Tilavaikutelma

Ihmisen kuulokyky

Nuoren ihmisen kuulokyky on parhaimmillaan 20 – 20 000 hertsiä eli äänilähteen värähdystä sekunnissa. Mitä pienempi taajuus, sitä matalampana ääni kuullaan. Vanhemmiten korkeiden taajuuksien kuuleminen heikkenee. Kuulokyky vaihtelee taajuuksien mukaan. Parhaimmillaan äänenkorkeuksien erotuskyky on 2000 Hertsiä matalammilla, voimakkailla äänillä. Paras alue on 500-1000 Hz . Nuottiviivastossa tämä vastaa oktaavia c1 – c2.

Taajuusalueella  2000 – 5000 hertsiä on voimakkuuden kannalta kuulomme herkin alue (ks.kuvaa). Tällä alueella sijaitsevat puheen selkeyden kannalta keskeiset konsonantit, jotka ovat hyvin hiljaisia äänteitä verrattuna vokaaleihin. Esimerkiksi k,p ja t sekä niiden soinnilliset vastinparit g, b ja d synnytetään äänteinä katkomalla ilmavirtaa: nämä konsonantit tunnistaa vasta tavasta, jolla ääni katkaisun aikaisen hiljaisuuden jälkeen jatkuu.

Miten ihminen kuulee tilan ja ajan?

Perimmältään ihmisen kyky havaita ympärillään oleva tila perustuu siihen että hän kykenee aistimaan äänen eri kuulokulmista korvillaan. Aivot kykenevät kokemuksen myötä arvioimaan suhteen äänilähteeseen korvien välittämien aistimuserojen perusteella. Edestä kuulemme äänen tulosuunnan 1 – 3:n asteen, sivulta 15:n asteen tarkkuudella.  Paikantaminen on tarkinta ns. preesensalueella eli 2000-5000Hz:n välillä. Preesens -sana tulee sanasta presence eli läsnäoleva. Tämän alueen vaimentaminen vastaa kuulovaikutelmaltaan sitä, että äänilähde etääntyy.

Kuulokykymme on nopea. Hyvin pienillä aikaeroilla (<1ms) vaikutetaan äänen tulosuunnan havainnointiin. Ajallisesti tämän jälkeen tapahtuu ns. summalokalisaatio, jossa äänen päätulosuunta koetaan samana, mutta äänen luonne muuttuu (varhaiset heijastukset 40 ms saakka). Noin 40 ms ensimmäisen ääniaistimuksen jälkeen kykenemme erottamaan äänistä yksittäisiä kaikuja eli suoran ja heijastuneen äänen toisistaan.

 

Yllä olevassa kuvassa äänilähde saavuttaa korvat eri voimakkuudella ja eri aikaan, sillä toinen korva on kauempana kuin toinen suhteessa äänilähteeseen. Voimakkuuseroihin liittyy sekin, ettei kaikkia äänilähteen tuottamia taajuuksia kuulla yhtä voimakkaina. Mitä korkeampitaajuinen äänilähde, sitä enemmän pään aiheuttama ”varjo” vaikuttaa äänen väriin. Usein toinen korva kuulee äänen tummempana kuin äänilähdettä lähempänä oleva korva.

Suuntakuuleminen perustuu korvien välisiin 1 ) voimakkuuseroihin, 2) aika- ja vaihe-eroihin sekä 3) korvalehden ja hartioiden heijastuksiin ja 4) pään liikkeisiin. Kykenemme käyttämään näitä keinoja yhtä aikaa ja erikseen hyväksemme: voimakkuuseroja 300 – 5000 hertsin taajuuksilla,  aika- ja vaihe-eroja 150 – 1500 hertsin alueella sekä korvalehden ja hartioiden heijastuksia 2500 hertsiä korkeammilla taajuuksilla.

Aika- ja vaihe-erojen avulla kyetään parhaiten paikallistamaan katkonaisia iskuääniä. Jatkuvia ääniä ei aikaeroihin perustuen voida suunnaltaan määrittää. Matalien taajuuksien (alle 150 Hz) osalta suuntahavainnot ovat  hyvin epätarkkoja. Ääni etenee ilmassa ilmanpaineen vaihteluina. Kullakin taajuudella on erilainen aallonpituus, joka on sitä suurempi, mitä matalammasta äänestä on kyse.

 Seuraavassa kuvassa äänillä on sama taajuus, mutta ne etenevät erivaiheisina.
 

 
 
 
 
 
 
Korvalehden, hartioiden ja pään liikkeiden merkitys on auttaa havaitsemaan sitä, lähestyykö ääni suoraan edestä vai takaa. Tällöinhän niiden voimakkuus-, aika- ja vaihe-erot ovat samoja. Päätä liikuttamalla ratkaisevia eroja voi edesauttaa syntymään. Näin voidaan myös havaita tarkemmin suoran ja heijastuneen äänen eroja. Hartioiden välittämät heijasteet, korvalehdet ja pään liike vaikuttavat myös äänen korkeussuhteen kuulemiseen, joka on tarkinta keskialueella ja korkeammilla taajuuksilla. Horisontaalitasolla kuulomme on tarkin paikallistamaan ääniä, kohtalainen se on vertikaalisuunnassa ja heikoin se on syvyys- eli etäisyyssuhteessa.

Ihmisen kuuloalueella on ns. Haasin ikkuna, joka sijaitsee 5 - 40 ms ensimmäisen kuulemamme äänen jälkeen.  Äänilähteen suunta määräytyy ensimmäisenä saapuvan aistimuksen mukaan. Kaikki seuraavan 40 millisekunnin aikana kuulemamme äänet koetaan liittyvän aiemmin kuultuun lähteeseen ja siten antavan tälle lisävoimakkuutta. Aikajakson jälkeen kuullut äänet koetaan uusina äänilähteinä.

Mikäli käy niin, että 40 millisekunnin aikajakson jälkeen kuullaan voimakas heijastunut ääni –  joka saapuu eri suunnasta kuin aluksi kuultu suora ääni  - koetaan tämä uudesta äänilähteestä saapuvaksi ja siten ensinnä kuultua ääntä hyvin paljon häiritseväksi. Tällaista ilmiötä kutsutaan Haasin ilmiöksi, ja sitä pyritään välttämään aina puhetta vahvistettaessa julkisissa tiloissa. Ongelma on tuttu monille esimerkiksi rautatieasemien  tai urheilukisojen kuulutuksissa – sama ääni kuuluu hieman eriaikana useista kaiuttimista ja haittaa puheen ymmärtämistä.

 
 
 
Kahdella kaiuttimella voidaan toistaa samat voimakkuus-, aika- ja vaihe-erot, jotka erotamme kuulon avulla. Ongelma tällaisessa toistossa on, että nämä erot kuuluvat kaiutinkuuntelussa molempiin korviin (ks. kuvassa esitettynä pilkkuviivalla) ja tämä aiheuttaa korostumia ja vaimentumia yli kahden kilohertsin taajuuksien toistoon.
 



Tämän vuoksi stereofoniassa  onkin tärkeätä kuunnella ääniä kaiuttimien  keskeltä, jotta tämä ristiinkuuleminen (crosstalk) olisi mahdollisimman vähäistä. Erilaisin tekniikoin, mm. mallintamalla kuulijan pään ja korvien muoto ja muokkaamalla tämän tiedon avulla äänilähteen taajuuksia, voidaan ristiinkuulumisen vaikutusta vähentää.
 

Äänen kuuleminen tilassa

Kun tilassa ihminen alkaa tuottamaan ääniä eli ilmanpaineen vaihtelua, säteilevät ääniaallot huoneessa siten, että mikrofoniin ensimmäiseksi saapuu suora ääni - olettaen että puhutaan kohti mikrofonia. Seuraavaksi saapuvat ensiheijasteiden muodostamat aallot – pienen viiveen jälkeen. Kolmannessa vaiheessa mikrofoniin saapuvat hajaäänet.

Nämä kolme vaihetta (englanniksi direct sound, early reflections ja reverberation) yhdessä muodostavat jokaiselle sisätilalle tunnusomaisen jälkikaiun (engl. reverb). Jälkikaiun kesto määritellään siksi ajaksi, kun äänen voimakkuus vaimenee 60 desibeliä alkuperäisestä voimakkuudestaan eli yhteen tuhannenteen osaan.

Koska ihminen kuulee suoran ja heijastuneen äänen eron, se merkitsee, että tästä suhteesta hän havaitsee kuinka etäällä äänilähde sijaitsee. Mitä enemmän kuullaan hajaääniä, sitä kauempaa ääni kuuluu. Suora ääni kuullaan myös voimakkaampana kuin hajaäänet silloin kun äänilähde on lähellä.

Tärkeätä on myös se, että kuulomme kykenee erottamaan ensiheijasteet ja hajaäänet toisistaan. Ensiheijasteilla – tai aikaisilla heijasteilla, kuten tätä toista aaltoa myös kutsutaan, on tärkeä merkitys tilavaikutelmalle.

Mitä kovemmat seinäpinnat tilassa on ja mitä pienempi tila on, sitä lyhyemmän ajan kuluessa heijasteet seuraavat suoraa ääntä ja sitä voimakkaammin ne soivat. Näin ensiheijasteet antavat värin tilalle. Ne myös lisäävät suoran äänen voimakkuutta mikäli saapuvat 50 ms aikana ensimmäisestä havaitusta ääniaallosta. Jos ensimmäiset heijasteet saapuvat myöhemmin, ne kuullaan erillisenä kaikuna (engl. echo) . Tästä voit vakuuttua sulkemalla silmäsi ja kuuntelemalla ihmisiä seinän takaa ja vertailemalla sitä ääneen, kun he astuvat pois huoneesta samaan tilaan.

Jokaisella tilalla on oma akustinen profiilinsa. Sellainen tila, jossa on paljon  seinämateriaaleja, mattoja lattioissa ja pehmeitä kalusteita, tuottaa erilaisen jälkikaiun kuin kovaseinäinen tyhjä koppi. Ääniaallot heijastuvat pinnoista samoin geometrisin periaattein kuin muutkin fysikaaliset aaltotyypit – kuten valo heijastuu peilistä. Heijastuskulma on sama kuin tulokulma. Toisaalta äänen aallonpituus vaikuttaa merkittävästi etenemiseen tilassa. Jos aalto törmää pintaan, joka on pienempi kuin äänen aallonpituus, ääni kiertää esteen.

Ääni heijastuu tasaiselta pinnalta samassa kulmassa kuin missä se kohtaa pinnan. Tulokulma = heijastuskulma.

Ääni kohtaa esteen. Estettä lyhyemmät aallonpituudet heijastuvat - estettä pidemmän aallonpituudet kiertävät esteen.

Jos esteessä on aallonpituuteen verrattuna pieni aukko, jatkuu äänen leviäminen tämän takana kuin uuden äänilähteen aiheuttamana.

Äänten aallonpituudet  ovat ihmisen kuuloalueella yllättävän vaihtelevia: matalin ihmisen kuulema ääni  on n. 20 hertsiä eli  20 ilmanpaineen vaihtelua eli värähdystä sekunnissa. Kun jaetaan äänen etenemisnopeus  (c ) halutulla taajuudella (f) saadaan aallonpituus ()  laskettua kaavalla:

Tällöin  330/20 = 16,5  metriä on 20 Hz:n taajuutta vastaava aallonpituus, ja 20 000 värähdystä sekunnissa, joka on korkein kuultu ääni, vastaava aallonpituus on 330/20 000 = 0, 0165 metriä eli 1,65 senttimetriä. Kykenemme siis aistimaan tilassa aallonpituuksia, jotka vaihtelevat liki 17 metrin ja puolentoista sentin välissä!

Normaali miehen tuottama puhealue on noin 80 hertsistä yli 8000 hertsiin, naisella matalimmat taajuudet ovat oktaavia korkeampi eli alkaen noin 160 hertsistä ja päätyen myös hieman yli 8000 hertsiin. Korkeimmat puheen taajuudet sisältävät lähes yksinomaan s-äänteitä. Matalimmat äänet ovat vokaaleja, ä- ja ö-äänteet. Aallonpituuksiltaan puhealue ulottuu miehillä siten neljästä metristä neljään senttiin  ja naisilla kahdesta metristä samoihin lukemiin.

Aallonpituuksilla on ratkaiseva merkitys tilavaikutelman tunnistamisen kannalta. Sisällä matalimmat äänet heijastuvat seinistä, katosta ja lattiasta, koska niiden aallonpituus on niin suuri. Korkeammat äänet heijastuvat jo pienimmistäkin tasaisista pinnoista.

Jos huoneessa on yhdensuuntaisia pintoja, ääniaallot heijastuvat pinnalta toiselle ja aiheuttavat ns. seisovia aaltoja eli huoneresonansseja.

Koska huoneissa yleensä ainakin katto ja lattia ovat toisiinsa nähden samansuuntaisia, usein myös seinät keskenään, on todennäköistä että huoneessa esiintyy seisovia aaltoja. Kahden metrin seisova aalto syntyy saman levyisessä tilassa, mutta yhtä hyvin neljän – tai kahdeksan metrin leveydellä olevien pintojen väliin. Sisätiloissa on siis yhtä aikaa useita seisovia aaltoja. Tämä merkitsee sitä, että huoneen tietyissä kohdissa seisova aalto synnyttää kyseisen taajuuden korostumisen (ns. tärykaiun) tai vastaavasti vaimenemisen. Koska huoneessa voi olla useita seisovia aaltoja, vaihtelee tilan sointi huoneessa pienilläkin etäisyyksillä. Seisovat aallot värittävät tilavaikutelmaa – yhdessä nurkassa sointi voi olla kumiseva, toisessa kolkko. Mikrofonin paikkaa studiossa on siksi usein haettava, ja tilaa muokattava siten, että tasaisia pintoja muokataan mm. huonekaluilla, jota heijasteet hajaantuvat tilaan tasaisesti.

Ääniaalto on ilmahiukkasten värähtelyä, ilmanpaineen vaihtelua. Kun ääniaalto etenee, se merkitsee värähtelyliikkeen siirtymistä. Mitä korkeampi taajuus, sitä nopeampaa värähtely on. Äänen edetessä energiaa kuluu, tämä tarkoittaa sitä, että ääniaallosta katoaa korkeita taajuuksia. Kun aaltoliike kohtaa esteen, osa värähtelystä heijastuu, mutta esteen materiaalista riippuen varsinkin korkeat taajuudet vaimenevat, mikäli materiaali on esimerkiksi niin huokoinen (eli pehmeä) että se alkaa värähdellä samalla taajuudella. Tällöin äänienergia muuttuu nopeasti kitkan ansiosta lämpöenergiaksi. Tällaiseen akustiseen vaimentamiseen perustuvat esimerkiksi ns. tuulisuojat.

Kun äänilähde äänitetään tilassa yhdestä pisteestä yhdellä mikrofonilla, syntyy tallenteeseen taajuuksien heijastumisesta johtuvia kulkuaika- ja vaihe-eroja. Luonnossa äänet sisältävät useita taajuuksia. Osa taajuuksista vaimenee alla olevan kuvan kaltaisessa tilanteessa, koska heijastunut taajuus on pidemmän matkan kuljettuaan eri vaiheessa kuin suoraan edennyt taajuus. Osa taajuuksista taas korostuu, mikäli suora taajuus osuu samaan vaiheeseen heijastuneen kanssa. Käytännössä tämä merkitsee äänen värittymistä. Sitä voi hallita siirtämällä mikrofonia etäämmälle tai lähemmäksi heijastavia pintoja.

Etäältä tallennettu ääni on yleensä tummempi soinniltaan kuin lähiääni. Myös heijastunut ääni on tummempaa kuin suora ääni seinä-, katto- ja lattiamateriaalien vaimennusominaisuuksista riippuen. Matalat taajuudet, joilla aina on pitkä aallonpituus, eivät vaimene niin nopeasti kuin korkeat taajuudet. Matalien taajuuksien vaimentaminen vaatii kaupunkiseudulla rakenteellisia ratkaisuja, studiot on tehtävä huone – huoneessa periaatteella, eli ns. kelluvilla rakenteilla irti kiinteistä perustuksista, myös ilmastointi ja kaapeloinnit on tehtävä huolellisesti, ettei niistä pääse muodostumaan äänisiltoja studioon.

Sellaista tilaa, jossa on vähän hajaääniä, eli sellaisia heijastuksia, jotka kimpoilevat  pinnoilta toiseen, sanotaan diffuusioltaan alhaiseksi. Hyvin rakennettu studio on sellainen. Diffuusoriksi sanotaan rakennelmaa, jolla ääniaallot hajotetaan eri suuntiin tilassa. Käytännössä tämä voidaan tehdä seiniin pintarakenteilla, syvennyksillä, kulmilla, mutta myös verhoilla ja kankailla. Kattoon voidaan lisätä akustiikkalevyjä tai  rakentamalla erilaisia paneeleja esimerkiksi puusta, lattiamateriaalina käytetään yleensä mattoja.

Sisätilojen heijasteet, niiden väliset viiveet ja hajaäänten määrä, sekä heijastusten sointi määrittelevät kunkin tilan profiilin. Kymmenen – viisikymmentä millisekuntia suoran äänen  jälkeen määrittävät äänilähteen etäisyyden ja tilan koon. Usein ensimmäiset heijasteet ovat erilaisia kuulijan vasemmalla ja oikealla korvalla kuultuna. Isommissa tiloissa kuultava kaje kuullaan aikaisintaan n. 160 ms suoran äänen jälkeen. Vasta tällainen viive luo äänelle jälkikaiun, ”hännän”, joka lisää tilantunnetta, lämpöä ja sävyjä. Näiden vyöhykkeiden väliin jäävän 50 – 160 ms aika-alueen merkitys on erottaa äänilähde sen aiheuttamasta kajeesta.

Analysoimalla tilojen ominaisuuksia  niitä voidaan myös simuloida, eli rakentaa vastaavan kuuloisia tiloja keinotekoisesti. Tarjolla on ainakin kaksi tapaa: joko muokata erilaisilla siirrettävillä seinillä eli sermeillä tai muilla materiaaleilla ja rekvisiitalla huonetiloja, tai muokata tilaa sähköisesti erilaisilla analogi- tai digitaalilaitteilla.  Huonetiloja simuloivia ohjelmia kutsutaan suomeksi usein hieman harhaanjohtavasti kaikuohjelmiksi tai  vain efektilaitteiksi. Sellaisia ne usein ovatkin, jollei niissä ole riittäviä parametrejä, eli keinoja säädellä laitteen ominaisuuksia uskottavan tilan luomiseksi.

Äänitystilan muokkaaminen tuottaa usein paremman lopputuloksen, jos tavoitteena on luonnollisen kuuloinen sisätila ja äänilähteitä on useita. Mikäli aikaa on vähän käytössä ja studio rakenteellisesti huono, on  tilan sähköinen akustointi helpompi ratkaisu. Kummallakin tekniikalla on omat ongelmansa.

Äänitystilan akustinen muokkaus vie enemmän aikaa ja vaatii studion rakenteelta paljon: sen on oltava hiljainen, siellä on oltava vähän seisovia aaltoja, sen on oltava riittävän kokoinen ja pintoja on voitava muokata lisäämällä tai käsittelemällä niitä peittäviä materiaaleja. Lisäksi tarvitaan rekvisiittaa ja lavasteita.

Miten sitten esimerkiksi juhlasalin akustiikka eroaa pienestä makuuhuoneesta? Ainakin siten, että seinien etäisyydet ovat suuremmat, joten ensiheijastukset viipyvät pidempään suoran äänen jälkeen. Ne ovat myös hiljaisempia kuin suora ääni. Makuuhuoneessa voimakkuusero on pienempi. Hajaääniä on juhlasalissa määrällisesti enemmän mutta harvemmassa eli diffuusio on alhainen. Heijastukset ovat taajuudeltaan kirkkaampia kuin makuuhuoneessa, koska vaimentavia pintoja on vähemmän. Juhlasalin jälkikaiku on noin 1–2 sekuntia koosta riippuen, pienessä makuuhuoneessa ehkä 0,1 – 0,2 sekuntia eli 100-200 ms.

Juhlasalin jälkikaiuntapofiili.

    Makuuhuoneen jälkikaiuntaprofiili.

Tilan sähköinen muokkaaminen siten että tuloksena on luonnolliselta kuulostava keinotila edellyttää että huonetilaohjelmaan syötetään vain suoraa ääntä. Pienikin määrä ensiheijasteita tai hajaääniä paljastaa äänilähteen alkuperän tilassa. Se, miten mikrofoniin  onnistutaan tallentamaan vain suoraa ääntä, riippuu mikrofonin herkkyydestä ja suuntakuviosta.

Kondensaattorimikrofonia epäherkempi hyvälaatuinen dynaaminen mikrofoni on usein toimiva ratkaisu tallentaa vain suoraa ääntä. Jos mikrofoni on herkkä kondensaattorimikrofoni, on äänilähteen pyrittävä mahdollisimman lähelle, mikäli suoraa ääntä pyritään tallentamaan.

Suuntakuvioista hertta eli kardioidi vaimentaa mikrofonin takaa tulevia ääniä varsin tehokkaasti. Keilamainen suuntakuvio voisi olla myös mahdollinen, mutta tällaisissa ns. suuntamikrofoneissa sisätiloissa käytettynä suuntakuvio usein leviää keilaa laajemmaksi ja sointi kärsii. Dipoli-mikrofoni vaimentaa hyvin sivulta tulevat äänet muttei takaa heijastuvia ääniä. Suuntakuvion laajeneminen johtuu mikrofonin teknisestä rakenteesta, jonka vuoksi näiden putkimaisten  ns. haulikkomikrofonien  suuntaavuus toimii parhaiten ulkona tai suurissa sisätiloissa. Pallokuvioiset mikrofonit ovat kaikkein ongelmallisimpia, mikäli halutaan tallentaa vain suoraa ääntä.

Ulkoakustiikka

Ulkotiloissa, joissa ei ole lähellä heijastavia pintoja, on kuulovaikutelma  hyvin erilainen kuin sisätiloissa. Ensiheijasteet syntyvät ainoastaan maanpinnasta, joka usein on niin rikkonainen:, että siitä ääni heijastuu moneen suuntaan. Jäljelle jää vain suoraa ääntä. Mikäli lähellä on muita pintoja heijastuu niistä satunnaisia ääniaaltoja, jotka matkasta johtuen saapuvat viiveellä suoraan ääneen verrattuna.

Koska ulkotiloissa kuullaan  pääasiassa vain suoraa ääntä, on  sama äänilähde ulkona hiljaisempi, sillä ensiheijasteita on vähemmän, eivätkä ne siten vahvista suoraa ääntä kuten sisätiloissa. Ulkona äänilähteen tilavaikutelma on lähes suoran äänen varassa – ainoastaan silloin, kun maankamara on hyvin tasainen, se heijastaa ääntä kohti vastaanottajaa.

Ulkona usein on myös pystysuoria pintoja, jotka heijastavat äänen takaisin. Mikäli ensimmäistä kuulemaamme ääniaaltoa seuraa ääni yli 40 ms viiveellä, kuulemme jälkimmäisen äänen erillisenä kaikuna. Tällainen heijaste ei enää vahvista suoran äänen voimakkuutta, mutta vaikuttaa ulkoäänen sointiin.

Mitä kauempaa ulkona äänilähdettä tallentaa, sitä hiljaisemmalta se kuulostaa. Sisätiloissa äänilähteestä etääntyminen merkitsee  heijastuneiden äänten osuuden kasvamisena suoraan ääneen verrattuna. Sisätilassa äänilähdettä kaukaa kuunnellessa kuullaan vain heijastuneita ääniä.

Ulkotilassa etäältä kuultu ääni on aina suora ääni, josta korkeat äänet ovat vaimentuneet. Vaimentuminen riippuu paitsi äänen kulkemasta matkasta myös ilman kosteudesta. Vaimentuminen on merkittävää yli 2 kHz taajuuksilla, 20 kHz taajuudella jopa desibeli kahta metriä kohden.
Mikäli studiossa pyritään jäljittelemään sellaista äänilähdettä, jonka on tarkoitus kuulostaa etäiseltä, on siis pyrittävä tallentamaan suoraa ääntä, josta on vaimennettu korkeita taajuuksia. Eräs tapa on äänittää äänilähde etäältä, mutta tällöin tarvitaan suuri studio, josta heijasteet on eliminoitu seinäpintoja, kattoja ja lattioita pehmentämällä ja pintarakennetta muokkaamalla. Tällaisia on olemassa hyvin vähän. Yleensä kaiuttomat ulkostudiot ovat niin kalliita rakentaa, että ne ovat verraten pienikokoisia.

Toinen tapa on rakentaa seuraavan kaltainen ”huutonurkka”, jossa äänilähde etenee heijastelemalla esteen taakse. Koska ääniaalto on ainoa kuultava heijaste, se kuullaan suorana äänenä. Heijastuessaan pehmeistä seinistä ääniaallosta on vaimentunut korkeita taajuuksia, joten se  myös kuulostaa etäiseltä.

Tällainen rakenne on tehty mm. Tampereen ammattikorkeakoulun taiteen ja viestinnän yksikön äänitiloihin.

Heijastuneet äänet ovat yksittäisiä, riippuen ympäristön pinnanmuodoista.  Metsässä äänet heijastuvat esimerkiksi puiden rungoista ja tuottavat useita heijasteita, joilla on erilaisia viiveaikoja. Heijastuneilla äänillä on myös erilaisia taajuuksia – puunrunkojen paksuudesta riippuen. Kallioista ja kiinteistä esteistä  syntyneet kaiut ovat taajuudeltaan laajimpia. Kaupunkiympäristössä  rakennusten seinät tuottavat myös selkeitä kajeita. Tyynellä järvenselällä taas on hyvin intiimin kuuloinen, koska heijasteita ei  muuten synny. Samankaltainen  tilavaikutelma syntyy myös metsässä runsaslumisena talvena lumen hiljaa sataessa – kuulovaikutelma on äänimaisemana hyvin hiljainen ja äänet vailla heijasteita intiimejä kuin läheltä mikrofoniin puhuttaessa.

Ilman kosteuden ohella on myös ilman lämpötilalla merkitystä äänen kuuluvuuteen. Äänen nopeus vaihtelee lämpötilan mukaan. Ääniaallot taipuvat kylmemmän ilman mukaan, poispäin lämpimämmästä. Pakkasella ilma on lämpimämpää maanpinnassa kuin ylempänä. Tästä johtuu askelten narahdusten kaikuminen kylmässä ilmassa kun kävellään lumista piennarta pitkin. Vastaavasti ääni kiirii pitkiä matkoja kesällä tyyntä järven selkää pitkin, koska ääni taipuu veden pinnalle takaisin lämpimämmästä ilmasta pinnan yläpuolella, kuin kannen alla kiemurrellen.

Mikäli sisätiloissa pyritään matkimaan ulkoäänitystä, on esimerkiksi matalien taajuuksien kanssa oltava tarkkana, että ne eivät ylikorostu. Sisätiloissa matalat taajuudet eivät pitkien aallonpituuksien vuoksi vaimene nopeasti, joten ne jäävät tilaan soimaan. Ulkona matalat taajuudet koostuvat liikenteen ja tehtaiden äänistä. Puheen tuottamat matalat taajuudet ovat  ulkona hyvin heikkoja muuhun äänitaustaan verrattuna. Sisätiloissa äänitettäessä ulkokohtauksia onkin syytä vaimentaa matalia taajuuksia – ja varsinkin askelten ääniä syytä välttää, jollei niitä voi tallentaa niin hiljaa, etteivät ne jää soimaan tilassa.

Koska ulkoäänityksissä kuullaan vain suoraa ääntä, on studiossa ulkokohtauksia tehtäessä syytä myös välttää suuria mikrofonietäisyyksiä, ettei heijastusten määrä kavalla tilan laatua ja kokoa. Myös suuntakuvioiden tulisi olla mahdollisimman kapeita. Kaikki kovat pinnat tulisi pehmentää riittävän vahvalti ja yhdensuuntaiset pinnat rikkoa sopivalla rekvisiitalla.

Ulkoäänityksissä tuuli aiheuttaa helposti ongelmia. Mikrofoni on suojattava tehokkaalla tuulisuojalla, muuten ilmanpaineen voimakkuus tuottaa säröä tallennukseen. Kova tuuli myös vaimentaa tai kokonaan estää äänen etenemisen. Tällöin äänen voimakkuus ja sointi vaihtelee tuulenpuuskien mukaan.

Lähteitä:

• Blomberg, E. – Lepoluoto, A.: Audiokirja 1991

• David M., Angus, James.: Acoustics and Psychoacoustics, Focal Press, Oxford 1998

• Everest, Alton F.: The Master Handbook of Acoustics, McGraw-Hill, New York 2001 Jens Blauert: Spatial Hearing: the Psychophysics of human sound localization, The MIT Press, Lontoo 1999

•  Moore, B.:An Introduction to the Psychology of Hearing, 1982

• Tuominen, E.: Stereofonia, s.38

• Ville Pulkki, Matti Karjalainen, Jyri Huopaniemi: Analyzing Virtual Sound Source Attributes Using a Binaural Auditory Model. J. Audio Eng. Soc., Vol 47, No.4, 1999 April