Binaurales Audio

Eine binaurale Tonaufnahme ist eine Reproduktion von Tönen, so wie sie vom menschlichen Gehör wahrgenommen wird. Das Wort binaural bedeutet nichts anderes als „mit beiden Ohren“. Das Besondere dabei ist, dass man beim Abspielen von binauralem Audio mit Kopfhörern einen authentischen, eindeutigen 360°-Klang (oft auch 3D-Audio genannt) bekommt. Dafür braucht es keine besondere Ausrüstung, sondern nur gewöhnliche Stereo-Kopfhörer.

Das Prinzip ist ziemlich simpel: Die Tonaufnahmen werden auf spezielle Weise getätigt. Ein ungewöhnliches „Mikrofon“ simuliert dabei einen menschlichen Kopf, resp. besitzt dessen Form. In den beiden Ohrkanälen des Kopfes sind zwei Mikrofone eingebaut, die es wie unser Gehör auch erlauben, die Herkunft der Töne zu ermitteln. Wenn nun eine solche Aufnahme über Kopfhörer wiedergeben wird, hören wir exakt das, was der nachgebaute menschliche Kopf gehört hat. Somit bleibt jede Nuance eines Tonsursprungs bestehen, egal ob er von oben oder hinten, usw. hergekommen ist. Eine binaurale Tonaufnahme hört sich somit für eine Person mit Kopfhörern stets vollkommen echt an, was wiederum die Immersion steigert.

Ein solches “Kopf-Mikrofon”, welches binaurale Tonaufnahmen ermöglicht.

Binaurales Audio ermöglicht also das Nachstellen von “Erlebnissen”, welche sich für den Hörer echt anfühlen, daher eigentlich ideal für Virtual Reality geeignet – doch wie sieht die Praxis aus? VR-Headsets haben meist eingebaute Stereo-Kopfhörer, erfüllen also bereits die Voraussetzungen dafür. (Auch sonst müsste man lediglich ein eigenes Paar anziehen.)

Bei Virtual Reality gibt es jedoch einen markanten Unterschied: Audio für VR kann zwar normal über gewohnte Techniken erstellt werden, welches man dann z.B. als Stereo-Ton wiedergeben kann, dies könnte ebenso durch binaurale Verarbeitung verbessert werden. Das Problem ist jedoch, dass beim Drehen des Kopfes die komplette Tonordnung (bezüglich Ursprung) verloren geht, und damit auch die akustische Immersion verschwindet: Durch das Drehen könnten beispielsweise ursprüngliche Töne von links plötzlich von hinten kommen.

Die VR-Headsets bieten jedoch durch das Head-Tracking die Möglichkeit, jederzeit zu wissen, in welche Richtung der Kopf genauestens gerichtet ist – und diese Information kann dann für die Tonerstellung in VR genutzt werden. Durch Simulationen unseres Gehörs (binaurale Verarbeitung) und dem zusätzlichen Head-Tracking der Headsets  können somit realistische „Audio-Erlebnisse“ in der virtuellen Realität simuliert werden, die von der Genauigkeit her ziemlich nahe an binaurales Audio herankommen werden und damit deutlich mehr Immersion schaffen als normaler Stereo-Ton.
(Perfektes binaurales Audio kann nicht berechnet werden bzw. sich laufend ändern, was z.B. in einem Videospiel der Fall ist → dynamische Umgebungs-geräusche, Geräusche, welche durch den Spieler erzeugt werden, etc.)


Als Beispiel eine binaurale Tonaufnahme eines typischen Sommergewitters:

Ein weiteres Beispiel findet sich auf der Seite Terminologie/Definition.