Tutkimuksella ainutlaatuisen konserttikokemuksen jäljille

Konserttisalien akustiikalla on merkittävä rooli siinä, kuinka vahvasti musiikki koetaan. Erilaiset tilat muokkaavat ääntä, lisäksi ihmisen kuulo käyttää saatua informaatiota eri tavoin. Akustiikkatutkimusten tuloksia pitäisi myös hyödyntää yliopistossa yleistyneiden avokonttoreiden suunnittelussa.

Aalto-yliopiston professori Tapio Lokki tutkii ääntä, kuuloa ja akustiikkaa. Kiinnostuksen kohteina ovat erityisesti konserttisalit ja havaittu äänenlaatu. Tavoitteena on ymmärtää, miksi musiikki kuulostaa jossain tilassa paljon paremmalta kuin toisessa.

—Dynamiikka kuuluu varsinkin klassisen musiikin tärkeimpiin ilmaisukeinoihin, ja dynaamisten havaintojen korostumisen oletetaan tuottavan voimakkaamman kuunteluelämyksen. Musiikkiin tulee syvyyttä ja tapahtuu enemmän, kun hiljaiset kohdat kuulostavat hiljaisilta ja kovat kohdat todella voimakkailta, professori Tapio Lokki kertoo.

Lokin johtamassa Virtuaaliakustiikan ryhmässä on kehitetty menetelmiä, joiden avulla voidaan analysoida akustiikan merkitystä musiikin kokemisessa. Konserttisaleja mitataan yleensä impulssivasteella. Mittaustapa ei kuitenkaan huomio sitä, kuinka tai mitä soitetaan.

Kuvassa Aalto-yliopiston professori Tapio Lokki.

—Äänen etenemistä ja äänen heijastelua salin seinistä kyetään tutkimaan fysikaalisesti, mutta musiikin luomaa kokemusta kuulijalle on todella hankala mitata ja yhdistää fysiikkaan. Konserttielämyksen siirtäminen laboratorion kontrolloituihin olosuhteisiin edellyttääkin myös ääniteknologiaa, mittaustekniikkaa, signaalinkäsittelyä sekä havaintopsykologiaa.

Virtuaaliakustiikan tutkimusryhmässä tehtiin äänityksiä eri konserttisaleissa, joiden akustiset vasteet mitattiin 34 kaiuttimesta rakennetulla orkesterilla. Mittaukset analysoitiin Otaniemessä. Kun impulssivaste mitataan saman aikaisesti monella mikrofonilla, voidaan mikrofonien välisten erojen perusteella analysoida äänen tulosuunta ajan ja taajuuden funktiona.

—Koska kaiutinorkesteri soittaa aina samalla tavalla, ovat eri salien mittaukset keskenään täysin vertailukelpoisia. Kaiutinorkesteri on tutkijaryhmämme kehittämä työkalu, jolla yritetään ymmärtää havaittuja eroja huoneiden akustisissa ominaisuuksissa, Lokki selittää.

Konserttisaleista kiistellään todella paljon. Koettu äänen laatu herättää suuria intohimoja, mutta kyse on myös makuasioista. Tutkijat pyrkivät selvittämään, mihin kokemus perustuu ja todistamaan ilmiöt tieteellisesti.

Analyysikuva visualisoi äänienergian tulosuuntia ajan funktiona yhdessä kuuntelupisteessä.

Nykyään rakennetaan yhä enemmän areenatyyppisiä konserttisaleja, joissa yleisö on esiintyjien ympärillä. Kapellimestarit ja muusikot pitävät usein ratkaisusta, sillä he kuulevat toisiaan hyvin ja samalla pääsevät yleisön huomion keskipisteeseen. Arkkitehdit taas saattavat suosia ratkaisua visuaalisin perustein, vaikka lopputuloksena olisikin yleisön kannalta musiikkia latistava akustiikka. Suomessa tällaisessa maineessa on etenkin Musiikkitalon uudehko konserttisali.

—Mutta on myös kehuttuja moderneja saleja, esimerkiksi Sibeliustalo Lahdessa. Monet maailman parhaimpina pidetyt salit ovat kuitenkin yli sata vuotta vanhoja ja malliltaan kenkälaatikon muotoisia. Erityisesti Wienin Musikverein on akustiikaltaan maailmankuulu, Lokki toteaa.

—Musikvereinissa on todella miellyttävä kaiunta etenkin jousille, lisäksi pianissimon ja fortissimon ero on suuri. Konserttisalin muoto ja käytetyt materiaalit vaikuttavat äänikokemukseen. Musikvereinia ei varsinaisesti suunniteltu akustiikan osalta vaan ratkaisut perustuvat pitkälti rakennustekniikkaan: kapea tila ja massiiviset seinät ovat hyviä äänille. Lisäksi saliin on tehty parvia ja koristeiden pintojen kultauksia, joilla saattaa olla vaikutus etenkin korkeisiin taajuuksiin, Lokki arvioi.

Akustiikkalevyä luonnonmateriaaleista

Kaiunnan vaimentamiseen käytetään akustiikkalevyä. Lokin tutkimusryhmässä tutkitaan yhteistyössä alan yrityksen kautta mahdollisuutta valmistaa paperiteollisuuden ylijäämänä syntyvästä sellusta akustiikkalevyä. Etuna on luonnonmateriaalin kyky kestää kosteusvaihteluja, eikä se ärsytä hengitysteitä samalla tavalla kuin vaikkapa lasivilla. 

Akustiikan tutkimustyöstä voi koitua hyötyä myös kuulovikojen selvittämisessä. Lokilla on käynnissä yhteistyöhanke HYKS:in kanssa kuulontutkimukseen liittyen.

—Tavoitteenamme on ymmärtää paremmin, miten kaiunta sotkee puheen ymmärrettävyyttä. Monien huonokuuloisten on yleensä suhteellisen helppoa kuulla puhetta kaksin käydyssä keskustelussa, sen sijaan vaikkapa hälyisessä ravintolassa puheesta ei saa selvää. Hälykuulon tutkimuksissamme pyrimme kehittämään menetelmiä, joiden avulla kuulovikoja voitaisiin ymmärtää paremmin.

Virtuaaliteknologian myötä tavoitteena on tehdä uusia ääniympäristöjä visuaalisen maailman rinnalle. Lokin ryhmä kehittää teknologiaa, jonka avulla voitaisiin saada ääni kuulostamaan mahdollisimman todenmukaiselta. Immersiivinen ääni viittaa äänitys- ja äänentoistotekniikoihin, joilla pystytään välittämään kuuntelijan ympärillä oleva ääniympäristö todenmukaisemmin kuin normaalilla stereotekniikalla ja tuomaan esimerkiksi konserttikokemus kotiin kuunneltavaksi. Kehitteillä ovat muun muassa kuulokkeet, joissa on aito ääniympäristö mutta tuntuu, ettei kuulokkeita ole lainkaan.

—Selvitämme myös elokuvateattereiden äänentoistoon liittyviä kysymyksiä. Äänitetty ja miksattu elokuvaääni saattaa usein kuulostaa erilaiselta studiossa ja teatterissa. Teatterissa voi joskus olla jopa vaikeaa saada dialogista selvää, vaikka studiossa se toimi hyvin.

Wienin Musikverein -salin lavalla on Tapio Lokin tutkimusryhmän kehittämä ”kaiutinorkesteri”, jonka avulla konserttisalien akustiikkatutkimuksissa on saavutettu huomattavia edistysaskelia. Kuva: Jukka Pätynen 

Avokonttorit arveluttavat

Viimevuosina avokonttoreita on alettu rakentaa yhä enemmän myös yliopistoihin. Trendi on monen mielestä älytön, eikä sovi lainkaan yliopistomaailmaan. Avokonttoreiden akustiikka on hyvin usein työn teon kannalta huono. Todennäköisesti niiden määrä tulee kuitenkin yhä lisääntymään, sillä yliopistot pyrkivät tiivistämään tilavuokrissa säästääkseen. Lokin mukaan tila kyettäisiin rakennusvaiheessa suunnittelemaan niin, että äänimaisema ei juuri häiritse työskentelyä, mutta sitä ei yleensä toteuteta.

—Ihminen reagoi puheeseen. Avokonttoreiden ongelmana on puheen kuuluminen ja yleinen hälyisyys. Minusta avokonttorit eivät sovi yliopistoon. Tosin meillä Otaniemessä akustisesti hyvin suunniteltu avokonttori toimii aika hyvin. Tutkijat ovat melko hiljaisia ja palaverit pidetään neukkarissa ja puhelinkeskustelut käydään eri tiloissa. Tiukat säännöt auttavat, mutta kyky keskittyä avokonttorissa riippuu henkilöstä. Itse pystyn keskittymään kovassakin melussa, mikä varmaan johtuu siitä, että olen isosta perheestä.

—Tiedän, että, joillekin se taas on hyvin vaikea. Mielestäni suoranaista hulluutta on se, että joissakin kouluissa on siirrytty avoimiin luokkatiloihin. Olisi kiinnostavaa tietää, onko kyse arkkitehtuurimuodista, vai mistä, Lokki puuskahtaa.

Tapio Lokki on aktiivinen somessa ja käyttää Facebookia ja Twitteriä tutkimustulosten käsittelyyn. Lisäksi hän kirjoittaa blogia, jossa käsittelee lähinnä yliopistomaailman ihmeellisyyksiä.

—Konserttisalitutkimus on ala, joka kiinnostaa ihmisiä ja toimittajat ovat ottaneet paljon yhteyttä, olemme myös itse kirjoittaneet paljon aiheesta kulttuuripuolella. Uskon – ehkä hieman vanhoillisesti – yliopistojen sivistävään tehtävään. Minusta on tärkeää jakaa tietoa varsinkin, kun kyse on aiheesta, joka kiinnostaa ihmisiä ja kytkeytyy heidän elämäänsä. Esimerkiksi melu on yksi pahimmista saasteista ja sen tiedetään aiheuttavan stressiä, joten aihetta on hyvä pitää esillä julkisessa keskustelussa, Lokki painottaa.

—Alamme on pieni ja haluamme toki saada muutenkin näkyvyyttä ja sitä kautta opiskelijoita kiinnostumaan alasta. Joskus olemme jopa saaneet tutkimusideoita tavallisilta ihmisiltä heidän havaintojensa pohjalta.

Akustiikan tutkijoista lähes kaikilla on musiikkitausta. Myös Lokki on muusikko.

—Olen soittanut klarinettia pitkään erilaisissa puhallin- ja sinfoniaorkestereissa. Muusikkotausta on ollut konserttisalitutkimuksissa välttämättömyys. Sen ansiosta olen pystynyt keskustelemaan muusikoiden ja kapellimestarien kanssa heidän omalla kielellään sekä kehittämään uusia saliakustiikan tutkimusmenetelmiä.

 

Teksti: Arja-Leena Paavola
Konserttisalikuva: Jukka Pätynen

www.professoriliitto.fi