Suomalaistutkijat keksivät keinon selvittää, miten hyvältä musiikki missäkin salissa kuulostaa. Lopullisessa raadissa istuvat ihmiset.

Onkohan koskaan kaksi samassa konsertissa käynyttä ollut täsmälleen samaa mieltä siitä, miltä orkesteri kuulosti. Iänikuinen väittely salien soinnista voidaan kohtapuoliin lopettaa, kun uusi tekniikka osoittaa vastaansanomattomasti, missä on hyvä akustiikka.

Vitsi vitsinä. Konserttiakustiikka on niin monimuotoinen ja henkilökohtainen asia, että kiistely tuskin päättyy koskaan. Mittausmenetelmät kuitenkin kehittyvät, ja Suomi on niissä pitkällä.

Aalto-yliopiston Mediatekniikan laboratoriossa on luotu virtuaalinen sinfoniaorkesteri, joka parantaa ymmärrystämme siitä, mitä hyvä akustiikka tarkoittaa, mistä se syntyy ja miten se saadaan niin konsertti- kuin kokoussaleihin.

Professori Tapio Lokin johtama työ on uraauurtavaa, ja se on pantu merkille myös maailmalla. Kesäkuussa Lokki sai Early Career Award -palkinnon, jota myös akustiikan nobeliksi kutsutaan. Sen myöntää akustiikan tutkijoiden kansainvälinen kattojärjestö joka kolmas vuosi.

Vakioitu pysyy linjassa

Aalto-yliopiston virtuaalinen sinfoniaorkesteri koostuu 34 kaiuttimesta, joista tulvii ilmoille katkelmia Mahlerin, Mozartin, Beethovenin ja Brucknerin sävellyksistä. Musiikki on peräisin tallenteista, joita Lokin tutkimusryhmä on äänittänyt kaiut­tomassa tilassa parinkymmenen muusikon soitosta soitin kerrallaan. Kun tallenteet yhdistetään, saadaan va­kioitu sinfoniakonsertti, joka on pikkupiirtoa myöten samanlainen joka kerran joka salissa.

Tässä onkin syy kaiutinorkesterin käyttöön. Todellisessa konsertissa muusikot mukauttavat soittonsa kulloisenkin salin akustiikkaan, mikä tekee salien yhteismitallisen vertailun mahdottomaksi.

Tavallisesta sinfoniaorkesterista kaiutinorkesteri poikkeaa siinä, että kutakin soitinta soittaa vain yksi muusikko. Iso orkesteri tai vaikkapa jousisektio syntyy, kun äänitys monistetaan.

Aitouden tuntua lisää se, että monistuksessa äänityksiin on signaalinkäsittelyllä muokattu pieniä eroja. Ne jäljittelevät muuntelua, jota aidossa konserttitilanteessa synnyttävät muun muassa soittimien erilainen ominaissointi ja soitta­jien erilainen vire.

Mikrofoni esittää yleisöä

Konserttia varten kaiutinorkesteri pitää virittää ihan niin kuin oikeakin orkesteri. Jotta jokainen kaiutin soi joka salissa samalla tavalla tarvitaan tietokone, suodattimia, äänigeneraattoreita, mittanauhoja ja arvatenkin piristäviä juomia, koska konserttitaltioinnit on tehtävä öisin, kun saleissa ei ole muuta toimintaa.

Konsertissa kaiuttimet seisovat kuta kuinkin samoilla paikoilla, joilla ihmissoittajat istuvat. Soittoa kuuntelee mikrofonihila eri paikoissa salia. Eri saleissa äänityspaikat ovat aina samoilla etäisyyksillä. Näin ainoa tekijä, joka elämystä voi muuttaa, on ympärillä oleva konserttisali.

Konsertin jälkeen äänitteet käsitellään laboratoriossa 24-kanavaista 3D-toistoa varten, ja lopputulos tuutataan ulos 24 kaiut­timesta Mediatekniikan laitoksen kuunteluhuoneessa. Tila on lähes kaiuton, joten sillä ei ole omaa akustiikkaa sotkemassa koekuuntelijoiden kokemusta.

Aistimus avainasemassa

Koekuuntelijoita todella tarvitaan, koska hyvän akustiikan arvoitus ei loppujen lopuksi ratkea millään teknisellä mittalaitteella. Tilanne on sama kuin makujen maailmassa. Ei maailman parhaita ravintoloitakaan valita tutkimalla ruoka-annosten kemiallista koostumusta vaan maistamalla keitoksia.

Vertaus makunautintoihin on sikälikin osuva, että Lokin tutkimusryhmä soveltaa muun muassa viinien arvioinnissa käytettäviä aistinvaraisia menetelmiä, jotka sallivat maistajien kuvailevan elämyksiään sanallisesti.

Akustiikan arvioijaksi päästäkseen on tunnettava vähintään perusasiat, mutta kaikilla Lokin koekuuntelijoilla on ollut myös jonkinlainen musiikillinen tausta.

Jokainen alustavasti kuuntelijaksi valittu joutuu työpäivän mittaiseen monivaiheiseen prosessiin, jossa luodaan yksilöllinen sanasto kuuntelukokemusta kuvaamaan. Tämä varmistaa sen, että arvioijan kannanotot ovat keskenään yhtäpitäviä.

Voi kuulostaa yllättävältä, mutta moni on itsensä kanssa eri mieltä kuullessaan samoja näytteitä uudestaan pienenkin tauon­ jälkeen. Kun Lokin ryhmä tutki Etelä-Suomen konserttisalien akustiikkaa, alun perin 23 arvioijasta viisi karsiutui siksi, etteivät heidän arvionsa toistuneet riittävän samanlaisina.

Kaksi koulukuntaa

Koekuuntelijoiden näkemyksistä voi tehdä summittaisen kahtiajaon. Osa ihmisistä pitää siitä, että musiikki soi sekä kovaa että kaikuen ja tuntuu ympäröivän kuulijan. Osa taas arvostaa sitä, että eri soittimet erottuvat ja sointi on kirkas. Yhtä mieltä kuuntelijat ovat lähinnä siitä, että sali on huono, jos musiikki tuntuu tulevan kaukaa ja heikkona.

Vaikka Lokin ja kumppaneiden tutkimus ei lopettaisikaan kiistelyä hyvistä ja huonoista saleista, se voi auttaa rakentamaan tiloja, joissa mahdollisimman suuri osa kuulijoista pääsee paikoille, joiden akustiikka on enemmistön mielestä miellyttävin.

Petri Forsell on vapaa tiedetoimittaja ja Tiedelehden vakituinen avustaja.

Julkaistu Tiede-lehdessä 8/2013.

Beethoven soi

  • Kutakuinkin tältä näyttää, kun 34 kaiuttimen sinfoniaorkesteri konsertoi ja mikrofoni kuuntelee.
  • Ääniaallot ovat vain viitteelliset. Oikeasti ne eivät etene rintamana vaan lähtevät kaikkiin mahdollisiin suuntiin ja kimpoilevat tahoilleen rakenteisiin osut­tuaan.
  • Koska konsertti­sa­lien muodot ja materiaalit vaihtelevat, vaihtelee myös äänen kulku, ja sen mukana muuttuu akustiikka. Siksi sama musiikki soi eri lailla eri saleissa.