Dirac ART® – Hintergründe, Einstellungen und Tipps für Stormaudio Prozessoren

Das ist Dirac ART®

Dirac Live® Active Room Treatment® ist eine mächtige MIMO-Korrektur („Multiple Input – Multiple Output“) mit „gemischtphasiger“ Impuls-Antwort. Dabei wird jeder Lautsprecher gemäß seinen Fähigkeiten so korrigiert bzw. vorher so konfiguriert, dass er im Zusammenspiel mit anderen „supportenden“ Lautsprechern den Frequenzverlauf der Zielkurve erreicht und zur Reduktion der Nachhallzeit im Raum beiträgt.

Hier sind wir schon bei einem wichtigen Punkt: Offiziell spricht man bei Dirac ART® immer von „Support“. Aber dieser Support hat eben zwei Dimensionen:

• Minimierung von Reflexionen (Wände, Boden und Decke) und damit Optimierung der Impulsantwort
• Pegel-Unterstützung für Frequenzbereiche, in denen andere Lautsprecher von alleine nicht linear bzw. wie gewünscht spielen können.

Das Dirac ART® Processing ist ein mathematisches Konzept. Das bedeutet, dass man den Algorithmus möglichst exakt füttern muss, um das beste Ergebnis zu erhalten. Deshalb muss die Einmessung akkurat erfolgen (siehe unten) und das eigene Wissen um die Fähigkeiten der Lautsprecher, deren Positionierung im Raum sowie die gewünschte Wirkung eingebracht werden.

Gleichzeitig bedeutet das aber auch, dass der Dirac ART® Algorithmus auch macht, was er für richtig hält, und die Einfluss-Möglichkeiten ihre Grenzen haben.

Meine Erfahrung ist, dass Dirac ART® „out of the box“ (also mit den Standard-Einstellungen) zwar bereits gut spielt, aber die eigentlichen Möglichkeiten erst zu ca. 70 % aussschöpft. Es kommt also (wie eigentlich immer) auf die Art und Weise an, wie man die Mess-Ergebnisse interpretiert und welche Parameter man wie einstellt, um das Optimum zu erreichen. Oft kommt man um das Nachmessen und Optimieren via REW nicht herum.

Mehr als Bass Management

Bei herkömmlichen Frequenzweichen oder Bass-Management wird das Signal in zwei Teile aufteteilt – zwischen dem jeweiligen Lautsprecher und den Subwoofern. Dirac ART® arbeitet anders, denn das Signal unterhalb von 150 Hz wird auf den jeweiligen Lautsprecher und „unterstützende“ Lautsprecher verteilt (das sind eben nicht nur Subwoofer) – mit folgenden Zielen:

• Möglichst viel Direktschall und weniger Reflexionen auf den Hörplätzen
• Linearer Phasengang
• Amplitudengang gemäß Zielkurve
• Beseitigung von Raumreflexionen und damit signifikante Reduktion des Nachhalls im Bass-Bereich (Grenzfrequenz ca. 150 Hz)

Unterschiede zu Trinnov WaveForming

Die Trinnov WaveForming Technologie ist ein MSMC-Ansatz („Multiple Source Multiple Controller“). Durch die Steuerung der Bass-Welle durch den Raum und der aktiven Auslöschung an der Rückseite werden mit MSMC die schwierigsten akustischen Probleme wirksam gelöst, und bestimmte Probleme entstehen erst gar nicht.

WaveForming bzw. MSMC versteht den 3-D-Raum noch besser, ebenso wie die Position der Zuhörer, der Lautsprecher und der Subwoofer im Raum.

Trotz der Unterschiede zwischen den beiden Lösungen verwenden sowohl Dirac Live ART® als auch Trinnov WaveForming Lautsprecher bzw. Subwoofer als aktive Absorber. Denn beide Technologien haben das Ziel, die Nachhallzeit im Bassbereich signifikant zu reduzieren, und zwar auf einem Niveau, wie es passive Maßnahmen nicht leisten können.

Dirac ART® und Stormaudio

Warum Dirac Live® generell und Dirac ART® im Besonderen bei Stormaudio so gut implementiert ist, liegt u. a. an einer feineren Filterauflösung: Die Anzahl der Filter Taps beträgt bei Storm 3.076, vergleichbare Produkte (die bis dato ohnehin ohne ART® auskommen müssen) haben meist etwas über 1.000.

Zudem greift Stormaudio meines Wissens nach in den Code ein und sorgt für ein optimales Zusammenspiel mit der Stormaudio Firmware und der Hardware.

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Meine Videos zu Dirac ART®

Hier einige Videos zur Einmessung und Konfiguration mit Dirac ART®

Einmess-Schema

Vorbereitung:

• Verwendung der neuesten Software von Dirac ART® und der neuesten Firmware von Stormaudio
• Sammlung von Informationen über die Leistungsfähigkeit bzw. untere Grenzfrequenz der verschiedenen Lautsprecher
• Festlegung eines Einmess-Schemas: 9-11 Messpunkte werden empfohlen. Mehr schaden nicht, machen das Ergebnis aber aus meiner Erfahrung nicht besser.

Man kommt also mit der „Chair-Einmessung“, die 9 Messpunkte umfasst, gut hin. Hier gibt es übrigens ein generelles Missverständnis bei Dirac Live®. Die Einmess-Schemata haben nichts mit Stuhl oder Sofa zu tun, es geht lediglich um die Anzahl der Messpunkte. Das bedeutet, ich kann die 9 Messpunkte etwas „breiter und tiefer“ verteilen, um einen größeren Bereich, z. B. auf einem Sofa, abzudecken. Ich empfehle euch einen Abstand von 30 bis 40 cm zwischen den Messpunkten.

Die Einmessung erfolgt auf zwei Ebenen: Die untere befindet sich ca. auf Ohrhöhe, wobei das Mikrofon nie hinter einem Stuhl oder einer Sofa-Lehne positioniert sein sollte. Die obere Ebene ca. 30 bis 50 cm darüber.

Die Einmess-Punkte sollten nie die exakt gleiche Höhe haben, hier ist eine Variation von 5 bis 10 cm sinnvoll. Ebenso sollen die Punkte in der Horizontalen variiert werden, d. h. hier rückt man ebenso mal ein wenig nach vorne und mal ein wenig nach hinten.

Übrigens: Da Dirac Live® alle Lautsprecher an jedem Einmess-Punkt misst, wird der Frequenzgang gemittelt, sodass es sich ggf. empfiehlt, für ein Highend-Stereo-Setup, das auf die Main Listening Position (MLP) ausgelegt sein sein, ein separates Einmess-Schema mit enger aneinanderliegenden Einmess-Positionen zu verwenden. Des Weiteren kann in einem solchen Setup Dirac ART® „direktionaler“ konfiguriert werden, dazu später mehr.

Weil mich die bisherigen Darstellungen immer durcheinandergebracht haben, habe ich ein beispielhaftes Schema gezeichnet, bei dem man auf zwei Blicke die vertikale und horizontale Position „herauslesen“ kann:

Dirac ART® – Konfiguration nach der Einmessung

Dirac ART® Speaker Groups

Per Default teilt Dirac die Lautsprecher bereits in sinnvolle Gruppen ein: nach Art der Lautsprecher (Front, Center, Decken-Lautsprecher, Sourrunds, Subs).

Aber auch die Leistungsfähigkeit der Lautsprecher und deren Positionen spielen eine Rolle: Das bedeutet z. B., dass Surround Backs, die nur bis 90 Hz spielen (können), in eine andere Gruppe gehören wie die seitlichen Surrounds, wenn diese bis 50 Hz herunterreichen. Das kann man manuell anpassen, indem man den/die betreffenden Lautsprecher per Drag & Drop aus der Gruppe zieht, wordurch automatisch eine neue Gruppe angelegt wird.

Das Gleiche gilt für „supportende“ Subwoofer: Je nach Größe und Potenz kann es sinnvoll sein, Subwoofer in verschiedene Gruppen zu stecken: Die bis unter 20 Hz spielen können, kommen in die eine; diejenigen, die nur bis 35 Hz reichen, kommen in die andere Gruppe. Subwoofer, die über die Aktiv-Weiche zu einem „virtuellen“ Subwoofer zusammengeschlossen werden, sollten identisch sein, also die gleiche Membranfläche und die gleiche Bauart (Bassreflex, geschlossen …) besitzen.

Für jede Gruppe sind spezifische Support-Parameter festzulegen:

• Welche anderen Gruppen sollen die ausgewählte Gruppe unterstützen?
• Ab welcher Frequenz soll der Support jeweils stattfinden?
• Bis zu welcher Frequenz soll der Support jeweils reichen?
• Soll eine bestimmte Direktionalität erreicht werden?

Um diese Fragen zu beantworten, sollte man nicht (nur) die gemessenen Frequenz-Gänge in Dirac Live® betrachten, sondern vor allem Datenblatt der Lautsprecher. Daumenregel: der untere Wert sollte ca. 10–15 Hz über der unteren Grenzfrequenz der Lautsprecher liegen (in der Regel der -3 dB Punkt).

Diesen Wert kann man sich dann wie einen Highpass-Filter vorstellen, wohingegen der obere Wert grob einen Lowpass darstellt.

Main Sub und Support Subs

Nur der erste Subwoofer der „Main Subwoofer Gruppe“ erhält das LFE Signal, die anderen Subwoofer supporten „nur“ – zumindest bei der Dirac ART® Default-Einstellung. Das ist aus meiner Sicht nicht das Gelbe vom Ei, deshalb empfiehlt es sich – je nach Suwoofer-Layout – über die Aktiv-Weiche mehrere Subs zu einem Sub zusammenzuschließen, so dass Dirac ART® EINEN Subwoofer misst, aber der LFE-Druck gleichzeitig von mehreren Subs in den Raum abgegeben wird.

Grundsätzlich sollten für den Main Sub, der das LFE-Signal abbekommt, nur Subwoofer an der Front (bzw. in den Ecken an der Front) verwendet werden. Und gleichzeitig sollten es diejenigen sein, die am potentesten sind und den breitesten Frequenzbereich abdecken können.

Wenn verschiedene Subwoofer nicht gleich leistungsfähig sind oder ihre Stärken einmal im Tiefbass- und einmal im oberen Bass-Bereich haben, ist es sinnvoll, die unterschiedlichen Subs in unterschiedliche Gruppen zu ziehen. Nun kann für jeden Subwoofer der Bereich festgelegt werden, in dem er spielen bzw. supporten soll.

Hier ein Beispiel von unterschiedlich performenden Subs an der Front: Es empfiehlt sich, entweder alle 4 über Aktiv-Weiche zusammenzuschließen, oder die Subs mit dem ausgewogenen Frequenzgang via Weiche zusammenzufassen und von den anderen Subs unterstützen zu lassen. Hierbei würde man dann als untere Grenze ca. 45 Hz wählen, weil darunter der Raum konsequent die Bass-Energie erzielt.

Die Spread-Ansicht gibt eine schöne Auskunft darüber, ob es sich nur um einen Ausreißer an einer Position handelt oder ob ein Raum-Problem sehr hartnäckig an allen Einmess-Positionen besteht.

Der Support Level

Es gibt 3 Standard-Werte für den Support-Level, wobei man auch Zwischenwerte einstellen kann. Diese Werte sind nicht intuitiv, vor allem aufgrund des Minuszeichens. Es geht um die maximal zulässige Kompensation durch den ART®-Algorithmus bzw. die maximale Differenz zwischen dem gemessenen Frequenzgang des jeweiligen Lautsprechers und der gewünschten Zielkurve, die von der ausgewählten Gruppe kompensiert werden darf.

Im Endeffekt merken wir uns einfach: Je kleiner die Zahl unabhängig vom Minuszeichen, desto weniger trägt eine Gruppe zum Support bei.

-18 dB ist der Default Wert. Soll die Unterstützung erhöht werden, kann man das auf -24 dB gehen. Theoretisch geht mehr, ist aber nicht anzuraten. Ein softer Support wird mit -6dB oder sogar darunter erzielt. Unter -4dB würde ich aber nicht gehen, dann kann man sich das Ganze gleich schenken.

Beispielhafte Level-Support-Einstellungen

Diese Tabelle ist ein Beispiel bzw. eine Empfehlung des Stormaudio Deutschlandvertriebs, die ich erweitert habe um eine Support-Sub-Spalte, sprich ein LFE Sub, der mit Aktiv-Weiche arbeitet, ist nochmal separiert von Support-Subs. Ich selber würde leicht abweichende Einstellungen nehmen und für Stereo-Setups nochmal stärker davon abweichen, aber es ist ein gutes Beispiel, mit dem man mal starten kann:

Vorentzerrung von Lautsprechern und Subwoofern?

Es ist oft sinnvoll, über Pre-EQs Lautsprecher und Subwoofer vorzuentzerren, damit Dirac® weniger Arbeit verrichten muss und man dem gewünschten Ergebnis ggf. noch näher kommt. Ich empfehle, dabei primär die Frequenz-Ausreißer nach oben zu bändigen und nicht schon VOR der Dirac®-Einmessung zusätzliche Energie in Endstufe und Verstärker zu schießen.

Denn dann erhält Dirac ART® ein falsches Bild von den Fähigkeiten des Lautspreches bzw. Subs und setzt ihn beim Support ggf. nicht wie gewünscht ein.

Was man in keinem Fall machen sollte: im Nachhinein (über Duplizierung des Einmess-Profils) in der Stormaudio-Oberfläche EQs setzen. Denn damit ändert man den Frequenzgang, der ja von Dirac ART® exakt berechnet wurde, um im Zusammenspiel mit anderen Speakern die Zielkurve zu erreichen. Und man ändert damit auch die Phase, die ebenso exakt berechnet wurde, um das beste Impulsverhalten zu erreichen.

Problem der Lokalisierung von Support-Lautsprechern

Wenn man nah an Support-Lautsprechern sitzt, empfiehlt es sich, die obere Dirac ART® Grenzfrequenz abzusenken – auf 80–100 Hz, ggf. reichen auch 120 Hz.

Möchte man maximale „Directivity“, könnte man alle linken und rechten Lautsprecher in eigene Gruppen legen: So wird der rechte Surround-Lautsprecher primär durch die rechts befindlichen Subwoofer unterstützt (bei etwaiger Erhöhung des Support-Levels auf -18 dB oder -24 dB). Der gegenüber liegende Subwoofer würde dann im Level begrenzt, z. B. auf -12 dB.

Im Stereo-Setup könnten z. B. nur die linken Surrounds und links befindlichen Subwoofer den linken Lautsprecher supporten, und der rechte wird reziprok versorgt. Zudem ist es auch hier ratsam, die vorderen Subs im Level höher zu setzen als die an der Seite und hinten. Und natürlich ist es ggf. sinnvoll, die obere ART® Wirk-Frequenz der Subs auf 100 oder 120 Hz zu reduzieren, weil der Hauptlautsprecher maximal präsent sein soll.

Ein separates Profil für ein Stereo-Setup ist also durchaus zu emfehlen, und durch die verschiedenen Maßnahmen lässt sich insbesondere die Stereo-Bühne und Natürlichkeit der Wiedergabe verbessern.

Im Endeffekt ist das aber auch Geschmacksache. Und es gibt neben dem Bedürfnis, möglichst „pur“ Stereo zu hören, noch einen anderen Aspekt: Wenn man Dirac ART® mehr Einschränkungen und Regeln an die Hand gibt, geht das in der Regel auf Kosten der Impulskontrolle bzw. damit auch der Nachhall-Reduzierung. Es ist also eine Gratwanderung.  Im Zweifel hilft es, mit REW nachzumessen und gezielt zu schauen, was die einzelnen Lautsprecher zur Zielkurve beisteuern – und ob einem das zu viel ist oder nicht.

Problem von Lowpass-Filtern bei Subwoofern

Subwoofer mit internem Lowpass-Filter, der sich nicht abschalten lässt und oft nicht über 150 oder 200 Hz einstellen lässt, sind ein Problem – und mich persönlich nervt es ungemein, wenn die Hersteller solche modernen Einmess-Systeme wie Trinnov und Stormaudio anscheinend ignorieren.

In jedem Fall können solche limitierten Woofer prinzipbedingt nur bis zu einer bestimmten oberen Grenzfrequenz in Dirac ART® wirken. Und es soll nicht zu viel Energie in Frequenz-Bereiche fließen, die die Subwoofer-Steuerung mit Gewalt rausnimmt.

In diesem Fall empfiehlt es sich, die obere Dirac ART® Frequenz von 150 Hz auf ca. 100 Hz (je nach konkreter Kurve) zur reduzieren, was die Impulskontrolle im Oberbass einschränkt. Solche Subs sind keine gute Lösung für diese Anwendung – meine Meinung. Denn neben der Frequenz-Limitation ist die Erkennung der zeitlichen Ebene umso schwerer, je tiefer ein Lowpass gesetzt ist. In jedem Fall sollte der obere Bass-Bereich (auch beim LFE) durch die Front (L/R) und ggf. potentere Surrounds unterstützt werden.

Allgemeine Tipps für die Support-Einstellungen

Dies sind z. T. Empfehlungen von Stormaudio und Dirac sowie meine persönlichen Tipps auf Basis von Erfahrungswerten. Ausnahmen bestätigen die Regel, und je nach Setup und Performance sind andere Einstellungen sinnvoll …

• Alle Subwoofer sollten immer supporten, sich selber untereinander und die anderen Lautsprecher sowieso.
• Andere Speaker sollten die Subwoofer nicht oder nur moderat supporten (je nach Frequenzbereich, in dem sie spielen). So können z. B. potente Front-Lautsprecher (L/R, nicht der Center!) die Subs z. B. über 70 Hz unterstützen, wenn diese in den oberen Frequenzbereichen Schwächen zeigen (oder wie beschrieben abgeriegelt worden sind).
• Der Center sollte keine anderen Lautsprecher supporten und nur vom linken und rechten Lautsprecher sowie von den Subs supportet werden.
• Der linke und rechte Lautsprecher sollten die Surrounds und Deckenlautsprecher nur soft supporten (-4 bis -6 dB).
• Surround-Lautsprecher sollten die Front (L, R, C) soft supporten (-4 bis -9 dB)
• Deckenlautsprecher sollten die Front (L, R, C) nur soft supporten (und erst ab einer höheren Frequenz – je nach Leistung (-4 bis -6 dB).

Infra-Bass Aktivierung

Nehmen wir an, die Main Subs gehen bis 30 Hz, es gibt aber einen großen Infra-Sub, der bis 10 Hz spielt. Dann kann man die Main Subs mit einer unteren Grenzfrequenz von z. B. 40 Hz belegen und den Einsatz des Infra-Subs auf 10 Hz bis 50 Hz festlegen (als Support). Dazu bedarf es allerdings einer zusätzlichen Einstellung: Damit der Infrasub auch unter 20 Hz spielt, muss ein Häkchen in den „Support-Frequenz-Balken“ gesetzt werden. Nachteil: ART® korrigiert nur bis 20 Hz, darunter kommt dann der „natürliche“ Pegel des Infra-Subs zur Geltung. Und diesen muss man ggf. via Adaption der Zielkurve bändigen. Man sieht das meist an einer Überhöhung in der vorhergesagten Korrektur-Kurve im Bereich um 20 Hz.

Zusätzlich sollte der Level des Infra-Subs auf -24 dB gestellt werden, damit er möglichst viel zum Direktschall in seinem Frequenzbereich beiträgt.

Richtwirkung von Subs

Die aus meiner Sicht beste Methode, um eine „LFE Bass-Wall“ zu erzeugen, ist die Gruppierung mehrerer (Front-)Subs über die Aktivweiche (s. o.). Eine Alternative wäre folgende: Man betreibt z. B. 2 Subwoofer an der Front und 2 an der Rückwand. In diesem Fall könnte man den zweiten Woofer an der Front in eine separate Gruppe ziehen, alle anderen bleiben in der ersten Gruppe. Dort wird der Support-Level auf -12 dB beschränkt, wohingegen der zweite Woofer an der Front bzw. seine Gruppe mit -24 dB Support belegt wird.

In diesem Zuge könnte man auch potente Hauptlautsprecher (L/R) als LFE-Support definieren. Das sollte man sich gut überlegen. Wenn, dann würde ich das nur über 60 oder 70 Hz tun. Aber auch dieser Schritt kann das Empfinden der einheitlichen Wellenfront von vorne steigern – muss es aber nicht.

Richtwirkung für Surrounds

Für die Surrounds gilt in Sachen „maximale Richtwirkung“ das Gleiche wie für die Front-Lautsprecher: Man zieht rechte und linke Kanäle in eigene Gruppen und supportet diese gezielt mit in der Nähe befindlichen Subwoofern bzw. anderen Lautsprechern.

Zusätzlich sollten die betroffenen Subs/Lautsprecher im Support-Level angehoben werden (je nach Potenz), sagen wir auf -18 dB, bei Subs ggf. -24 dB. Dagegen senkt man den Level wieder bei den gegenüber liegenden Support-Lautsprechern (die dann z. B. mit -6 dB zur Impuls-Optimierung beitragen).

Du willst Dirac ART® und Stormaudio erleben und/oder selbst anwenden – schreib mir!

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