"Od czasu, gdy ponad 100 lat temu wybudowano najsłynniejsze sale
koncertowe, przeprowadzano w związku z nimi wiele badań" — mówi profesor
— "jednak nadal pozostaje tajemnicą, dlaczego niektóre z nich są lepsze
od innych. Natomiast gdy budowana jest nowa sala koncertowa, tajemnicą
pozostaje to, jakie będzie miała brzmienie". Co sprawia, że sala
koncertowa ma odpowiednie brzmienie? Na to właśnie pytanie próbuje
odpowiedzieć prof. Lokki. Możliwe, że dzięki jego badaniom powstanie
nowy rodzaj multimedialnej rzeczywistości rozszerzonej, a także
wprowadzone zostaną usprawnienia w konstrukcji sal koncertowych. "Musimy
zagłębić się w tę problematykę, wykorzystując modelowanie, psychologię,
pomiary, estetykę muzyczną oraz akustykę" — wyjaśnia profesor — "celem
jest pomiar i symulacja zachowań fal dźwiękowych wytwarzanych przez 100
muzyków w złożonym środowisku fizycznym, a także badanie ich wpływu na
poszczególne osoby zajmujące różne miejsca na widowni"."Próba, próba
mikrofonu, raz-dwa-trzy…"
Jednak preferencje akustyczne, a nawet jakość dźwięku, to sprawa
bardzo subiektywna. Jak zatem można dokonać naukowego pomiaru tych
zjawisk? "Potrzebne nam są zarówno pomiary subiektywne, jak i
obiektywne" — mówi prof. Lokki. Dlatego właśnie postanowił zapożyczyć
pewne pomysły z innych dziedzin, w których konieczne jest
kwantyfikowanie subiektywnych odczuć. Chodzi o branżę spożywczą i
winiarską. "Poprosiliśmy słuchaczy o zdefiniowanie własnych kryteriów
opisu jakości dźwięku (np. bas, czystość itp.) w nagraniach z różnych
sal koncertowych oraz o przypisanie im ocen. Na tej podstawie powstają
profile sensoryczne oraz kolejność preferencji dla poszczególnych sal".
Współpracownicy profesora musieli jednak również ustalić normę
umożliwiającą pomiar tych subiektywnych opinii — sposób na to, by każda z
badanych osób opisywała dokładnie te same właściwości dźwięku. W tym
miejscu pojawia się właśnie "pusta orkiestra". "Stworzyliśmy symulator
orkiestry symfonicznej, wykorzystując 34 głośniki" — objaśnia prof.
Lokki. Poszczególne głośniki zostają ustawione w identycznych miejscach
na każdej ze scen koncertowych i odtwarzane jest nagranie studyjne
jednego muzyka i instrumentu. "Zawsze odtwarzany jest ten sam motyw
muzyczny, grany przez tych samych muzyków, a następnie nagrywamy ogólny
dźwięk z identycznych miejsc w poszczególnych salach. W związku z tym
jedyną zmienną jest struktura architektoniczna". Po ustaleniu tych zasad
badacze zapraszali po 20 słuchaczy na każde z badań. Odtwarzali im
motyw i, przełączając nagrania, przemieszczali ich w różne miejsca na
widowni oraz do różnych sal. "W ten sposób mogliśmy naprawdę porównać
sale" — kontynuuje profesor. Do tej pory zespół sporządził profile
różnych sal, głównie fińskich, oraz zaczął analizować sale koncertowe z
różnych miejsc Europy. Jego członkowie pracują obecnie nad modelami
matematycznymi, które uzupełniłyby te badania jakościowe.
Od symulacji orkiestry do symulacji akustyki
Są to badania multidyscyplinarne, których przeprowadzenie oraz
uzyskanie zadowalających wyników wymaga zaangażowania sporego zespołu.
Dofinansowanie projektu PHDVIRTA ("Physically-based Virtual Acoustics")
ze środków ERBN umożliwiło profesorowi Lokkiemu zatrudnienie ekspertów z
różnych dziedzin. Na początku było to czterech doktorantów, a obecnie
zespół rozszerzył się o trzech uczestników staży podoktorskich. "Dźwięk
różni się od światła — fale dźwiękowe mają długość od 17 m do 1,7 cm —
dlatego trzeba brać pod uwagę takie czynniki, jak pogłosy, refrakcje na
krawędziach oraz wibracje ścian, w związku z czym daleko nam jeszcze do
symulacji komputerowych poszczególnych sal" — wyjaśnia prof. Lokki.
"Jednak dzięki naszym pomiarom możemy odtwarzać poszczególne efekty,
które na przykład ograniczają niskie tony, a za pomocą symulacji 3D
jesteśmy w stanie pokazać, że na przykład określone miejsca na klatkach
schodowych będą działać jak filtry, wpływając na rozpoznawalność
wymawianych słów". Badacze są w stanie tworzyć wizualizacje energii
dźwięku, śledząc odbicia, ich kierunki oraz identyfikując poszczególne
powierzchnie, a następnie nakładać te wyniki na plany oraz rysunki. Może
to zapewnić cenne wskazówki dla projektantów nowych sal koncertowych,
widowni, a nawet bibliotek czy centrów handlowych. "W ramach innych
zastosowań badamy rzeczywistość rozszerzoną dźwięku przy współpracy z
Nokia Research Centre" — kontynuuje profesor. "W przypadku wizualnej
rzeczywistości rozszerzonej używane są smartfony lub okulary Google,
natomiast my możemy sprawić za pomocą mikrofonu, by słuchawki stały się
'transparentne' — co stanowi przeciwieństwo eliminacji szumów. Ten efekt
możemy zastosować na przykład w trójstronnej rozmowie telefonicznej, w
której w miarę zbliżania się do rozmówców wyciszane są dźwięki rozmowy.
Może również posłużyć do poprawy wrażeń w środowisku akustycznym.
Ponadto udostępniliśmy w Internecie setki naszych plików muzycznych z
nagraniami z symulatora orkiestry. Są one obecnie używane na całym
świecie w badaniach wykorzystujących wyniki naszych prac" — mówi na
koniec profesor.
- Źródło: Prof. Tapio Lokki
- Koordynator projektu: Wydział Technologii Medialnych, instytut naukowy Uniwersytetu Aalto, (Finlandia)
- Tytuł projektu: Physically-based virtual acoustics
- Akronim projektu: PHDVIRTA
-
witryna internetowa projektu PHDVIRTA- siódmy program ramowy (7PR) (nabór wniosków do ERBN): Grant dla początkujących naukowców 2007
- Finansowanie przez KE: 880 000 EUR
- Czas trwania projektu: 5 lat i 11 miesięcy
- Wybrane publikacje:
-
"Concert hall acoustics assessment with individually elicited
attributes", J. Acoust. Soc. Am., Volume 130, Issue 2, (2011); Tapio
Lokki, Jukka Pätynen, Antti Kuusinen, Heikki Vertanen i Sakari Tervo;
str. 835-849
- "Disentangling preference ratings of concert hall
acoustics using subjective sensory profiles," Journal of the Acoustical
Society of America, Volume 132, Issue 5, (2012); Tapio Lokki, Jukka
Pätynen, Antti Kuusinen i Sakari Tervo; str. 3148-3161
- "Temporal
Differences in String Bowing of Symphony Orchestra Players", Journal of
New Music Research, Volume 41, Issue 3, (2012); Jukka Pätynen, Sakari
Tervo i Tapio Lokki; str. 223-237
poleca:
