TY - THES A1 - Lachenmayr, Winfried T1 - Perception and Quantification of Reverberation in Concert Venues N2 - Reverberation is an important factor of the acoustics in a room. It influences the acoustic perception of the listener and the performer. Each concert venue has its specific acoustic properties. Numerous studies regarding these properties have been conducted, mostly in real world or fully synthesized environments. However, both acoustic quality and perception in concert spaces are still not satisfactorily explained. The present thesis contributes new findings in the field of reverberation (late energy) for concert spaces. Previous concepts are further refined and novel approaches suggested. Several experiments are conducted in semi-virtual acoustics, namely real rooms whose existing acoustics is altered by means of an electronic reverberation system with loudspeakers. Thus, the possibility of changing the acoustic situation at the push of a button is offered, while the listeners’ visual and tactile perception remains the one from the real world environment. A lecture hall and a medium-sized concert hall equipped with enhancement systems are the test environments. Three aspects of reverberation are studied using this technique among others: reverberation level, spatial distribution of reverberation and the connection between signal dynamics and acoustics. The related perceptual attributes reverberance, listener envelopment and perception of dynamics are investigated by means of listening experiments. Following a qualitative investigation on enhancement systems, it is observed that reverberance depends highly on reverberation level. The method of only assessing decay time is not suffcient. An energy parameter such as strength must be included to predict reverberance. A loudness-based reverberation analysis is further explored and found to perform well in principle, however the three loudness models investigated differ noticeably. The direction of late reverberation in concert halls and the influence on the feeling of envelopment is further specified. Several tests show that the current measure neglects late reverberation from behind and above which contribute to listener envelopment. Lastly, the connection between signal envelope or dynamics and room acoustics is investigated, specifically regarding reverberation. Studies are conducted using, for example, a constant virtual orchestra source or a large pool of audio recordings from concert halls and opera houses. It is observed that reverberation alters the signal dynamic considerably, which is vital both in the context of acoustics and performance practice. N2 - Der Nachhall des Raumes ist ein wichtiger akustischer Faktor, der sowohl die akustische Wahrnehmung des Zuhörers, als auch die des Musikers beeinflusst. Jeder Aufführungsraum hat einzigartige akustische Eigenschaften. Zahlreiche Studien wurden hierzu durchgeführt, meist in realen oder vollständig synthetisierten Konzert- Umgebungen. Trotzdem sind die akustische Qualität von und Wahrnehmung in Konzerträumen nach wie vor nur unzureichend erklärt. Diese Arbeit liefert neue Erkenntnisse zum Themengebiet Nachhall (späte Energie) in Konzerträumen. Bestehende Konzepte werden entwickelt und neue Ansätze vorgeschlagen. So werden in dieser Arbeit Versuche in semi-virtueller Akustik durchgeführt, d. h. in realen Räumen, deren bestehende Akustik durch ein elektronisches Nachhallsystem mit Lausprechern verändert wird. So kann die akustische Situation auf Knopfdruck beeinflusst werden, während sich der Proband visuell und haptisch in der realen Konzertumgebung befindet. Ein Hörsaal und ein mittelgroßer Konzertsaal, ausgestattet mit elektronischem Nachhallsystem, dienen als Umgebung. Drei Teilaspekte des Nachhalls werden unter Benützung dieser und weiterer Techniken untersucht: Nachhallpegel, räumliche Verteilung von Nachhall und die Verbindung zwischen Signaldynamik und Akustik. Drei verwandte Wahrnehmungsattribute werden mittels Hörversuchen untersucht: Halligkeit, Umhüllung und wahrgenommene Dynamik. Ausgehend von einer qualitativen Untersuchung elektronischer Systeme wird beobachtet, dass die Halligkeit stark vom Nachhallpegel abhängt. Die alleinige Betrachtung der Nachhallzeit ist nicht ausreichend zur Beschreibung der Halligkeit, ein Energieparameter wie das Stärkemass muss berücksichtigt werden. Die lautheitsbasierte Nachhallanalyse wird weiter untersucht und scheint grundsätzlich anwendbar. Bei dem Vergleich dreier Lautheitsmodelle werden jedoch deutliche Unterschiede sichtbar. Der Einfluss der Richtung des Nachhalls auf das Gefühl der Klangumhüllung wird präzisiert. In mehreren Tests zeigt sich, dass die derzeitige Beschreibungsgröße späten Hall aus den Raumrichtungen hinten und oben vernachlässigt, die jedoch zur Umhüllung wesentlich beitragen können. Zuletzt wird die Verbindung zwischen Signaldynamik und raumakustischen Einflüssen untersucht, speziell für Nachhall. Versuche u. a. mit einer konstanten virtuellen Orchesterquelle oder einem Korpus an Audioaufnahmen von Konzertsälen und Opernhäusern werden durchgeführt. Hierbei zeigt sich, dass der Nachhall die Dynamik des Signals deutlich verändert, was sowohl für die Akustik als auch für die Aufführungspraxis wesentlich ist. KW - Acoustics KW - Reverberation KW - Perception KW - Akustik KW - Nachhall KW - Wahrnehmung Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:hbz:575-opus4-599 ER - TY - THES A1 - Amengual Garí, Sebastià Vicenç T1 - Investigations on the Influence of Acoustics on Live Music Performance using Virtual Acoustic Methods N2 - Room acoustic conditions are an inherent element of every live music performance. They interact with the sound that is generated by the musicians, modifying the characteristics of the sound received by audience and musicians. While listeners usually play a passive role in the context of a live performance, musicians are part of a feedback loop composed by themselves, their instruments, and the room. The goal of this thesis is to characterize the effects of room acoustics in live performances, by studying the acoustical preferences of musicians and characterizing potential performance adjustments implemented by solo players while adapting their interpretation to the room acoustic conditions. To conduct systematic experiments, a virtual acoustic environment that replicates acoustic conditions of real rooms in laboratory conditions is implemented. Room impulse responses of performance rooms are measured and parametrized using spatial measurement techniques. The responses are later resynthesized and convolved in real-time with the sound generated by a musician. The resulting sound is reproduced through a 3D loudspeaker set-up, allowing musicians to perform under replicated acoustic conditions of measured rooms in real-time. The system is used to conduct pilot studies on stage acoustics preferences of semi-professional trumpet players, and to study the impact of room acoustics on potential performance adjustments of live performance. To this end, musical pieces are recorded under different acoustic conditions and later analyzed. A second experiment is performed with organ players in the Detmold Konzerthaus. The reverberation time of the hall is modified using a reverberation enhancement system, and live performances are recorded under different acoustic conditions using a MIDI interface. Similarly to the trumpet players, the recordings are analyzed to evaluate the extent of the performance adjustments. Finally, listening tests are conducted to assess the perceived impact of those adjustments by listeners. Results of the experiments suggest that musicians systematically adjust their performance to accommodate room acoustic conditions and listeners are generally able to perceive these changes. Trumpet players tend to decrease the sound level and sound brightness when exposed to longer and stronger reverberation. Some players adjust as well musical dynamics and aspects related to the tempo of their performance, although generalized trends are not observed. Dry environments are usually preferred to practice instrument technique, while longer reverberation times are preferred in concert conditions. Additionally, the presence of a sufficient amount of early energy contributes positively to the musicians’ comfort, regardless of the direction of incidence of this sound energy. Organ players are prone to modifying the temporal aspects of the performance, generally decreasing the overall tempo and increasing the length of breaks in more reverberant environments. The musical character of the played excerpts seems to play an important role, and while for some pieces changes are generalized and systematic, the performance of other pieces with soft dynamics and little contrast is generally less affected by room acoustics. N2 - Raumakustische Bedingungen sind ein inhärentes Element jeder Live-Musik-Darbietung. Sie interagieren mit dem Schall, der von den Musikern erzeugt wird, und modifizieren die Eigenschaften des Klangs, der von Publikum und Musikern empfangen wird. Während Hörer in der Regel eine passive Rolle im Kontext einer Live-Performance spielen, sind Musiker Teil einer Rückkopplungsschleife, die von ihnen selbst, ihren Instrumenten und dem Raum zusammengesetzt ist. Ziel dieser Arbeit ist es, die Effekte der Raumakustik in Live-Auftritten zu charakterisieren, indem die akustischen Präferenzen von Musikern studiert und potenzielle Leistungsanpassungen von Solo-Spielern charakterisiert werden während diese ihre Interpretation an die raumakustischen Bedingungen anpassen. Um systematische Experimente durchzuführen zu können, wird eine virtuelle akustische Umgebung implementiert, indem die akustischen Bedingungen realer Räume unter Laborbedingungen repliziert werden. Raumimpulsantworten von Aufführungsräumen werden mit einem Mikrofon-Array gemessen und analysiert. Die Antworten werden später neu synthetisiert und in Echtzeit mit dem von einem Musiker erzeugten Klang gefaltet. Der resultierende Klang wird von einer 3D-Lautsprecheranordnung wiedergegeben, so dass Musiker unter replizierten akustischen Bedingungen der gemessenen Räume in Echtzeit spielen können. Das System wird verwendet, um Pilotstudien zur Bühnenakustik-Präferenz semiprofessioneller Trompetenspieler durchzuführen und die Auswirkungen der Raumakustik auf potenzielle Anpassungen des Spiels bei Live-Darbietungen zu untersuchen. Zu diesem Zweck werden Musikstücke unter verschiedenen akustischen Bedingungen aufgezeichnet und später automatisch analysiert. Ein zweites Experiment mit Orgelmusik wird im Konzerthaus Detmold durchgeführt. Die Nachhallzeit des Konzerthauses wird mit dem Raumakustik-Sytem Vivace modifiziert, und Live-Aufführungen werden unter verschiedenen akustischen Bedingungen mit einer MIDI-Schnittstelle aufgezeichnet. Ähnlich wie bei den Trompetenspielern werden die Aufnahmen analysiert, um das Ausmaß der Anpassungen des Spiels zu bewerten. Schließlich werden Hörversuche durchgeführt, um die wahrgenommenen Auswirkungen dieser Anpassungen auf die Zuhörer zu beurteilen. Die Ergebnisse der Experimente deuten darauf hin, dass Musiker systematisch ihre Spielweise anpassen, um raumakustische Bedingungen zu berücksichtigen. Zuhörer können diese Veränderungen in der Regel wahrnehmen. Trompetenspieler neigen dazu, den Schallpegel und die Klanghelligkeit zu verringern, wenn sie in längerem und stärkerem Nachhall ausgesetzt sind. Einige Spieler passen auch dynamische und zeitliche Aspekte ihres Spiels an. Trockene Umgebungen werden in der Regel bevorzugt, um die Spieltechnik zu verbessern, während längere Nachhallzeiten bei Konzerten bevorzugt werden. Darüber hinaus trägt das Vorhandensein einer ausreichenden Menge an frühe Schallenergie positiv zum Befinden der Musiker bei, unabhängig von der Einfallsrichtung dieser Schallanteile. Organisten sind empfindlich für zeitliche Änderungen ihres Spiel; in der Regel senken Sie das Tempo und erhöhen die Pausenlänge in Umgebungen mit längerem Nachhall. Der musikalische Charakter der gespiegelten Musikstücke scheint eine wichtige Rolle zu spielen: während für einige Stücke Änderungen einheitlich und systematisch sind, ist die Spielweise anderer Stücke mit geringerer Dynamik und weniger Kontrast in der Regel weniger von der Raumakustik betroffen. KW - Room Acoustics KW - Virtual Acoustics KW - Music Performance KW - Perception KW - Acoustics KW - Auralization KW - Stage Acoustics Y1 - 2018 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:hbz:575-opus4-685 ER - TY - GEN A1 - Grothe, Timo A1 - Kob, Malte T1 - Bassoon Directivity Data T2 - High resolution 3D radiation measurements on the bassoon N2 - Supplementary Material to the publication: Timo Grothe and Malte Kob: „High resolution 3D radiation measurements on the bassoon“ in: Proceedings of the International Symposium on Music Acoustics, 13.-17. September 2019, Detmold, Germany (ISMA2019), S. 139-145. KW - Akustik KW - Acoustics Y1 - 2020 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:hbz:575-opus4-971 ER - TY - GEN A1 - Pozhamkandath Thilakan, Jithin babu A1 - Kob, Malte T1 - Source blending sound samples N2 - The Zip file contains monophonically rendered sound files used in the source level blending evaluation. The sound samples provided are recorded from a violin ensemble performance at Detmold Concert House as a part of an investigation on the influence of acoustic environment on the impression of blending [1]. DPA 4099 clip-on microphones were used to capture individual violins in the performance. Each sound sample consists of two violin signals that were rendered by downmixing to a monophonic format at 44.1kHz/16-bit depth. The impression of blending between the two violins in each sample was rated by a group of trained listeners, and the results are provided in the description file. Please refer to the publication for more details on the performance of the violin ensemble. Also, please cite the publication if these samples are used for scientific evaluations. [1] Jithin Thilakan and Malte Kob, “Evaluation of subjective impression of instrument blending in a string ensemble”, Fortschritte der Akustik - DAGA 2021 in Wien, pp. 524-527. Y1 - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:hbz:575-opus4-1582 ER - TY - THES A1 - Pozhamkandath Thilakan, Jithin babu T1 - Acoustic and perceptual aspects of sound sources in the formation of ensemble sound N2 - The acoustic and auditory properties of individual musical instruments have been extensively studied over recent decades, however, their sonic interplay within a musical ensemble remains under-explored. Given their considerable importance across various fields, aspects of ensemble sound, such as blending of instruments, perceptual relevance of directivity of instruments, and the role of room acoustics, demand comprehensive evaluations and an interdisciplinary approach. This study aims to improve the perceptually motivated acoustic representation of instruments in joint performance in both real and virtual acoustic domains, by exploring different stages of these aspects in musically realistic contexts. An explorative listening test with live string ensemble performance suggested that the characteristics of the acoustic environment considerably influence the blending of violins playing in unison. Combining methods of Machine Learning and Music Information Retrieval, a computational modelling approach is proposed to classify sound samples from an ensemble recording according to perceived blending. Proving this classification to be effective for monophonically rendered sound samples of two violins from in-situ environments, without requiring the individual source recordings marks a first step towards comprehensive blending modelling. Furthermore, the applicability of close-microphone recordings for auralization of a perceptually convincing ensemble sound was successfully demonstrated. Advancing previous research in directivity perception, it could be demonstrated that the room acoustics have a greater impact on the orientation perception of sources than their directivity. By involving instruments with distinct radiation directivities in a variety of acoustic environments, the major acoustical parameters influencing the orientation perception have been explored. Examining musical instruments with their inherent dynamic directivity against loudspeakers in in-situ conditions showed that their distinction becomes obscured under specific acoustic conditions. These findings led to a pilot study on the perceptual relevance of high-order directivity modelling of individual sources forming an ensemble. Results indicate, that even with an increasing number of sources, their detailed directivity characteristics remain pivotal for auralizing ensemble performance. The role of room acoustics in shaping the overall blending is shown to be dependent on the source-level blending. A computational model for predicting overall perceived blending in musical performance using source-level blending ratings and room acoustical parameters was suggested and validated. Analysis of its feature importance revealed that the room acoustic contribution to the overall blending impression is nearly as significant as the blending between instruments at the source level. By emphasizing and detailing relations between musical blending, directivity perception, and auralization aspects, this thesis contributes to the advancement of ensemble sound research and offers insights pertinent to music performance and perception research, virtual acoustics, and related fields. N2 - Die akustischen und auditiven Eigenschaften einzelner Musikinstrumente wurden in den letzten Jahrzehnten ausführlich untersucht - ihr klangliches Zusammenspiel in einem Ensemble ist jedoch vergleichsweise wenig erforscht. Aspekte des Ensembleklangs wie die Klangverschmelzung, der Beitrag der Abstrahlcharakteristik für die Klangformung und der Einfluss der Raumakustik sind für verschiedene Fachgebiete von Bedeutung und erfordern daher eine ganzheitliche Betrachtung und einen interdisziplinären Ansatz. Ziel dieser Arbeit ist es daher, die perzeptiv relevanten akustischen Darstellungen gemeinsam klingender Instrumente für sowohl reale als auch virtuelle akustische Umgebungen zu verbessern. Dazu werden verschiedene Abstufungen dieser Aspekte in musikalisch realistischen Kontexten untersucht. Ein explorativer Hörtest anhand von live Einspielungen eines Streicherensembles ergab, dass die raumakustischen Eigenschaften die Klangverschmelzung unisono spielender Violinen erheblich beeinflussen. Durch die Kombination von Methoden des maschinellen Lernens und des Music Information Retrieval wird ein Modellierungsansatz vorgestellt der es erlaubt, Klangbeispiele aus einer Ensembleaufnahme nach dem Grad der wahrgenommenen Klangverschmelzung zu klassifizieren. Diese Klassifikationsmethode kommt dabei ohne nahmikrofonierte, quellgetrennte Signale aus und wurde vielmehr anhand von monophonen Raumklangaufnahmen von zwei Violinen unter realen Aufführungsbedingungen validiert. Diese Methodik stellt einen erfolgversprechenden ersten Schritt hin zu einer ganzheitlichen Modellierung von Klangverschmelzung dar. Darüber hinaus wird gezeigt, dass Nahmikrofonaufnahmen geeignet sind um einen perzeptiv überzeugenden Ensembleklang zu auralisieren. In Weiterentwicklung früherer Forschungen zur Richtwirkungswahrnehmung konnte gezeigt werden, dass die Raumakustik einen größeren Einfluss auf die Wahrnehmung der Orientierung einer Quelle hat als deren Richtwirkung. Anhand von Instrumenten mit unterschiedlichen Hauptabstrahlrichtungen in verschiedenen akustischen Umgebungen wurden die akustischen Parameter identifiziert welche die Orientierungswahrnehmung hauptsächlich bedingen. Für Musikinstrumente als Quellen mit inhärent dynamischer Richtwirkung zeigte sich im in-situ Vergleich zu Lautsprechern, dass bestimmte raumakustische Bedingungen die Unterscheidbarkeit erschweren. Diese Erkenntnis inspirierte eine Pilotstudie zur Detailtreue der Richtcharakteristikmodellierung von Quellen innerhalb eines Ensembles in Bezug auf die Wahrnehmung des Gesamtklangs. Diese zeigt, dass selbst bei einer zunehmenden Anzahl von Quellen deren spezifische Richtcharakteristik weiterhin von entscheidender Bedeutung für die Auralisierung von Ensembledarbietungen ist. Die Rolle der Raumakustik bei der Gestaltung von Ensembleklang hängt dabei von der Klangverschmelzung auf Quellenebene ab. Ein Modell zur Vorhersage der insgesamt wahrgenommenen Verschmelzung einer Musikdarbietung wird vorgeschlagen und validiert, das auf akustischen Parametern basiert und mit subjektiven Einschätzungen der Klangverschmelzung auf Quellenebene trainiert wird. Eine Merkmalsanalyse ergab dabei, dass die Raumakustik fast genauso wichtig ist für den Gesamteindruck von Ensembleklang wie die Klangverschmelzung der einzelnen Instrumente auf Quellenebene. Durch die Herausarbeitung und Verdeutlichung der Zusammenhänge zwischen musikalischer Verschmelzung, Richtwirkungswahrnehmung und Auralisation trägt diese Arbeit zur Weiterentwicklung der Ensembleklangforschung bei und bietet Erkenntnisse, die für die Musikaufführungs- und Musikwahrnehmungsforschung, die virtuelle Akustik und verwandte Bereiche relevant sind. KW - Musical ensembles KW - Instrument blending KW - Sound source directivity KW - Room acoustics KW - Auralization Y1 - 2025 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:hbz:575-opus4-2004 ER -