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08.02.2018

Audio Metering Basics

VU, Peak & Co: Pegelmessung erklärt

Ob es die sanft vor- und zurückbewegenden VU-Meter-Nadeln längst vergangener Zeiten sind, zappelnde LED-Ketten oder virtuelle Pegelanzeigen in DAWs, jeder kennt die optischen Orientierungshilfen, die es einem ermöglichen die Lautstärke von Audiomaterial sichtbar zu machen. Sind sie bloß überflüssiges, rein optisches Beiwerk oder können diese Pegelanzeigen vielleicht sogar ganz nützlich sein? 

Theoretische Grundlagen

Geschichte

Dass eine Pegelanzeige nicht nur eine optische Spielerei, sondern auch ein ernstzunehmendes technisches Werkzeug beim Recording und Mixing ist, sieht man daran, wofür Pegelanzeigen entwickelt und wo sie eingesetzt wurden. In der analogen Telefontechnik benötigten die Leitungsingenieure ein einfach abzulesendes Messgerät, um die Sendeleistung von einem Telefon zum anderen optimal einstellen zu können. Das sogenannte VU-Meter wurde so eingestellt, dass der ideale Arbeitspegel erreicht ist, wenn die Nadel auf Null steht. Diese VU-Meter sind heute nur noch relativ selten zu sehen, wurden aber nicht nur in der Telefontechnik eingesetzt, sondern fanden massenhaft Verbreitung in allerlei Hi-Fi-Geräten wie Verstärkern oder Kassettendecks, aber selbstverständlich auch in Tonstudios. Dort sind sie in nahezu jedem Analoggerät zu finden und dienen, wie in der ursprünglichen Anwendung, der Telefonie, als Messwerkzeug um die Arbeitspegel optimieren zu können. Die heutigen Meter sind meist digitale Geräte oder Software-Plug-ins die in Form von unterschiedlichsten Balkenanzeigen und Spitzenwert-Indikatoren fast keine Wünsche offen lassen.

Langsame und schnelle Meter

Grundsätzlich gibt es zwei Arten von Pegelanzeigen: langsame VU-Meter und schnelle Peak-Meter. Die aus der analogen Ära stammenden VU-Meter sind dank ihrer wenigen Möglichkeiten relativ leicht abzulesen und einfach in ihrer Benutzung, haben aber einen entscheidenden Nachteil: Sie sind relativ langsam und liefern dadurch recht ungenaue Messergebnisse. 

Die verwendete Nadel und die zum Antrieb verbaute Spule haben durch ihre Masse eine gewisse Trägheit, sodass kurze Signalspitzen entweder nur sehr ungenau oder meist gar nicht angezeigt werden können. Um konstante Pegel ablesen zu können sind sie besser geeignet als zur genauen Abbildung von komplexem Audiomaterial. Da sich in der Welt der Tontechnik zu hohe Pegel schnell mit akustischen Übersteuern und somit unschönem Zerren bemerkbar machen, brauchte es hier eine schnellere Pegelanzeige – Fachbegriff: „kürzere Integrationszeit“.

Moderne Aussteuerungs-Messgeräte, die wesentlich präziser arbeiten, wurden entwickelt. Mit Hilfe von Leuchtdioden oder Flüssigkeitskristalldisplays konnte man viel schnellere und somit genauere Mess-Ergebnisse erzielen. Die Peak-Meter waren geboren, mit deren Hilfe man noch so kurze Signalspitzen optisch darstellbar machen konnte. 

Ein perfektes Pegelmessgerät, dessen technische Prinzipien bis heute in den Peak-Metern der DAWs Verwendung finden. Sie sind die schnellen, präzisen Anzeigen, auf die man sich heutzutage in den meisten Software-Programmen bei Lautstärke und Pegel verlässt.

Hardware oder Software?

Auch beim Thema Metering gibt es sowohl die Möglichkeit Hardware als auch Software zu verwenden. Genügt es sich auf die zahlreich vorhandenen Pegelanzeigen von DAWs und Plug-ins zu verlassen oder sollte man lieber ein Hardware-basiertes Meter benutzen? Dies ist grundsätzlich reine Geschmackssache, denn bei der Funktionalität gibt es hier keine Unterschiede. Sowohl mit Hard- als auch Software-Metern lassen sich präzise Pegelmessungen durchführen. Der Einsatz von Hardware-Metern ist ein wenig aufwendig, da man diese in die Verkabelung zwischen Audio-Schnittstelle und Abhöre einschleifen muss. Die Software-Versionen lassen sich bequem per Mausklick aktivieren, justieren und in aller Regel frei positionieren.

Ein Vorteil von Hardware-Pegelanzeigen ist, dass man hier DAW-unabhängig ein und dasselbe Messgerät für die gesamte Signalkette seines Studios zur Verfügung hat. Einmal richtig angeschlossen, lässt sich systemübergreifend jedes Audiomaterial, das man auf seinen Abhöre schickt, messen und somit beurteilen. Wer so gut wie immer innerhalb einer einzigen DAW oder Audiosoftware arbeitet, kann sich getrost auf die vorhandenen programminternen Meter oder entsprechende Plug-ins verlassen.

Die Art der Pegeldarstellung lässt sich bei den softwarebasierten Produkten in den Settings meist so gut justieren, dass sie in ihrer Darstellung vorhandenen Klassikern wie den Aussteuerungsanzeigen der renommierten und weitverbreiteten Modelle der Firma RTW nahekommen, die bis heute zu den Studioklassikern gehören.

Das Problem digitaler Audiosysteme

Beim Arbeiten mit digitalen Audiosystemen wie DAWs oder digitalen Mischpulten gibt es ein oft unterschätztes oder zumindest manchmal zu wenig beachtetes Problem im Zusammenhang mit hohen Lautstärken und steilen Lautstärkesprüngen, den sogenannten Inter-Sample-Peaks. Es handelt sich dabei um die Tatsache, dass die meisten Pegelmeter von DAWs ein sogenanntes Sample-Peak-Programm-Meter verwenden, also eine Pegelanzeige, die jeden Pegel Sample-genau bis zur 0-dB-Full-Scale-Grenze innerhalb der digitalen Auflösung anzeigen, aber leider nicht die Pegel, die sich daraus in den Digital-Analog-Wandlern ergeben.

Was auf digitaler Ebene noch sauber bei der 0-dB-Grenze abgetrennt scheint, kann im Wandler zur analogen Welt diese oberste Grenze überschreiten und so zu unschönem, verzerrtem Klang führen. Das Problem existiert, seit es D/A-Wandler gibt. Aber erst innerhalb der letzten Jahre wurden entsprechende Anzeigen in den Metern integriert. Nicht alle Pegelanzeigen besitzen die Möglichkeit diese Inter-Sample-Peaks anzeigen zu können. Wer immer nahe der oberen Lautstärkegrenzen arbeitet und mischt, sollte unbedingt mit Metern arbeiten, die Pegel oberhalb der 0-dB-Grenze anzeigen können. Am Ende des Artikels gibt es hierzu ein paar Empfehlungen. 

Praktische Anwendung bei der Verwendung von DAWs

Einzelsignale

Der Grund, warum man überhaupt Pegel kontrollieren möchte, liegt an zwei Grenzen, die es in der Audiowelt gibt: das leise Ende, bei dem man sich in nahe dem Grundrauschen seiner Signalkette befindet und das laute Ende, bei dem man nicht mehr Lautstärke und somit Pegel erreichen kann, ohne klangliche Einbußen oder technische Probleme zu bekommen. Um sehen zu können, wo man sich mit seinem Audiosignal befindet, reicht ein Blick auf das Meter.

Bewegt sich die Anzeige kaum, ist der Pegel zu gering. Ist die Anzeige auf Vollausschlag, fahre ich den Pegel zu heiß und muss herunterregeln. Um einen sinnvollen Pegel zu finden, kann man sich bei den meisten Metern an der Null orientieren. Außer bei Verwendung eines Meters, das dB FS darstellt, also die volle digitale Skala innerhalb der Software-Ebene, befindet sich bei Position Null der optimale Arbeitspegel. Schließe ich also eine Audioquelle an den Eingang eines Audiointerfaces an, so kann ich am Meter des entsprechenden Eingangskanals auf Anhieb ablesen, ob ich mit dem richtigen Pegel aufnehme.

Tipp Nr.1: Wer mit 24-Bit-Auflösung aufnimmt, kann getrost 12 bis sogar 24 Dezibel Sicherheitsabstand nach oben hin lassen und somit sicher sein, dass genügend Luft bis zur Clipping-Grenze vorhanden ist. Das Rauschverhalten moderner Audiointerfaces ist heutzutage so gut, dass man bei 24 Bit meist eine größere Auflösung zur Verfügung hat, als das Quellsignal an Dynamik liefert.

Tipp Nr. 2: Eingangsseitig, also bei der Aufnahme eines Signals, sollte man immer ein schnelles Peak-Meter verwenden und kein noch so hübsches VU-Meter. Gerade bei der Aufnahme ist es wichtig, dass man jeden zu hohen Pegel sofort erkennen und die Eingangslautstärke anpassen kann. Aufgenommenes Clipping lässt sich im Nachhinein so gut wie nicht sauber reparieren. Insofern sollte man in Sachen Aufnahmepegel getrost lieber zu viel Headroom als zu wenig lassen.

Summen-Meter

Das Metering beim Summieren, also beim Zusammenführen mehrerer Audiospuren zu einem Mix, ist anspruchsvoller als das Pegeln von Einzelsignalen. Beim Bestimmen eines Summenpegels geht es immer darum, den optimalen Pegel für ein ganz bestimmtes Endprodukt oder Endformat zu generieren. Ob eine Mischung auf iTunes veröffentlicht werden soll, im Fernsehen ausgestrahlt, auf Vinyl gepresst, im Kino oder einfach nur per Smartphone auf einem Kopfhörer abgespielt werden soll, für jeden der Anwendungsfälle gibt es spezifische Pegel-Vorgaben, die nicht nur die Klangqualität sichern können, sondern – wie bei TV und Kino – zwingend notwendig sind, damit die Audioprodukte auf jenen Systemen überhaupt funktionieren. 

Gehen wir zunächst von einer Mischung eines Songs für den Eigenbedarf aus. Die meisten DAWs liefern bereits sehr gute Metering-Anzeigen, mit deren Hilfe man schnell zu einem sauber gepegelten Endprodukt gelangt. In aller Regel bieten die Peak-Meter per Default-Einstellung eine Skalierung, bei der dem Nutzer mittels eines 0-dB-Punktes bei 6 oder 12 Dezibel unterhalb der digitalen Vollaussteuerung aussteuern kann.

Orientiert man sich mit seiner Durchschnittslautstärke an der 0-dB-Position, so kann man in aller Regel nichts komplett falsch Gepegeltes erhalten. Meist ist es aber ein wenig unpraktisch, die fast schon zu schnellen Peak-Meter-Anzeigen immer im Blick zu halten. Die 0-dB-Grenze von schnellen Peak-Metern als Ankerpunkt zu verwenden, führt oft zu einem relativ leisen Mix, da man hierbei kurze, laute Signalspitzen optisch nicht von Durchschnittslautstärken unterscheiden kann. Hier kann es hilfreich sein ein VU-Meter zu verwenden. Dieses gibt einen durchschnittlicheren Überblick über die Pegelverhältnisse und lässt sich durch die vorgegebene Trägheit einfacher ablesen.

Die durchschnittliche Lautstärke, die für das Lautheitsempfinden maßgeblich ist, wird bei VU-Metern besser dargestellt. Allerdings läuft man hier Gefahr kurze, zu laute Signalspitzen zu übersehen, weshalb man am besten ein Peak- und ein VU-Meter gleichzeitig verwenden sollte. Die meisten Meter der gängigen DAWs bieten Peak- und Durchschnittsmessung („RMS“) innerhalb derselben Balkenanzeige. Diese Durchschnittsanzeigen sind aber meist nicht so übersichtlich wie spezifische VU-Meter, die meistens im Retro-Look daherkommen, aber eben auch die Trägheit alter, bewährter VU-Nadeln emulieren und einen geschmeidig ablesbaren Durchschnittspegel anzeigen.

Einhaltung von Normen

Als Normierungs-Werkzeug sind moderne Audiometer nicht aus der Studiowelt wegzudenken. Um Audiomaterial pegelgerecht auf die verschiedensten Plattformen und Endmedien aufzuspielen, existieren mittlerweile viele Pegel-Normen und -Empfehlungen. Aufwendige Meter-Plug-ins bieten heute die Möglichkeit, diese vielen Normen per Mausklick aktivieren zu können und somit den Pegelbedürfnissen bestimmter Plattformen gerecht zu werden.

Wo früher für Bandmaschinen oder das Master fürs Presswerk idealerweise bestimmte Pegel aus technischen Gründen nicht über- und unterschritten werden durften, gibt es heute trotz der Digitalisierung der meisten Plattformen statt weniger Normen eher eine noch größere Anzahl. Wer beispielsweise fürs deutsche Fernsehen Audio produziert, muss sich an ein strenges Regelkorsett halten. Der Paukenschlag in Sachen Pegel war sicherlich 2012 die Einführung einer neuen Vorgabe für die Lautstärke von Fernsehproduktionen, die EBU-Norm R128. Werbung war immer lauter als das Programm, da man sich mit steigender Lautheit höhere Aufmerksamkeit erhoffte. Um dem Einhalt zu gebieten hat man eine Messmethode entwickelt, die relativ gleichlaute Ergebnisse erzielt, sodass man heute bei der Produktion fürs Fernsehen nicht mehr ohne die sogenannte R123 auskommt.

Nicht nur fürs Fernsehen, sondern auch fürs Kino gibt es eine Pegel-Norm, die LEQ-2. Aber auch für moderne Medien wie Streamingdienste kann es hilfreich sein, sich mit den besten Pegeln der jeweiligen Plattform zu beschäftigen. Wo früher noch „je lauter, desto besser“ galt, ist dies heute eher wieder gegenläufig. Wer bei iTunes ein zu lautes Material abliefert, klingt im Endeffekt sogar leiser als manch weniger heiß gepegeltes Audiomaterial. Welche Metering-Software sollte man sich genauer ansehen?

Kostenlose Meter-Plugins

Die kostenlosen Meter, die man sich als Plug-in ins System einschleifen kann, sind zum Teil recht komfortabel und voller Features. Empfehlenswert sind hier die Plug-ins:

Kostenpflichtige Meter

Bei den kostenpflichtigen Meter-Plug-ins bietet der Klanghelm VUMT viel Pegelübersicht für relativ wenig Geld. Die etwas teureren Platzhirsche liefern echte Profifeatures.

Hardware-Meter

Hier findet ihr Links zu bereits von uns getesteten Hardware-Meters:

#RTW MM3

#RTW Primus

#TC Electronic Clarity

Fazit

Um Lautstärken und Pegel von Audioaufnahmen einschätzen zu können, genügt es nicht nur sich auf sein Gehör zu verlassen. VU-Nadeln, Balkenanzeigen oder virtuelle Meter sind nach wie vor unerlässlich, wenn Audiomaterial für unterschiedliche Plattformen zur Verfügung gestellt werden soll. Ob im Homerecording, professionellen Studio, Rundfunk, Kino, TV, bei Live-Konzerten oder beim Streaming im World Wide Web: Wer ein klanglich optimales Ergebnis erzielen, und sich nicht durch einen falschen Pegel seine Produktion technisch kaputt machen möchte, kommt nicht drum herum, sich mit dem Thema Metering und den verschiedenen Lautheits-Gewichtungen und Normen zu beschäftigen.

Ob senkrechte oder waagerechte Ausrichtung, ob knallbunt oder monochrom: Die Auswahl an digitalen Helferlein ist mittlerweile sehr groß. Selbst bei den kostenlosen Software-Metern findet man Werkzeuge, für die man noch vor einigen Jahren viel Geld zahlen musste oder deren Features lediglich bei Hardware-Pegelanzeigen zu finden waren. Auch die großen DAWs bieten Metering-Optionen, mit denen man die häufigsten Pegelprobleme erkennen und lösen können sollte. Ein Hardware-Meter, das bis vor 10 oder 20 Jahren im Studiobetrieb noch als unabdingbar galt, wurde heutzutage längst von den zum Teil sogar kostenlosen Plug-ins abgelöst und ist zwar praktisch, da es Plattform-unabhängig eingesetzt werden kann, ist aber meiner Meinung nach längst nicht mehr nötig. 

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