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Minimierung der negativen Auswirkungen von Wind auf die Tonaufnahme


Definition Windgeräusche

Die Mikrofonmembran reagiert auf Druckeinflüsse, speziell des Schalldruckes. Luftbewegungen regen die Mikrofonmembran, abhängig von deren Empfindlichkeit, ebenfalls zum Schwingen an. Dadurch werden Geräusche erzeugt, die eine Tonaufnahme stören oder völlig unbrauchbar machen können, sogenannte Windgeräusche.

Diese Luftbewegungen können auf unterschiedliche Weise entstehen. Jede Luftbewegung wirkt auf das Mikrofon ein, unabhängig davon, ob es sich um meteorologische oder, wie im szenischen Bereich durchaus üblich, künstliche Windphänomene handelt. Daneben können Bewegungen des Mikrofons derartige Luftbewegungen bewirken. Dabei handelt es sich in der Regel um Nachführbewegungen des Mikrofons zur Verfolgung der Schallquelle. Ein Protagonist oder Darsteller, der sich mit einem Ansteckmikrofon schnell bewegt, kann diese Luftbewegungen ebenfalls hervorrufen. Eine dritte Möglichkeit besteht darin, das Mikrofon einer direkten, nahen Besprechung auszusetzen. Bestimmte Laute der menschlichen Sprache gehen mit einem kurzen starken Luftausstoß aus dem Mund einher. Umgangssprachlich werden diese Laute als "Poplaute" oder "Explosivlaute" bezeichnet. Typisch für die Problematik Windgeräusche, im Film- und Videobereich aber weniger verbreitet, ist auch die direkte Tonabnahme von Blasinstrumenten.
Die genannten Entstehungsmöglichkeiten der Luftbewegungen, die für Windeinflüsse auf Mikrofonmembranen verantwortlich sind, können auch in Kombination auftreten, wodurch deren Auswirkungen noch verstärkt werden.


Mikrofonwindschutz von Nicolai Equipment


Auswirkungen von Windgeräuschen auf die Tonaufnahme

Die Auswirkungen von Luftbewegungen sind im hörbaren Bereich als ein diskontinuierliches tiefes "Rumpeln" oder "Fauchen" wahrnehmbar. Bei zunehmender Stärke der Luftbewegungen wird dieses Geräusch dominanter und kann im Extremfall alle anderen Schallereignisse überdecken.
Theoretisch können sehr leichte Windgeräusche in der Postproduktion durch eine Abschwächung der tiefen Frequenzen herausgefiltert werden. Dadurch werden auch tiefe Frequenzen der erwünschten Schallanteile eliminiert. Der Aufnahme geht so ein Teil des Klangbereiches verloren. Diese Variante stellt eine Notlösung für minimale Beeinträchtigungen der Tonaufnahme dar. Aufnahmen mit Beeinträchtigungen durch Windgeräusche sind aber in der Regel für die Weiterverarbeitung nicht mehr verwendbar.
Bereits während der Tonaufnahme müssen alle möglichen Schritte zur Minimierung oder Eliminierung der Windgeräusche unternommen werden.


Gebräuchliche Lösungen zur Reduzierung der Windgeräusche

Da Winderäusche nur durch das Abhören des durch das Mikrofon erzeugten Signals bereits während der Tonaufnahme erkannt werden können, sei an dieser Stelle auf die Bedeutung einer ständigen Aufnahmekontrolle mittels Kopfhörer hingewiesen.

Mechanische oder elektrische Varianten zur Verringerung von Windgeräuschen haben Auswirkungen auf die Qualität des Tonsignals. Zwar werden die Störgeräusche eliminiert oder minimiert, was jedoch auf Kosten des Frequenzganges geht. Wie noch zu beschreiben sein wird, treten je nach angewandter Methode auf jeden Fall Abschwächungen des Schalldruckes in den tiefen Frequenzbereichen, oft auch zusätzlich in den hohen Frequenzbereichen, auf.

Um mit Mikrofonen die größtmögliche Frequenzbreite uneingeschränkt aufnehmen zu können, müsste das reine Mikrofon, ohne Windschutzvorrichtungen und elektrisch geschaltete Filterungen, zum Einsatz kommen. Das würde jedoch erhebliche Einschränkungen für den Einsatz bei Film- und Videoproduktionen bedeuten. Das Mikrofon müsste vollständig von Luftbewegungen abgeschirmt werden. Außenaufnahmen wären bis auf komplett windstille Momente nicht mehr denkbar. Mikrofone dürften dem Schallereignis nur äußerst langsam nachgeführt werden, eine Positionierung direkt vor dem Mund wäre für bestimmte Laute problematisch.

Für die praktische Anwendung ist es erforderlich, einen Kompromiss zwischen optimaler Wiedergabe des Frequenzganges, der Forderung nach einer störgeräuschfreien Tonaufnahme und den Anforderungen an Drehort und Handlungsablauf, zur optimalen Unterstützung der gewünschten Inhalte, zu finden. Dieser Kompromiss wird in der Regel zu ungunsten des optimalen Frequenzganges der Tonaufnahme ausfallen. Die menschliche Wahrnehmung funktioniert in erster Linie visuell. Deshalb wird das Bild in Film- und Videoaufnahmen nur im Ausnahmefall an besondere Erfordernisse der Tonaufnahme angepasst. Störgeräusche durch Luftbewegungen sind in der Tonaufnahme nicht akzeptierbar. Sie würden auch von Laien als technischer Fehler wahrgenommen werden.

Eine erste Möglichkeit, Einflüsse von Luftbewegungen auf die Tonaufnahme zu reduzieren, liegt in der Mikrofonauswahl. Die gerichteten Druckgradientenempfänger sind anfälliger für Luftbewegungen, da ihre Membran besonders im tiefen Frequenzbereich sehr empfindlich abgestimmt wird. In ruhiger Umgebung und sobald ein geringer Besprechungsabstand eingehalten werden kann sind Druckempfänger mit ihrer Kugelcharakteristik deshalb eine bedenkenswerte Lösung.

Darüber hinaus wird durch direkte Maßnahmen am Mikrofon auf die Problematik Windgeräusche während der Aufnahme eingegangen. Das geschieht durch zwei Methoden, welche auch gleichzeitig angewendet werden können.

Mechanisch-technische Konstruktionen und Bauteile, die der Aufgabe dienen, Luftbewegungen soweit abzubremsen, dass diese keine oder nur geringe Auswirkungen auf die Mikrofonmembran im hörbaren Bereich haben, sind eine gängige Lösung zur Minimierung oder Eliminierung von Windgeräuschen. Diese Konstruktionen sollten den Schall in einem möglichst großen Frequenzspektrum gleichmäßig abgeschwächt passieren lassen. Sie müssen so konstruiert sein, dass sie keine Kanten aufweisen, an denen durch Verwirbelung der Luftbewegungen Geräusche entstehen könnten. Sie dürfen bei Anwendung innerhalb des Bildes nicht, oder nur wenig auffallen. Für die Verwendung an einer Tonangel ist das Gewicht dieser Konstruktionen möglichst gering zu halten.

In der Praxis haben sich mehrere Varianten bewährt. Nur kurz erwähnt sei hier ein reiner Nahbesprechungsschutz für Studioanwendungen. Eine dünne Stoffmembran aus synthetischen Fasern ist auf einen Rahmen gespannt und zwischen Mund und Mikrofon angeordnet. Luftbewegungen, die bei bestimmten Lauten entstehen, werden abgebremst.

Für Film- und Videoaufnahmen kommen die folgenden Bauarten in Frage. Körper aus offenporigem Filterschaumstoff mit geringer Porengröße werden so auf das Mikrofon gesteckt, dass alle Schalleintrittsöffnungen des Mikrofonkörpers umschlossen sind. Die Luftbewegung wird durch die unregelmäßige Struktur aus elastischen Versteifungen und Hohlräumen abgebremst. Für leichtere Luftbewegungen, wie sie durch Nahbesprechung entstehen, oder Bewegungen des Mikrofons zur Verfolgung der Schallquelle sowie leichten Wind, bietet der Schaumstoff in der Regel einen ausreichenden Schutz. Die Wirkung des Schaumstoffwindschutzes kann durch eine Velourisierung verstärkt werden. Dazu wird eine dichte, samtartige Schicht aus kurzen Kunstfasern auf die Oberfläche des Schaumstoffes aufgebracht. Ein Vorteil des Schaumstoffwindschutzes ist sein äußerst geringes Gewicht.

Eine weitere Bauart von Windschutzvorrichtungen für Mikrofone stellt der Windschutzkorb dar. Ein Stützgerüst, meist aus Kunststoff bestehend, ist mit einer dünnen Membran aus Kunstfasergewebe bespannt. Normalerweise sind diese Windkörbe annähernd kugelförmig oder zylindrisch, mit halbkugelförmigen Abschlüssen. Der Windschutzkorb umschließt alle Schalleintrittsöffnungen des Mikrofons so, dass ein abgeschlossener, mit Luft gefüllter Raum um die Schalleintrittsöffnungen entsteht. Ein größeres Volumen bewirkt eine geringere Beeinträchtigung von Frequenzgang und Richtwirkung. Die Windschutzwirkung ist abhängig von der Dichte der den Korb umgebenden Kunstfasermembran. Hier muss ein Kompromiss zwischen der Schutzwirkung vor Luftbewegungen und einer Beeinträchtigung des Frequenzganges des Mikrofons gefunden werden. Der Windschutzkorb bewirkt vor allem bei Druckgradientenempfängern eine deutliche Verbesserung der Windschutzwirkung.

Um eine Schutzwirkung bei Windstärken, in denen Schaumstoffwindschütze und Windschutzkörbe keinen ausreichenden Schutz mehr gewährleisten, zu erreichen, werden die Windschütze mit einer Hülle aus nach außen gerichtetem Kunstfaserwebpelz umgeben. Das Fell absorbiert die turbulenten Luftbewegungen sehr gut und verhindert gleichzeitig das Entstehen von Turbulenzen an den eventuell vorhandenen Kanten der Windschütze. Die Wirkungsweise basiert auf einer Absorbierung der Strömungsenergie durch die beweglichen langen Fasern des Kunstfelles. Weitere Anteile der Strömungsenergie werden im dichten Unterfell verwirbelt und wandeln sich in Wärmeenergie um.

Professionelle Mikrofone sind in der Regel mit schaltbaren Tiefenabsenkungen versehen. Durch Zuschaltung dieses Filters wird ebenfalls ein geringerer Einfluss der tieffrequenten Störgeräusche erreicht. Bei gleichzeitiger Verwendung mit den genannten Windschutzlösungen kann ein Maximum an Wirkung erzielt werden. Ebenso ist es möglich, an den nachgeschalteten Mischpulten eine Tiefenabsenkung vorzunehmen.

Diese Lösung ist sehr kostenintensiv, bei einem gleichzeitigen verhältnismäßig hohen Gewicht dieser Windschutzkonstruktion. Aus den genannten Punkten ergibt sich die Überlegung, eine Mikrofonwindschutzvorrichtung zu schaffen, welche die Vorteile des Windschutzkorbes beibehält, seine Nachteile aber vermeidet. Ein Schritt in diese Richtung stellt eine gängige Windschutzkonstruktion dar. Ein grobporiger, zylindrischer Schaumstoffkörper wird fest mit einem Kunstfaserwebpelz umhüllt. Die Konstruktion weist eine Bohrung zur Aufnahme des Teiles des Mikrofonkörpers auf, in dessen Bereich sich die Schalleintrittsöffnungen befinden. Ein Gummibauteil mit einer Bohrung, deren Durchmesser dem des Mikrofons entspricht, bewirkt den dichten Abschluss des Windschutzes. Dadurch entsteht eine Konstruktion, die im Vergleich zum Windkorb wesentlich leichter ausfällt. Die Grobporigkeit des Schaumstoffs bewirkt ein geringfügig größeres Verhältnis des Luftanteils zu den festen Bestandteilen des Schaumstoffs. Ein einheitliches Volumen um alle Schalleintrittsöffnungen wird durch diese Konstruktion jedoch nicht erreicht.

Ziel der Überlegungen des Autors war es, ein alternatives Material zum grobporigen Schaumstoff zu finden. Das Verhältnis der Luft zu den festen Bestandteilen soll einerseits maximiert werden. Anderseits soll das Material so fest sein, dass ein Luftvolumen um die Schalleintrittsöffnungen garantiert wird. Gleichzeitig ist eine Flexibilität sicherzustellen, um das Mikrofon beschädigungsfrei einführen zu können. Das Material soll zudem auch die Befestigung des Mikrofons innerhalb des Windschutzes übernehmen.

Auf der Grundlage von elastischen Kunststoffdrähten mit einer Dicke von einem halben Millimeter oder geringer ist es möglich, ein dreidimensionales Geflecht oder Wirrgelege herzustellen, aus welchem einzelne Drahtschlaufen herausragen. Die Stabilität dieser Struktur wird durch thermische Einwirkung erreicht. Abhängig von der Dicke der Kunststoffdrähte und der Dichte ihrer Anordnung ist eine flexible und gleichzeitig stabile räumliche Struktur produzierbar, die ein äußerst hohes Luftvolumen einschließt. Das Mikrofon wird durch eine möglichst geringe Anzahl von Schlaufen, die aus der Struktur hervorragen, gehalten. Die minimale Anzahl von Berührungspunkten des Windschutzes mit dem Mikrofonkörper ist für die zu erwartende Qualität einer solchen Konstruktion verantwortlich. Die äußere Hülle kann aus einer Membran aus dünnem Kunstfasergewebe oder aus Kunstfaserwebpelz, je nach gewünschter Schutzwirkung, bestehen. Ein mit Bohrung versehenes Gummibauteil bewirkt den winddichten Abschluss der Konstruktion.

Dieser Mikrofonwindschutz stellt eine Annäherung an den Mikrofonwindkorb und seine wesentlichen Vorteile dar. Das innere Luftvolumen wird nur durch eine minimale Anzahl von dünnen Kunststoffdrähten in seiner Vollkommenheit reduziert. Gleichzeitig fällt das Gewicht dieser Konstruktion wesentlich geringer aus als bei einem Mikrofonkorb.


Zusammenfassung

Die mit allen Windschutzmaßnahmen einhergehende Frequenzbeeinträchtigung in den tiefen Bereichen (bei Verwendung von Windschutzkörben auch in den hohen Frequenzen) stellt im Gegensatz zu Störgeräuschen immer die bessere Wahl dar. Es sei festgestellt, dass bei Anwendung der genannten Vorgehensweisen immer noch eine Aufnahmequalität erreicht wird, die bei professionellen Film- und Videoaufnahmen akzeptiert ist. Es kann davon ausgegangen werden, dass der Konsument des szenischen oder dokumentarischen Ergebnisses nie den direkten Vergleich zum originalen Klang eines Schallereignisses hat, Abweichungen daher nicht als solche erkennen wird. Das kann analog zur Verwendung einer speziellen Farbgestaltung im Bild gesehen werden. In den Fällen, in denen es auf das volle Klangvolumen ankommt, muss gegebenenfalls ein separat vom Bild aufgenommenes Schallereignis für das Endprodukt verwendet werden.





Hier finden Sie eine komprimierte Zusammenfassung der Vor- und Nachteile der gebräuchlichen Windschutzlösungen für Mikrofone:

[ Mikrofonwindschutz -Technische Daten ]



Dieser Aufsatz wird Ihnen von Nicolai Equipment bereitgestellt.
Nicolai Equipment ist Hersteller von professionellem Windschutz für Mikrofone.

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