Trinnov WaveForming – die neue Ära des Bass-Erlebnisses im Heimkino

Aktueller Stand WaveForming – das Wichtigste in Kürze

• Die Technologie befindet sich auf der Zielgeraden der Beta-Phase und wird – so der Stand – Ende August 2024 an die Allgemeinheit ausgerollt, wie immer als kostenloses Update.
• WaveForming ist in den bis dato umgesetzten (Beta-)Installationen insgesamt als klare Verbesserung wahrgenommen, auch im Vergleich – und da wird es spannend – mit bereits existierenden und penibel eingemessenen Double Bass Arrays.
• Auch bei meinem persönlichen „Minimal-Setup“ mit Woofern in den Ecken im Dachgeschoss zeigt WaveForming seine positive Wirkung. In einem Umfeld, das eigentlich gar nicht geeignet dafür ist auf dem Papier. Gerade in kleineren Hörzonen und im Sweet Spot kann WaveForming den Nachhall und die Bass-Qualität signifikant erhöhen. Und das bereits mit 4 (2 + 2) Subwoofern, die am Boden stehen.
• Ich bin als zertifizierter Trinnov-Experte befugt, schon jetzt WaveForming-Setups bei euch umzusetzen. Sprecht mich gern an!
• MeroVinger bietet eine neue Subwoofer-Serie an: sehr flach, kompakt, analog ohne DSP und brachial: MeroVinger Stingray in 12, 15 oder 18 Zoll

So funktioniert WaveForming

1. Im ersten Schritt werden sämtliche Informationen über das Moden-Verhalten des Raums (inkl. Veränderungen durch Objekte im Raum) gesammelt. Dazu wird das relevante akustische Feld des Hörbereichs in einem dreidimensionalen Gitter von verschiedenen Mikrofon-Positionen aus erfasst.
2. Der WaveForming-Prozessor berechnet auf Basis der Messung Filter für jeden Subwoofer des Systems, um eine möglichst dichte und gleichmäßige Wellenfront im Hörbereich zu erzeugen. Dazu werden Filter berechnet, die auf alle Subwoofer beider Arrays (vorn und hinten) angewendet werden. So kann der Großteil der Raum-Reflexionen und Raummoden absorbiert werden

WaveForming: Features und Vorteile

Eliminierung von Raummoden bzw. Bass-Dröhnen

Raummoden wirken sich äußert negativ auf das Klang-Empfinden im Bass aus: Das Nachdröhnen bei bestimmten Frequenzen reduziert einen Großteil der möglichen Dynamik und kaschiert Details, die man gerne genießen würde.

Die Trinnov-Forschung hat gezeigt, dass einige Ansätze zwar die Wirkung von Raummoden abschwächen können, aber die eigentliche Ursache (Wellen-Interferenzen) nicht angehen. Es kommt zu unerwünschten Neben-Effekten, das eigentliche Problem bleibt bestehen.

Reduzierung der Nachhallzeit im Bass

Herkömmliche passive Lösungen mit Absorbern erfordern riesige Volumina für Dämmwolle & Co., um bei niedrigen Frequenzen effektiv zu sein. Beispiel: Um eine Wellenlänge von 50 Hz (ca. 7 Meter) wirksam zu absorbieren, würde man eine 1,75 Meter dicke Schicht an geeigneter Dämm-Wolle benötigen.

Eine solch große Fläche ist nur in Ausnahmefällen räumlich realisierbar. Andere Ansätze, wie z. B. Plattenschwinger oder Helmholtz-Resonatoren, sind in der Regel nur bei bestimmten Frequenzen wirksam und deshalb als Breitband-Lösung unpraktisch.

Mit der aktiven WaveForming Technologie gelingt es, die Nachhallzeiten im Bass dramatisch zu reduzieren und sogar zu nach Geschmack zu steuern. Bis zu welchem Grad der Nachhall steuerbar ist, hängt von der Umsetzung der Trinnov-Vorgaben für das Planar WaveForming ab. Bei Boden-Positinierung der Woofer ist eine klare Reduktion des Nachhalls möglich, die Steuerungsmöglichkeit aber nicht so groß.

Maximale Homogentität in der Hörzone

Bei konventionellen Setups variiert die Bass-Qualität bzw. das Bass-Empfinden an verschiedenen Hörplätzen stark. Die komplexen Algorithmen des Trinnov WaveForming sind weit mächtiger als klassische Gain-and-Delay-Filter. So erlaubt die Techn0logie (je nach Annäherung an die Vorgaben zum Subwoofer-Layout , s. u.) ein homogenes Bass-Klangbild über mehrere bzw. alle Hörplätze herzustellen: sowohl bei Amplitude als auch Zeit – bis zur realisierbaren Grenzfrequenz von rund 100 bis 130 Hz (ca. Angaben aus bisheriger Praxis) – je nach Setup und Trenn-Frequenzen.

Steigerung der Bass-Qualität

Klar: Wenn die Moden eliminiert und der Nachhall reduziert sind, dringt mehr Information, mehr Auflösung aus anderen Frequenzbereichen zu deinem Ohr. Die Durchhörbarkeit und Transparenz steigt. Aber auch der Bass an sich profitiert. Derart auf den Punkt, präzise, in den Magen „stechend“ und konturiert ist die Bass-Wiedergabe, dass einem im wahrsten Sinne die Spucke wegbleibt. Gr0ßes Kino!

Erhöhung der Infra-Schall-Qualität via „Pressurization“

Hinter dem gewöhnungsbedürftigen Wort „Pressurization“ verbirgt sich die Option, unterhalb der ersten Raummode die vorderen und hinteren Subs „gemeinsam“ arbeiten zu lassen, um im sehr tieffrequenten bzw. Infraschall-Bereich maximalen Druck aufzubauen. Das wiederum geht logischerweise auf Kosten der Gruppenlaufzeit (in diesem Frequenzbereich aber nicht so relevant).

In Minimal-Setups ist von der Aktivierung der Funktion abzuraten, da die Nachhall-Steuerung in tiefen Frequenz-Bereichen etwas leidet.

Mehr Flexibilität bei Raum-Geometrie und Sub-Positionierung – v. a. im Vergleich zum Double Bass Array (DBA)

Ein DBA arbeitet mit zwei Woofer-Arrays: eines an der Frontwand, eines an der Rückseite des Raums. Ersteres gibt Schall ab, zweiteres absorbiert den Schall. Das emittierende Array, das in der Regel über einen Kanal angesteuert wird, erzeugt eine ebene Welle, um die Interferenzen im Raum zu reduzieren. Das absorbierende Array versucht, die Rückwand-Reflexion mit demselben, aber invertierten und zeitverzögerten Signal auszulöschen.

Ein DBA liefert jedoch nur unter idealen Bedingungen gute Ergebnisse, die in der Praxis schwer zu erreichen sind: Oft sind die Wände nicht reflektierend genug, um eine gute ebene Welle zu erzeugen. Außerdem hat sich die Welle, die die Rückwand erreicht, auf ihrem Weg durch den Raum verändert, weil die Wände nicht steif genug oder nicht parallel genug sind, um die Welle richtig zu leiten. Und schließlich ändert sich die Art der Welle, wenn sie auf Möbel, Sitzreihen usw. trifft.

WaveForming ermöglicht unregelmäßige Subwoofer-Layouts: z. B. muss die Anzahl der nach vorne abstrahlenden Subwoofer nicht gleich der Anzahl der nach hinten absorbierenden Woofer sein.

Des Weiteren gibt es mit WaveForming mehr Spielraum bzgl. der Positionierungen der Subwoofer. Trinnov berechnet die Filter aus dem vollständig vermessenen Hörfeld und passt sie an die physikalischen Eigenschaften des jeweiligen Raums an.

WaveForming steuert dads akustische Feld robust und effizient – selbst bei einer nicht idealen Raumgeometrie und unter Berücksichtigung von Möbeln, Sitzplätzen, Podesten etc. Damit sind beim Hörraum mehr Kompromisse möglich: Die Technologie liefert auch im Dachgeschoss gute Ergebnisse, was ich belegen kann. Im L-förmigen Raum soll es ebenso wirken; wie groß die Abstriche sind, gilt es in der Praxis noch herauszufinden.

Eines ist auch klar: Je weiter weg vom Ideal wir uns bewegen, desto größer sind die Kompromisse. Dennoch: Ein bisschen WaveForming ist um Längen geiler als gar keins!

Voraussetzungen für WaveForming

Wie sehr von man von den Vorzügen dieser fantastischen Trinnov Technologie profitiert, hängt von der Umsetzung der Vorgaben ab. Zu Beginn waren diese relativ starr, wenn auch deutlich flexibler im Vergleich zum DBA. Mit den neuen WaveForming Setups ergeben sich deutlich mehr Anwendungen in der Praxis.

Übergreifende Voraussetzungen und Vorgaben zur Messung

• Mindest-Anzahl von Subwoofern: 4 (2 vorne, 2 hinten)
• Abstand des vordersten Platzes der Hörzone zu den vorderen Subwoofern: > 2 m
• Abstand des hintersten Platzes des Hörbereichs zu den hinteren Subwoofern: > 1 m
• Abstand zwischen Mess-Zone und den übrigen Wänden sowie der Decke: > 1 m
• Abstand zwischen zwei benachbarten Mikrofon-Positionen: < 1 m
• Abstand Mess-Mikrofon zum Boden: > 1 m (typische Ohrhöhe für eine sitzende Person).
• Das Messgitter sollte mindestens 2 horizontale Ebenen haben (ggf. ist diese Vorgabe bei Planar WaveForming bzw. Minimal-Layouts nicht mehr so wichtig, Updates folgen!)
• Ansteuerung jedes Subwoofers über einen eigenen Kanal (Das hat den Nachteil, dass Leute, die die 20 Kanäle einer Trinnov Altitude 16 mit vielen Lautsprechern bereits annähernd ausgenutzt haben, zu einer Altitude 32 upgraden müssten.
• Verwendung der gleichen Subwoofer in jedem Array bzw. auf jeder Seite, jeweils mit der gleichen Bandbreite/Frequenz-Abdeckung; das hintere Array kann theoretisch aus Woofern mit geringerer Belastbarkeit als die vorderen Subwoofer bestehen.

Empfehlungen

Um WaveForming vollumfänglich auszuschöpfen, ist das „Planar WaveForming“ anzustreben. Für diese höchste Evolutionsstufe der Technologie richtet sich die Anzahl der Subwoofer nach der Fläche der vorderen und hinteren Wände und dem Raumvolumen insgesamt. Logisch: Für größere Räume sind mehr Subwoofer nötig als für kleinere Räume. Und die Subs gehören an die Wand in bestimmten Abständen und nicht an den Boden.

Die Anzahl der Subs (und ihre Positionierung) bestimmt auch die höchste Frequenz, die man kontrollieren möchte. Höhere Frequenzen bedeuten kürzere Wellenlängen, die wiederum engere Abstände zwischen den Subwoofern erfordern.

Neu seit Mai 2024: „konventionelle Subwoofer-Setups“

Der Algorithmus des WaveFormings scheint eine große Bandbreite an Setups abzudecken und insgesamt ziemlich intelligent zu sein. Zumindest für den Sweet Spot und in Ansätzen auch für einen kleineren Hörbereich lässt sich dank WaveForming die Bass-Wiedergabe perfektionieren, auch wenn man keine Arrays von Subwoofern stellen kann.

Folgende Subwoofer-Positionen fasst Trinnov unter dem Begriff „Konventionelle Setups“ zusammen – wobei ich den Namen etwas unglücklich gewählt empfinde:

• 4 Subwoofer in den Ecken: 2 in den vorderen, 2 in den hinteren
• 2 Subwoofer vorne, 2 Subwoofer hinten, ungleichmäßig über die Raumbreite platziert (z. B. je 1 Meter von den Ecken entfernt)

Es empfiehlt sich, so meine praktische Erfahrung bisher, die Woofer jeweils gegenüber zu platzieren, so dass sie einander anstrahlen. Im Endeffekt ist das WaveForming in dieser Minimal-Ausführung aber nicht mehr (exakt) kontrollier- und vorhersagbar; womit ein wesentlicher Vorzug des Planar WaveForming wegfällt.

Trotzdem ist die Verbesserung der Bass-Performance klar wahrnehmbar und fällt deutlicher aus, als ich gedacht hätte. Ich habe nämlich in meinem Dachgeschoss mit 11 Metern Breite und einer Eck-Platzierung der Woofer die schlechtesten Voraussetzungen überhaupt für diese Technologie. Und dennoch funktioniert es. Deutlich besser als die 2 Kubikmeter Dämm-Material, die ich für die gegenüberliegende Eck-Platzierung weggeschafft habe.

Wichtig für konventionelle Setups: Die Überprüfung der Effekte sollte per Gehör und per Messung (z. B. REW) stattfinden, wobei verschiedene Einstellung des WaveFormings sowie Übergangsfrequenzen getestet werden sollten. Mit dem richtigen Kniff lässt sich deutlich mehr aus dem Algorithmus herausholen, aber das gilt für die Trinnov ingesamt ja auch.

Neu seit Mai 2024: „Cylindrical WaveForming“ für Subwoofer-Arrays am Boden

Diese Form des WaveFormings ist weniger restriktiv und damit praxistauglicher für viele Anwender. Beim „zylindrischen“ WaveForming können die Subwoofer am Boden stehen – für viele Heimkinos ohne transparente Leinwand bzw. ohne die Möglichkeit, Subs mit ausreichend Abstand hinter der Leinwand zu platzieren, ein Segen!

Auch diese Form des WaveForming kontrolliert Moden in Länge und Breite des Raums und reduziert den Nachhall im Bass deutlich. Auch die Konsistenz des Basses über mehrere Sitzpositionen nimmt zu. Trinnov sagt, dass ein solches Setup insbesondere für kleinere Räume bis 4,5 Meter Breite und bis 2,5 Meter Höhe sehr gut geeignet sei – bei einer Sitzreihe. Da die Vertikal-Moden nicht oder nicht so gut kontrolliert werden, empfiehlt Trinnov (passive) Absorption an der Decke oder offene Decken – wie immer die genau definiert sind.

Dennoch sind gewisse Vorgaben einzuhalten, um die positiven Effekte des WaveFormings voll auszuschöpfen: 

• Kopf des oder der Hörers sollte sich nicht auf Mitte der Deckenhöhe befinden.
• „Beste“ Anzahl der Subs richtet sich nach Raumbreite: hier kann man sich an der unteren Ebene des Subwoofer Placement Tools von Trinnov orientieren. Hier widersprechen sie sich streng genommen: Denn bei einem bis 4,5 m breiten und 2,5 Meter hohen Raum werden im Tool nur zwei Subs empfohlen. Heißt irgendwie auch, dass größere Raum-Breiten mit mehr Subs genauso funktionieren. Man wird sehen.
• Platzierung der vorderen und hinteren Subs ebenfalls im empfohlenen Grundraster. Allerdings ist es möglich (sogar empfehlenswert?), im hinteren Bereich mit 2 Ebenen zu arbeiten, also mit einer Mischung aus Zylinder-WaveForming (vorne) und Planar WaveForming (hinten). Zu Toleranzen und deren Auswirkungen liegen bis dato keine Angaben vor.
• Optimierung bzw. Einmessung für nur eine Sitz-Ebene

Einschränkungen der abgespeckten Form des WaveForming:

• Weniger Kontrolle der Welle und weniger Eingriff in die exakte Dosierung des Nachhalls
• Keine Kontrolle über vertikale Raum-Moden
• Eingeschränkte Einheitlichkeit des Bass-Erlebnisses über alle Hörplätze – das war z. B. der Grund, warum das Messe-Feedback zur Highend 2024 so „heterogen“ ausfiel.

Eine exakte Einordnung findet ihr oben in der Tabelle zu den WaveForming-Varianten.

Planar WaveForming – Idealform für maximale Performance

Ideale Abstände der Subwoofer beim Planar WaveForming

Der Abstand zwischen einem Subwoofer und der angrenzenden Raumfläche (Wand, Decke oder Boden) beträgt die Hälfte des Abstandes zwischen ihm und dem benachbarten Subwoofer. Idealerweise sollte dieser Abstand sowohl horizontal als auch vertikal eingehalten werden.

Ideale Anzahl von Subwoofern

Der Abstand zwischen den Subwoofern bestimmt die obere Grenzfrequenz, die als ebene Welle kontrolliert werden kann. Höhere Frequenzen besitzen kürzere Wellenlängen, und die emittierenden Subwoofer müssen einen bestimmten Teil dieser Wellenlänge voneinander entfernt sein, damit die ebene Wellenbildung gut funktioniert.

Online-Tool: Ermittlung der Subwoofer-Anzahl und ihrer Abstände

Im Trinnov Subwoofer-Placement-Tool könnt ihr einfach eure Raum-Maße eingeben und ihr erhaltet eine entsprechende Empfehlung. In Grenzbereichen empfehlen sich, ihr ahnt es, die größere Anzahl von Subwoofern.

Variationen bei der Anordnung für das Planar WaveForming

Es gibt im Gegensatz zu den starren Vorgaben bei SBA/DBA einige Variationen für das Trinnov WaveForming, die etwas mehr Spielraum bei der Gestaltung des Raumes lassen:

Die Anzahl der (hinteren) Subwoofer des idealen Layouts kann bei Bedarf verringert werden. Der Leistungsverlust ist minimal – bezogen auf die Gesamt-Performance. Bei der Reduzierung der Anzahl der vorderen Subwoofern ist mit mehr Qualitätseinbußen zu rechnen, das Ergebnis wird dennoch klar besser sein als ohne eine solche Anordnung.

Bei 6 Subwoofern beispielsweise liefert ein 4-2-Layout oft eine bessere Performance als ein 3-3-Layout. Und bei 8 Subwoofern liefert eine 6-2-Anordnung oft eine höhere Leistung als eine 4-4-Anordnung. Das ist aber keine absolute Regel, da jede Situation von den spezifischen Raum-Eigenschaften abhängt.

Wichtig: Auch ein gewisses Maß an Subwoofer-Verschiebung innerhalb eines Arrays wird toleriert und manchmal sogar empfohlen: z. B. 3 Subwoofer in einer unregelmäßigen Dreiecksanordnung. Dieser Spielraum ist wertvoll, denn manchmal (Stichwort: Center) gibt es bestimmte räumliche Zwänge für die Platzierung.

Der folgende Abschnitt enthält die allgemeinen Richtlinien für die Reduzierung und/oder Verschiebung der Subwoofer. Die Prozent-Angaben beziehen sich immer auf die Abweichungen von Raum-Höhe bzw. Raum-Breite.

2-2-Anordnung

Dies ist die Minimal-Anordnung: 2 Subwoofer vorne und 2 hinten auf Mitte der Raumhöhe. Die gleichzeitige Verschiebung von Subwoofern in horizontaler Richtung sollte vermieden werden. Emittierende und absorbierende Woofer können jeweils in vertikaler Richtung verschoben werden, jedoch nicht mehr als 10 % von den Idealpositionen entfernt.

3-3-Anordnung

Dies ist die wohl gängigste Anordnung mit zwei 1×3-Arrays (z. B. eine Reihe mit drei Subwoofern an jeder Wand). Dabei kann die Anzahl der Subwoofer (hinten) um einen reduziert werden.

Der Idealzustand wäre die Anbringung in einer Reihe auf Mitte der Raumhöhe, hier sind allerdings mehrere Spielvarianten möglich.

Toleranzen für hintere/absorbierende Subwoofer (3 Stück)

• +/- 10%, wenn alle absorbierenden Subwoofer nach oben oder unten verschoben werden
• +/- 30%, wenn sie ein Dreieck bilden
• +/- 30 %, wenn sie eine Diagonale bilden

Toleranzen für hintere/absorbierende Subwoofer (2 Stück)

Wenn die beiden hinteren Subs vertikal verschoben werden:

• +/- 10 %, wenn alle Subwoofer nach oben oder unten verschoben werden
• +/- 20 %, wenn sie eine Diagonale bilden

4-4-Anordnung

Wenn der Hörbereich weit genug von der Decke entfernt ist (mit anderen Worten, wenn die Messzone näher am Boden als an der Decke liegt), dann ist eine trapezförmige Anordnung der Subwoofer vorzuziehen.

Toleranzen für hintere/absorbierende Subwoofer

Hier gelten jeweils 15 % statt 10 % Abweichung von den Idealpositionen für alle aufgeführten Varianten.

6-6-Anordnung und Derivate

Die ideale Anordnung sind zwei 2×3-Arrays (z. B. zwei Reihen mit je drei Subwoofern auf jeder Seite).

Es gibt aber auch Möglichkeiten, die resultierenden 12 Subwoofer auf 10 oder 8 Subwoofer mit abgespeckten Layouts zu realisieren, z. B.:

• Vorne und hinten 5 Subwoofer: 3 in der oberen Reihe, 2 in der unteren Reihe – oder umgekehrt
• Vorne 6 und hinten 4 Subwoofer
• Vorne 5 Subwoofer (3 in der oberen Reihe, 2 in der unteren Reihe – oder umgekehrt) und hinten 4 Subwoofer
• Vorne 6 Subwoofer und hinten 2 Subwoofer

In den Fällen 6-4 und 5-4 sollten die vier absorbierenden Woofer an den regulären Positionen platziert werden.

Trinnov AV-Vorverstärker Altitude 16 und Altitude 32 zur Anwendung des WaveForming Algorithmus

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