Latenz verstehen am Beispiel des ´Focusrite Liquid Channel´

Dieser Artikel befasst sich mit dem Problem ´Latenz´ (Verzögerungszeit) während der Aufnahme von Audio unter Einsatz des ´Liquid Channel´.

Es herrscht die weitläufige Meinung unter Musikern, dass selbst kleinste Verzögerungen während der Aufnahme für Probleme sorgen können, wobei hier meist von Werten zwischen drei und vier Millisekunden die Rede ist.
Tatsächlich aber wird bei einer Aufnahme, die innerhalb eines ´analogen Arrangements´ stattfindet eine wesentlich unnatürlichere Situation verursacht, als unter Verwendung des ´Liquid Channel´.

Wir möchten Ihnen dies an Hand der drei folgenden Beispiele einmal verdeutlichen.
Im ersten Beispiel spielt ein Schlagzeuger in einer ´normalen Abhörsituation´, wobei der Schall direkt und ohne die Verwendung von zusätzlichem Equipment zu seinem Ohr gelangt. (Bild 1)
Im zweiten Beispiel wird das Mikrophon direkt am Schlagzeug befestigt
(„close miking“, bzw. „Nahaufnahme“) und über einen ´ISA 430 MKII´ aufgenommen, an dem sich ein Kopfhörer befindet. (Bild 2)
In Beispiel drei verwenden wir einen ´Liquid Channel´ an Stelle des ´ISA 430 MKII´. (Bild 3)

In unserem ersten Beispiel beträgt die Distanz zwischen der Snare-Drum und dem Ohr des Schlagzeugers ungefähr 0,7 Meter. Bei einer Schallgeschwindigkeit von 340 Metern pro Sekunde erreicht das erzeugte Signal dieses nach 2,1 Millisekunden.
Wir sprechen hier von einer ´normalen Abhörsituation´.

Im zweiten Beispiel wird eine analoge „close miking“ Aufnahmesituation dargestellt.
Das Signal der Snare-Drum durchläuft dabei einen Mikrofon-Preamp und erreicht das Ohr über einen Kopfhörer nach zehn Mikrosekunden. Ironischerweise kommt das Signal hierbei wesentlich schneller am Ohr des Schlagzeugers an, als dies bei einer ´normalen Abhörsituation´ der Fall ist.

Das letzte Beispiel zeigt die gleiche Situation wie zuvor, jedoch wird die Aufnahme, so wie das Abhören, nun unter Verwendung des ´Liquid Channel´ durchgeführt.
Die entstehende Latenz von drei Millisekunden ist somit lediglich 0,9 Millisekunden höher als in der ´normalen Abhörsituation´. Diesen geringen zeitlichen Versatz vermag unser Gehirn jedoch auszugleichen, somit kann der Schlagzeuger in den meisten Fällen bedenkenlos weiter spielen.

Sie fragen sich nun „Was passiert, wenn ich mit Pro Tools aufnehme?“
Die Antwort ist einfach, denn bei einer von ´Pro Tools´ erzeugten Latenz von zwei Millisekunden (HD @ 44.1 kHz), erhalten Sie hier im schlechtesten Fall eine Gesamtlatenz von fünf Millisekunden, wenn Sie mit dem ´Liquid Channel´ arbeiten.

Studien über die Auswirkungen von Latenz am Beispiel von Ensembles zeigen, dass diese Werte oftmals keinerlei negative Auswirkungen auf das zeitliche Zusammenspiel der Musiker haben, sondern sich lediglich auf die allgemeine Wahrnehmung des Klangs auswirken.
Bei einer Rockband auf der Bühne variiert der Abstand zwischen Monitor-Lautsprecher und jedem einzelnen Musiker, wobei in der Regel jedoch keine Probleme auftreten, obwohl hier eine durchschnittliche Latenz von ungefähr zehn Millisekunden entsteht.

Eine Studie der Universität Stanfort, welche zu diesem Thema durchgeführt wurde, finden Sie als PDF-Dokument unter folgendem Link . Diese belegt die Tatsache, dass eine Band bei einem „Sweetspot“ von 11,5 Millisekunden am genauesten synchron zum vorgegebenen Tempo gespielt hat.
Bei Werten die geringfügig darunter oder darüber lagen, waren nur leichte zeitliche Schwankungen feststellbar. Erst bei erheblich höheren Verzögerungswerten war es für die Musiker nicht mehr möglich synchron zu spielen.

Der Zuschauer eines Orchesterkonzerts sitzt durchschnittlich ungefähr zehn Meter von den Percussions oder den Streichern entfernt, was eine Verzögerung von circa 30 Millisekunden mit sich bringt. Diese Verzögerung wird allerdings durch Erstreflektionen und die Hallfahne überdeckt, was somit für den Zuhörer ebenfalls keine wahrgenommenen zeitlichen Schwankungen zur Folge hat.

"Diese Fakten legen nahe, dass Latenzen bis zu 30 Millisekunden in den meisten Fällen als normal und akzeptabel betrachtet werden können; die musikalische Darbietung mit traditionellen Instrumenten wird bei einem Wert von bis zu 30 Millisekunden nicht beeinträchtigt".

(ref. http://gsd.ime.usp.br/~lago/masters/latency-paper.pdf)

An dieser Stelle möchten wir eine weitere Situation veranschaulichen, wobei hier nun die Oberseite der Snare-Drum mit dem ´Liquid Channel´ und die Unterseite mit einer analogen Konfiguration abgenommen wird.
Um es nochmals hervorzuheben, es entstehen auch hierbei keine problematischen, zeitlichen Verzögerungen.
Traditionelle Aufnahmemethoden verursachen eine Latenz von 0,5 Millisekunden, bedingt durch den Abstand der beiden Seiten von 13-18 cm.
Diese Verzögerung verursacht einen Kammfiltereffekt mit dem Resultat einer Phasenauslöschung im Frequenzbereich zwischen 1000-1250 Hz.
Wenn die obere Seite der Snare-Drum mit dem ´Liquid Channel´ abgenommen wird, entsteht dabei eine (frühere) Verzögerung von (im schlechtesten Fall) drei Millisekunden, was eine daraus resultierende Gesamtverzögerung von 2,5 Millisekunden ergibt.
Das bedeutet, der Kammfiltereffekt wird in den Frequenzbereich zwischen
150 und 200 Hz verschoben und somit wird kein diesbezügliches Problem auftreten.
Sollte dies nun aber immer noch ein Thema sein, können Signale in durch den Einsatz eines Delays in ´Pro Tools´ noch verschoben, oder für die Aufnahme zwei Liquid Channels eingesetzt werden, was letztendlich eine Verzögerung gänzlich beseitigen würde.

Zusammenfassend lässt sich nun sagen, dass zeitliche Verzögerungen zwischen drei und vier Millisekunden (die Zeit, die der Schall benötigt um sich weniger als einen Meter auszubreiten) als durchweg normal einzustufen sind und durch unser Gehirn ausgeglichen werden können.
Einschlägige Studien haben erwiesen, dass Latenzen zwischen zehn und 30 Millisekunden in der Regel nur wenige Einsatzprobleme mit sich bringen, allerdings bereits einen gewissen Einfluss auf Wahrnehmung und Filtereffekte haben.

´Liquid Channel´ verursacht also keine zusätzlichen Timing-oder Performaceprobleme im Live- oder Studiobetrieb, sondern verlagert lediglich physikalische Phänomene, die jedoch innerhalb der Grenzen unserer Leistungsfähigkeit entsprechend kompensiert werden und sich deshalb nicht nachteilig auf Musiker auswirken.
In der traditionellen „close miking“ -Aufnahme entsteht eine weitaus unnatürliche Abhörsituation für den Schlagzeuger, während ´Liquid Channel´ mehr das Gefühl vermittelt, in einer gewohnten akustischen Umgebung mit natürlicher Verzögerung zu arbeiten.