Vorfeld hatten wir unseren Trinnov Altitude 32 auf den neuesten Software-Stand gebracht und anschließend seinem Datenausgang an den Fernseher des Hörraums angeschlossen. So war für alle gut zu sehen, was David auf seinem Laptop gerade so an- und einstellt.
Und dann ging es los: Alle acht Velodynes waren eingeschaltet, die Hauptlautsprecher aktiviert und grob eingepegelt – dann konnte die Kalibrierung beginnen. Wie immer bei Trinnov wird sie mit dem V9 Mikrofon durchgeführt, das nicht nur Schallpegel, sondern auch dessen Richtung messen kann. Eine genaue Ausrichtung des Mikros ist daher essenziell. Die Messungen dienen zunächst als Grundlage für den Trinnov Optimizer, welcher Lautsprecher und Raum im Rahmen seiner Möglichkeiten optimiert und kompensiert. Wie das funktioniert, was es kann und was nicht, dazu gibt es auf LowBeats einen lesenswerten Extra-Beitrag.
Danach werden nur mit den Subwoofern mindestens 10 weitere Messungen an bestimmten Positionen an den Hörplätzen und dicht darum herum durchgeführt. Und genau hier liegt der eigentliche Clou gegenüber konventionellen Arrays. Diese behandeln alle Subwoofer einer Seite wie einen. Bei der Trinnov WaveForming jedoch werden alle Subwoofer (in unserem Versuchsaufbau waren es ja vier pro Seite) separat angesteuert.
Die Messungen in der Fläche und von zwei Höhen dienen dazu, die reale Ausbreitung des Schalls im und um den Bereich der Sitzpositionen zu erfassen, um schließlich mit einer entsprechenden Korrektur von Frequenzgang, Phase und Verzögerung auf allen Plätzen den gleichen, optimalen Höreindruck zu bekommen. Gegebenheiten des Raums und der Möbel sind dabei selbstverständlich berücksichtigt. Dazu eine kleine Anekdote: Trinnov Chef Arnaud Laborie berichtete in einem Interview, dass das Team beim ersten Versuch mit WaveForming nach den Messungen zwei volle Tage warten mussten, bis der Computer die Messungen ausgewertet und die erste Korrektur berechnet hatte. Erst dann konnten sie mit dem Probehören beginnen… Schnee von gestern: Aktuell haben die Entwickler die Algorithmen derart optimiert, dass der Altitude 32 kaum mehr als eine Minute benötigt.
Konfiguration und Auswertung
Es versteht sich von selbst, dass es vor dem Hören einiges zu konfigurieren und einzustellen gilt. Dafür gibt es nun im Trinnov Bassmanagement-Menü extra zwei neue Kapitel. Im Ersten ist zu definieren, welche Subwoofer als Emitter gelten. Anschließend muss man den exakten Abstand von der Vorder- zur Rückwand einzutragen. Und dann wird es schon feinfühlig: Die „Decay Control“ erlaubt, in fünf Stufen den Raumhall vom Bass einzustellen.
Der „WaveForming Limiter“ beschränkt die Korrektur-Signale, um die Subwoofer nicht zu überfordern. Besonders pfiffig: Der „Pressurization Mode“ macht es möglich, unterhalb der tiefsten Raummode die WaveForming-Korrektur auszublenden und alle Subwoofer im Gleichtakt laufenzulassen. Damit wird im tiefsten Bass – sofern die Woofer das leisten können – Subsonic nur noch als Schalldruck ohne Korrektur erzeugt. Das ist gleichermaßen genial wie sinnvoll, weil unterhalb der untersten Raummode keine Korrektur mehr notwendig ist. Und je mehr Membranflächen dann noch zum Schalldruck beitragen, desto mächtiger klingt es.
Und er Lohn der ganzen Arbeit? Den zeigen die WaveForming Graphs. Die hier abgebildete Amplituden-Grafik vermittelt einen guten Eindruck vom Bass-Frequenzgang ohne und mit WaveForming. Die Graphen oben sind die realen Messungen im LowBeats-Hörraum. Sie repräsentieren den Bass an der zentralen Hörposition (rot, MLP = Main Listening Position) und an allen zehn weiteren Messpositionen auf dem und um das Sofa herum. Hörbar wird der Einfluss der neuen Software sofort, sobald man sich im Raum bewegt: Ohne WaveForming verändert sich der Bass deutlich beim Umhergehen. Wird hingegen WaveForming eingeschaltet, bleibt der Bass quasi perfekt homogen und gleich laut.
Fast noch eindrücklicher aber unterstreichen die Messungen die Qualität der Basswiedergabe – siehe Spektrogramm. Vertikal ist hier die Frequenz und horizontal der zeitliche Verlauf zu sehen. Die Farbe Rot zeigt hohen Schalldruck, zu Blau hin wird es leiser. Beim vorherigen Graphen ist gut zu erkennen, wie der Bass den Hörplatz zeitlich gestreut aus den 2 x 4 Subwoofern erreicht und wie lange das Signal benötigt, um abzuklingen. Unkorrigiert klingen einige tiefe Frequenzen über eine halbe Sekunde nach, mit WaveForming addieren sich alle Subwoofer bei allen Frequenzen quasi zeitgleich und die letzten Hallfahnen verschwinden nach 180 Millisekunden – dies bei maximaler Kompensation. Wird Decay Control auf kleinere Werte eingestellt, bleibt die Präzision, nur der Hall bleibt etwas länger. Es ist wichtig dies anzupassen, damit der Bass nicht kürzer ausschwingt als der Grund-, Mittel- und Hochton.
Die Anzeige Metrics schließlich zeigt zwei Auswertungen. Da ist zum einen die mittlere Abweichung des Basspegels von Sitzplatz zu Sitzplatz in Dezibel. Die Abweichung war dank guter Akustik im Hörraum mit knapp 3 Dezibel zuvor schon recht gut und ist schließlich mit WaveForming und nun rund 1 dB quasi unhörbar. Decay Time zeigt die Reduktion des Nachhalls in RT60, also wie lange es braucht, bis ein Ton beim Ausklingen 60 Dezibel leiser geworden ist. Nicht wundern: Die Schwelle im Spektrogramm oben liegt bei nur 30 dB. Dabei sind im tiefen Bass Verzögerungen von einer Sekunde in geschlossenen Räumen wie auch hier (orangefarbener Graph), nicht ungewöhnlich. Unser Hörraum schafft runter bis zu 60 Hertz Werte um 0,4 Sekunden, was wirklich gut ist. Mit WaveForming in Maximum (blau) halbiert sich dieser Wert bis in den Tiefbass.
Wie klingt WaveForming?
Genug der Technik: Wie klingt das denn nun? Antwort: ungewohnt und sensationell sauber! Eine solche Detailfülle und feine Strukturen wie sie mit WaveForming im Bass wahrnehmbar wurden, kennt man sonst eigentlich nicht oder höchstens ansatzweise bei highendigen Kopfhörern. Da gibt es plötzlich „Details“ im Bass und alles, was sonst im Sumpf des Nachhalls, Erstreflexionen und anderen Raumphänomenen verdeckt wird, ist nun hörbar. Und obwohl der Bass dadurch im ersten Moment schlanker wirkt, gewinnt er bei Impulsen an Schlagkraft.
Psychoakustisch wirkt sich dieses Verhalten bis weit in den Mittelton aus: Als Zunahme von Transparenz, Detailreichtum und Räumlichkeit und weil der Grundton sowie die Oberwellen nun schlackenfrei und zeitlich perfekt auf den Punkt kommen. Ein Schlagzeug-Solo verdeutlicht dies vielleicht besonders nachdrücklich: Weil die Snaredrum knackiger und trotzdem wuchtiger knallt, die Toms und Bassdrum rappel-trocken und auf den Punkt spielen. Das gilt natürlich für alle Instrumente. Dieses verbesserte Zusammenspiel aller Tonlagen steigert auch die Musikalität, den Fluss in der Musik und die Authentizität – Stichwort Fußwippen.
Bei der Filmtonwiedergabe, die ja akustisch noch komplexer ist, weil zur Musik noch Dialoge, Geräusche und Effekte dazu kommen, profitiert man noch mehr. Die Präzision, die die Anlage nun beherrscht, verbessert die Transienten-Wiedergabe, sprich die Impulstreue, ungemein. Da wirkt der knackende Ast viel realistischer und ein Schuss kommt mit so großer Energie aus dem Nichts, dass man unwillkürlich zusammenzuckt.
Die verbesserte Transparenz steigert auch die Dialogverständlichkeit selbst bei lauten Szenen erheblich. Aber gerade für Filmfans sei nochmals an den Anfang der Grundbedingungen für WaveForming erinnert: Wer es gerne laut hat, braucht nicht nur viele, sondern auch besonders potente Subwoofer! In unserem Versuch mit immerhin acht 20-cm Subwoofern war kaum mehr als gehobene Zimmerlautstärke zu erreichen. Und das lag nicht an der Qualität der Deep Blue 8. Für unseren 30m² Hörraum mit hoher Decke wären für einen echten Kino-Sound wohl acht Velodyne Deep Blue 15 die bessere Wahl gewesen. Gerade mit dem WaveForming gilt die alte Kino-Weisheit: Es hat noch nie jemand Subwoofer überdimensioniert…
Fazit: WaveForming macht den besten Bass!
Je komplexer die Signale, desto mehr profitierte die Qualität der Tieftonwiedergabe. Der Minimal-Aufbau für WaveForming benötigt vier Subwoofer in den Ecken. Je nach Raum und Qualitätsanspruch können es bis zu 16 werden. In typisch deutschen Wohnräumen und Kinos dürften jeweils drei oder vier an Vorder- und Rückwand platziert sein. Korrekt vom Fachmann eingemessen und konfiguriert erhält man einen präzise trockenen Bass, dessen Qualitäten bis in den Mittelton herauf spürbar sind. Und das selbst in Räumen, die mit konventionellen Mitteln im Bass kaum in den Griff zu bekommen wären. Wer die Woofer pfiffig in die Wand integriert, bekommt das sogar unauffällig integriert.
Das ist unterm Strich natürlich sehr aufwändig. Die Belohnung aber ist eine Musikalität und Impulsivität im Bass (und nicht nur dort), die sich bisher in geschlossenen Räumen einfach nicht realisieren ließen.
Der Einsatz so vieler Subwoofer plus Mehrkanal-Vorstufe rückt das Ganze schnell in die Heimkino-Ecke. Aber ganz ehrlich: Auch jene, die “nur” für Stereo das beste Ergebnis haben wollen, kommen mit einem solchen Array plus Trinnov WaveForming höchstwahrscheinlich weiter als mit jeder anderen Lösung, die sie bislang ausprobiert haben. Unseren Test haben wir ja bewusst auch mit Stereo durchgeführt, um uns voll auf die Qualität der Wiedergabe konzentrieren zu können. Und das Ergebnis war schlicht umwerfend.
Für alle Trinnov-Kunden gibt es die Technik dafür als kostenloses Firmware-Update. Hoffen wir mal, dass es auch für andere anspruchsvolle Menschen irgendwie zugänglich wird.
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