Recomendaciones con armonía: el modelaje de auditorios de música

«Se ha investigado mucho sobre las salas de concierto desde que se construyeron las más famosas, hace ya más de cien años» —comenta—, «pero aún sigue siendo un misterio por qué unas funcionan mejor que otras. Además, cuando se construye una nueva sala de concierto, seguimos sin poder vaticinar cómo acabará siendo su sonido final». ¿Qué es lo que hace que una buena sala de concierto tenga un buen sonido? Precisamente ésta es la respuesta que el profesor Lokki trata de averiguar. Su investigación incluso podría llevar a crear una nueva forma de Realidad Aumentada multimedia, así como a mejorar el diseño de los auditorios. «Necesitamos alcanzar un grado más profundo de conocimiento ayudándonos del modelaje, la psicología, la métrica, la estética musical y la acústica» —comenta— «a fin de medir y simular el comportamiento de las ondas sonoras emitidas por cien músicos en un entorno físico complejo, y ser capaces de dilucidar los distintos efectos que escuchará el público en función de la ubicación de sus localidades».«Probando, probando... sí, hola, sí...»
Pero las preferencias acústicas, e incluso la calidad del sonido, son muy subjetivas; entonces ¿cómo podemos medir dichas variables científicamente? «Necesitamos una métrica subjetiva y otro objetiva» —aclara el profesor
Lokki. Así, decidió valerse de algunas ideas que se emplean en otras disciplinas que también han de cuantificar opiniones subjetivas, tales como el sector vinícola y de la alimentación. «Pedimos a los oyentes que empleasen los términos que cada uno considerase adecuados para describir la calidad de sonido de las grabaciones realizadas en distintas salas de concierto (por ejemplo: «bajos», «claridad», etc.) y le asignasen una puntuación. De este modo somos capaces de crear perfiles sensoriales y un orden de preferencia para cada una de las salas». Además, su equipo tenía que ser capaz de crear un estándar que sirviese para medir las distintas opiniones subjetivas, asegurándose de que todos los encuestados realizaban sus observaciones sobre las mismas cualidades de sonido. Y es aquí donde entra la «orquesta vacía».
«Construimos un "simulador de orquesta sinfónica" empleando 34 altavoces» —explica el profesor Lokki. Cada altavoz se coloca en una ubicación idéntica en el escenario de cada sala de concierto y reproduce una grabación de estudio correspondiente a un único músico tocando un solo instrumento. «Siempre se reproduce la misma pieza musical, repentizada por los mismos músicos, y entonces se graba el sonido general desde unas butacas ubicadas en lugares idénticos en cada sala, de forma que la única variable que queda es la arquitectura».
Una vez hecho esto los investigadores invitaron a veinte encuestados para cada estudio, les ponían la misma pieza y los oyentes tenían que ir cambiando de butaca y de sala entre canción y canción. «Así nos aseguramos de que podemos comparar los distintos auditorios» —añade. Hasta la fecha, este equipo ha elaborado el perfil acústico de salas de concierto sobre todo de Finlandia, y ya han comenzado a realizar el de otros auditorios por toda Europa. Ahora mismo están desarrollando modelos matemáticos que complementen esta investigación cualitativa.

El paso de la simulación de la orquesta a la simulación de la acústica

Se trata de una investigación multidisciplinar que requiere de un nutrido equipo de expertos para lograr unos buenos resultados. La financiación del CEI concedida al proyecto «Physically-based Virtual Acoustics» (PHDVIRTA) ha permitido al profesor Lokki contratar a expertos en distintos campos: en un primer momento, a cuatro estudiantes de doctorado, y ahora ha incluido a otros tres de postdoctorado. «El sonido no es como la luz: la longitud de onda de los sonidos audibles oscila entre 17 m. y 1,7 cm. y hay que tener en cuenta fenómenos tales como el retardo por eco, la refracción del sonido en las esquinas y las vibraciones de las paredes, con lo cual aún queda mucho para poder realizar una simulación por ordenador de cada una de las salas» —explica el profesor Lokki. «En cualquier caso, gracias a nuestras mediciones podemos reproducir los efectos específicos que reducen los bajos, por ejemplo, y nuestras simulaciones en 3D nos permiten visualizar, por ejemplo, que si las escaleras se sitúan en ciertos lugares, pueden hacer de filtro y afectar a la inteligibilidad del habla». Los investigadores pueden generar una visualización de la energía sonora (mediante el seguimiento de la reflexión y dirección del sonido e identificando el medio por el que pasa) y superponerla a planos y diagramas. Esto podría ser de gran ayuda a la hora de construir nuevas salas para conciertos, auditorios o, incluso, bibliotecas o centros comerciales. «Otra posible aplicación en la que estamos trabajando con el Nokia Research Centre es la Realidad Aumentada sonora» —añade. «La RA visual emplea smartphones o gafas de Google como soporte, pero podemos usar un micrófono para hacer que los auriculares sean "transparentes" (que sería el fenómeno opuesto a la cancelación de ruido), y aplicarlo, por ejemplo, a una conversación a tres bandas en la que el volumen va bajando conforme el hablante se acerca a su interlocutor. O incluso se podría utilizar para mejorar nuestro entorno acústico. «Además, hemos facilitado cientos de descargas de nuestros archivos de música del simulador de orquesta, que se están utilizando ahora mismo para ampliar nuestra investigación al resto del mundo» —apunta.
Profesor Tapio Lokki
- Coordinador del proyecto: Departamento de Tecnología Mediática, Escuela Universitaria de Ciencias Aalto (Finlandia)
- Título del proyecto: Physically-based virtual acoustics
- Acrónimo del proyecto: PHDVIRTA
- web del proyecto PHDVIRTA
- Programa de financiación del 7PM (convocatoria del CEI): subvención de inicio (Starting Grant) 2007
- Financiación de la CE: 880 000 euros

- Duración del proyecto: 5 años 11 meses
- Bibliografía seleccionada:
- "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