Hall gemessen: wie Nachhallzeit, Pre-Delay, Hallanteil und Hochpass im Send die Klarheit verändern

Hall gibt einem Mix Raum, kostet aber Deutlichkeit: Silben verschwimmen, Anschläge verlieren ihre Kontur, und im Tiefbass bleibt ein Rest stehen, der mit Kick und Bass um denselben Platz kämpft. Welche der üblichen Stellschrauben – Nachhallzeit, Pre-Delay, Hallanteil, Dämpfung und Hochpass im Send – wie viel davon ausmacht, lässt sich messen. Für diesen Artikel entstanden Impulsantworten mit genau bekannter Nachhallzeit, wurden mit ffmpeg gefaltet und nach zwei Maßen ausgewertet, die in der Raumakustik für Deutlichkeit stehen: dem Klarheitsmaß C50 und C80 nach ISO 3382-1 und der Modulationstiefe, dem Grundgedanken hinter dem Sprachübertragungsindex STI.

Gemessen wurde am 23. September 2026 mit ffmpeg 7.1.5 und numpy. Die Impulsantworten sind synthetisch und damit ein Modell eines Halls, kein bestimmtes Plugin; was das für die Übertragbarkeit bedeutet, steht im Abschnitt zu den Grenzen.

So wurde gemessen

Jede Impulsantwort besteht aus dem Direktschall mit dem Wert 1 und einer Hallfahne aus Rauschen, dessen Energie exponentiell abklingt. Die Nachhallzeit T ist die Zeit, in der diese Energie um 60 dB fällt. Der Hallanteil gibt an, wie viel Energie die ganze Hallfahne gegenüber dem Direktschall hat; −10 dB heißt also ein Zehntel. Auf Wunsch kommt ein Pre-Delay dazu, eine Pause zwischen Direktschall und Hall, oder eine Dämpfung, bei der die Oktaven über 1 kHz schneller abklingen: bei 2 kHz mit 85 Prozent, bei 4 kHz mit 70 und darüber mit 55 Prozent der Nachhallzeit.

Gefaltet hat ffmpeg mit dem Filter afir, ausdrücklich ohne dessen automatische Normierung. Eine Vorprobe mit einem einzelnen Impuls ergab die Impulsantwort bis auf −134 dB genau und ohne zeitlichen Versatz. Ausgewertet wurden:

• T30: die Nachhallzeit aus der Rückwärtsintegration nach Schroeder, ermittelt zwischen −5 und −35 dB und auf 60 dB hochgerechnet.
• C50 und C80: das Verhältnis der Energie in den ersten 50 beziehungsweise 80 ms zur Energie danach. C50 gilt als Maß für Sprache, C80 für Musik; höher heißt klarer.
• Modulationstiefe m: Ein Rauschen im Sprachbereich von 200 Hz bis 4 kHz schwankt in seiner Stärke mit 0,5 bis 16 Hz, so wie Silben und Noten den Pegel schwanken lassen. Nach dem Hall wird gemessen, wie viel von dieser Schwankung übrig ist: 1 heißt vollständig, 0 heißt eingeebnet.

Für exponentiellen Nachhall lässt sich m auch ausrechnen: Die Abklingkurve wirkt auf die Schwankung wie ein Tiefpass mit der Grenze 13,8 / (2π·T), und der Direktschall kommt ungeschwächt dazu. Über alle 96 Messpunkte lagen Messung und Rechnung im Mittel 0,006 auseinander, höchstens 0,020. Das bestätigt den Messaufbau und erlaubt, die Ergebnisse auf andere Einstellungen zu übertragen.

Nachhallzeit: länger kostet, aber begrenzt

Bei einem Hallanteil von −10 dB traf die Messung die vorgegebene Nachhallzeit auf 0,01 s: 0,30, 0,60, 1,20, 2,40 und 4,81 s. Mit wachsender Länge sinkt die Klarheit deutlich, allerdings nicht ins Bodenlose:

Die Untergrenze ergibt sich aus dem Hallanteil. Wenn die gesamte Hallfahne 10 dB unter dem Direktschall liegt, kann C50 nie unter 10 dB fallen, egal wie lang der Hall ist, und die Modulationstiefe nähert sich 1 / 1,1 = 0,91. Eine lange Hallfahne verteilt dieselbe Energie nur über mehr Zeit. Eine lange Fahne trifft deshalb vor allem langsame Schwankungen, also lange Noten und Phrasen: m bei 0,5 Hz fällt von 0,99 auf 0,95, während sich bei 4 Hz zwischen 2,4 und 4,8 s kaum noch etwas tut.

Hallanteil: der eigentliche Regler

Bei fester Nachhallzeit von 1,2 s entscheidet der Pegel des Halls. Von −20 bis 0 dB fällt C50 von 22,45 auf 3,93 dB, und die Modulationstiefe bei 4 Hz von 0,98 auf 0,61. Bei 8 Hz, also schnellen Silben oder Sechzehnteln bei 120 BPM, bleiben nur 0,52.

Für die Praxis heißt das: Klingt eine Stimme im Hall verwaschen, ist der Send-Pegel der wirksamere Hebel als die Länge. Ein langer, leiser Hall kann mehr Raum geben als ein kurzer, lauter und dabei klarer bleiben.

Pre-Delay: trennt, macht aber nicht klarer

Ein Pre-Delay schiebt den Hall um einige Millisekunden nach hinten. Verbreitet ist die Erwartung, dass der Anschlag dadurch frei bleibt und die Stimme deutlicher wird. Nach beiden Maßen tritt das Gegenteil ein, wenn auch in kleinem Umfang:

Der Grund steckt in der Definition: Hallenergie in den ersten 50 ms zählt bei C50 als nützlich, weil das Gehör sie mit dem Direktschall verschmilzt. Ein Pre-Delay von 80 ms schiebt den gesamten Hall aus diesem Fenster heraus, und C50 fällt auf die Untergrenze von 10 dB. Auch die Modulationstiefe sinkt, weil der verspätete Hall stärker in die Pausen zwischen den Silben fällt. Der Rechenwert mit Verzögerung trifft das auf 0,015 genau.

Was ein Pre-Delay tatsächlich leistet, ist Trennung: In den ersten 20 oder 40 ms nach jedem Einsatz klingt nur das trockene Signal. Das kann den Anschlag hörbar vom Raum absetzen, ist aber kein messbarer Gewinn an Deutlichkeit. Wird das Pre-Delay an das Tempo gekoppelt, rechnet der BPM-Delay-Rechner Notenwerte in Millisekunden um und schlägt Pre-Delay und Hallzeit passend zum Takt vor.

Dämpfung: die Höhen klingen schneller ab

Bei gedämpftem Hall mit 2,4 s maß die Rückwärtsintegration je Oktave: 2,32 s bei 125 Hz, 2,39 bei 1 kHz, 2,02 bei 2 kHz, 1,72 bei 4 kHz und 1,38 bei 8 kHz. Ohne Dämpfung lagen alle Oktaven zwischen 2,32 und 2,43 s. Über die ganze Bandbreite fällt die Nachhallzeit dadurch von 2,40 auf 1,87 s, und C50 steigt von 11,31 auf 12,12 dB. Ein gedämpfter Hall klingt dunkler und wirkt kürzer, auch wenn die eingestellte Nachhallzeit gleich bleibt.

Tiefbass im Hall: der Hochpass im Send

Für den letzten Teil lief ein Loop aus Kick, Bass und Hi-Hat mit 128 BPM über einen Send in einen gedämpften Hall mit 1,8 s, 20 ms Pre-Delay und −10 dB Anteil. Vor dem Hall saß ein Hochpass mit 12 dB je Oktave und wechselnder Eckfrequenz. Gemessen wurde der Hall unter 120 Hz und zwischen 300 Hz und 3 kHz, jeweils gegen das trockene Signal im selben Band, und der Tiefbass, der in den 500 ms nach dem Ende des Loops stehen bleibt.

Auffällig ist, was sich nicht ändert: Den Pegel unter 120 Hz im Mix hebt der Hall in keinem Fall messbar an, die Summe weicht höchstens 0,33 dB vom trockenen Loop ab. Der Hall im Tiefbass ist also kein Lautstärkeproblem, sondern ein Zeitproblem. Er zieht Kick und Bass nach, und dieser Rest steht zwischen den Schlägen. Ein Hochpass bei 200 Hz senkt ihn um 12,3 dB, ohne den Hall in den Mitten nennenswert zu verändern. Erst bei 400 Hz verliert auch der Mittenbereich 1,9 dB.

Was daraus für den Mix folgt

Einordnung und Grenzen

Die Hallfahnen sind ideal exponentiell und ohne frühe Reflexionen, wie sie ein Raum oder ein algorithmischer Hall mit Early Reflections erzeugt. Frühe Reflexionen liegen innerhalb der ersten 50 ms und würden C50 anheben. Echte Hallgeräte haben zudem Modulation, Diffusion und Stereobreite, die hier nicht vorkommen. Die Richtung der Ergebnisse gilt trotzdem allgemein, weil sie aus der Energieverteilung über die Zeit folgt: Der Anteil entscheidet über die Untergrenze, die Länge über die Geschwindigkeit, mit der sie erreicht wird. C50, C80 und die Modulationstiefe sind raumakustische Maße für Sprache und Musik im Raum; auf Hall im Mix übertragen beschreiben sie, wie viel Kontur übrig bleibt, nicht, ob der Hall gefällt.