KUNST x TECHNIEK

een STT toekomstverkenning

Wave Field Synthesis: Focussed Sound In Sonic Space

 

“Wave Field Synthesis, afgekort WFS, staat voor golfveldsynthese. Dat is een bepaalde techniek voor de weergave van geluid. Dat geluid komt uit heel veel luidsprekers. Het bijzondere aan die techniek is dat geluiden op een hele nieuwe manier door de ruimte kunnen bewegen. Neem het WFS-systeem van The Game of Life. Dat bestaat uit 192 luidsprekers die in een vierkant van 10 bij 10 meter zijn opgesteld. Het is mogelijk om geluiden binnen dit vierkant te laten bewegen. En het is mogelijk om geluiden buiten dit vierkant te laten bewegen. Ondanks dat de luidsprekers naar binnen zijn gericht. Hoe kan dat allemaal?

Geluidsgolven zijn te vergelijken met watergolven. Stel, je gooit een steen in het water. Daar waar de steen in het water komt, ontstaat een cirkelvormige golf. Als die golf een lijn met paaltjes zou bereiken, dan ontstaan er achter die paaltjes weer kleine golven. Als de paaltjes even ver uit elkaar staan, dan zullen de kleine golven samen weer de originele golf vormen. Zo werkt WFS ook. Alleen niet met paaltjes, maar met luidsprekers die even ver uit elkaar staan. Een componist kan met behulp van de computer elk gewenst geluid als een steen in de ruimte ‘gooien’. Vervolgens kan de componist kiezen of hij het geluid daar laat ‘staan’ of laat bewegen. De componist kan het geluid niet alleen binnen, maar ook buiten het vierkant ‘gooien’. Onweer laten klinken bij heldere hemel? Dat kan! Want om onweer binnen het luidsprekervierkant te laten horen, hoef je alleen de geluidsdruk, zoals die werkelijk was, binnen het luidsprekervierkant weer te geven. Die ‘buitenste’ geluidsgolven worden dan door de vele luidsprekers gereconstrueerd. Conventionele geluidsweergavetechnieken als stereo en surround suggeren ruimtelijke bewegingen, door op een bepaalde manier je hersenen te foppen. Maar de ruimtelijkheid van WFS is echt.

WFS is gebaseerd op een 17-eeuws theoretisch principe van de Nederlandse wis- en natuurkundige Christiaan Huygens: een bolvormige golf geeft zijn energie door aan naburige ‘deeltjes’, die elk weer een bolvormige golf uitstralen, zodat de golf op plaats X kan worden voorspeld.

WFS is begonnen aan de TU/Delft in de jaren tachtig van de vorige eeuw. Een WFS-systeem heeft een volledig andere ontwerpfilosofie dan stereo- en surround-systemen. ‘Plaatsing’ van geluid bij stereo (dat op hetzelfde principe als surround berust) ontstaat door intensiteitsverschillen (geluidsvolume) of korte looptijdsverschillen tussen beide luidsprekers. Wanneer geluid uit een natuurlijke geluidsbron (in tegenstelling tot stereo) wordt waargenomen, dan komt het geluid bij het ene oor eerder aan dan bij het andere oor (tenminste, als de bron zich niet recht voor de luisteraar bevindt). Door dit looptijdsverschil kan de mens (voor frequenties beneden 1.500 Hertz) richting bepalen, waardoor hij weet waar het geluid vandaan komt.

Bij een stereoweergave komt het geluid uit de linkerluidspreker eerst bij het linkeroor en vervolgens bij het rechteroor, en geluid uit de rechterluidspreker eerst bij het rechteroor en vervolgens bij het linkeroor. Dit is informatie waar menselijke hersenen geen raad mee weten. De hersenen bepalen dan op basis van het intensiteitsverschil de ‘schijnlocatie’ van de geluidsbron.

Voor de waarneming van frequenties boven 1.500 Hertz uit een natuurlijke geluidsbron wordt gebruikgemaakt van looptijdverschillen en verschillen in kleuring van het geluid, veroorzaakt door onder meer het hoofd en de oorschelpen. Ook hier schiet een reguliere stereo-installatie tekort omdat het geluid uit twee luidsprekers komt. Er onstaan fantoomlocaties en de plaatsing van het geluid wordt veel minder precies gelokaliseerd. En ook hier bepalen de hersenen de schijnlocatie op basis van het intensiteitsverschil. De luisteraar moet precies in het midden van de luidsprekers zitten om de plaatsing van stereogeluid correct waar te kunnen nemen, omdat dit de enige plek is waar de verhoudingen van de intensiteitsverschillen exact kloppen. Bij WFS hoeft dat niet, omdat door middel van een groot aantal luidsprekers de golf zelf wordt gereconstrueerd. Zo kan het dus gebeuren, dat de afstand tussen de geluidsbron en de luisteraar kleiner is dan de afstand tussen de luisteraar en de luidspreker, omdat elk gewenste golf kan worden gereconstrueerd. Dit laatste is bij stereo niet mogelijk, omdat de luidsprekers zélf de bronnen zijn en niet een bron reconstrueren.

Het resultaat is dat geluiden niet langer worden gesimuleerd – stereo en surround foppen zoals eerder gesteld je hersenen – en dat geluidsweergave niet langer op psychoakoestische, maar op zuiver natuurkundige principes berust.”

BRON: http://gameoflife.nl/about/about-wave-field-synthesis/

Single Post Navigation

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s

%d bloggers like this: