Dolby Atmos übertragen: Dolby Digital Plus oder TrueHD

Dolby Atmos ist kein Datenstrom, den man übertragen könnte. Es ist eine Zusatzinformation — Positionsangaben zu einzelnen Klangobjekten —, und sie reist immer in einem anderen Format mit. Dolby benennt zwei solcher Träger: Dolby TrueHD, verlustfrei und der Weg der Blu-ray, und Dolby Digital Plus, verlustbehaftet und der Weg von Streaming und Rundfunk. Welcher der beiden bei Dir ankommt, entscheidet der Weg durch die Anlage — und ist eine andere Frage als die, ob überhaupt Atmos ankommt.

Bett, Objekte, Renderer — und warum ein Träger nötig ist

Eine Atmos-Mischung besteht nicht aus Kanälen für bestimmte Lautsprecher, sondern aus einem Grundbett und darüber einzelnen Klangobjekten mit Positionsangabe. Im Kino nennt Dolby dafür die Größenordnung: ein Bett aus 9.1 Kanälen und bis zu 118 gleichzeitige Objekte. Zu Hause rechnet ein Renderer im Verstärker — Dolby nennt ihn Object Audio Renderer — jedes Objekt auf die Lautsprecher um, die tatsächlich im Raum stehen. Wie dieses Prinzip funktioniert und wo seine Grenzen liegen, steht auf der Technologieseite zum objektbasierten Ton; diese Seite setzt es voraus.

Für die Übertragung folgt daraus ein Zwang. Positionsdaten sind zusätzliche Information, und zusätzliche Information braucht Platz in einem Datenstrom, den beide Seiten kennen. Dolby hat deshalb nicht ein neues Format geschaffen, sondern zwei bestehende erweitert. Das hat eine angenehme Folge, die Dolby ausdrücklich benennt: Beide Träger bleiben abwärtskompatibel. Wer eine Atmos-Mischung auf einer Anlage ohne Atmos-Dekoder abspielt, hört dieselbe Mischung als 5.1 oder 7.1, je nach Aufbau. Ein Anbieter muss nichts doppelt produzieren — im Wortlaut des Herstellers: eine Mischung bedient beides.

Das ist der Grund, warum kaum jemandem auffällt, wenn der falsche Träger ankommt. Es fehlt nichts Hörbares im Sinne von „hier ist ein Loch". Es kommt eine andere, ältere, kleinere Fassung derselben Sache an.

Die beiden Träger und wofür sie gedacht sind

Die Zeile, an der sich in der Praxis alles entscheidet, ist die vorletzte nicht — es ist die letzte. Ein verlustfreier Träger enthält die vollständige Wellenform und braucht ein Vielfaches der Datenrate eines verlustbehafteten. Sobald eine Strecke diese Datenrate nicht hergibt, wird nicht etwa das Objektmaterial weggelassen. Es wird der Träger gewechselt.

Genau das ist die Beobachtung, die viele Nutzer irritiert: Der Verstärker zeigt weiterhin Atmos an, und trotzdem ist es nicht dieselbe Tonspur. Die Anzeige ist nicht falsch. Sie beschreibt nur die Objektinformation, nicht den Träger darunter.

Welcher Weg welchen Träger zulässt

Drei Wege kommen im Wohnraum vor, und sie verhalten sich verschieden.

Der direkte Weg vom Zuspieler in den Prozessor ist der einzige, bei dem der Träger keine Rolle spielt: Beides läuft. Dolby stellt in seinem Whitepaper von 2016 sogar ausdrücklich fest, dass dafür keine neuen Kabel nötig sind und die HDMI-Spezifikation ab Version 1.4 den Atmos-Ton vollständig unterstützt. Diese Aussage betrifft die Hinrichtung — vom Zuspieler zum Verstärker — und ist genau deshalb eine verbreitete Quelle von Verwechslungen.

Der Rückweg vom Fernseher über den Tonrückkanal ist der Fall, in dem sich die beiden Träger trennen. Die ältere Ausbaustufe des Rückkanals wurde als Ersatz für eine S/PDIF-Strippe entworfen und kann formatseitig auch nur, was eine solche kann; die neuere führt Dolby TrueHD unverändert hindurch. Die Formatlisten und Ausbaustufen stehen bei eARC und ARC und werden hier nicht wiederholt.

Der Digitalausgang scheidet für beide Träger aus, aber aus zwei verschiedenen Gründen. Für den verlustbehafteten Träger verlangt die Übertragungsnorm die vierfache Rahmenfrequenz, und daran endet insbesondere der optische Weg; die Rechnung dazu steht bei Was über S/PDIF und TOSLINK passt. Beim verlustfreien Träger stellt sich diese Frage gar nicht erst — eine verlustfreie Mehrkanalspur liegt weit über der Kapazität, die diese Schnittstelle überhaupt bereitstellt. Weder Lizenz noch Sparsamkeit spielen dabei eine Rolle.

Was stattdessen aus der Buchse kommt, hat Dolby für Geräte mit S/PDIF-Ausgang beschrieben. Stereo in linearer Codierung geben sie alle aus; für Dolby Digital kennt Dolby zwei Betriebsarten, die ein Gerät beherrschen muss — den eingehenden Dolby-Digital-Ton unverändert durchreichen oder eingehenden Ton, etwa Dolby Digital Plus, vor der Ausgabe nach Dolby Digital umwandeln. Beide Wege enden bei einem Format, das keine Objektinformation führt. Der Verstärker zeigt dann kein Atmos mehr an, und das ist der seltene Fall, in dem der Verlust am Gerät abzulesen ist.

Praktisch heißt das für die Beratung: Läuft alles zuerst in den Prozessor und von dort ein Kabel zum Fernseher, ist die Trägerfrage erledigt, bevor sie gestellt wird. Ist der Fernseher die Drehscheibe, muss jeder Ton den Rückweg nehmen — und dann entscheidet dessen Ausbaustufe über den Träger.

Wo der Träger unterwegs gewechselt wird

Zwischen Quelle und Verstärker sitzt in der zweiten Konstellation ein Gerät, das nicht nur durchreicht: der Fernseher. Er gibt weiter, was seine eigene App oder sein eigener Dekoder liefert, und die Apps im Fernseher liefern Atmos üblicherweise im verlustbehafteten Träger. Die verlustfreie Fassung entsteht dort gar nicht erst — es gibt an dieser Stelle nichts zu verlieren, weil nie etwas da war.

Anders liegt der Fall, wenn ein Blu-ray-Spieler am Fernseher hängt und der Ton zurückmuss. Dann liegt eine verlustfreie Tonspur vor und passt nicht durch den älteren Rückkanal.

Dolby beschreibt, was dann geschieht: Der Fernseher muss Dolby TrueHD selbst dekodieren und vor der Ausgabe nach Dolby Digital Plus umkodieren, damit Atmos für die Blu-ray-Wiedergabe über den älteren Rückkanal überhaupt ankommt. Der Träger wechselt also mitten in der Kette, und zwar in dem Gerät, das die meisten Kunden für einen reinen Bildschirm halten. Zum Stand des Beitrags — April 2018 — beherrschten das nur Fernseher mit eigener Atmos-Dekodierung; wie verbreitet die Funktion heute ist, sagt die Fundstelle nicht. Verlässlich beantwortet die Frage allein das Datenblatt des konkreten Geräts.

Häufige Missverständnisse

„Der Fernseher kann Atmos, also kommt Atmos an." Er kann es, und es kommt auch etwas an. Nur beschreibt der Satz eine Fähigkeit des Geräts und nicht den Weg dorthin. Die beantwortbare Frage lautet: In welchem Träger, über welche Strecke, aus welcher Quelle?

„Verlustbehaftet heißt, es fehlen Höhenkanäle." Nein. Beide Träger enthalten dieselbe Objektinformation; der Unterschied liegt in der Codierung des Tons darunter. Die Richtungen bleiben, die Auflösung der Wellenform nicht.

„Mehr Lautsprecher holen den Unterschied wieder rein." Sie verbessern die räumliche Auflösung, weil der Renderer mehr Ziele hat. Am Träger ändern sie nichts. Wer die verlustfreie Fassung will, ändert den Signalweg und nicht das Layout — die Ziffern dazu erklärt die Kanal-Notation.

„Ein Blu-ray-Spieler gibt automatisch das Beste aus." Das ist der teuerste Irrtum der Reihe, weil er nichts kostet außer einem Menüpunkt. Dolby weist ausdrücklich darauf hin, dass manche Blu-ray-Spieler auf eine Betriebsart für Zweitton voreingestellt sind, in der Fremdinhalte dem Hauptton beigemischt und als Dolby-Digital-Signal ausgegeben werden. Solange diese Betriebsart aktiv ist, kommt kein Atmos-Bitstrom heraus — und nichts an der Anlage wirkt defekt. Dazu kommt, dass der Spieler auf Bitstream-Ausgabe stehen muss, damit der Verstärker überhaupt etwas zu dekodieren bekommt.

Grenzen und Sonderfälle

Der Datenstand ist 2016. Das ausgewertete Dolby-Whitepaper stammt vom Oktober 2016. Seine Aussagen zu den beiden Trägern und zur Abwärtskompatibilität sind seither nicht widerrufen worden, seine Aussage zur HDMI-Version stammt aber aus der Zeit vor der neueren Rückkanal-Ausbaustufe und beschreibt die Hinrichtung.

DTS:X ist der Parallelfall und steht hier nicht. Auch DTS:X ist objektbasiert und reist in einem Träger. Die Trägerlage dort ist eine eigene Frage mit eigenen Formaten und wird auf dieser Seite nicht mitbehandelt, um sie nicht halb zu beantworten.

Was Dolby nicht sagt, sagt auch diese Seite nicht. Zu der Frage, wie groß der hörbare Unterschied zwischen den beiden Trägern in einem konkreten Wohnraum ausfällt, gibt es hier keine Angabe. Er hängt an Raum, Lautsprechern, Pegel und Material, und die ehrliche Antwort ist eine Einzelfallprüfung — im AVITECT-Studio lassen sich beide Wege am selben Material nebeneinander hören, und das beantwortet die Frage für den konkreten Fall besser als jede Zahl.

In der Planung

Ein Wohnzimmer, Fernseher an der Wand, Prozessor im Sideboard. Der Kunde hat einen Ultra-HD-Blu-ray-Spieler, zwei Streaming-Zuspieler und die Apps im Fernseher. Sein Wunsch ist knapp formuliert: „Atmos soll laufen."

Die Konzeptfrage kommt vor jeder Buchse und lautet nicht „welches Gerät", sondern: Wo wird umgeschaltet? Aus dieser einen Entscheidung folgt der ganze Rest. Läuft alles zuerst in den Prozessor, nimmt der verlustfreie Träger den kurzen Weg, und der Rückkanal muss nur noch den Ton der Fernseher-Apps holen — die ohnehin verlustbehaftet liefern. Steckt dagegen alles im Fernseher, weil nur ein Kabel nach unten geht, muss jeder Ton zurück, und die verlustfreie Fassung der Scheibe ist die erste, die dabei verloren geht.

Daraus folgt das Verfahren, und es ist billiger als erwartet: eine zweite HDMI-Strecke vom Sideboard zur Wand statt einer. Der Zuspieler, der die Scheibe liest, geht direkt in den Prozessor; alles, was ohnehin verlustbehaftet ankommt, darf den Umweg über den Fernseher nehmen. Die Trennung folgt dem Träger, nicht dem Gerätepreis.

Erst zuletzt kommt die Geräteauswahl, und drei Fragen an das Datenblatt bleiben übrig: Welche Ausbaustufe des Rückkanals führen Fernseher und Prozessor? Ist der Blu-ray-Spieler auf Bitstream gestellt und die Zweitton-Betriebsart abgeschaltet? Und gibt der Fernseher den Ton seiner Apps überhaupt in dem Träger weiter, in dem er ihn empfängt?

Verknüpfte Inhalte

Das Prinzip hinter der Objektinformation — Objekt, Positionsangabe, Renderer — erklärt die Technologieseite zum objektbasierten Ton. Warum die Trägerfrage über den Digitalausgang gar nicht erst entsteht, steht bei Was über S/PDIF und TOSLINK passt; welche Formate der Tonrückkanal in welcher Ausbaustufe zulässt, bei eARC und ARC.

Was die Ziffern einer Angabe wie 7.1.4 abzählen und warum sie den Aufbau beschreiben und nicht die Tonspur, klärt die Kanal-Notation; was in der „.1" steckt, der LFE-Kanal. Welche Kabelklasse eine HDMI-Strecke für die höheren Datenraten braucht, behandeln die HDMI-Kabelklassen.

Quellen

Die Benennung der beiden Trägerformate und ihrer vorgesehenen Wege, die Abwärtskompatibilität beider Träger zu 5.1 und 7.1, die Größenordnung von Bett und Objekten im Kino, der Object Audio Renderer, die Aussage zur HDMI-Version sowie der Hinweis auf die Zweitton-Betriebsart mancher Blu-ray-Spieler stammen aus dem Dolby-Whitepaper „Dolby Atmos for the Home Theater" vom Oktober 2016, das für diese Seite im Volltext gelesen wurde. Es ist eine Herstellerdarstellung; die Angaben zur eigenen Produktfamilie sind am veröffentlichten Dokument nachlesbar, die Einordnung der Wege durch die Anlage ist es nicht und steht hier an den Normen und an den Formatlisten des HDMI-Lizenzgebers.

Die Übertragungsbedingungen der AC-3-Familie — Datentypnummern und Wiederholperioden — stammen aus IEC 61937-3 und sind auf der Seite zu den Zweikanalschnittstellen im Einzelnen belegt.

Dass der Fernseher Dolby TrueHD dekodieren und nach Dolby Digital Plus umkodieren muss, damit Atmos von der Blu-ray über den älteren Rückkanal ankommt, und dass Geräte mit S/PDIF-Ausgang dafür zwischen Durchreichen und Umwandeln unterscheiden, steht im Dolby-Blogbeitrag „Dolby Audio over HDMI Part 3: Reality" von Sripal Mehta und Mike Ward vom 10. April 2018. Die Originaladresse ist abgeschaltet; gelesen wurde die Archivfassung vom 16. Januar 2021. Was der Beitrag über den Gerätemarkt sagt, gilt für seinen Datenstand und wird hier nicht auf heute fortgeschrieben.