Universität Bonn

Sound Design in digitalen Umwelten

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Filterarten

In jedem Autoradio, an jedem Mischpult oder Mixer, sogar in den Einstellungen von Musikstreamingdiensten wie Spotify finden wir die Möglichkeit über einen Equalizer Filtereinstellungen vorzunehmen. Filter sind mit Equalizern verwandt, weisen jedoch einige Besonderheiten auf. In der Regel dienen Filter zur Absenkung oder Verstärkung von einzelnen Frequenzen oder ganzen Frequenzbereichen. Der Zweck einer Filterung ist vielseitig. Das nachträgliche Optimieren eines aufgezeichneten Klangs, die Frequenzanpassung an eine Lautsprecheranlage, die Ausrichtung eines Klangs an die individuellen Hörvorlieben, der Einsatz von Filtern bei der Klangsynthese oder das Filtern als kreative Praxis im Studio- und Live-Bereich sind nur einige Anwendungsmöglichkeiten der Filterung. Historisch hatten Filter zudem noch andere Funktionen wie das Reduzieren von Störsignalen bei der Rundfunkübertragung. Dazu mehr in der kurzen Geschichte des Filters.

Auch wenn der Wirkbereich von Filtern justierbar ist, gilt, dass Filter i. d. R. auf den gesamten Klang einwirken. Auf visueller Ebene, mit Blick auf das Frequenzspektrum eines gefilterten Klangs ergibt sich deshalb stets eine Filterkurve. Ab welcher Frequenz die Filterung ansetzen soll, wird über die sogenannte Grenzfrequenz reguliert. Hierbei ist zu bedenken, dass es sich meist um eine Absenkung und keine radikale Auslöschung aller Frequenzen unterhalb oder/und oberhalb der Grenzfrequenz handelt. Im Gegensatz zu parametrischen Equalizern sind die einzelnen Parameter bei Filtern nicht frei justierbar (zu den unterschiedlichen Parametern von Filtern mehr im Bereich der Klangsynthese). Im Folgenden werden die unterschiedlichen Filterarten näher erläutert.


High-Pass Filter / Hochpassfilter

Das Hochpassfilter, im Englischen high-pass filter (HPF), dient zur Absenkung aller Frequenzen unterhalb der einstellbaren Grenzfrequenz. Da hier Frequenzen unterhalb einer Grenzfrequenz abgesenkt werden, kommt es zu einer Unterdrückung von tiefen Frequenzen, weswegen das Hochpassfilter auch als „Low-Cut Filter“ bezeichnet wird.

Low-Pass Filter / Tiefpassfilter

Das Tiefpassfilter, im Englischen low-pass filter (LPF), dient zur Absenkung aller Frequenzen oberhalb der einstellbaren Grenzfrequenz. Da hier Frequenzen oberhalb einer Grenzfrequenz abgesenkt werden, kommt es zu einer Unterdrückung von hohen Frequenzen, weswegen das Tiefpassfilter auch als „High-Cut Filter“ bezeichnet wird.

Bandpassfilter / Bandsperrfilter / Notch-Filter

Das Bandpassfilter, im Englischen band-pass filter (BPF), lässt all diejenigen Frequenzen passieren, die innerhalb eines festgelegten Frequenzbereichs, oder auch eines Frequenzbands liegen. Alle Frequenzen oberhalb und unterhalb des definierten Frequenzbereichs werden abgesenkt. Die Bandsperre, oder das Band-Stop-Filter, ist der Gegenpart zum Bandpassfilter. Hier werden die Frequenzen innerhalb des definierten Frequenzbands abgesenkt und die Frequenzen ober- und unterhalb bleiben unberührt und werden durchgelassen. Das Notch-Filter ist eine Sonderform der Bandsperre, der eine besonders schmales Frequenzband aufweist, also möglichst wenige Frequenzen auslöscht bzw. absenkt.

Filterarten
© Max Alt

Shelving-Filter / Kuhschwanzfilter

Das Shelving-Filter, im Deutschen auch Kuhschwanzfilter genannt, wird zur Anhebung oder Absenkung von Frequenzbereichen ober- oder unterhalb einer Grenzfrequenz eingesetzt. Die Anhebung oder Absenkung gilt bei dieser Filterart für alle betroffenen Frequenzteile gleichermaßen.

Shelving Filter
© Max Alt

Kammfilter

Eine Kammfilterung tritt auf, wenn Schall innerhalb kurzer Zeitabstände (weniger als 1 ms bis etwa 25 ms) mit sich selbst überlagert wird. Somit treten Kammfiltereffekt gelegentlich auch natürlich auf, bspw. durch Reflexionen. Der Kammfilter, im Englischen comb filter genannt, ist insofern ein spezifischer Filtertyp, da es hierbei im gleichmäßigen Frequenzabstand zu Frequenzauslöschungen kommt. Daraus ergibt sich eine Filterkurve, die einem Kamm gleicht. Dieser Filtertyp sorgt für einen spannenden Klangeffekt, sobald er über einen LFO moduliert wird. Gut zu hören ist der Kammfiltereffekt bei einem Flanger, der diesen Effekt über eine Modulation der Verzögerungszeit innerhalb einer Feedbackschleife erreicht, wodurch es zu periodischen Frequenzauslöschungen kommt.

Kammfilter
© Max Alt

  • Collins, Karen. Studying Sound. A Theory and Practice of Sound Design. Cambridge (MA): The MIT Press 2020.
  • Hodgson, Jay. Understanding Records. A Field Guide to Recording Practice. New York: Continuum 2019.
  • Wilmering, Thomas, u.a. “History of Audio Effects”. In Applied Science 10 (2020), 791.
  • Papenburg, Jens Gerrit. „Enhanced Sound. Filter der Musikproduktion und des Musikhörens“. In Navigationen - Zeitschrift für Medien- und Kulturwissenschaften 20/2 (2020), S. 115–132.
  • Föllmer, Golo. "Die Klangwelt als Filterkette". In Navigationen - Zeitschrift für Medien- und Kulturwissenschaften 20/2 (2020), S. 95–114.
  • Massenburg, George. „Parametric Equalization“. 42nd Convention of Audio Engineering Society 1972.
  • Lundheim, Lars. „On Shannon and ‚Shannon’s Formula‘“. In Telektronikk 98 (2002), S. 20–29.

Playlist

  • “Big Poppa” – The Notorious B.I.G. (Bad Boy Records 1994)
  • “Stan” – Eminem, Dido (Aftermath Entertainment 2000)
  • “Makeba” – Jain (Columbia Records 2015)
  • “Von Party zu Party” – SXTN (JINX Music 2017)
  • “Wow.” – Post Malone (Republic Records 2019)
  • “Kopf in den Wolken” – Julian Adler (Music Hub Entertainment 2022)
  • “Miss You” – southstar (B1 Recordings 2022)
  • “Dans På Bordet” – Ballinciaga, David Mokel (Ballin’ Records 2022)
  • “Geldbaum” – Tarek K.I.Z, Drunken Masters, K.I.Z., Maxim K.I.Z., Nico K.I.Z. (Record Jet 2023)

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