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wie funktioniert eigentlich digitaler Hall ?

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Offline dukesupersurf

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Hallo ,
ich bin mit dem Hall aus bezahlbaren Tretern/Multis oder Bausätzen überhaupt nicht zufrieden . Irgendwie bröselig ,steril & rauschig . So als hätte man einen "echten" Hall mit nem Bitcrucher zerstört .
Was ist überhaupt Hall ? Viele Echos  gleichzeitig ? Werden diese dann mit versch. Zeiten versehen und so daß sich viele Phasen überlagern oder auslöschen , bei gleichzeitiger Tonqulitätsverminderung ?

Hatte mal ein Yamaha Multi aus den 80ern , das war super , was war damals anders ?

Hab mal mitbekommen ,das ein Informatiker damit experimentierte einen echten ( im Raum ) Hall aufzunehmen und einen Algorythmus extrahierte , wie man vom trockenen Signal zum verhallten kam . Ein danach erzeugter hall wäre also einfach ne Formel , mit der das Signal verechnet wird .
Oder wird heutzutage einfach ein Rauschsignal mit einer Hüllkurve und den Formanten des Signals bearbeitet ? Beide Verfahren wären ja eigentlich nur Hallsimulationen , also ein Geräusch ,das wie Hall klingt , ohne daß wie bei einem Echo in "echt" was abgespeichert und wiedergegeben wird .
Wer kennt sich aus ? Welche Geräte sind heute besser ?

tschüß , Thomas

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Offline Reinhold Messmal

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Re: wie funktioniert eigentlich digitaler Hall ?
« Antwort #1 am: 25.10.2016 20:09 »
Hallo,

der Belton-Brick, der bei den meisten Pedalen und Bausätzen zum Einsatz kommt, basiert auf mehreren PT2399 Digital-Delay Chips. Hier sind es also wirlkich einfach mehrere Echos gleichzeitig.

Grüsse Stefan
Lesen ist Schreiben. Silber ist Gold!

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Offline dukesupersurf

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Re: wie funktioniert eigentlich digitaler Hall ?
« Antwort #2 am: 25.10.2016 22:44 »
Hallo ,
Danke , dann probiere ich den nochmal . Ich glaub , die Geräte , bei denen es mir nicht gefällt , basieren auf DSP-Technologie . Das ist bestimmt was anderes .
tschüß , Thomas

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Offline Holzdruide

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Re: wie funktioniert eigentlich digitaler Hall ?
« Antwort #3 am: 25.10.2016 23:02 »
Hallo,

der PT2399 kann Hall und Echo, je nach Beschaltung. Schaltungen mit dem IC findet man haufenweise.

Wenn Du Bedarf hast, ich hab etliche PT2399 Rumkugeln.

Gruß Franz

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Manfred

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Re: wie funktioniert eigentlich digitaler Hall ?
« Antwort #4 am: 26.10.2016 00:29 »
Hallo ,
ich bin mit dem Hall aus bezahlbaren Tretern/Multis oder Bausätzen überhaupt nicht zufrieden . Irgendwie bröselig ,steril & rauschig . So als hätte man einen "echten" Hall mit nem Bitcrucher zerstört .
Was ist überhaupt Hall ? Viele Echos  gleichzeitig ? Werden diese dann mit versch. Zeiten versehen und so daß sich viele Phasen überlagern oder auslöschen , bei gleichzeitiger Tonqulitätsverminderung ?

Hatte mal ein Yamaha Multi aus den 80ern , das war super , was war damals anders ?

Hab mal mitbekommen ,das ein Informatiker damit experimentierte einen echten ( im Raum ) Hall aufzunehmen und einen Algorythmus extrahierte , wie man vom trockenen Signal zum verhallten kam . Ein danach erzeugter hall wäre also einfach ne Formel , mit der das Signal verechnet wird .
Oder wird heutzutage einfach ein Rauschsignal mit einer Hüllkurve und den Formanten des Signals bearbeitet ? Beide Verfahren wären ja eigentlich nur Hallsimulationen , also ein Geräusch ,das wie Hall klingt , ohne daß wie bei einem Echo in "echt" was abgespeichert und wiedergegeben wird .
Wer kennt sich aus ? Welche Geräte sind heute besser ?

tschüß , Thomas

Hallo Thomas,

das analoge Signal wird mit einer höheren, mehrfachen Taktfrequenz höher als die höchste Audiosignalfrequenz
zu dadurch bestimmten Zeitpunkten abgetastet und diese Probe (Samples) in einen digitalen Wert gewandelt und abgespeichert.
Dieser gespeicherte Wert und zeitverzögert(delay time) wieder aus dem Speicher ausgelesen und dann wieder in einen analogen Wert
gewandelt. Es ensteht eine Folge von  analogen Werten die dazwischen eine Lücke haben.
Diese Lücke wird geschlossen in dem die Folge durch ein Rekonstruktionsfilter geschickt wird.
Die Qualität des analogen Ausgangssignals hängt von der Genauigkeit ( X...Bit-Sampling), der Höhe der Abtastfrequenz und der Schaltung des Rekonstruktionsfilters ab. Je mehr Bit, je höher die Abtastfrequenz und je besser das Filter um so teurer wird das Gerät.

Gruß
Manfred

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Offline tele05

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Re: wie funktioniert eigentlich digitaler Hall ?
« Antwort #5 am: 26.10.2016 10:49 »
Hallo,

bei den 80er Halleffekten wurde das trockene Signal verzögert, gefiltert und abgeschwächt wieder draufaddiert.
Es gibt verschiedene patentierte Algorithmen z.B. von Lexington. Details kenne ich nicht. Die benötigte Rechenleistung ist eher gering.

Eine andere Methode ist der sog. Faltungshall. Dabei wird dem trockenen Signal die Impulsantwort eines Raums "draufgefaltet". Faltungshall ist seit Anfang der 2000er schwer in Mode, es braucht aber leistungsfähige Prozessoren, um das in Echtzeit mit geringer Latenz hinzubekommen. Deshalb gibts das nach meinem Wissen bisher nicht als Pedalseffekt (auch wg. Stromverbrauch). In PC-Effekt-Plugins gibts das durchaus.

Impulsantworten sind Nachhall-Aufnahmen von Räumen nach einem lauten Knall z.B. einem Pistolenschuß. Das heißt, man schneidet den eigentlichen Knall weg und speichert nur den Nachhall.
Da der Nachhall an allen Stellen des Raums unterschiedlich ist, wird für gute Simulationen oft an vielen Stellen im Raum geknallt und gesampelt. Man damit tatsächlich die charakteristischen Raumklänge an verschiedenen Stellen eines Konzertsaal nachbilden. Es gibt richtige Sample-Bibliotheken mit Impulsantworten bekannter Konzerthallen oder Kirchen (teilweise sogar OpenSource).

Die Faltung kann man mit DSPs rechnen. Die Mathematik dahinter ist nicht ganz einfach, aber schon ziemlich alt. Entweder findet das mit einem FIR-Filter im "Zeitbereich" (also ohne Transformation direkt auf den trockenen Inputsamples) statt oder man transformiert das Inputsignal mit einer FFT in den "Frequenzbereich" und multipliziert es dort blockweise mit der (ebenfalls transformierten) Impulsantwort. Nach der Multiplikation werden die Blöcke dann wieder in den Zeitbereich rücktransformiert und man erhält das gewünschte verhallte Signal.

Gruß
Oliver

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Offline dukesupersurf

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Re: wie funktioniert eigentlich digitaler Hall ?
« Antwort #6 am: 26.10.2016 12:02 »
Hi , vielen Dank , da hab ich was zum Grübeln .
Wenn man jetzt die Werte von einer Pistole hat , wie kriegen die denn dann später die Klangfarbe/Tonhöhe des Gitarrensignals darein ?
Das hört sich so raffiniert an , aber warum klingt denn dann immer noch der 30 Jahre alte Hall des REX50 besser als z.B.  der eines aktuellen Zooms G3 , mit seinen viel leistungsfähigeren Prozessoren , was wiederum bei anderen Effektsimulationen eigentlich ganz gut klingt und viel mehr als das rex50 kann ?
tschüß , Thomas

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Offline Athlord

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Re: wie funktioniert eigentlich digitaler Hall ?
« Antwort #7 am: 26.10.2016 12:07 »
aber warum klingt denn dann immer noch der 30 Jahre alte Hall des REX50 besser als z.B.  der eines aktuellen Zooms G3 , mit seinen viel leistungsfähigeren Prozessoren , was wiederum bei anderen Effektsimulationen eigentlich ganz gut klingt und viel mehr als das rex50 kann ?
tschüß , Thomas

Weil es immer bestimmte Färbungen gibt, die vom Hörer als "besser gefallen" wahrgenommen werden.
Ich finde einen echten Federhall z.Bsp. immer noch besser als das was es in Form von Effektpedalen gibt.
Bei den Plugins für die Nachbearbeitung sieht das schon wieder anders aus...
Cheers
Jürgen
Ich danke allen, die nichts zur Sache beizutragen hatten und trotzdem geschwiegen haben!

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Offline tele05

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Re: wie funktioniert eigentlich digitaler Hall ?
« Antwort #8 am: 26.10.2016 12:53 »
> Wenn man jetzt die Werte von einer Pistole hat , wie kriegen die denn dann später die Klangfarbe/Tonhöhe des Gitarrensignals darein ?

vergiss die Pistole. Die nimmt man nur zur Anregung des Raums (heutzutage macht man das auch anders aber Schreckschußpistolen waren früher durchaus üblich für sowas). Der Klang des anregenden Signals ist egal, den schneidet man eh weg.
Es geht ausschließlich um den daran anschließenden Nachhall des Raums, nur der wird aufgehoben und später zur Berechnung benutzt.

Also von PÄnnnnnggggghhhh nimmst Du nur nnnnnggggghhhh. Und das enthält nur die Antwort des Raums, nicht den Klang der Pistole. Wenn du dieselbe Pistole im Kölner Dom, auf dem Klo und deinem Schlafzimmer abfeuerst, klingt das PÄ immer gleich und das nnnnnggggghhhh immer anders und darauf kommt es an.

Der DSP kann diesen Nachhall-Fingerabdruck des Raums auf jedes beliebige Signal draufrechnen - also auch auf dein Gitarrensignal. Die Details sind relativ kompliziert und man braucht einiges an Mathe dazu, Stichworte z.B. FIR Filter oder FFT oder Convolution/Faltung.
Und dann klingt das erzeugte Signal so, als ob der trockene akustische Event auf einmal den charakteristischen Nachhall des jeweiligen Raums "dazubekommt".

> Weil es immer bestimmte Färbungen gibt, die vom Hörer als "besser gefallen" wahrgenommen werden.

exakt.
Die ganze Technik sagt nichts darüber aus, ob es am Ende gut klingt.

Ich hoffe, es hat mehr erklärt als verwirrt. Ich raffe vieles davon nach einem kompletten Studium auch immer noch nicht.

Grüße
Oliver

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Offline Reinhold Messmal

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Re: wie funktioniert eigentlich digitaler Hall ?
« Antwort #9 am: 26.10.2016 16:02 »
aber warum klingt denn dann immer noch der 30 Jahre alte Hall des REX50 besser als z.B.  der eines aktuellen Zooms G3 , mit seinen viel leistungsfähigeren Prozessoren , was wiederum bei anderen Effektsimulationen eigentlich ganz gut klingt und viel mehr als das rex50 kann ?

Weil der REX50 zwei grosse Brüder hatte, die hiessen REV7 und REV5, gingen gerade mal bis 12kHz und haben trotzdem damals im Studiobereich ganz schön für Furore gesorgt. Deren gutklingende Algorithmen wurden dann auf die Verwandschaft portiert.

Das mit den Raumsimulationen ist in manchen Situationen sowieso eigentlich chancenlos. Was will ich in einem Club, wo die äusseren zwei Drittel sowieso fast nur eine Seite der PA hören, mit einem total ausgefuchsten Stereohall, wenn ihn mehr als die Hälfte eh nur halb mitbekommt?
Lesen ist Schreiben. Silber ist Gold!

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Offline dukesupersurf

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Re: wie funktioniert eigentlich digitaler Hall ?
« Antwort #10 am: 27.10.2016 23:06 »
Hallo ,
vielen Dank . Lag ich zusammengefasst mit meiner Vermutung richtig , daß man im Patch ein Geräusch  fest abgespeichert hat ,
daß entweder die "Raumantwort "  eines sehr obertonreichen Impulses war  oder wenns billiger ist ein komplexes Rauschen .
Diese werden dann vocoderartig mit dem Gitarrensignal verechnet .
Und in teuren  oder alten Geräten wird wirklich das komplette aktuelle Gitarrensignal abgespeichert , wie beim Delay , nur halt etwas komplizierter wiedergegeben als beim Echo ?

tschüß , Thomas
P.S. habt Ihr nen Tipp , wer am besten den Plattenhall simuliert ?

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Offline Reinhold Messmal

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Re: wie funktioniert eigentlich digitaler Hall ?
« Antwort #11 am: 28.10.2016 00:20 »
Nope.

Früher wurde einfach mehr auf Monokompatibiltät geachtet. Warum? Weil meistens mono das bessere stereo ist.

Wenn ein Hall in stereo möglichst breit klingen soll, müssen die Unterschiede zwischen rechtem und linken Kanal möglichst gross sein. Toll, wenn man schön in der Mitte der Boxen sitzt, steht oder liegt, klingt super.

Kriegt man aber nur eine Box ab, oder nutzt nur einen Ausgang am Gerät, wie es eben vorkommt, wenn man ein "echtes" Stereo-Gerät an einem Amp in mono benutzt, hat das, was man dann abkriegt, relativ wenig mit dem zu tun was beabsichtigt war, sondern ist schlicht nur Datenmüll.
Lesen ist Schreiben. Silber ist Gold!

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Offline torus

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Re: wie funktioniert eigentlich digitaler Hall ?
« Antwort #12 am: 28.10.2016 08:59 »
Eine Methode, die hier noch nicht angesprochen wurde ist algorithmischer Hall über Allpass Filter. Viele der alten Alesis Geräte funktionierten so.

Die Idee dahinter ist eigentlich ganz einfach. Digital kann man mit wenig Aufwand Allpass Filter implementieren, die die Frequenzen eines Signals unterschiedlich lang verzögern.

Wenn man eine Hand dieser Allpass Filter hintereinander hängt, und ein Teil des Ausgangs wieder in den Eingang mischt, dann werden sich die unterschiedlichen Frequenzanteile zeitlich 'verschmieren' und es kommt eine Hall Fahne raus, die einem echten Hall sehr ähnlich ist. Auch hört man keine echten Echos da von den Transienten nach dem ersten Durchlauf kaum noch was übrig ist.

Das Ausgangssignal nimmt man einfach irgendwo zwischen den Allpass Filtern ab. Nimmt man unterschiedliche Punkte, dann bekommt man einen Stereo Eindruck für umsonst. Mann kann auch mehrere Ausgänge mischen, dann bekommt man eine Färbung über die Phasenauslöschung rein. Ich persönlich mag das gerade bei Gitarre sehr.

Ich hab das vor ein paar Jahren mal implementiert und noch ein etwas Pre-Delay, Pre-Diffusor (Auch ein Allpass, aber außerhalb der Feedback-Loop) und Absorption der Höhen via Low-Pass eingebaut.

Klang eigentlich ganz gut.

Der Code (ist wirklich nicht viel) liegt hier: http://torus.untergrund.net/synth/testverb.cpp Damit könnt ihr machen was immer ihr wollt. Caveat: Ich hab den Code seit Jahren nicht laufen lassen und weis nicht, ob er noch tut. Sollte aber. Wenn sich den jemand unter den Nagel reißen möchte: ich hab kein Problem damit. :-)

Gruß,
  Nils