in audioanalyse

Het mooie van muziek en geluid is dat het oneindige analytische materie vormt. Zo ben ik al een eeuwigheid geïnteresseerd in hoe je het fijne van een analoog geluid kunt vertalen naar digitaal. Daarover een andere keer meer.

Ik heb gemerkt dat als ik die kennis met anderen deel het mijn eigen kennis vergroot omdat er feedback gegeven wordt. Dat is het mooie van kennisoverdracht online vind ik, want men tilt elkaar naar een hoger niveau op die manier. Ik doe dit al jaren en eigenlijk alleen op internationale fora en via mijn internationale bedrijf en website Melodiefabriek. Nerds zoals ik moeten er ook in Nederland zijn, vandaar het nu volgende blog-epistel.

Geluid = verandering in luchtdruk

Geluid is een hoorbare verandering van de luchtdruk in een ruimte. Door deze verandering in luchtdruk worden de trommelvliezen van de mens die zich in de ruimte bevindt in beweging gezet.

Puur sec genomen is niet alleen lucht in staat om geluid over te brengen maar water ook. Onderwater kun je dus ook geluiden waarnemen, die weliswaar een stuk dieper en doffer klinken vanwege de zwaardere massa van water die veel lastiger in beweging te zetten is dan geluid.

Het effect van de ruimte

Zonder een ruimte is er geen luchtdruk en zal er ook geen geluid kunnen klinken. Buiten op straat of op het strand is die luchtdruk er natuurlijk ook anders zouden we zonder lucht/zuurstof dood gaan.

De luchtdruk is in elke ruimte anders. Deze wordt bepaald door de vorm van de ruimte, de wanden en objecten die in de ruimte staan. De luchtdruk van een ruimte is constant tenzij je de ruimte gaat veranderen.

Geluid is afhankelijk van 2 posities in de ruimte:

  • de positie van de geluidsbron
  • de positie van de luisteraar

Tussen die 2 bestaat er een afstand die via de geluidsdruk overbrugt, verbonden, wordt. Je zou geluid poëtisch kunnen uitdrukken als een aanraking op afstand, zoals genoemd werd in de mooie aflevering Sound As Touch van Radiolab.

Het lineaire karakter van elke ruimte

De luchtdruk van een ruimte is lineair, wat betekent dat de frequentiekarakteristiek hetzelfde blijft ongedacht het volume van de geluidsbron in de ruimte. En ook de frequentiekarakteristiek van de geluidsbron wordt door een ruimte lineair behandeld: alle frequenties worden op gelijke wijze verzwakt of versterkt door een ruimte.

De geluidsdruk van een ruimte bepaalt de frequentiekarakteristiek van de ruimte. Kerken staan bekend om hun galm, het langzaam wegsterven van met name de hogere tonen om zo een hemels effect tot stand te brengen. Maar ook die galm (lees: geluidsdruk in de kerk) is dus lineair. Dit betekent dat als we heel zacht praten in die kerk die galm er nog steeds is, alleen een factor x zachter.

Hoe lineair is ons gehoor?

Ons gehoor is verre van lineair. Ons gehoor neemt kleine verhogingen in geluidsdruk minder snel waar. En als we zachter praten in de kerk denken we dat ons stemmen minder galmen. De galm is niet minder geworden, lineair met onze stem klinkt de galm zachter, maar ons gehoor “denkt” een groot verschil waar te nemen.

En ons gehoor is overgevoelig voor bepaalde frequenties en relatief ongevoelig voor weer andere frequenties. Zo moet bijvoorbeeld de geluiddruk met een factor 4 verhoogd worden willen we het geluid als 2 maal zo luid/hard kunnen ervaren.

Kortom: onze oren zijn gekleurd.

Kleine ruimtes hebben de neiging om lage frequenties te versterken. Toch lijkt het erop alsof dat probleem minder wordt als je het volume van de geluidsbron lager (zachter) afstelt. Maar net als bij het hierboven beschreven voorbeeld van galm ligt dit puur aan ons gekleurde gehoor. De frequentiekarakteristiek van een ruimte ligt immers vast en de invloed hiervan is lineair. Dus als er op een laag niveau minder bas lijkt te klinken, dan moet dit voor ALLE frequenties gelden. Echter, ons gehoor neemt het als zodanig niet waar. Toch is het zo, want een ruimte heeft slechts 1 geluidsdruk en die verandert niet onder invloed van een beetje meer of minder laag. Volg je me nog?

Convolutie: een foto van de ruimte maken

Door pistoolschot af te vuren of in onze handen te klappen in een ruimte kunnen we alle frequenties meten. Door dit geluid te samplen (dit wordt ook wel een impulse response genoemd) maken we als het ware een geluidsfoto van de frequentiekarakteristiek van de ruimte. Of anders gezegd: we meten de geluidsdruk van een ruimte. We meten hoe de ruimte reageert op de frequenties van een geluidsbron. Zodoende wordt vaak ook de techniek van een audio-sweep gebruikt om de impulse response op te nemen. Een sweep van lage naar hoge frequenties die in de ruimte afgespeeld wordt om zo het effect van de geluidsdruk op alle frequenties goed te kunnen meten.

Deze techniek werkt fantastisch want het registreert echt voor de volle 100% hoe een ruimte werkelijk klinkt. Het Nederlandse bedrijf Audio Ease is hierin gespecialiseerd en heeft de ambiance van ondermeer het Concertgebouw omgezet naar een impulse response.

De geluidsdruk van een ruimte is lineair. Maak er een geluidsfoto van middels een impulse response en je kunt elke geluidsbron laten klinken alsof het zich in die ruimte bevindt. Zelf maak ik soms ook mijn eigen impulse responses, daarover misschien een andere keer meer.

Tot slot een voorbeeld. Je hoort een drumloop, de eerste 2 maten zijn zonder convolutie galm en dan telkens om de 2 maten switch ik naar een andere convolutie galm:

Geef een reactie

Reactie