[HowTo] Der +10dB-Mythos: Wann empfinden wir Musik wirklich doppelt so laut?

[Jobsti]

Seit Jahren liest man immer wieder die folgende Faustregel:
"+10dB entspricht der doppelten Lautstärke. Dies benötigt dann die 10-fache Verstärkerleistung"

Ich finde es durchaus wichtig sich mal auf den neuesten Stand der Dinge zu bringen,
da sich diese Faustregel leider seit Jahren fest eingefressen hat.


Vorab-Antwort:
Aktuell geht man eher von +6dB für eine Verdopplung der subjektiv empfundenen Lautstärke bei Musik aus.


Vorteil:
Das macht auch flotte Rechnungen wesentlich einfacher 😉
+6dB entspricht doppeltem Pegel UND der doppelten empfundenen Lautstärke.
Heißt wir brauchen die 4-fache Leistung,
aber eben keineswegs die 10-fache Leistung, wie so oft dargestellt.

-------------------------------------------------------------

Da ich ja nix einfach so in den Raum stellen will,
sind hier mal einige interessante Quellen zum Thema:


• R. Warren:
Elimination of Biases in Loudness Judgments for Pure Tones
- Kommt auf +6dB

• Facts & Models von Fastl und Zwicker
- +10dB gilt für isolierte Töne, wie 1kHz. Komplexe Signale wie Musik 6-8dB

• CLS Studien aus der Hörgeräteakustik (Z.B. bei PMC zu finden):
- 7dB im Mittel, was sich aus ebenfalls 6-8dB ergibt

• ISO 226:
- Im Bassbereich reichen bereits 4-6dB aus. Aber das habe ich noch net genau alles nachgelesen, zudem wird da primär auf Phon Bezug genommen.

• Ansonsten gibt's auch noch das Moore-Glasberg-Modell, welches die Lautheitswahrnehmung via Computermodell nachstellt,
dieses kommt hier ebenfalls auf ca. +6dB bei Musik, und ebenfalls (wie ISO 226) auf 4-6dB im Bass.

Das Modell ist mittlerweile wohl so präzise, dass es dies in die ISO 532-3:2023 geschafft hat,
bzw. sogar die Grundlage dafür darstellt.


------------------------

Zusammengefasst:
Gerade die letzten beiden Studien/Modelle zeigen auf, dass wir "meilenweit" von den +10dB entfernt sind,
vor allem im (eher nicht vermuteten) Bassbereich.

Meiner Meinung nach ist es mittlerweile richtiger sich auf das aktuellste Modell zu beziehen
und im Mittel von +6dB als "gefühlte Lautstärkeverdopplung" für Musiksignale auszugehen.





Und woher kommen jetzt diese ominösen+10dB?
Diese kommen aus den 1930er bis 1950ern von der klassischen Stevens’schen Potenzfunktion (Stevens's power law).
Diese bezieht sich auf die Einheit Sone und wurde nur mit einfachen, isolierten Sinustönen (meist bei 1 kHz im Labor) ermittelt.

Warum hält sich dieser "Mythos" nun so hartnäckig über die Jahre?
Das Gehirn mag gerne runde Zahlen. +10 dB entspricht mathematisch nun mal exakt der 10-fachen Verstärkerleistung.
Das lässt sich super easy merken und sogar lehren.
Zudem ist diese „Regel“ ein Verkaufsargument für z.B. die HiFi-Industrie, um überpotente Verstärker zu verkaufen,
da man den Kunden vorgaukelt man bräuchte für „doppelt so laut“ direkt ein Kraftwerk im Wohnzimmer.
Auch Fachmedien tragen keine Unschuld, da diese Thema leider Stiefmütterlich behandelt wird,
oder gar nicht aufgegriffen wird und der eine nur vom anderen abschreibt.
Zwischendrin, also mittlerweile ganz früher, hielten sich auch normen und Fachartikel einfach strikt an die Laborergebnisse von Stevens,
und wenn sowas erst mal in einer Norm, wie der DIN, verankert ist, hinterfragt das auch erst mal lange Zeit niemand mehr.



Zum Abschluss noch in Kurzform einige Begrifflichkeiten:

Lautheit: Die subjektiv empfundene Lautstärke, also wie laut oder leise wir etwas wahrnehmen, gemessen in Sone.
Lautstärke: Umgangssprachlicher Begriff, ist physikalisch/wissenschaftlich aber nicht definiert.
Lautstärkepegel: Gemessen in Phon. Der Versuch, das Gehör und seine Frequenzabhängigkeit messtechnisch nachzubilden.
Schalldruck: Die tatsächliche Druckwelle in der Luft, gemessen in Pascal (Pa).
Schalldruckpegel: Technische Maßeinheit für den Schalldruck, wird logarithmisch in dB angegeben.
Elektrische Leistung: Die Energie, die der Verstärker an den Lautsprecher abgibt, gemessen in Watt (W).
Schallleistung: Die tatsächliche akustische Energie, die ein Lautsprecher als Schall in alle Richtungen abstrahlt, gemessen in Watt (W).
Schallleistungspegel: Das Gleiche wie zuvor, jedoch logarithmisch in dB statt in Watt ausgedrückt.


------------------------

Habt ihr das selbst schon mal getestet?
Ausführlich, oder einfach via Bassregler etc.?
Wie sind eure Erfahrungen und Meinungen zu dem Thema?

[Jens Droessler]

Also, in meiner Erfahrung empfinden es die meisten Leute als doppelt so laut, wenn ich ihnen sage "es ist jetzt doppelt so laut." Ja, lustig, newahr? Aber es ist wahr. Da gibts ja gar keine echte Referenz. Wenn ich 3dB mehr gebe und da noch bei 3kHz ein zwei dB dazu, dann empfinden es die meisten als "viel viel lauter." Da sind wir dann auch schon bei Fletcher und Munson, und ab da wirds dann wild mit der Wahrnehmung von Lautstärke. Fazit: Ich würde Phrasen wie "doppelt so laut" und ähnlich einfach vermeiden.

[Jobsti]

Gude Jens,

genau so ist es, die Macht der Suggestion ist hierbei ein großer Faktor.
Das war auch das Problem bei den alten Studien aus den 50ern und davor, erst die neueren Arbeiten haben die "psychologische Voreingenommenheit" außen vor gelassen.

Im Präsenz- & Sprachbereich (1-4kHz) ist die Wahrnehmung, bzw. unser Ohr auch am empfindlichsten,
durch eine Anhebung genau dort, empfindet man also eh schon schneller etwas als "lauter".
Das kann man auch auf die Art der Musik anwenden, z.B. wenn der Track sehr wenig mittenbetont ist (Boom-Zisch Elektro z.B.),
dann empfinden wir diesen als weniger laut als ein Track mit sehr dichtem Mittenbrett aus zerrenden E-Gitarren und präsenter Stimme.

Dennoch sind solche Studien sinnvoll und können für uns Techniker wichtig sein,
auch wenn sie dem ein oder anderen nur als grober Richtwert dienen.


Der aller simpelste Fall könnte z.B. folgender sein:
Bei einem Track der Band weiß ich, dass es an einer Stelle richtig Ballern muss.
Wenn ich weiß, dass die Hörer grob 6dB als "doppelt so laut" empfinden,
weiß ich vorab schon, dass ein +6dB Shelf im Bass hier locker ausreichend wird, damit's richtig drückt.
(Das wir dafür jetzt die 4-fache Ampleistung in den Subs brauchen, mal außen vor gelassen, aber das müssen wir ebenfalls bedenken)
Im anderen Fall haben wir 2 identisch eingepegelte, ähnlich klingende E-Gitarren,
eine habe ich auf -5dB im Mix, die andere auf -11dB: Hier weiß ich vorab, dass die Zweite grob halb so laut rüberkommen wird.

Auch bei der Auslegung der PA, oder wegen mir auch nur der Subs, seitens Pegel, Limiter Leistung,
weiß ich, dass ich mit 6dB Headroom wohl noch die doppelte "Lautstärke" ("empfindungstechnisch" gesehen) Reserven habe.

Genauso wissen wir aber auch, dass wir für eine präsentere Stimme oft nur einen Ticken EQ benötigen,
oder zur Besänftigung der Gitarren im Mix oft schon leichte -2dB EQ ausreichen, da unser Gehör hier empfindlicher reagiert.

Seit Jahren liest man immer wieder die folgende Faustregel:
"+10dB entspricht der doppelten Lautstärke. Dies benötigt dann die 10-fache Verstärkerleistung"

Ich finde es durchaus wichtig sich mal auf den neuesten Stand der Dinge zu bringen,
da sich diese Faustregel leider seit Jahren fest eingefressen hat.


Vorab-Antwort:
Aktuell geht man eher von +6dB für eine Verdopplung der subjektiv empfundenen Lautstärke bei Musik aus.


Vorteil:
Das macht auch flotte Rechnungen wesentlich einfacher 😉
+6dB entspricht doppeltem Pegel UND der doppelten empfundenen Lautstärke.
Heißt wir brauchen die 4-fache Leistung,
aber eben keineswegs die 10-fache Leistung, wie so oft dargestellt.

-------------------------------------------------------------

Da ich ja nix einfach so in den Raum stellen will,
sind hier mal einige interessante Quellen zum Thema:


• R. Warren:
Elimination of Biases in Loudness Judgments for Pure Tones
- Kommt auf +6dB

• Facts & Models von Fastl und Zwicker
- +10dB gilt für isolierte Töne, wie 1kHz. Komplexe Signale wie Musik 6-8dB

• CLS Studien aus der Hörgeräteakustik (Z.B. bei PMC zu finden):
- 7dB im Mittel, was sich aus ebenfalls 6-8dB ergibt

• ISO 226:
- Im Bassbereich reichen bereits 4-6dB aus. Aber das habe ich noch net genau alles nachgelesen, zudem wird da primär auf Phon Bezug genommen.

• Ansonsten gibt's auch noch das Moore-Glasberg-Modell, welches die Lautheitswahrnehmung via Computermodell nachstellt,
dieses kommt hier ebenfalls auf ca. +6dB bei Musik, und ebenfalls (wie ISO 226) auf 4-6dB im Bass.

Das Modell ist mittlerweile wohl so präzise, dass es dies in die ISO 532-3:2023 geschafft hat,
bzw. sogar die Grundlage dafür darstellt.


------------------------

Zusammengefasst:
Gerade die letzten beiden Studien/Modelle zeigen auf, dass wir "meilenweit" von den +10dB entfernt sind,
vor allem im (eher nicht vermuteten) Bassbereich.

Meiner Meinung nach ist es mittlerweile richtiger sich auf das aktuellste Modell zu beziehen
und im Mittel von +6dB als "gefühlte Lautstärkeverdopplung" für Musiksignale auszugehen.





Und woher kommen jetzt diese ominösen+10dB?
Diese kommen aus den 1930er bis 1950ern von der klassischen Stevens’schen Potenzfunktion (Stevens's power law).
Diese bezieht sich auf die Einheit Sone und wurde nur mit einfachen, isolierten Sinustönen (meist bei 1 kHz im Labor) ermittelt.

Warum hält sich dieser "Mythos" nun so hartnäckig über die Jahre?
Das Gehirn mag gerne runde Zahlen. +10 dB entspricht mathematisch nun mal exakt der 10-fachen Verstärkerleistung.
Das lässt sich super easy merken und sogar lehren.
Zudem ist diese „Regel“ ein Verkaufsargument für z.B. die HiFi-Industrie, um überpotente Verstärker zu verkaufen,
da man den Kunden vorgaukelt man bräuchte für „doppelt so laut“ direkt ein Kraftwerk im Wohnzimmer.
Auch Fachmedien tragen keine Unschuld, da diese Thema leider Stiefmütterlich behandelt wird,
oder gar nicht aufgegriffen wird und der eine nur vom anderen abschreibt.
Zwischendrin, also mittlerweile ganz früher, hielten sich auch normen und Fachartikel einfach strikt an die Laborergebnisse von Stevens,
und wenn sowas erst mal in einer Norm, wie der DIN, verankert ist, hinterfragt das auch erst mal lange Zeit niemand mehr.



Zum Abschluss noch in Kurzform einige Begrifflichkeiten:

Lautheit: Die subjektiv empfundene Lautstärke, also wie laut oder leise wir etwas wahrnehmen, gemessen in Sone.
Lautstärke: Umgangssprachlicher Begriff, ist physikalisch/wissenschaftlich aber nicht definiert.
Lautstärkepegel: Gemessen in Phon. Der Versuch, das Gehör und seine Frequenzabhängigkeit messtechnisch nachzubilden.
Schalldruck: Die tatsächliche Druckwelle in der Luft, gemessen in Pascal (Pa).
Schalldruckpegel: Technische Maßeinheit für den Schalldruck, wird logarithmisch in dB angegeben.
Elektrische Leistung: Die Energie, die der Verstärker an den Lautsprecher abgibt, gemessen in Watt (W).
Schallleistung: Die tatsächliche akustische Energie, die ein Lautsprecher als Schall in alle Richtungen abstrahlt, gemessen in Watt (W).
Schallleistungspegel: Das Gleiche wie zuvor, jedoch logarithmisch in dB statt in Watt ausgedrückt.


------------------------

Habt ihr das selbst schon mal getestet?
Ausführlich, oder einfach via Bassregler etc.?
Wie sind eure Erfahrungen und Meinungen zu dem Thema?

Also, in meiner Erfahrung empfinden es die meisten Leute als doppelt so laut, wenn ich ihnen sage "es ist jetzt doppelt so laut." Ja, lustig, newahr? Aber es ist wahr. Da gibts ja gar keine echte Referenz. Wenn ich 3dB mehr gebe und da noch bei 3kHz ein zwei dB dazu, dann empfinden es die meisten als "viel viel lauter." Da sind wir dann auch schon bei Fletcher und Munson, und ab da wirds dann wild mit der Wahrnehmung von Lautstärke. Fazit: Ich würde Phrasen wie "doppelt so laut" und ähnlich einfach vermeiden.

Gude Jens,

genau so ist es, die Macht der Suggestion ist hierbei ein großer Faktor.
Das war auch das Problem bei den alten Studien aus den 50ern und davor, erst die neueren Arbeiten haben die "psychologische Voreingenommenheit" außen vor gelassen.

Im Präsenz- & Sprachbereich (1-4kHz) ist die Wahrnehmung, bzw. unser Ohr auch am empfindlichsten,
durch eine Anhebung genau dort, empfindet man also eh schon schneller etwas als "lauter".
Das kann man auch auf die Art der Musik anwenden, z.B. wenn der Track sehr wenig mittenbetont ist (Boom-Zisch Elektro z.B.),
dann empfinden wir diesen als weniger laut als ein Track mit sehr dichtem Mittenbrett aus zerrenden E-Gitarren und präsenter Stimme.

Dennoch sind solche Studien sinnvoll und können für uns Techniker wichtig sein,
auch wenn sie dem ein oder anderen nur als grober Richtwert dienen.


Der aller simpelste Fall könnte z.B. folgender sein:
Bei einem Track der Band weiß ich, dass es an einer Stelle richtig Ballern muss.
Wenn ich weiß, dass die Hörer grob 6dB als "doppelt so laut" empfinden,
weiß ich vorab schon, dass ein +6dB Shelf im Bass hier locker ausreichend wird, damit's richtig drückt.
(Das wir dafür jetzt die 4-fache Ampleistung in den Subs brauchen, mal außen vor gelassen, aber das müssen wir ebenfalls bedenken)
Im anderen Fall haben wir 2 identisch eingepegelte, ähnlich klingende E-Gitarren,
eine habe ich auf -5dB im Mix, die andere auf -11dB: Hier weiß ich vorab, dass die Zweite grob halb so laut rüberkommen wird.

Auch bei der Auslegung der PA, oder wegen mir auch nur der Subs, seitens Pegel, Limiter Leistung,
weiß ich, dass ich mit 6dB Headroom wohl noch die doppelte "Lautstärke" ("empfindungstechnisch" gesehen) Reserven habe.

Genauso wissen wir aber auch, dass wir für eine präsentere Stimme oft nur einen Ticken EQ benötigen,
oder zur Besänftigung der Gitarren im Mix oft schon leichte -2dB EQ ausreichen, da unser Gehör hier empfindlicher reagiert.