Wie laut muss ein Heimkino sein?

Filmton ist der einzige Programminhalt, bei dem diese Frage eine verbindliche Antwort hat. Musik wird auf keinen definierten Pegel gemischt, Filmton schon: Im Kinosaal ist festgelegt, welchen Schalldruck ein bestimmtes Testsignal an der Referenzposition ergeben muss. Die Zahl dazu ist bekannt und wird trotzdem regelmäßig falsch übertragen — denn sie stammt aus Dokumenten, die für Säle geschrieben sind und das auch so sagen.

Woher die 85 Dezibel kommen

Der Bezugspunkt des Filmtons ist in SMPTE RP 200 festgelegt, einer Empfehlung der Society of Motion Picture and Television Engineers in der Fassung von 2012. Sie nennt für den normalen Kinobetrieb einen Referenzpegel von 85 dB, C-bewertet, gemessen an der Referenz-Hörposition mit einem breitbandigen Rosarauschen und mit der Zeitbewertung slow. Breitbandig gemessen sind das 85 dB; je Terzband liegen dieselben 85 dB bei 70 dB, was beim Nachmessen regelmäßig für Verwirrung sorgt.

Zwei Angaben gehören zwingend dazu, sonst ist die Zahl wertlos. Die erste ist die C-Bewertung: Sie zählt tiefe Frequenzen weitgehend mit, während die im Lärmschutz übliche A-Bewertung sie stark dämpft und den Tiefton damit systematisch kleinrechnet — warum das so ist, führt Menschliches Hören und Lautheit aus. Die zweite ist der elektrische Bezugspegel: Das Testsignal liegt 20 dB unterhalb der Vollaussteuerung. Genau daran hängt der Rest der Rechnung.

Die einzelnen Ketten sind dabei nicht gleich eingestellt. Die beiden Surround-Ketten liegen typischerweise je 3 dB unter dem absoluten Pegel, und der LFE-Weg zeigt gegenüber einem breitbandigen Leinwandkanal einen In-Band-Gain von 10 dB. Beides gehört zusammen: In der Mischung wird der LFE um diesen Betrag abgesenkt aufgezeichnet, bei der Wiedergabe um denselben Betrag angehoben. Er hat dadurch mehr Aussteuerungsreserve als die übrigen Kanäle und erreicht einen um 10 dB höheren Pegel. Was der LFE-Kanal ist und warum er nicht der „Subwoofer-Kanal" ist, steht dort.

105 Dezibel: was Norm ist und was Rechnung

Die Zahl 105 steht an zwei verschiedenen Stellen und meint zwei verschiedene Dinge. Wer sie zitiert, sollte wissen, welche gemeint ist.

Als Rechnung. Liegt das Testsignal 20 dB unter Vollaussteuerung und ergibt 85 dB, dann ergibt ein vollausgesteuertes Signal rechnerisch 105 dB je Kanal. Diese Herleitung steht in keiner Norm, und die 20 dB sind eine Konvention: Dasselbe genormte Kalibrierrauschen wird je nach Messgerätetyp als −20 oder als −22 dBFS abgelesen, weil es einen Crest-Faktor von rund 12 dB hat.

Als Anforderung. Unabhängig davon verlangt die Dolby-Atmos-Spezifikation, dass jedes Leinwand-Lautsprechersystem einschließlich seiner Verstärkung 105 dB Dauerschalldruck an der Referenzposition leisten kann, und dasselbe für jedes Surround-Array. Das ist eine Aussage über die Leistungsfähigkeit der Anlage und kein Beleg für die Rechnung oben — dass beide Zahlen zusammenfallen, ist Absicht der Spezifikation und trotzdem kein Nachweis.

Die häufig zitierten 115 dB für den LFE-Kanal sind der nächste Rechenschritt: 105 plus die 10 dB In-Band-Gain. Wörtlich ausgeschrieben steht der Wert in keinem der genannten Dokumente.

Für die Auslegung zählt daraus vor allem eines: Der geforderte Pegel gilt je Kanal, und im Filmton sind mehrere Kanäle gleichzeitig gefordert. Was das für die Leistungsangabe eines Mehrkanal-Receivers bedeutet, steht bei Verstärkerleistung.

Der verbreitete Übertragungsfehler

An dieser Stelle kippen die meisten Erklärungen: Die SMPTE-Dokumente gelten für Kinosäle. RP 200 stellt in der Einleitung ausdrücklich fest, dass seine Verfahren für die häusliche Wiedergabe nicht gelten, weil dort ohnehin unkalibriert und nach Belieben gehört wird; ST 202 nennt als Geltungsbereich Räume über 125 Kubikmeter. Ein Wohnzimmer von 40 Quadratmetern liegt darunter.

Dolby selbst zieht daraus die Konsequenz. Die Installationsanleitung für Dolby Atmos im Heimkino setzt jeden breitbandigen Lautsprecher am zentralen Hörplatz auf 79 bis 82 dB SPL, C-bewertet — je nach Raumgröße, mit demselben Rosarauschen 20 dB unter Vollaussteuerung. Die Differenz zum Kinowert beträgt damit 3 bis 6 dB — und sie stammt von demselben Haus, von dem der Kinowert mitstammt.

Wer sein Heimkino also „auf Referenz" einmisst und dabei 85 dB meint, kalibriert nach einer Vorgabe für Säle. Das ist nicht falsch, aber es ist eine Entscheidung und keine Vorschrift — und sie verschiebt alle Pegel im System um mehrere Dezibel nach oben.

Auch Kinos fahren unter Referenz

Der Referenzpegel beschreibt die Kalibrierung, nicht die Vorführung. Eelco Grimm von der Hochschule der Künste Utrecht hat das 2013 auf der AES-Convention in Rom vorgetragen: Auf der Dolby-Faderskala entspricht Stellung 7 dem Referenzpegel von 85 dBC, Stellung 5,5 liegt bei 80 dBC und Stellung 4 bei 75 dBC. Vorgeführt wird nach seiner Erhebung kaum irgendwo auf 7 — üblich ist Stellung 5, Werbung und Trailer laufen noch darunter.

Stellung 5 liegt damit unterhalb der belegten Marke von 80 dBC bei Stellung 5,5. Grimm bezeichnet seine Erhebung selbst als informelle Umfrage unter Betreibern; die Skalenwerte sind belegt, die Verbreitung der Faderstellungen ist es nur in dieser Form.

Für zu Hause folgt daraus vor allem, dass unterhalb der Referenz zu hören keine Abweichung von einer Vorschrift ist. Eine solche Vorschrift gibt es für die häusliche Wiedergabe nicht.

Die eigentliche Auslegungsgröße ist die Reserve

Bis hierher ging es um Zahlen am Regler. Für die Planung zählt eine andere Größe, und sie erklärt, warum ein Kino nach Spitzenpegel ausgelegt wird, obwohl niemand dauerhaft so laut hört.

Filmton läuft im Mittel weit unter seinen Spitzen — um wie viel, ist gemessen und steht mit den Zahlen bei Wie laut muss eine HiFi-Anlage sein?. Der Betrag ist zweistellig, und genau darum wird ein Kino nach dem Spitzenpegel ausgelegt und nicht nach dem, was man üblicherweise hört.

Ein System, das bei mittlerem Hörpegel gerade ausreicht, hat für die Spitzen keine Reserve. Was dann passiert, ist kein sanftes Nachlassen — der Verstärker begrenzt, und die Begrenzung wird ausgerechnet dort hörbar, wo der Film seine Wirkung entfalten soll. Welche Größen den verfügbaren Pegel bestimmen, steht bei Wirkungsgrad und Verstärkerleistung; im Dauerbetrieb kommt die Leistungskompression hinzu.

Der zweite Teil der Reserve steht nach unten. Der Dynamikumfang eines Kinoraums wird nach oben von der Anlage und nach unten vom Grundgeräuschpegel begrenzt — und ein Kellerkino mit lauter Lüftung verliert leise Passagen unabhängig davon, wie kräftig die Endstufen sind.

Wo die Grenze nach oben wirklich liegt

Sie liegt selten bei der Technik. Drei Grenzen greifen früher.

Das Gehör. Für Arbeitsplätze arbeitet die europäische Lärmrichtlinie mit zwei verschiedenen Arten von Werten, und die Unterscheidung ist hier die eigentliche Information. Der Tages-Lärmexpositionspegel ist ein Dosiswert aus Pegel und Dauer: 80 dB(A) als unterer Auslösewert, 85 dB(A) als oberer, 87 dB(A) als Expositionsgrenzwert. Daneben steht der Spitzenschalldruck als Momentankriterium mit 135, 137 und 140 dB(C) für dieselben drei Stufen. Bei den Grenzwerten wird die Dämmwirkung eines Gehörschutzes mitgerechnet, bei den Auslösewerten nicht.

Ein Kalibrierpegel lässt sich mit keiner dieser Zahlen direkt vergleichen, weil dort die Dauer fehlt. Übertragbar ist die Struktur: Eine laute Szene im Film und ein Arbeitstag im Maschinensaal sind zwei verschiedene Belastungen, auch wenn das Messgerät kurzzeitig dasselbe anzeigt.

Der Bau. Was das Kino an die Nachbarschaft und den Rest des Hauses abgibt, ist eine Frage der Schalldämmung und wird im Heimkino-Guide behandelt. Die dortige Frage lautet, wie laut das Kino sein darf; diese Seite beantwortet, wie laut es können muss.

Der Raum selbst. Ein Raum, der bei hohem Pegel mitschwingt oder in dem Moden den Bass unbeherrschbar machen, wird durch mehr Pegel schlechter und nicht besser. Raumakustik lässt sich mit Endstufen nicht ersetzen.

Grenzen und Sonderfälle

Ein AVITECT-Zielpegel je Systemstufe ist noch nicht festgelegt. Welcher Kalibrierpegel angesetzt wird, ist eine Hausentscheidung und steht oben als offene Frage.

THX beziffert seinen Bezugspegel selbst. Für den THX Reference Level nennt THX 85 dB Schalldruck bei 20 dB Aussteuerungsreserve und legt ihn auf die Stellung „0" am Lautstärkesteller zertifizierter Geräte; das interne Einmessrauschen solcher Geräte wird dagegen auf 75 dB gepegelt, weil das Testsignal selbst leiser ist. Zahl und Reserve decken sich damit mit dem Kinowert aus RP 200 — welche Messbedingungen THX dabei ansetzt, veröffentlicht das Haus nicht. Was die Skala am Gerät bedeutet und welche Zahlen dabei verwechselt werden, steht bei Referenzpegel (THX Reference Level).

Kleine Räume verhalten sich anders. Unterhalb der Schroeder-Frequenz stützt der Raum den Tiefton erheblich, und der Druckkammereffekt kommt hinzu. Der Leistungsbedarf für tiefe Frequenzen fällt in einem geschlossenen Wohnraum deshalb anders aus als im Saal — belastbare Zahlen dazu für Wohnräume liegen nicht vor.

Ein Rechenbeispiel ersetzt keine Auslegung. Der Weg von 105 dB über Hörabstand und Kennschalldruck zur Leistung setzt Freifeldbedingungen voraus, die in keinem Wohnzimmer herrschen. Er ergibt eine Größenordnung, keine Dimensionierung.

In der Planung

„Referenzpegel-fähig" klingt nach einer Anforderung, ist aber keine. Die brauchbare Festlegung heißt anders: Auf welchen Kalibrierpegel soll dieses Kino eingemessen werden — und wie viel Abstand zur Vollaussteuerung bleibt darüber? Erst diese beiden Zahlen ergeben zusammen den Spitzenpegel, den die Anlage am Hörplatz sauber halten muss.

Die Antwort unterscheidet sich erheblich. Ein Familienkino, in dem abends bei moderater Lautstärke geschaut wird, kalibriert sinnvoll im Korridor, den Dolby für den Heimbereich nennt. Ein Vorführraum, in dem der Kinowert wirklich anliegen soll, verlangt rund sechs Dezibel mehr über die gesamte Kette — und sechs Dezibel sind die vierfache Leistung. Der Unterschied liegt im Aufwand und nicht im Anspruch.

Ist die Festlegung getroffen, folgt der Rest daraus: der Leistungsbedarf je Kanal, gerechnet für alle Kanäle zugleich, und die Entscheidung zwischen mehr Verstärkung und empfindlicheren Lautsprechern. Beide Wege führen zum selben Ziel und kosten Verschiedenes; die Abwägung steht bei Wirkungsgrad.

Ein Posten wird dabei regelmäßig vergessen, obwohl er nichts mit Lautsprechern zu tun hat: der Ruhepegel des Raums. Er verschiebt die untere Grenze der Dynamik, und im Rohbau ist er billig zu haben — die Begründung dazu steht beim Grundgeräuschpegel.

Verknüpfte Inhalte

Wie Pegelangaben zu lesen und zu verrechnen sind, klärt Dezibel; warum das Gehör bei leisem Hören anders bewertet und warum es überhaupt einen Referenzpegel gibt, führt Menschliches Hören und Lautheit aus. Die Reserve zwischen leisesten und lautesten Anteilen behandelt der Dynamikumfang, die untere Grenze der Grundgeräuschpegel. Was der LFE-Weg überträgt, steht beim LFE-Kanal. Was die Zahlen am Lautstärkesteller eines kalibrierten Geräts bedeuten, klärt Referenzpegel (THX Reference Level). Welche Ausbaustufe welchen Anspruch mitbringt, ordnen die Heimkino-Systemstufen ein. Dieselbe Frage für Musik am Hörplatz beantwortet Wie laut muss eine HiFi-Anlage sein?, die für Musik im ganzen Haus Wie laut muss ein MultiRoom-Audio-System sein?.

Quellen

Der Referenzpegel, seine Messbedingungen, die Pegelstaffelung der Surround-Ketten und der In-Band-Gain des LFE-Wegs stammen aus SMPTE RP 200 in der Fassung von 2012, die Angaben zum B-Chain-Frequenzgang und zum Geltungsbereich aus SMPTE ST 202; beide Dokumente wurden im Volltext eingesehen. Die Anforderung von 105 dB Dauerschalldruck je Kanal steht in der Dolby-Atmos-Spezifikation, der Kalibrierkorridor von 79 bis 82 dB SPL(C) für Heimkinos in Dolbys Installationsanleitung für den Heimbereich. Die Eigenschaften des Kalibrierrauschens folgen SMPTE ST 2095-1, die Crest-Faktoren AES2-2012, die Werte des Arbeitsschutzes der Richtlinie 2003/10/EG. Die Angaben zur Vorführpraxis in Kinos gehen auf einen AES-Vortrag von 2013 zurück und beruhen dort auf einer ausdrücklich als informell bezeichneten Umfrage. Die Bezifferung des THX Reference Level und der Einmesswert von 75 dB stammen von THX selbst; die zugrunde liegenden Prüfschwellen veröffentlicht das Haus nicht.

Die ISO-Pendants ISO 2969 und ISO 22234 decken denselben Gegenstand ab und sind kostenpflichtig; die frei zugänglichen SMPTE-Fassungen wurden deshalb als Beleg verwendet.