Tonformate
 

Die Speicherung von Filmton kann auf verschiedene Weise geschehen.

Analog:

    - Optische Speicherung von analoger Toninformation auf dem Film (Lichtton)

    - Magnetische Speicherung von analoger Toninformation auf einem auf dem Film aufgeklebten Magnetstreifen (Magnetton)

    - Magnetische Speicherung von analoger Toninformation auf einem parallel laufenden Magnetfilm (Zweibandverfahren)

Digital:

    - Optische Speicherung von digitaler Toninformation auf dem Film (Digitaler Lichtton / AC3 - SDDS)

    - Optische Speicherung von digitaler Toninformation auf CD-ROM (DTS)

    - Magnetische Speicherung von digitaler Toninformation auf einem parallel laufenden Magnetfilm
      (digitales Zweibandverfahren)
 
 
 
 

Lichtton

Der Lichtton, entstanden in den 30er Jahren, ist heute noch das Standardverfahren zur Tonaufzeichnung bei 35mm Kinofilmen. Da er im Projektor nicht zeitgleich zur Projektion des Bildes im Bildfenster abgetastet werden kann, wird er um 21 Bilder früher aufgezeichnet. Er wurde im Laufe der Jahre immer verbessert. Reichte der Übertragungsbereich in den Anfangstagen bis ca. 3 KHz, sind heute bis 14 KHz, bei Laserabtastung bis zu 16 KHz, möglich. Alte Lichttonspuren bestanden aus einem schmalen Streifen (Abb.1), der je nach Toninformation seine Lichdurchlässigkeit wechselte.

Abbildung alte Lichttonspur 1(Abb. 1)

Später erzeugte man die sogenannte Sprossenschrift (Abb. 2).

Abbildung Lichtton alt 2(Abb. 2)

Beide Systeme waren von einer natürlichen Wiedergabe noch weit entfernt. Erst mit der natürlichen Abbildung der Wellenform (Abb. 3 - Analoge Lichttonspur)

Abbildung Lichton(Abb. 3)

in Verbindung mit einer Frequenzgangentzerrung, der Rauschunterdrückung (Dolby A) und einem zusätzlichen Tonkanal für die Stereowiedergabe wurde der Lichtton halbwegs Hifi-tauglich. Dieses Verfahren reicht zwar nicht an die Klangqualität des 70mm Magnetton heran, dieser ist wegen der hohen Kosten für 70mm Kopien nicht mehr verbreitet. Da auch der 35mm Magnetton in den 60er Jahren der Kostenersparnis zum Opfer fiel, war der einzig richtige Weg, den Lichtton zu verbessern. Ein Mittenkanal für Dialoge sowie ein Surroundkanal für die Wiedergabe von Effekten über hinten und an den Seiten im Kinosaal angebrachte Lautsprecher verkleinerten den Unterschied zum 70mm 6 Kanal Magnetton etwas. Aus Platzgründen und um mit den Kinos, die nur über alte Mono-Tonanlage verfügten, kompatibel zu sein, wurden die zusätzlichen Kanäle in die vorhandenen zwei Stereo-Kanäle mit einem technischen Trick untergebracht. Ein Signal, welches nur auf dem linken Stereo-Kanal des Films vorhanden ist, wird nur über den linken Lautsprecher hinter der Leinwand wiedergegeben. Ein Signal welches nur auf dem rechten Stereo-Kanal vorhanden ist, ... Ist ein Signal auf beiden Stereokanälen des 35mm Films gleichzeitig mit gleichem Pegel vorhanden (Abb. 4), wird es über den mittleren Lautsprecher hinter der Leinwand wiedergegeben. Ist ein Signal auf beiden Stereo-Kanälen mit gleichem Pegel, aber um 180ø phasenverschoben (zeitversetzt - Abb. 5) vorhanden, wird es über die seitlichen und hinteren Lautsprecher im Zuschauerraum wiedergeben.

Abbildung Signal Phasengleich(Abb. 4)

Abbildung Signal Phasenverschoben um 180(Abb. 5)

Dieses Verfahren ist bekannt unter dem Namen Dolby Stereo. Wird ein Dolby Stereo Film in Zweikanal Stereo wiedergegeben, erzeugt die zeitversetzte Wiedergabe der Surroundinformation eine von den Lautsprechern losgelöste Wiedergabe. Bei der Wiedergabe in Mono löschen sich die phasenverschobenen Signale des Surroundkanals aus. Ein Signal, das nur auf dem Surroundkanal vorhanden ist, ist bei Monowiedergabe nicht mehr vorhanden. Da die Dolby Stereo Information in zwei Tonkanälen steckt, bleibt sie auch bei der TV-Ausstrahlung und Videoaufzeichnung in Stereo erhalten und kann dort ausgewertet werden. Dolby Stereo heisst dort Dolby Surround. Die letzten Verbesserungen, die der analoge Lichtton erfahren hat, war die Einführung der Rauschunterdrückung Dolby SR und die Abtastung der Lichttonspur mit Laser.
 
 

Digitaltonsysteme im Filmtheater

Obwohl Digitaltechnik noch weit davon entfernt ist, Bilder im Kino wiedergeben zu können, hat doch die Speicherung und Wiedergabe von Filmton eine große Verbreitung  gefunden. Die Digitaltonsysteme haben im Gegensatz zur Studio- und Hifitechnik zu einer Verbesserung der Tonqualität geführt. Dies ist aber kein Verdienst der Digitaltechnik, sondern der meist schlechten Qualität des Standardsystem für analoge Tonaufzeichnung bei 35mm Kinofilm (Lichtton). Alle Systeme arbeiten mit Datenreduktion, erweitern aber den Frequenzgang, Dynamikumfang sowie die Kanaltrennung um ein Vielfaches gegenüber dem Lichtton. Durch die Erhöhung der Tonkanäle wird dem Zuschauer, der nicht immer auf dem akustisch besten Platz im Kino sitzen kann, eine bessere räumliche Wiedergabe der Toneffekte dargeboten.
 
 

Hier die Systeme im Überblick:
 
 

      System  Audiokanäle     Datenrate   Frequenzqang    Tonträger
Dolby Stereo Digital(SR*D)  5+1
 vorne links
 vorneMitte
 vorne rechts
 hinten links
 hinten recht
 Subwoofer
    344kBit/s
  (40kByte/s)
   0-20000Hz   35mm Film
DigitalTheater Systems(DTS)  5+1
 vorne links
 vorne Mitte
 vorne rechts
 hinten links
 hinten rechts
 Subwoofer
  156kByte/s  20-20000Hz
 20-80Hz(Sub.)
PC-CD-ROM
   (ISO 9660)
Sony Dynamic Digital Sound
     (SDDS)
7+1
vorne links
v. halb links
vorne Mitte
v. halb rechts
vorne rechts
Subwoofer
 Unbekannt

   ATRAC
       Data
Compression

20-20000Hz
20-330Hz(Sub.)
  35mm Film

 

Dolby Stereo Digital (SR*D)

Dolby Stereo SR*D vereint das analoge vierkanalige Dolby Stereo SR, sowie das digitale sechskanalige Dolby Stereo Digital auf einer 35mm Filmkopie. Die Audiodaten sind bei diesem System zwischen den Perforationslöchern auf der linken Seite des 35mm Film (Abb.6) untergebracht.

Abbildung Lichton - AC3(Abb.6)

Diese Tonspur wird im Dolby Digitalabtaster von der einen Filmseite von einer Halogenlampe durchleuchtet (ein Lichtleiter führt den gebündelten Lichtstrahl zum Film), um auf der anderen Seite von einem CCD Kamerachip in ein Videobild umgewandelt zu werden. Der Dolby Digitaltonprozessor wandelt dieses Bild in Audiodaten zurück, errechnet so weit wie möglich die vor der Datenreduktion vorhandenen Datenströme und leitet sie an seine Digital-Analog-Wandler weiter.

Diese Art der Speicherung von Audiodaten vereinfacht zwar die Handhabung im praktischen Kinobetrieb, da keine extra Tonträger die Filmkopie von Kino zu Kino begleiten müssen, aber der Zuverlässigkeit und der Klangqualität des Filmtons ist es nicht förderlich. Zwischen den Perforationslöchern ist nur Platz für wenige Daten, zum Einsatz kommt deshalb das Datenreduktionsverfahren "AC3". Wärend die Audio-CD 156kByte/sec. für zwei Audiokanäle zur Verfügung hat, teilen sich bei Dolby Digital sechs Audiokanäle 344kBit/sec. (ca. 40kByte/s.). Dies sind nur etwa 1/4 der Daten einer Audio-CD für 5+1 Audiokanäle ! Dolby Digital kompensiert dies im Vergleich zu anderen Systemen mit sehr guten Digital-Analog-Wandlern, sowie einer oft besseren Abmischung des Filmtons durch die Dolby Consultants. Die Dolby Consultants beraten die Tontechniker bei der Abmischung, kennen die Probleme und Fehler der eigenen Systeme, sowie die Wege, sie zu umgehen. Werden die meisten Geräusche sowie Sprache in guter Qualität wiedergegeben, versagt Dolby Digital (AC3) bei Musik mit großer Bandbreite völlig.

Die Zuverlässigkeit des Systems reicht nicht aus, um eine Filmkopie ein Leben lang zu begleiten. Der Film wird auf dem Weg zum/im Projektor an den Seiten mit der Perforation geführt. Genau hier befindet sich aber die Dolby Digital-Tonspur und ist somit einem hohem Verschleiß ausgesetzt. Die Praxis zeigt einen Teilausfall des Systems oft schon in der 10. Spielwoche.
 
 

Digital Theater Systems (DTS)

Digital Theater Systems (DTS) umgeht die Probleme der anderen Systeme in Sachen Zuverlässigkeit durch die Nutzung einer CD-ROM zur Speicherung der Audiodaten. Die in einem Caddy gut geschützten CD's laufen synchron zum Film. Zur Steuerung dient ein Timecode (Bildnummer), der auf dem Film zwischen dem Lichtton und dem Bild (Abb. 7) untergebracht ist.

Abbildung DTS Timecode(Abb. 7)

Die Timecodespur auf dem Film wird von der einen Seite von einer roten Leuchdiode durchleuchtet, um auf der anderen Seite von einer Photodiode wieder in elektrische Signale umgewandelt zu werden. Diese Signale werden an den DTS-Processor weitergeleitet, der passend zum Bild den Ton von den CD's spielt. In diesem Processor befindet sich ein AT-PC mit 386 CPU (Stand 1993), ein paar MB-RAM, zwei 2X SCSI CD-ROM Laufwerke mit Caddy, ein paar Spezialkarten mit DSP's (Digital SignalPrcessor (Programmierbarer AD oder DA Wandler)), eine I/O Karte für den Timecodeleser und ein Eprom mit Dos 5.0 als Betriebssystem.

Die Art der Speicherung der Audiodaten und die Verarbeitung in einem System mit soviel Rechenleistung ermöglicht DTS einige Features. Das System ist in der Lage, bei Fehlen einiger Bilder oder einiger Meter Film, wie dies durch einen Defekt an der Projektionsanlage oder unsachgemäßer Behandlung des Filmmaterials entstehen kann, den Ton an einer Stelle ohne Dialoge neu zu synchronisieren. Beispiel:
Fehlen in einem Film einige Bilder, so führt dies bei der Wiedergabe von Filmen mit Lichttonspur kurz nach dem Sprung im Bild zu einem Sprung im Ton. Digitaltonsysteme, die Audiodaten direkt vom Film abtasten, schalten kurz auf diese Lichttonspur, da ihnen Daten fehlen. Der DTS-Processor bekommt in diesem Fall von dem Timecodeleser die Information, nach z.B. Bild 32486 den Ton des Bildes 32534 zu spielen. Das System kann nun alle Daten, auch die der fehlenden Stelle in den Speicher lesen und prüfen, ob die fehlende Stelle Pegel auf dem Dialogkanal (Mitte) enthält. Ist dies der Fall, kann das System den Ton der fehlenden Stelle solange wiedergeben wie gesprochen wird. Erst danach wird der Ton neu synchronisiert. Ist die Pause zwischen zwei Sätzen jetzt nur noch eine Sekunde statt zwei, fällt dies nicht so stark auf wie das Fehlen des halben Dialoges von Schauspieler XY. (Dieses Funktion ist in den DTS Unterlagen und Werbeprospekten nicht aufgeführt. Die Aussage beruht auf der Beobachtung des Verfassers). Desweiteren bietet DTS mit der Speicherung auf einem externen Tonträger die Möglichkeit, eine Filmkopie in mehreren Sprachen vorzuführen (z.B durch synchrones Abspielen in zwei oder mehr Kinosälen.

Unabhängig davon hat DTS  3,6 mal mehr Audiodaten je Sekunde als Dolby Digital.
 
 

Sony Dynamic Digital Sound (SDDS)

Sony Dynamic Digital Sound (SDDS) arbeitet wie Dolby Stereo Digital mit Audiodaten, die sich auf der Filmkopie befinden. Die Audiodaten sind am Filmrand links und rechts zwischen den Perforationslöchern (Abb.8) untergebracht und werden auch optisch abgetastet.

Abbildung SDDS Tonspur(Abb.8)

SDDS bietet die Möglichkeit, Filme mit bis zu 8 Audiokanälen wiederzugeben. Eine Steuerspur erlaubt die Steuerung von externen Effekten (z.B. Blitzlicht im Kinosaal).
 


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Alle Abbildungen auf dieser Seite sind Symboldarstellungen.

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Dolby ist ein Warenzeichen der Fa. Dolby Laboratories Inc.
SDDS ist ein Warenzeichen der Fa. Sony
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