Interview mit JBL/Harman zum neuen JBL Quantum One und Headsets, HRTF, Surround-Sound im Allgemeinen

Es gibt Neuigkeiten auf dem Headset-Markt. Unter den Schwingen des großen, Internationalen Audio-Konzerns Harman (seit 2017 wiederum selbst unter den Fittichen von Samsung) stößt Tochterfirma JBL mit der Quantum-Reihe in die Headset-Sparte des Gaming-Audios vor und bietet beginnend vom Quantum 100 und einem Preis von 40 Euro bis hin zum Quantum One und 250 Euro ein komplettes Sortiment neuer Klangkünstler. Wir haben von JBL außerdem ein Interview-Angebot erhalten, das wir natürlich erfreut angenommen haben - denn: Mit den Interview-Partnern Damon Johnson und Alfredo Franco stehen uns zwei direkt mit der Entwicklung der Headsets betraute Fachleute zur Verfügung. Bei diesem Interview, aber auch bei der Forschung und Entwicklung der Headsets generell, stand indes das Quantum One im Vordergrund. Dieses Headset ist das Flaggschiffmodell der aktuellen JBL-Riege, bringt indes neben der langjährigen Audio-Erfahrung des Herstellers und einer sehr ansprechenden Qualität auch einige wirkliche Besonderheiten mit sich, darunter etwa Active Noise Cancellation oder virtuellen Surround-Sound samt Head-Tracking-Feature. Beide Features sind bei Gaming-Headsets zwar nicht ungesehen oder ungehört, allerdings sind weder Head-Tracking noch eine eigentlich für Gaming-Headsets wie prädestiniert erscheinende Active Noise Cancellation (ANC) häufig auf der Feature-Liste von Gaming-Headsets zu finden - tatsächlich sind beide Features ziemlich selten.
Quelle: PC Games Hardware JBL Quantum One

Wir haben das Quantum One seit einigen Tagen in unseren Redaktionshallen und seit diesem Zeitpunkt regulär im Einsatz. Das mit 250 Euro zur Oberklasse zählende Headset wird per USB verbunden und entfaltet einzig am PC das volle Feature-Paket (im Interview finden Sie den Grund dafür), kann alternativ aber auch per Klinke betrieben werden - dann natürlich mit eingeschränktem Funktionsumfang. Neben dem sehr hohen Komfort, der schicken, mit einem optisch aparten Blitz-Effekt optisch-energetisch kitzeliger, aber trotzdem recht gehaltener RGB-Beleuchtung und der sehr robust wirkenden Bauweise sowie dem sehr guten, vollen und detaillierten Sound sind es dann auch insbesondere die Funktionen und die Technik des Headsets, die hervorstechen.

Das JBL Quantum One bietet einen sehr ausgefeilten, virtuellen Surround-Sound, der mittels Head Related Transfer Function das tatsächliche menschliche Hören simuliert, um ein sehr räumliches Klangbild zu erzeugen. Der Effekt beim Spielen ist sehr eindrücklich, der räumliche Eindruck ausgesprochen gut. Dank der sehr überzeugenden Räumlichkeit und des erfreulich detaillierten Klangbilds gelingt auch die Ortung mühelos und präzise, unterstützt wird dies nochmals durch das Head-Tracking-Feature, welches ebenfalls einen sehr guten Eindruck hinterlässt.

Wir kommen an dieser Stelle zu unserem Interview, ein ausführlicher Test des Quantum One ist natürlich bereits in Arbeit und wird in einer der kommenden PCGH-Ausgaben erscheinen - wohl im Rahmen eines Headsets-Vergleichstest. Wir können nach unseren bisherigen Erfahrungen mit dem Quantum One allerdings bereits verkünden, dass das Headset einen ausgezeichneten Eindruck macht und dass der Marktvorstoß von JBL sehr vielversprechend wirkt. Selbst unter Berücksichtigung der gehobenen Preisklasse wirkt das Quantum One in Anbetracht der Konkurrenz preis-leistungstechnisch kampfstark. Und wenn wir neben dem sehr guten Sound außerdem die Features wie das Headtracking und den HRTF-Surround des Quantum One hervorheben, gibt es neben dem noch hochpreisigeren Audeze Moebius im Grunde kaum ein anderes Spieler-Headset, das ähnliche Qualitäten bietet.

Beachten Sie bitte, dass das Interview einige Tage vor dem Launch des Quantum One statt fand und insbesondere bei den technischen Aspekten einige Fachausdrücke zum Einsatz kommen - wir haben uns indes darum bemüht, die Sprache auf einem verständlichen Niveau zu halten und haben mittels Anmerkungen einige erklärende Ergänzungen beigefügt. Quelle: PC Games Hardware JBL QuantumSPHERE 360 Software - Raumsound

PCGH: Erst einmal vielen Dank für das Interview-Angebot. Es geschieht insbesondere bei für Spieler ausgelegten Headsets eher selten, dass wir Gelegenheit bekommen, mal ein wenig hinter die Kulissen zu blicken und außerdem Details zu Produktion, Technik und Design erfahren können. Und sowohl JBL als auch Harman sind ja durchaus bekannte Größen, zumindest hier in Deutschland. Wir sind also sehr gespannt auf das Gespräch. Es ist obendrein wirklich sehr erfreulich, dass wir tatsächlich Gesprächspartner haben, die maßgeblich an der Entstehung des Headsets beteiligt waren.

Damon Johnson: Na, Danke für die Gastfreundschaft, wir freuen uns dabei zu sein. Ich beginne mal mit der Vorstellung: Ich heiße Damon Johnson und bin aktuell in den Vereinigten Staaten tätig, allerdings war ich zuvor - vor Covid - in unserer (anm.: Harman) Product Office in Shenzhen und habe mit unserem Vizevorsitzenden für Headphones zusammengearbeitet. Im Grunde bin ich derjenige, der unseren weltweiten Sales-Teams übersetzt, was unser Produktions-Team erschafft. Ich war eng in die Entwicklung unserer neuen Gaming-Reihe eingebunden. Ich habe mitbestimmt, welchen Namen die Reihe tragen wird und weshalb wir sie "Quantum" genannt haben, die Gestaltung des Packungsdesigns beeinflusst, ich habe mit Alfredo und seinem Team zusammengearbeitet, um die richtigen Worte für die fantastische Technologie und Software zu finden, welche unsere Techniker in das Headset gequetscht bekommen haben und dies anschließend unseren Marketing- und Sales-Teams zu kommunizieren. Dies dient im Grunde dazu, eine Brücke zwischen der komplexen Technik und Verständlichkeit zu schlagen.

Basierend auf dem Briefing, das ihr uns im Vorfeld zukommen lassen habt und wenn ich mir eure Produktion so ansehe, gehe ich allerdings davon aus, dass eure Fragen sehr technisch ausfallen werden. Also werde ich wahrscheinlich Alfredo den Vortritt lassen - er wird von unserer Seite nicht umsonst "der verrückte Wissenschaftler" genannt (lacht).

PCGH: Ach, vielleicht kannst du im ja im späteren Verlauf noch etwas beisteuern, zum Beispiels bezüglich Marktpositionierung und Zielgruppe. Das JBL Quantum One scheint ja eher auf den gehobenen Markt abzuzielen und dürfte auch mit einigen RGB-Elementen dank der relativ schlicht gehaltenen Optik auch älteren Spielern zusagen - meiner Altersgruppe beispielsweise.

Alfredo Franco: Ach, ich glaube wir haben in unserer Quantum-Reihe ein wenig von allem.
Also. Ich bin Alfredo Franco, ich bin der Direktor des Immersive Audio-Teams bei Harman und ich war für die Hardware-Architektur des Quantum One und einiger anderer Quantum-Headsets und für einen Großteil der Software-Entwicklung verantwortlich.

PCGH: Warum fangen wir nicht ganz von Beginn an: Weshalb habt ihr euch überhaupt entschieden, ein Headset herauszubringen - der Markt erscheint bereits recht gut gefüllt, es gibt bereits unzählige Firmen und Brands. Und wie fertigt man überhaupt ein Headset? Wir gehen davon aus, dass ihr einige Errungenschaften von euren Kopfhörern übernehmen könnt, aber offenkundig gehört etwas mehr dazu, als bloß ein Mikrofon an einen Kopfhörer zu stecken. Also: Wie designt man ein Headset - und weshalb überhaupt?

Alfredo Franco: Also, keins der Headsets ist von der Stange, sie sind alle von Grund auf neu designt worden. Das gilt für die industrielle Fertigung, die Mechaniken, die Wandler, die Elektronik - all das ist für die Headsets speziell angefertigt worden.
Bei Gestaltung und Design von Headsets und spezifischer des Quantum One gab es natürlich eine ganze Reihe gewisser Einschränkungen: Selbstredend soll das Headset stabil sein, gut aussehen, komfortabel auch bei langen Spiele- oder Hör-Sessions... ihr wisst schon, wenn man sechs Stunden spielt, dann will man kein Headset mit starkem Anpressdruck oder hohem Gewicht.

PCGH: Ja, das ist einer der wichtigsten Punkte bei einem Headset - kaum weniger wichtig als der Klang.

Alfredo Franco: Genau. Und das Headset soll obendrein natürlich auch haltbar sein und ordentlich wegstecken können. Ihr wisst schon, wenn ihr spielt und dann frustriert das Headset auf den Boden werft... dann will man, dass das Gerät das auch überlebt. Ein Spieler-Headset sollte also sehr robust ausfallen. Ein Gaming-Headset sollte unserer Meinung aber auch als ein solches zu erkennen sein, also haben wir einige LEDs angebracht - aber ich denke, es ist uns gelungen, eine gewisse Balance zu wahren. RGB-LEDs ja, aber eben auch nicht so auffällig, dass das Headset deswegen billig oder protzig wirkt. Ich hätte jedenfalls kein Problem damit, mein Quantum One auch auf der Straße zu tragen.

Das waren also einige wichtige Punkte, die es beim Design zu beachten galt. Wenn es um Marktplatzierung und Zielgruppen geht, kann wahrscheinlich Damon mehr dazu sagen.

Damon Johnson: Klar, da kann ich einspringen: Gaming war im Sinne einer Audiofirma schon immer auf unserem Radar, denn sicherlich trägt Sound viel zu der Erfahrung beim Spielen bei. Intern wurde die Gaming-Sparte allerdings bislang immer ein wenig als Nische abgetan. Wir haben den Markt und seine Entwicklung über die Zeit zwar im Auge behalten, doch viele Jahre gab es aus unserer Sicht keine ansprechend beträchtliche Zielgruppe für uns, um Gaming-Headsets ernsthaft in Betracht zu ziehen. Unser Fokus lag bislang darauf, Headsets und Kopfhörer mit großartigem Klang für die Lifestyle- und Sport-Sparte anzubieten - diese Kategorien waren zu diesem Zeitpunkt die beiden Zugpferde innerhalb des Headset-Marktes. Doch 2017 haben wir den Markt neu evaluiert und Gaming-Headsets wirklich einem genauen Blick unterworfen.

2018 haben wir uns dann entschlossen, selbst mitzumischen. Es gab drei spezifische Faktoren, die wir bei dieser Entscheidung im Blick hatten: Zum einen wäre da der breitere, für uns zugängliche Markt. Die Zahlen, die wir bis 2022 projiziert haben - es fühlt sich immer so an als wäre das schon morgen - jedenfalls weisen unsere Prognosen darauf hin, dass die Kategorie Spieler-Headsets 2022 einen globalen Marktwert von rund 5,5 Milliarden Dollar haben wird, was immerhin beinahe 10 Prozent des globalen Gesamtmarkts für Headsets und Kopfhörer entspricht. Das hat sich also auch aus unserer Sicht aufsummiert, das sind einige wirklich sehr bemerkenswerte Zahlen und natürlich sind wir in erster Linie ein Business und nehmen solchen Chancen wahr und wollen sie nutzen.

Der zweite Aspekt ist die Konkurrenz. Wir haben ausgemacht, dass 75 Prozent des Gaming-Markts von Marken besetzt sind, die nicht der Audio-Branche entstammen. Wir haben an diesem Punkt ganz offen und ehrlich einen Vorteil für uns gesehen, den wir als große, globale Audio-Firma und mit unseren weitreichenden Ressourcen und Entwicklungsmöglichkeiten ausnutzen können, um einen bedeutungsvollen Impact auf dem Markt zu machen.

Als dritter Faktor kamen die signifikanten Marktbewegungen, die 2018 durch den Fortnite-Effekt ausgelöst wurden, hinzu. Mit Fortnite sind viele neue Spieler in das Gaming-Ökosystem vorgestoßen, und wir wissen, dass sich auch viele unserer Konsumenten - Konsumenten von JBL - darunter befinden. Wir haben dann noch ein wenig tiefer in der Demographie des Marktes gegraben und waren von dem was wir gefunden haben ehrlich gesagt ein wenig überrascht. Wir haben eng mit den Marktforschern von New Zoo aus Amsterdam zusammengearbeitet und sind exklusiv zusammen ausgezogen, um mit den Gamern von Angesicht zu Angesicht zu sprechen, über 1.500 Personen in verschiedenen Märkten - Deutschland war natürlich ebenfalls darunter - haben wir so direkt befragt, um herauszufinden, was Spielern bei einem Headset wichtig ist. Vor allem aber haben wir diese Marktforschung vor allem betrieben, da wir uns gewahr waren, dass JBL eben bislang keines der bekannten und etablierten Gaming-Brands ist. Wir wussten bereits, dass wir von einem technischen Aspekt mit den Gaming-Marken konkurrieren und diese überflügeln können, aber wir wussten auch, dass diese Marken im Gaming-Bereich endemisch sind und Gamer ihren Brands und dem Ökosystem sehr loyal gegenüber stehen. Was uns an den Ergebnissen überrascht hat, war der Umstand, dass sich die Teilnehmer tatsächlich in überwältigender Mehrheit der befragten Gamer - insbesondere in Europa - dafür ausgesprochen haben, dass sie JBL als eine vertrauenswürdige Firma wahrnehmen und uns zutrauen, eine exzellente Audioqualität ins Spiel zu bringen. Und genau das war dann der Kipppunkt für uns: Als wir die Ergebnisse der Forschung bekommen haben wussten wir: Okay, wir haben die Technologie, der Markt ist groß genug, damit es für uns als Firma lohnenswert ist und - noch viel wichtiger - dass die Konsumenten uns als Marke zutrauen, der Gaming-Sparte sinnvolle Veränderungen zu bescheren.

Alfredo Franco: Der Technologie-Aspekt ist aber auch sehr wichtig, wenn wir nicht glauben würden, dass wir uns technologisch von der Konkurrenz absetzen könnten, sondern wir nur sagen würden, "ach, das ist gut genug", dann hätten wir unseren Vorstoß in die Gaming-Sparte auch gleich sein lassen können. Das hätte keinen Sinn ergeben.

PCGH: Dann kommen wir doch einmal ein wenig auf die Technik und Features des Quantum One zu sprechen. Beispielsweise die Active Noise Cancellation (ANC). Diese Technik ist ja bei Gaming-Headsets ziemlich selten, zumeist findet man sie im Life-Style-Bereich etwa bei mobilen Bluetooth-Hörern, aber in fast keinem Fall bei Gaming-Headsets. Gibt es dafür einen bestimmten Grund und wenn ja, wie sieht eure Lösung aus?

Alfredo Franco: Naja, Active Noise Cancellation ist nicht einfach umzusetzen. Wenn man ANC nutzt, verändert man damit den Frequenzgang des Headsets, man muss also wissen, wie man diesen Umstand kompensiert.

PCGH: Richtig, das ist uns selbst schon mehrfach aufgefallen: Viele Headphones klingen drastisch anders, wenn ANC zugeschaltet wird - häufig ändert sich auch nicht nur der Klang, sondern außerdem die wahrgenommene Lautstärke.

Alfredo Franco: Genau. Und dazu kommt dann auch noch der 3D-Audio-Algorithmus, wenn man virtuellen Surround nutzen möchte - und darüber hinaus auch noch die ganzen anderen integrierten Schaltkreise und Funktionen - wird Active Noise Cancellation schnell sehr komplex und extrem kompliziert. Mit jedem Feature wächst sich Schicht um Schicht die Komplexität. Und wie du schon ganz zu Beginn angeschnitten hast, kommen die Teile für Gaming-Headsets oft von der Stange und wahrscheinlich haben viele Firmen ganz einfach nicht die nötige Kontrolle, die sie über den Fertigungsprozess ihrer Produkte eigentlich haben sollten. In unserem Fall wurde alles von Grund auf neu entwickelt, wir haben also die vollständige Kontrolle über den Akustikpfad, ausgehend von der Klangquelle wie beispielsweise eurem Musikplayer bis hin zum Schalldruck in eurem Innenohr. Das erlaubt uns wiederum solcherlei Features wie ANC anzubieten, ohne dabei das Klangverhalten der Kopfhörer negativ zu beeinflussen.

Wir glauben außerdem, dass ANC der Immersion beim Spielen zu Gute kommt. Wenn ihr beim Spielen nicht von Außengeräuschen abgelenkt werdet - beispielsweise von eurem Lüfter oder der Klimaanlage - dann ist das ein definitives Plus.

PCGH: Richtig, das ist es. Und das ist höchstwahrscheinlich auch der Grund, weshalb die meisten Gaming-Headsets ein geschlossenes Design und eine zumindest ordentliche Isolation aufweisen. Aber selbst eine sehr gute Isolation - die dann allerdings oft mit hohem Anpressdruck und/oder mäßiger Belüftung zu Lasten des Komforts geht - schützt natürlich nicht hundertprozentig vor Außengeräuschen wie klickenden und klackernden Tasten eines mechanischen Keyboards etwa.

Alfredo Franco: Nein, das stimmt. Aber das ist ja auch ein cooler Punkt beim Quantum One. Denn auch bei der passiven Geräuschdämmung konnten wir einige sehr erfreuliche Erfolge verzeichnen. Seht euch das Quantum One einmal genauer an oder besser noch zieht es auf. Das Headset ist ja ziemlich stabil konstruiert und satt gepolstert und bietet auch ohne ANC eine sehr gute Isolation. Und diese passive Isolation hilft insbesondere dabei, hochfrequente Töne zu dämpfen. Das Klicken eurer mechanischen Tastenschalter wäre etwa ein Beispiel für ein größtenteils hochfrequentes Geräusch. Bei den tieffrequenteren Geräuschen wiederum greift dann die Active Noise Cancellation ein. Diese tiefen, langwelligen Töne sind es, die durch die Isolation eines Headsets dringen können und diese können durch ANC und Phasenumkehrung eliminiert werden.

PCGH: Das Verhalten beziehungsweise das Durchdringen tiefer Frequenzen kennt jeder, dessen Nachbar gern bis Montagmorgens Party feiert. Die Bässe dringen kaum gedämpft selbst durch dicke Wände...

Alfredo Franco: Habt ihr eigentlich schon Erfahrungen mit Headtracking machen können?
PCGH: Bei Headsets? Ja, ein wenig. Wir haben etwa das Moebius von Audeze getestet. Das ist eine interessante Erfahrung. Dadurch entsteht ein dreidimensionaler Raum um den Hörer, da die Kopfbewegung aber nicht mit dem Bildschirminhalt synchron ist, sich das Bild also nicht ändert, sondern nur, aus welcher Richtung der Ton kommt, entsteht ein Eindruck, als säße man vor einer großen Surround-Anlage.

Alfredo Franco: Ich versuche einmal zu erklären, in welchem Zusammenhang das Headtracking auch mit der räumlichen Wahrnehmung und der Ortung zu Gute kommt. Das könnte allerdings ein wenig kompliziert werden, ich weiß nicht genau, ob und wie viel euch HRTF (Head Related Transfer Function) etwas sagt?

PCGH: Zumindest die Basiskenntnisse haben wir wohl. Wir sind natürlich keine professionellen Audio- oder Hörtechniker, aber wir haben uns über mehrere Jahre eingelesen, eigene Erfahrungen mit verschiedenen Techniken, Produkten und Herangehensweisen gesammelt - ich denke, wir kommen klar, leg los.

Alfredo Franco: Gut, dann lasst mich mal erklären, was wir mit der Technik gemacht haben beziehungsweise was wir damit erreichen wollen. Wenn man jemandes HRTF ausmisst und bei anderen Personen einsetzt oder wenn man ein generalisiertes verwendet, dann funktioniert das mit der räumlichen Darstellung zumeist eher schlecht denn recht. Wir sind an dieser Stelle ganz weit zu den Basics beziehungsweise den Grundlagen von HTRF zurückgegangen. Wir haben uns gefragt: Okay, wie genau funktioniert das Ganze auf eine fundamentale Art und Weise und welche Charakteristika sind für uns besonders wichtig? Einen fundamentalen Punkt bei HTRF haben wir unter den interauralen Unterschieden zusammengefasst (anm.:_interaural entstammt dem Lateinischen und bedeutet "zwischen den Ohren". Das menschliche Gehör nutzt die zeitliche und tonale Versetzung zwischen linkem und rechtem Ohr, um daraus ein räumliches Bild zu erzeugen). Für sich gesondert betrachtet wäre das die Time-of-Arrival eines Sounds - wenn ihr also eine Geräuschquelle zu eurer Rechten habt, wie lange dauert es dann, bis der Ton in eurem rechten Ohr ankommt und wie lange, bis der Ton auch mit dem linken Ohr zu hören ist? Ein anderer Punkt ist die Lautstärke - also wie laut klingt ein Ton auf dem linken, wie laut auf dem rechten Ohr? Eine Geräuschquelle rechts von euch ist natürlich lauter auf eurem rechten Ohr zu hören als auf eurem linken...

PCGH: Klar, beim ersten Fall benötigt der Schall aufgrund der verhältnismäßig langsamen Schallgeschwindigkeit eine differenzierbar längere Zeit zum linken Ohr als zum rechten und im zweiten Fall ist der Klang auf dem linken Ohr leiser, weil der Schädel im Weg ist.

Alfredo Franco: Exakt. Dann kommen dazu noch die eigentlichen Ohren beziehungsweise, welche Funktion diese zusätzlich erfüllen. Eure Ohren sind im Prinzip ein positionsabhängiger Equalizer, abhängig davon, wo sie sich im Raum befinden. Es ist fast so, als wären die Ohren Mess-Antennen oder Präzisionsinstrumente. Und das menschliche Gehirn errechnet aus den gelieferten Informationen eure und die Position eines Klanges im Raum.

PCGH: Die Funktionsweise des menschlichen Ohrs ist tatsächlich ziemlich beeindruckend und komplex, zum Beispiel wie das Außenohr genutzt wird. Etwa die Helix (der gewölbte und knorpelige obere Rand des Außenohres): Durch den Vergleich zwischen jenem Ton, der direkt in das Innenohr dringt und der winzigen Verzögerung eines Teils des Klangs, der zuerst von der Helix zurückreflektiert und erst dann ins Innenohr dringt, kann unser Hirn etwa die Richtung oder - etwas schlechter - Höhe eines Tons bestimmen.

Alfredo Franco: Richtig, aus Laufzeit- und Pegelunterschieden von Klängen errechnet unser Hirn ein räumliches Gesamtbild. Und dazu kommt dann noch ein dritter Punkt und das sind Kopfbewegungen. Also: Euer Gehirn ist eine Sensorik-Fusions-Maschine. Es greift all diese Informationen auf und errechnet daraus die Position - also beispielsweise "Hey, dieser Ton 45° ist zu deiner Rechten und in einer um 10° verringerten Höhe". Aber was passiert beispielsweise, wenn eine Klangquelle genau hinter oder vor euch ist? Dann braucht ein Ton vom linken zum rechten Ohr die gleiche Zeit und es gibt für euer Gehirn nicht genügend Anhaltspunkte, um die Position des Klangs zu determinieren.

PCGH: Naja, in der Realität neigt man dann eben den Kopf ein wenig, um zu lauschen...

Alfredo Franco: Oder nicht einmal das. In der Realität macht ihr mit dem Kopf die ganze Zeit winzige Bewegungen, das bekommt man nicht einmal mit. Es sind nur Mikrobewegungen. Aber die machen den Unterschied. Durch diese Mikrobewegungen gibt es auch kleine Unterschiede bei der ILD (anm.: Interaural Level Difference, also die bereits erwähnten Laufzeit- und Pegelunterschiede, welche dem menschlichen Gehör die Lokalisation ermöglicht).

PCGH: Mir ist beim Testen des Audeze Moebius aufgefallen, dass ich tatsächlich unbewusst den Kopf leicht schräg halte, wenn ich mich auf einen bestimmten Klang in einem Spiel konzentriere, ganz wie ich es auch in der Realität tue - und es funktioniert tatsächlich auch im Spiel.

Alfredo Franco: Ja, das ist auch ein Effekt, aber das ist eher so etwas wie eine natürliche Adaption. Die winzigen Mikrobewegungen erlauben eine gröbere Lokalisation im Raum, wenn man dann einen Klang genauer bestimmen will, dann bewegt oder neigt man den Kopf. Dann neigt man allerdings auch dazu, den Kopf stark, ja annähernd um 90° oder darüber zu drehen, wenn der Klang von hinten kommt. Denn man versucht, die Klangquelle ins Blickfeld zu bekommen.

Also das war ein Punkt, der für Headtracking bei einem Headset spricht: Die Problematik beim Unterscheiden von Hinten und Vorn wird aufgelöst.

Nun, ein weiteres Feature, das für Headtracking spricht: Stellt euch vor ihr habt im Spiel einen winzigen Lautsprecher vor euch. Und stellt euch dann vor, ihr bewegt euren Kopf beispielsweisen nach links. Nun, wenn ihr ein normales Headset auf dem Kopf habt, dann bewegt sich der Klang mit euch, weil sich das Headset zusammen mit eurem Kopf bewegt, weil das eben ist, was Headsets machen. Aber in der Realität würde der Klang nach rechts schwenken, weil ihr euren Kopf nach links bewegt. Wenn man also kein Headtracking hat, dann bewegt sich die Sound-Stage immer zusammen mit euch. Das ist ein weiterer Grund, weshalb wir einen Headtracker verbaut haben. Das Bild muss nicht unbedingt mit dem Sound synchronisiert sein, wie beispielsweise bei einem VR-Headset, um daraus einen Vorteil zu ziehen. Euer Spiel gibt ein 7.1-Signal aus. Euer Spiel "glaubt", dass es die Töne auf einem 7.1-Lautsprechersystem ausgibt, es wurde so optimiert. Dank des Headtrackings können diese virtuellen Lautsprecher eine fixe Position im Raum einnehmen - ganz wie "echte" Lautsprecher. Wenn ihr den Center-Channel vor euch habt und bewegt den Kopf, dann bleibt der Center-Channel, wo er sein soll.

PCGH: Deshalb fühlt es sich beim Tragen eines Headsets mit Headtracking auch so an, als säße man im Zentrum einer großen Surround-Anlage...

Alfredo Franco: Einem 7.1-Setup mit zwei Front- einem Center-, zwei rückwärtigen und zwei seitlichen Lautsprechern sowie einem Subwoofer, genau. Und deswegen wollten wir Headracking.

PCGH: Es ist ein wirklich cooles Feature, und wir legen jedem nahe, die Technik bei Gelegenheit zumindest einmal auszuprobieren...

Alfredo Franco: Ja, Headtracking ist wirklich cool. Aber die Technik ist auch sehr schwierig umzusetzen und stellt große Herausforderungen. Das Headtracking muss zum Beispiel sehr, sehr, ja extrem schnell arbeiten und auch auf winzige, feine Bewegungen sehr präzise reagieren. Wenn das nicht der Fall ist, und man bewegt den Kopf, dann merkt man, dass sich der Klang erst nach der Bewegung verschiebt.

Das ist ein bisschen wie bei VR, wenn ihr nicht genügend Leistung beziehungsweise Bilder pro Sekunde habt. Also wenn man dann den Kopf bewegt, dann bewegt sich das Bild verzögert...

PCGH: ...und die Leute werden seekrank. Das passiert, wenn Gleichgewichtssinn beziehungsweise die Orientierung nicht zum Wahrgenommenen passt.

Alfredo Franco: Genau, davon müssen die Leute kotzen, um es mal ein wenig drastisch zu formulieren. Wäre unser Headtracking also zu langsam, hätten wir einen ähnlichen Effekt, nur eben beim Audio.

Das ist auch einer der Gründe dafür, weshalb speziell das Quantum One ein Kabel-Headset ist. Wir brauchen sehr, sehr niedrige Latenzen. Und wir hatten außerdem Glück, denn einer unserer IC-Supplier (anm.: Zulieferer für integrierte Schaltkreise) hatte diesen wirklich coolen Sensor-Fusion-Algorithmus. Mit diesem kann der Sensor sogar um 30 ms voraussagen, wo sich der Kopf befinden wird. Und dieser Umstand hat uns erlaubt, unsere Latenzen zu kompensieren.

PCGH: Das ist eine clevere Lösung...

Alfredo Franco: Ja, der Algorithmus ist aber auch wirklich sehr, sehr nett. Selbst wenn man den Kopf sehr schnell und chaotisch hin und her bewegt, funktioniert der Sensor noch ziemlich gut.

Und mit der Latenzkompensation haben wir auch ein gewisses Aushängeschild. Die Konkurrenz - jene mit Kabel - nutzen nicht solch schnelle Sensoren. Und nun ja, die Wireless-Varianten... die sind in der Hinsicht einfach ein Desaster. Bluetooth bringt einfach eine solche Latenz mit sich, dazu kommen Packet-Drops und in einer funktechnisch Noise-behafteten Umgebung ist die Übertragung sogar noch viel schlechter. Dann bekommt man auch noch Lag und Aussetzer - das taugt schlicht und einfach nicht. Auch für professionelles Gaming ist Bluetooth mit den hohen Latenzen einfach nicht optimal geeignet. No Good.

PCGH: Ihr müsst dann aber wahrscheinlich auch ziemlich viel Rechenpower im Headset verbauen, um diese Berechnungen schnell und latenzarm vorzunehmen, oder?

Alfred Franco: (lacht) Ha, nein müssen wir nicht.

PCGH: Müsst ihr nicht?

Alfredo Franco: Seht ihr, das ist das nette, wenn man am PC arbeitet und als Rechenmaschine nutzen kann. Der einzige DSP im Headset dient dazu, die Klangabstimmung an die Harman/Kardon-Signatur anzupassen. Man kann das Headset ja auch an andere Geräte als den PC anschließen und wir wollen natürlich sicherstellen, dass ihr immer die beste und außerdem eine gleichbleibende Sound-Qualität erhaltet, ganz gleich, an welche Quelle ihr das Headset anschließt. Wir berechnen die Anpassungen für unsere Zielfrequenzkurve also mit einem winzig-kleinen DSP im Inneren des Hörers. Aber die gewaltige Mehrheit des 3D-Audios und die Modulationen dafür werden vom PC übernommen.

PCGH: Oh, interessant.

Alfredo Franco: Ja, diese Herangehensweise gibt uns sehr viele Optionen.

PCGH: Und wahrscheinlich ist die gegenüber Audio-DSPs recht gewaltige Rechenkraft einer modernen Desktop-CPU auch für die Latenz zuträglich, nehmen wir an...

Alfredo Franco: Stimmt. Es gibt bei dieser Herangehensweise aber auch einige Hürden. Die Algorithmen für die 3D- und Positionsberechnungen sind ziemlich komplex. Wir müssen aufpassen, dass wir nicht zu viel CPU-Power verbraten, weil die Leute nervös werden, wenn wir 5 oder 10 Prozent ihrer Prozessor-Power abzwacken. Dabei wären selbst 10 Prozent zum heutigen Zeitpunkt ehrlich gesagt kaum problematisch oder besonders viel. Aber wir versuchen, die zusätzliche Belastung für die CPU nicht über 4 Prozent zu treiben.

Der Einsatz von Windows erlaubt es uns außerdem, uns tief in das Windows-Audio-Subsystem einzuklinken. Wenn ihr beispielsweise Netflix schaut, dann könnt ihr mit unserem Headset unter Windows davon profitieren, dass Netflix Audio mit 5.1 und 7.1 ausgibt - das ist also wie ein Heimkino auf euren Kopfhörern. Gaming ist also nicht das einzige Einsatzgebiet. Gaming ist bei den Headsets unser Hauptfokus, aber es gibt auch Einsatzmöglichkeiten darüber hinaus - 5.1- oder 7.1-Audio-Mixes, Musikaufnahmen in Surround, Filme, Streaming-Services mit Mehrkanal-Audio und so weiter.

PCGH: Es ist natürlich sehr vorteilhaft, wenn man ein Headset vielseitig einsetzen kann. Sicher nicht jeder möchte ein Extra-Gerät zum Spielen daheim herumliegen haben, ein weiteres zum Musikhören und noch eins zum Kommunizieren und eins für unterwegs. Wobei einige da natürlich auch eine gewisse Leidenschaft oder Sammeltrieb entwickeln und gern und häufig unterschiedliche Hörer einsetzen - der zuständige Redakteur etwa. Aber das ist ja auch irgendwo der Job (lacht)

Alfredo Franco: Wenn ich den Leuten erzähle, dass ich mehr als 30 Kopfhörer daheim habe... (lacht)

PCGH: Zurück zum Thema. Wir haben in einem Screenshot eurer Software gesehen, dass man seine Körpergröße und den Durchmesser des Kopfes angeben muss. Das hat wahrscheinlich mit der HRTF zu tun, nehmen wir an? Bei Creative und ihren Super-X-FI-Headsets muss man tatsächlich beide Ohren fotografieren und eine Frontalaufnahme des Gesichts anfertigen. Daraus berechnet dann laut Hersteller eine KI ein HRTF-Profil, das wiederum dazu dient, den Klang zu modulieren.

Tastsächlich funktioniert das, interessant ist aber auch, dass man definitiv einen Unterschied merkt, wenn die Aufnahmen nicht zu der Person passen. In unserem Fall hat der zuständige Redakteur das mit seinem Vater und dessen HRTF-Profil ausprobiert. Dabei ähnelten sich die Profile aufgrund der nahen Verwandtschaft wahrscheinlich sogar relativ stark, aber der Effekt war trotzdem auffällig unterschiedlich.

Alfredo Franco: HRTFs sind sehr individuell, ja einzigartig bei jedem Individuum; prinzipiell wie Fingerabdrücke. Wenn man das HRTF-Profil von jemand anderem nutzt, dann klingt es seltsam, aber man kann sich daran gewöhnen. Es gibt da einen Lernprozess beim Hören, das menschliche Gehirn hat dahingehend eine gewisse Plastizität, eine Formbarkeit. Und es adaptiert sich irgendwann einfach. Aber das erfordert dann natürlich auch ein gewisses Training und das Endresultat ist eventuell nicht gleich gut.

Unsere Frage beim Designen des Quantum One war dann also auch: Wie können wir die HRTF-Profile so einzigartig und genau wie möglich anlegen? Einer der dafür wichtigen Punkte, den wir bereits angesprochen haben ist die ITD (anm.: Interaural Time Difference, der Zeitunterschied eines Klangs zwischen linken und rechtem Ohr) und diese wird durch die Größe des Schädels bestimmt - zum Großteil durch den Durchmesser. Das ist einer der Gründe, weshalb wir euch in unserer Software Slider zum Bestimmen eurer Kopfgröße geben.

Die ITD ist sehr, sehr wichtig für frontale Lokalisation. Wenn die ITD etwa zu groß ist, dann wandert der Sound bei Kopfbewegungen viel zu schnell von links nach rechts. Das kann ähnlich wie hohe Latenzen zu Unwohlsein führen, vor allem ist aber auch die Präzision kompromittiert. Wenn man so versucht einen Klang zu orten, der einige Grad links oder rechts zur Seite des Hörers tönt, bekommt man ihn mit einer falschen ITD nicht korrekt geortet. Es ist also wirklich wichtig, dass die ITD zum individuellen Hörer passt.

Und ich weiß nicht, ob ihr es schon bemerkt oder gesehen habt, aber wir geben euch außerdem ein kleines Mikrofon, das zusammen mit dem Quantum One geliefert wird.

Ihr nehmt also dieses Mikrofon mit In-Ear-Aufsatz und steckt es in euer Ohr, schließt es am Headset an und dann machen wir einige Messungen. Der Trick dabei ist: Ein Headset - prinzipiell jedes - gibt euch und eurem Gehirn durch die Bauweise mit zwei Schallwandlern einen Hinweis: 90° zu eurer Linken und Rechten ist jeweils ein Lautsprecher. Auf einem Level darüber haben wir dann aber unseren Surround-Sound, der eurem Gehirn verklickert, dass ihr von Surround-Lautsprechern umgeben seid. Das sind zwei sich widersprechende Umstände. Was wir also machen, ist mit dem Mikrofon die Akustik innerhalb der Hörer abzumessen. Mittels Inverse Filtering heben wir dann den ersten Umstand auf, euer Gehirn erhält also nur noch den einen Hinweis. Den, dass ihr von Surround-Lautsprechern umgeben seid. Dabei erzeugen wir einen extrem linearen Frequenzverlauf, damit es nicht zu Konflikten bei den Signalen kommt, wenn wir unsere neu synthetisierten HRTFs darüberlegen.

PCGH: Das wirkt tatsächlich ganz schön komplex und aufwendig.

Alfredo Franco: Ja, es war ganz schön kniffelig, den Kalibrierungsalgorithmus zu integrieren, denn er muss Idioten- und Ausfallsicher sein - wir wollen euch zum Beispiel nicht auf einem Ohr taub machen, nur weil ihr das Mikrofon beim Ausmessen nicht korrekt eingesetzt habt -, die Messungen müssen konstante Ergebnisse liefern, sie müssen schnell gehen und natürlich ist auch das Inverse Filtering eine recht anspruchsvolle Berechnung. Das war also recht herausfordernd, ja. Aber nun funktioniert es auch wirklich ziemlich gut. Ich empfehle euch es mal auszuprobieren, wenn ihr ein Quantum One in die Finger bekommt.

PCGH: Das werden wir, und wir sollten bald ein Gerät erhalten.

Fragen wir doch noch einmal zusammenfassend: Wo liegt der Unterschied zwischen eurer Surround-Lösung und den diversen Herangehensweisen anderer Hersteller?

Alfredo Franco: Naja, wisst ihr, wir haben uns damit beschäftigt, aber schlussendlich wollen wir uns nicht mit anderen Lösungen und Algorithmen da draußen vergleichen. Wir wollen uns mit der Realität vergleichen. Unser Ziel war also, dass ihr beim Tragen des Quantum One nicht zwischen echten Surround-Lautsprechern und den virtuellen Lautsprechern des Headsets unterscheiden könnt.
Dazu haben wir diesen Raum, eine gewaltige Kugel, mit 34 Lautsprechern. Damit können wir einzelne Töne überall um uns herum abspielen...

PCGH: Ah, stammt daher der Name eurer Software QuantumSPHERE, also die Kugel- beziehungsweise 360°-Referenz?

Alfredo Franco: QuantumSPHERE, genau! Da kommt der Name her. Es gibt bei uns also tatsächlich eine Kugel voller Lautsprecher. Da können wir euch hineinsetzen, eure HRTF ausmessen oder Lokalisationstests machen. Also fragen wir euch: "He, woher kommt dieser Ton?" Und generell liegen die Testprobanden ungefähr bei 95 Prozent der Fälle korrekt - also beim Einsatz von echten Lautsprechern. Und wir Techniker und Programmierer können anhand dieses Modells arbeiten und konnten die Algorithmen für das Quantum One optimieren, um eine Präzision auf diesem Level zu erreichen.

Wir sind dann ausgezogen und haben HRTFs zerlegt, einzelne ihrer zugrundeliegenden physikalischen Gegebenheiten isoliert und dann rekonstruiert. Wieder im Labor haben wir dann weitere Tests gemacht und festgestellt: Ja, wir können so tatsächlich die gleiche hohe Präzision wie mit den echten Lautsprechern erzielen und zu diesem Zeitpunkt haben wir uns auch entschieden, dieses Feature anzubieten. Wir sind der Meinung, dass wir mit unserem Surround-Sound etwas haben, was dem Headset tatsächlich zusätzlichen Wert verleiht.

PCGH: Das klingt wirklich eindrücklich, insbesondere auf die hohe Präzision sind wir gespannt. Wir freuen uns dann schon mal auf's Testen. Gestattet ihr zum Abschluss vielleicht noch eine etwas generellere Frage? Sie steht allerdings lose in Verbindung mit Surround-Sound und im Grunde erinnert auch eure "Sound-Sphere" mit 360°-Raumbeschallung ein wenig daran. Also: Wie steht ihr Surround-Audio auf dem PC, dem aktuellen Stand bei Mehrkanal-Wiedergabe und objektbasiertem Audio wie etwa Dolby Atmos gegenüber?

Alfredo Franco: Nunja, Game-Audio seht beim Audio-Mixen seit Jahren im Vordergrund. Und es ist gewissermaßen witzig, innerhalb der Game-Engine haben wir all diese physikalischen Informationen, die Umgebung, die ganzen Objekte im Spiel und wie diese in Relation zum Spieler stehen. Und im Grunde werden all diese Informationen einfach verworfen, sobald wir das Game-Audio auf 7.1 heruntermixen - das ist eine Schande, eigentlich. Die Algorithmen, die wir entwickelt haben, liefen anfangs als Prototyp tatsächlich in einer Spiele-Engine. Wir haben also ein Test-Szenario in einer echten Game-Engine entwickelt. Das war echt cool - innerhalb der Engine waren wir nicht auf 7.1 Kanäle beschränkt.

PCGH: Also hattet ihr quasi objektbasiertes Audio, ihr konntet die Audioquellen also frei im Raum platzieren?

Alfredo Franco: Genau, die Spiele-Engine unterstützt voll objektbasiertes Audio.

PCGH: Bevor es dann von Windows Audio in 7.1 Kanäle verhackstückt wurde...

Alfredo Franco: Ja, genau. Wie es bei Spielen normalerweise funktioniert: Ihr habt einen 7.1 Mix, der quasi im Hintergrund läuft und dazu könnt ihr dann Audio-Objekte frei im Raum platzieren. In unseren Tests haben wir glaube ich zusätzlich zu den 7.1 Kanälen 32 Objekte hinzufügen können. Der 7.1-Mix enthält normalerweise Elemente wie atmosphärische Klänge, Musik, Ambience und eventuell Gespräche auf dem Center-Kanal. Die Objekte sind dann dynamischere Elemente wie Schüsse, Explosionen, Vögel, Flugzeuge, oder was auch immer. Klänge, die wirklich deutlich wahrgenommen werden sollen und bei denen die Positionierung herausstechen soll.

Da wir aber HRTF benutzen, können wir tatsächlich all diese Informationen in Channel mixen, am Ende bleiben tatsächlich nur der linke und rechte Kanal für das jeweilige Ohr. Doch all die räumlichen Informationen bleibt darin enthalten, sie wurden im Prinzip mittels HRTF und unseren Algorithmen codiert und komprimiert, das Gehirn kann aus diesen Informationen wieder den kompletten Klang berechnen. In diesem Fall verliert ihr also tatsächlich keine der räumlichen Informationen.

Alfredo Franco: Aber generell habt ihr Recht. Wegen Windows - zumindest größtenteils - sind wir auf 8 Kanäle beschränkt, das ist alles womit wir herumspielen können. Mein Traum wäre es tatsächlich, unsere Algorithmen in Spiele-Engines zu integrieren. Und vielleicht, Windows und Microsoft irgendwie dazu zu bringen, mehr Kanäle zu unterstützen.

PCGH: Naja, vielleicht tut sich da ja in näherer Zukunft was. Es geht ja schon ein bisschen in die Richtung mit Dolby Atmos und zumindest halbherzigem Support, aber es sind eben nur winzige Trippelschritte.

Alfredo Franco: Ja, aber bei Atmos gibt es im Grunde das gleiche Problem wie zuvor. Sie haben all das tolle objektbasierte Audio und so, aber dann mixt es Windows wieder auf 8 Kanäle herunter. Aber da gibt es noch diese andere Technik namens "Windows Spacial", da geben sie tatsächlich 7.1.4 Kanäle aus. Aber dann gibt einem Windows nicht den Zugriff auf diese Kanäle und sie nutzen obendrein einen proprietären Renderer mit generischen HRTFs.

Wir hätten wirklich gern Zugriff auf diese Kanäle, um dann darauf unseren Virtualizer und das Headtracking laufen zu lassen. Aber das funktioniert Stand jetzt einfach nicht. Ich bin aber halbwegs optimistisch, dass sich da zumindest in der etwas näheren Zukunft etwas ändern könnte.

PCGH: Naja, da könnte ja in Zukunft auch ein gewisser Handlungsdruck entstehen. Die Playstation 5 bekommt unseres Wissens schließlich auch Fähigkeiten für objektbasiertes Audio. Das könnte Microsoft generell dazu ermutigen, da ebenfalls Fortschritte zu machen. Es scheint jedenfalls in die Richtung zu gehen.

Alfredo Franco: Wisst ihr was? Hoffentlich nicht (lacht). Momentan haben wir all diese tausenden kleinen Ansätze, die irgendwie funktionieren... und die ganzen proprietären Herangehensweisen sind nicht wirklich kompatibel.

Was wir für richtig hielten - habt ihr von MPEG-H gehört? MPEG-H ist ein Containerformat mit gewaltigem Umfang für objektbasiertes Audio. Es kann all die unterschiedlichen Formate und Herangehensweisen händeln. Und ich hoffe wirklich, dass das in Zukunft Verwendung findet. Mit MPEG-H habt ihr ein deutlich offeneres Format für eure eigentlichen Audio-Daten, den Koordinaten für das objektbasierte Audio und so weiter und dann kann der Render-Provider einfach eure Algorithmen nutzen, um damit diesen MPEG-H-Stream zu dekodieren - das könnte der PC erledigen, aber eben auch eine Konsole, ein AVR, etc... Und das würde dann all die Herangehensweisen kompatibel machen und die Arbeit natürlich enorm erleichtern. Aber ich bin eben auch ein Engineer - ich steh natürlich auch sehr auf diesen ganzen Open-Source-Kram.

PCGH: Open-Source mögen wir allerdings auch sehr gern - und solch ein offener Standard klingt auch wirklich nützlich. Weniger Ärger mit Lizenzen, hohe Kompatibilität und fast eine Art Abstraktions-Layer der die Arbeit erleichtert, lose vergleichbar mit Direct X oder Vulkan.

Wir bedanken uns für das ausführliche Gespräch. Das waren eine Menge Informationen, die man auch nicht unbedingt alltäglich erfährt. Vielen Dank außerdem für die sehr detaillierte Erklärung eures Headsets, der eingeflossenen Technologien und den Details bezüglich Forschung und Entwicklung. Darüber hinaus fanden sicher nicht nur wir eure Ausführungen bezüglich Windows und objektbasiertem Audio interessant. Wir verabschieden uns an dieser Stelle und warten sehr gespannt, das Headset selbst einmal ausprobieren zu können.

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Interview mit JBL/Harman zum neuen JBL Quantum One und Headsets, HRTF, Surround-Sound im Allgemeinen Ein echtes Schwergewicht drängt auf den Markt für Gaming-Headsets. Mit der jüngst erschienen Quantum-Reihe bläst der internationale Audio-Konzern JBL/Harman zum Sturm und schickt sich an, Spielerohren insbesondere mit dem Flaggschiffmodell Quantum One und ausgefeilten Klangtechniken zu beglücken. Wir bekamen die Gelegenheit, mit Alfredo Franco, Leiter des Immersive Audio Teams bei Harman sowie mit Global Category Director Damon Johnson, ein ausführliches Interview zu halten und haben dabei einige sehr interessante Details erfahren.

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