Consulenza del suono: progettare gli auditorium

"Si è già fatta ricerca sugli auditorium, sin da quando sono stati costruiti quelli più famosi, oltre 100 anni fa - dice - ma il perché alcuni sono migliori di altri rimane un mistero, e quando si costruisce un nuovo auditorium, non è possibile sapere come sarà il suono". Cosa fa funzionare un buon auditorium? È questa la domanda cui il prof. Lokki sta cercando di rispondere. La sua ricerca potrebbe portare persino a una nuova forma di realtà aumentata multimediale, e a migliori progetti per auditorium. "Occorrono conoscenze più approfondite, usando la creazione di modelli, la psicologia, le misurazioni, l'estetica e l'acustica della musica - spiega - per misurare e simulare il comportamento delle onde sonore prodotte da 100 musicisti in un ambiente fisico complesso e gli effetti per i diversi membri del pubblico che siedono in posti diversi". "Prova, prova, 1 - 2 - 3…"

Ma le preferenze acustiche - e la qualità del suono - sono molto soggettive, quindi come si possono misurare scientificamente? "Avevamo bisogno di misurazioni sia soggettive che oggettive", dice il prof. Lokki. Ha deciso quindi di prendere in prestito alcune idee da altri settori che hanno bisogno di quantificare opinioni soggettive - l'industria alimentare e del vino. "Abbiamo chiesto agli ascoltatori di definire termini individuali per descrivere la qualità del suono di registrazioni di diversi auditorium - "basso", "chiarezza", ecc. - e di assegnare punteggi. Questo ha portato a profili sensoriali, e ordini di preferenza, per ogni auditorium". Il suo team però doveva anche fornire uno standard rispetto al quale misurare queste opinioni soggettive - come assicurarsi che tutti si riferiscano esattamente alle stesse caratteristiche del suono? È qui che entra in gioco l'"orchestra vuota". "Abbiamo costruito un "simulatore di orchestra sinfonica" usando 34 casse", spiega il prof. Lokki. Ogni cassa viene messa in un punto identico su ogni palco per concerti e suona una registrazione di studio di un musicista e strumento singolo. "Suonano sempre lo stesso brano di musica, suonato dagli stessi musicisti, e poi registriamo il suono totale da posti identici in ogni auditorium, in modo che l'unica variabile sia l'architettura". I ricercatori hanno quindi invitato 20 ascoltatori per ogni studio e hanno riprodotto per loro il pezzo, saltando da posto a posto e da auditorium a auditorium, cambiando le registrazioni, "così possiamo veramente confrontare gli auditorium", continua. Il team ha creato profili principalmente di auditorium finlandesi finora e adesso sta passando ad altri auditorium in tutta Europa. Attualmente sta lavorando a modelli matematici per integrare questa ricerca qualitativa.

Dalla simulazione di orchestre alla simulazione dell'acustica

Si tratta di una ricerca multi-disciplinare, che ha bisogno di un team alquanto grande per ottenere buoni risultati. I finanziamenti del CER per il progetto PHDVIRTA ("Physically-based Virtual Acoustics") hanno permesso al prof. Lokki di assumere esperti di vari settori: all'inizio, quattro studenti di dottorato, cui adesso si sono aggiunti tre studenti di post-dottorato. "Il suono non è come la luce - esiste in lunghezze d'onda che vanno dai 17m ai 1,7m - quindi l'eco, la rifrazione dovuta agli angoli e le vibrazioni dei muri sono tutti fattori da tenere in considerazione - e una simulazione computerizzata completa di ogni auditorium è ancora molto lontana", spiega il prof. Lokki. "Grazie alle nostre misurazioni però, possiamo riprodurre gli effetti specifici che riducono il basso, per esempio, e le nostre simulazioni in 3D possono mostrare che, per esempio, una rampa di scale in punti specifici può fungere da filtro e influenzare la comprensibilità delle parole". I ricercatori possono produrre visualizzazioni dell'energia sonora – individuando riflessioni e le loro direzioni e identificando le superfici coinvolte - e sovrapporle a piani e disegni. Questo potrebbe trasformarsi in consigli preziosi per la costruzione di nuovi auditorium ma anche di biblioteche o centri commerciali. "In un'altra applicazione, stiamo lavorando alla realtà aumentata per il suono con il Centro ricerca della Nokia", continua. "La RA visiva usa gli smartphone o i Google glasses, ma noi possiamo usare un microfono per far diventare le cuffie "trasparenti" - l'opposto della cancellazione del rumore - e applicare questo a, per esempio, una conversazione tripla al telefono che si affievolisce quando ci si avvicina alle persone con le quali si sta parlando. O si potrebbe usare per migliorare il proprio ambiente acustico. "Inoltre, abbiamo fornito centinaia di download dei nostri file di musica del simulatore dell'orchestra e questi sono usati adesso per impiegare la nostra ricerca in tutto il mondo", conclude.

Fonte: Prof. Tapio Lokki

Detaggli del progetto:

- Coordinatore del progetto: Dipartimento di tecnologia dei media, Facoltà di scienze dell'Università di Aalto, (Finlandia)
- Titolo del progetto: Physically-based virtual acoustics
- Acronimo del progetto: PHDVIRTA
- Sito web del progetto PHDVIRTA
- Programma di finanziamento del 7° PQ (Bando CER): Starting Grant 2007
- Finanziamento CE: 880 000 euro

- Durata del progetto: 5 anni e 11 mesi

Principali pubblicazioni:

- "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 & Sakari Tervo; pp. 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 & Sakari Tervo; pp. 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 & Tapio Lokki; pp. 223-237