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The influence of room acoustics on solo music performances
an empirical investigation
Schärer Kalkandjiev, Zora
Bei musikalischen Darbietungen ist der umgebende Raum ein den Klang entscheidend beeinflussender Faktor. Die von vielen Musikern beschriebene Anpassung ihrer Aufführung an die Konzertsaalakustik ist daher intuitiv nachzuvollziehen, war bisher aber kaum Gegenstand der Forschung. In dieser Arbeit wurde der Zusammenhang zwischen Raumakustik und der Spielweise von Soloinstrumentalisten empirisch untersucht. Musikalische Aufführungen derselben Stücke wurden in verschiedenen akustischen Umgebungen aufgenommen, indem zum einem ein Cellist auf einer Konzertreise begleitet und zum anderen Spieler von Standard-Orchesterinstrumenten mit Hilfe der dynamischen Binauralsynthese in simulierte Raume versetzt wurden. Mittels einer software-basierten Analyse und perzeptiv motivierter Regressionsmodelle erfolgte anschließend die Bestimmung der Aufführungsmerkmale Tempo, Agogik, Lautstärke, Dynamikumfang sowie mehrerer Klangfarbenaspekte aus den Aufnahmen. Ferner wurde die Akustik der realen und simulierten Konzertsäle durch Messung von Impulsantworten und Berechnung raumakustischer Kriterien charakterisiert. Dabei wurden Computermodelle zu Hilfe genommen, um insbesondere der Richtwirkung der gespielten Instrumente bei der Anregung der Räume Rechnung zu tragen. So konnten die raumakustischen Bedingungen, mit denen Musiker typischerweise auf Konzertsaalbühnen konfrontiert sind, möglichst exakt bestimmt und ihre Auswirkung auf die Spielweise im Detail untersucht werden. Hierbei wurde auch der Einfluss des gespielten Instruments und des musikalischen Inhalts berücksichtigt. Über die Hälfte der Varianz der Aufführungsmerkmale, die in realen Konzertumgebungen bestimmt wurden, konnte durch vier raumakustische Parameter erklärt werden. Dies ist ein beachtliches Ergebnis, wenn man die zahlreichen anderen Faktoren wie die Tagesform des Musikers, das Publikum oder andere Umgebungsvariablen außer der Raumakustik bedenkt, die eine Konzertsituation potentiell beeinflussen können. Die Varianz der in virtuellen Sälen ermittelten Aufführungsmerkmale wurde zu einem Fünftel durch fünf raumakustische Kriterien erklärt. Ein wesentliches Ergebnis dieser Untersuchung war zudem, dass die Musiker sehr individuell auf die raumakustischen Bedingungen reagierten. In beiden Teilstudien wurden signifikante Zusammenhänge zwischen den untersuchten raumakustischen Parametern und Aufführungsmerkmalen nachgewiesen. Der untersuchte Klangfarbenaspekt, der hartes bzw. weiches Spielen beschreibt, wurde am stärksten von den raumakustischen Bedingungen beeinflusst, wobei die Anpassung der klangfarblichen Gestaltung durch die Musiker im Laborversuch gleichzeitig sehr individuell war. Von den raumakustischen Parametern, die in den realen Konzertsälen gemessen wurden, waren es die Dauer und die Stärke des Nachhalls, die den deutlichsten Einfluss auf die untersuchten Aufführungsmerkmale hatten. Die akustische Verstärkung und die Stärke des Nachhalls waren die Parameter mit dem größten Einfluss in der Studie mit virtuellen Konzertsälen. Die von den Musikern selbst in Leitfadeninterviews beschriebenen spieltechnischen Anpassungen gaben Aufschluss über die Strategien hinter einigen der signifikanten Zusammenhänge zwischen raumakustischen Parametern und Aufführungsmerkmalen aus der statistischen Analyse. In der in realen Konzertsituationen durchgeführten Untersuchung wurde der Musiker außerdem nach dem Einfluss kontextueller Variablen gefragt, was für jede Konzertsituation ein spezifisches Geflecht von Einflüssen zwischen den Faktoren erkennen ließ.
During the performance of music the surrounding space is a factor essentially affecting the sound of what is played. An adjustment of the performance to the concert hall acoustics as described by many musicians is therefore intuitive and comprehensible but it has rarely been the subject of research. In this thesis, the relationship between room acoustics and solo music performance was empirically investigated. Music performances of the same pieces were recorded in different room acoustical environments by conducting one study with a cellist in real-world concert halls and another study with musicians of standard orchestral instruments in virtual rooms simulated with dynamic binaural synthesis. By means of a software-based analysis and perceptually motivated regression models the performance characteristics tempo, agogic, dynamic strength, dynamic bandwidth and timbre aspects were subsequently determined from the recordings. Furthermore, the room acoustical properties of the real and simulated concert halls were characterised by measuring impulse responses and calculating room acoustical parameters. Here, computer models were utilised, in particular to take the directivity of the played instruments into account when exciting the rooms. In this way, the room acoustical conditions that musicians are typically confronted with on concert hall stages were determined as accurately as possible and their impact on the performance was examined in detail. Moreover, the influence of the played instrument and the musical content was taken into account. More than half of the variance in the performance characteristics that were determined in the real-world concert spaces could be explained by four room acoustical parameters. This is a remarkable result considering the presence of many other factors possibly influencing a concert situation such as audience, personal form of the performer and environmental factors other than the room acoustics. One fifth of the variance in the performance characteristics obtained in the simulated environments was explained by five room acoustical measures. A fundamental result of this experiment furthermore was that the musicians reacted very individually to the room acoustical conditions. In both investigations, significant effects of the studied room acoustical parameters on the performance characteristics were revealed. The investigated timbre aspect describing soft and hard playing was affected most strongly be the room acoustical conditions, while the adjustment of the performers' tonal rendition in the laboratory experiment was at the same time particularly individual. From the room acoustical parameters measured in the real concert halls, it was the duration and the amount of reverberant energy that had the strongest influence on the investigated performance characteristics. The acoustical enhancement and amount of reverberant energy were the parameters with the strongest effect in the study with virtual concert halls. The musicians' descriptions of their performative adjustments given in guided interviews that were conducted in both studies provided information on the strategies behind some of the significant relations between room acoustical parameters and performance characteristics found in the statistical analysis. In the investigation carried out in real-world concert situations, the influence of contextual variables was furthermore enquired from the performer in the interviews, which revealed a distinct network of influences among the factors for each concert situation.
- Published in print by Logos Verlag, ISBN 978-3-8325-4145-3
