Im vorangegangenen Artikel über digitale Audiotechnik haben wir den Mythos, dass immer höhere Samplingraten eine immer genauere Musikwiedergabe bieten, als Trugschluss entlarvt. Eine höhere Samplingrate (z. B. 96 kHz) bildet den Bereich, der mit einer tieferen Samplingrate bereits erfasst wurde (z. B. der CD-Abtastfrequenz von 44,1 kHz), nicht genauer ab.
Die höhere Samplingrate erweitert den Frequenzbereich. Mit 96 kHz Abtastrate lässt sich zusätzlich der Frequenzbereich zwischen 22,05 kHz und 48 kHz erfassen. Dies ergibt einen Frequenzumfang von 20 Hz bis 48'000 Hz im Vergleich zu den 20 Hz bis 22'050 Hz bei der CD. Die Herleitung und Begründung dazu finden sie unten im erwähnten Artikel auf avguide.ch.
Wenn nun höhere Samplingraten «nur» den Frequenzbereich erweitern, aber den für den Menschen hörbaren Bereich nicht genauer abbilden, da dieser schon genau rekonstruiert wurde, wie viel Sinn ergibt es dann, Ultraschall-Frequenzen aufzuzeichnen, die wir ohnehin nicht hören? Somit wäre HiRes-Audio per se Unsinn oder würde zumindest keinen erhöhten Musikgenuss bieten.
Kontroverse Ansichten
Auch Tonmeister sind sich uneins. So hört man Ansichten wie: «Die meisten Musikfreunde hören altersbedingt Frequenzen über 15 kHz nicht (mehr)», um dann nachzulegen, dass man sogar «datenreduziertes MP3 mit hoher Bitrate (256kbs/320kbs) nicht von einer CD-Wiedergabe unterscheiden kann». Grundsätzlich liegen diese Leute nicht falsch, doch sind solche Aussagen eine grobe Vereinfachung einer komplexen Realität.
Auf einer einfachen Audio-Anlage und mit falsch positionierten Lautsprechern mit stark Dynamik-komprimierter Musik ist kein Unterschied zwischen MP3 und CD wahrnehmbar. Die Auflösung der Anlage ist schlicht zu gering. Und bei einer detailarmen (schlechten) Aufnahme fehlen die Feinheiten, die bei der Datenreduktion verloren gehen.
Dass hohe Frequenzen mit zunehmendem Alter nicht mehr (direkt) wahrgenommen werden, stimmt. Doch das ist von geringer Relevanz. Betrachten wir das Ganze mit etwas mehr Tiefgang. Dazu müssen wir einerseits die physikalischen Eigenschaften von Musik und andrerseits die Verarbeitung von Musik im menschlichen Gehirn betrachten.
Die technische Realität – die Physik der Musik
Die Grundtöne bestimmen die wahrgenommene Tonhöhe, während die Obertöne, die ein Vielfaches des Grundtons sind, die Klangfarbe erzeugen. Also beispielsweise, ob wir bei gleichem Grundton eine Trompete oder ein Klavier hören. Und um diese Obertöne geht es besonders, wenn HiRes-Audio das Thema ist.
Betrachten wir mal kurz den Zusammenhang zwischen Grund- und Obertönen und wie sich diese in den folgenden Grafiken darstellen, respektive, wie sie zu verstehen sind.
Der Stimm- oder Kammerton a1 hat (heute) eine Frequenz von 440 Hz. Er gilt als absoluter Referenzton. Mit jeder Oktave verdoppelt sich die Frequenz der Grundtöne. Für den Ton A gilt: a2 = 880 Hz, a3 = 1760 Hz, a4 = 3520 Hz. Bei den Oktaven unterhalb von a1 halbieren sich die Frequenzen auf 220 Hz, 110 Hz, 55 Hz und 27.5 Hz. Diese Frequenzverdoppelungen sind exponentiell.
In diesem exponentiellen Anstieg liegt auch der Grund, warum ein Rückgang der Hörfähigkeit von 20 kHz auf 15 kHz nur eine geringe Auswirkung hat. Verliert man den Frequenzbereich zwischen 10 kHz und 20 kHz, nimmt die Hörfähigkeit nur um rund 10 % ab. Liegt altersbedingte Schwerhörigkeit vor, dann sind Senken und Anomalien im Frequenzspektrum deutlich unter 10 kHz vorhanden – dominant im Bereich von 3 kHz bis 6 kHz. Mehr zum menschlichen Hören lesen Sie weiter unten.
