Alttoviuluvertailu 12.9.2007

Alttoviuluvertailu tehtiin Sipoon kirkossa. Tarkoituksena oli selvittää alttoviulujen soinnin laatua musiikkinäytteiden sekä vapaiden kielien alukkeista tulostettujen graafisten kuvaajien avulla. Soittajana oli Max Savikangas, äänittäjänä Pekka Laine.

Vertailtavina olivat alttoviulut:

"Saksalainen" alttoviulu, ateljee Phil. Keller 1903, vartalomitta 435 mm
"Laine 02", Pekka Mikael Laine 1/2002, vartalomitta 424 mm
"Laine 03", Pekka Mikael Laine 1/2003, vartalomitta 422 mm
"Laine 04", Pekka Mikael Laine 1/2004, vartalomitta 424 mm
"Laine 05", Pekka Mikael Laine 1/2005, vartalomitta 424mm.

"Saksalaisessa" alttoviulussa sekä alttoviuluissa "Laine 03" ja "Laine 04" kielet olivat synteettisiä, alttoviulussa "Laine 02" c- ja g-kieli olivat suolikieliä, d synteettinen ja a teräskieli. Alttoviulussa "Laine 05" c-, g- ja d-kielet olivat suolikieliä, a-kieli synteettinen.

Ihmisen kuulomuisti on lyhytkestoinen ja äänen arviointi pelkästään elävän kuuntelun perusteella on epävarmaa. Kuuntelutilanteessa huoneakustiikan vaikutus soittimen sointiin on myöskin usein hyvin vaikeasti arvioitavissa. Soittimien vertailu tehtiin siksi, kuten aikaisemminkin, samassa vakioidussa akustiikassa äänitettyjen äänitteiden, musiikki- ja ääninäytteiden, perusteella. Lisäksi aikaisemmin eri alttoviuluilla äänitettyjä musiikkinäytteitä oli mahdollista verrata uusiin äänitteisiin.

Vertailuaineisto tehtiin äänittämällä soittimilla lyhyet musiikkinäytteet n. kolmen metrin etäisyydeltä sekä vapaat kielet n. yhden metrin etäisyydeltä. Musiikkinäytteet äänitettiin dynaamisilla (nauha)mikrofoneilla ja ääninäytteet vapaista kielistä mittamikrofonilla. Lattiaheijastuksia vähennettiin diffuusorimatoilla.

Vapaiden kielien sointia arvioitiin kolmiulotteisten graafisten kuvaajien avulla. Ääninäytteiden alusta tulostettiin kuvaajat, joista näkyvät osaäänien voimakkuuserot ja syttymistapa äänen alukkeessa.

Musiikkinäytteet

Soittimilla soitettiin alttoviulusoolon johdanto baletista Giselle, sekä alkua Bachin sellosarjasta no. 1 Allemande.

Kuuntelukoe

Kuuntelukoe on tärkein tapa arvioida soittimien sointia. Kuuntelukoe voidaan tehdä myös sokkotestinä, jolloin kuuntelija ei tiedä, mikä soitin kulloinkin on kyseessä. On eduksi, jos vertailtavien soittimien joukossa on jo ennestään tuttu soitin, jota voidaan pitää luotettavana vertailukohteena. Kuunteluhuoneen akustiikka vaikuttaa kaiuttimista kuultavaan ääneen. Vaikutusta voi pienentää kuuntelemalla ääntä kaiuttimista läheltä tai vaikutuksen voi poistaa kokonaan kuuntelemalla ääntä kuulokkeilla. Kuuntelulaitteiston pitäisi tietenkin olla laadultaan mahdollisimman hyvä.
Soittimien sointia voi arvioida eri osatekijöiden avulla. Eräs tapa vertailla äänen ominaisuuksia on tehdä se käsiteparien avulla, esimerkiksi:

sulkeutunut / avoin
kumiseva / kiinteä
nasaali / tasapainoinen
pistävä / pehmeä
yksiulotteinen / rikas
räikeä / puhdas
suttuinen / tarkka
puuroutuva / erotteleva
voimaton / voimakas
jähmeä / jäntevä.

Vertailu kannattaa toistaa muutaman kerran mieluiten eri päivinä. Äänen eri ominaisuuksien toisistaan tunnistamista ja arviointia voi oppia.

Ääninäytteet

Ääninäytteet äänitettiin niin, että kullakin soittimella soitettiin vapaat kielet vetojousella keskivoimakkuudella niin samalla tavalla, kuin mahdollista. Satunnaiset soittotavan erot eivät kuitenkaan merkittävästi vaikuta spektrianalyysin avulla tehtäviin graafisiin tulosteisiin. Kukin soitin soi sille ominaisella tavalla ja soittimen soinnin ominaispiirteet näkyvät aina tulosteessa.
Spektrianalyysi on kuuntelukoetta täydentävä menetelmä, jolla saadaan sellaista tietoa soittimen äänestä, jota ei korvin voi kuulla tai jonka oppii kuulemaan vasta pitemmän ajan kuluessa. Suurin ongelma on kuvaajista saatavan tiedon tulkinta. Kaikki osasävelet vaikuttavat sointiin, mutta 5 - 6 ensimmäistä kaikkein eniten. Osasävelien keskinäiset voimakkuuserot ja syttymisnopeudet vaikuttavat oleellisesti äänen sointiväriin ja ovat kunkin soittimen soinnille ominaisia tunnuspiirteitä. Yläsävelsarja rakentuu perustaajuuden eli ensimmäisen osasävelen kerrannaisiin. Jos perustaajuus on x, ovat seuraavat osasävelet taajuudeltaan 2x, 3x, 4x jne. Perustaajuus voi sävelessä olla hyvinkin heikko. C- ja g-kielillä perustaajuus soi kaikilla vertailtavilla soittimilla selvästi vaimeammin, kuin sitä seuraavat osasävelet, vasta d- ja a-kielillä perustaajuus soi voimakkaasti.

Alla olevassa taulukossa ovat alttoviulun kielten kuuden ensimmäisen osasävelen taajuudet:

		perustaajuus		2. osasävel		3. osasävel		4. osasävel		5. osasävel		6. osasävel
c-kieli		132		264		396		528		660		792		Hz
g-kieli		197		394		591		788		985		1182		Hz
d-kieli		294		588		882		1176		1470		1764		Hz
a-kieli		442		884		1326		1768		2210		2652		Hz

Tämän sivun lopussa liitteenä ääninäytteet ogg-muotoisina.

Kielten alukkeiden kuvaajat

Graafisissa kuvaajissa vasemmanpuoleisella vaaka-akselilla on esitetty taajuusalue, oikeanpuoleisella vaaka-akselilla on esitetty aika, ja pystyakselilla on kuvattu osasävelien voimakkuus niin, että voimakkain osasävel on sovitettu grafiikkaikkunan yläreunaan.
Graafinen kuvaaja kertoo esimerkiksi

- onko yläsävelsarjassa erityisen voimakkaita tai vaimeita osasäveliä tai taajuusalueita
- onko yläsävelsarjassa yksittäisten osasävelien tai lähekkäisten osasävelien jaksottaista voimistumista ja vaimenemista
- onko alukkeen sointi erilainen, kuin jatkuvan sävelen sointi alukkeen jälkeen
- kuinka samanaikaisesti yläsävelsarja syttyy
- kuinka korkealle ja kuinka voimakkaana yläsävelsarja jatkuu.

c-kieli 100-5000 hertsiä,
g-kieli 100-10000 hertsiä,
d-kieli 100-15000 hertsiä,
a-kieli 100-20000 hertsiä.

Oikealla puolella ovat päällekkäin yksityiskohtaisemmat kuvaajat saman soittimen eri kielten alukkeiden alusta. Tarkempi kuvaus havainnollistaa n. kymmenen ensimmäisen osasävelen syttymistä sillä taajuusalueella, mikä on merkittävintä äänten sointierojen syntymisessä. Aikajakso on 0,1 sekuntia:

c-kieli 100-1000 hertsiä,
g-kieli 100-1500 hertsiä,
d-kieli 100-2000 hertsiä,
a-kieli 100-2500 hertsiä.

Tämän sivun lopussa liitteenä vapaiden kielten kuvaajat pdf-tiedostoina.
Kuvaajat kustakin soittimesta on esitetty kenttänä, jossa vasemmalla puolella ovat päällekkäin kuvaajat saman soittimen eri kielten alukkeista sillä taajuusalueella, millä suurin osa osasävelistä esiintyy. Aikajakso on 0,5 sekuntia;

Yhteenveto soittimista

Kaikkien soittimien äänenvoimakkuus oli likipitäen yhtä suuri. Eri kielten sointivoimakkuuksissa joillakin soittimilla oli kuitenkin melko suuria eroja. Suolikielien ja synteettisten kielien erot kuuluvat selvästi soinnissa. "Saksalainen" ja "Laine 02" ovat olleet jatkuvassa käytössä, muiden soittimien äänessä on käyttämättömyydestä johtuvaa satunnaista tukkoisuutta.

Teoreettinen virheetön sointi näkyisi kuvaajassa yläsävelsarjana, jossa ei olisi mitään paikallisia poikkeamia, yläsävelsarja syttyisi samaan aikaan ja jatkuisi tasaisesti korkeisiin taajuuksiin. Koska kaikissa soittimissa kuitenkin on poikkeamia tästä "ihannesoinnista", on soittimia helppo arvioida juuri yläsävelsarjan epäjatkuvuuksien, korostumien ja vaimentumien perusteella. Tästä syystä soittimien sointikin on erilainen.

Jos vain yksittäiset osasävelet näyttävät syttyvän kuvaajassa viereisiä hitaammin ja heikompina, on yleensä kyse soittimelle tai soittimen kielelle ominaisesta äänentuottotavasta ja sointiväristä, mikä ei käytännössä välttämättä tarkoita sointivirhettä. Suuret epäjatkuvuudet yläsävelsarjassa kuuluvat yleensä epätäyteläisenä tai muuten soinniltaan puutteellisena äänenä.

"Laine 03":n a-kieltä ja "Laine 04":n g-kieltä lukuunottamatta soittimien yläsävelsarjojen alukkeissa ei sävelten soinnissa ollut kuvaajien perusteella havaittavissa suuria eroja alukkeiden alkuosien ja loppuosien välillä. Osasävelien jaksottaista aaltoilua ei myöskään ollut. Se kuuluisi äänessä huojuntana ja pahimmillaan susiääninä. Yläsävelsarjan ulottuvuudessa ja tasaisuudessa soittimet poikkesivat jonkin verran toisistaan, vaikka yläsävelsarjan syttymisnopeudessa ei ollutkaan suuria eroja.

Vaikka alla olevassa arvioinnissa korostetaankin soittimien sointivirheitä, ovat kaikki vertailussa olleet soittimet laadukkaita ja ammattikäyttöön soveltuvia. Johonkin tiettyyn tarkoitukseen jokin soitin voi sopia muita paremmin, eikä soittimien asettaminen paremmuusjärjestykseen olekaan yksiselitteisesti mahdollista. Toisaalta jonkin soittimen suuret sointivirheet rajoittavat sen käyttöä, ja jonkin toisen soittimen sointi taas suosii sen käyttöä moneenkin tarkoitukseen. Tätä kautta voi asettaa soittimet paremmuusjärjestykseen käytettävyyden mukaan.

"Saksalainen":

Sointi on voimakas ja ihmisäänenä baritonimainen, mutta jonkin verran epätasainen. Soinnissa alarekisterissä on hieman nasaalisuutta ja onttoutta, ylärekisterissä ohuutta ja kireyttä.

C-kielen 3. osasävelen korostuma ja 4. osasävelen vaimentuma, sekä korostuma kohdassa 1,8 kHz ja sen ympärillä oleva vaimentuma tekevät soinnista onton ja sisäänpäin kääntyneen tuntuisen.
G-kielessä 2. osasävelen korostuma samoinkuin korostuma kohdassa 2,8 kHz ja vaimentuma sen ympärillä aiheuttavat sointiin ylimääräistä terävyyttä. Kieli soi muita kieliä vaimeammin.
D-kielessä 3. osasävelen vaimentuma sekä voimakas korostuma kohdassa 2,8 kHz tekevät soinnista kireän.
A-kielen voimakas korostuma perustaajuudella antaa sointiin pistävää sävyä.

"Laine 02":

Sointi on fokusoitu, tasainen, ihmisäänenä alttomainen. Alarekisterin sointi on hieman torvimainen, nasaali ja voimaton verrattuna ylärekisteriin. Ylärekisteri on avoin, erotteleva, rikas.

C-kielessä korostuma kohdassa 1,8 kHz ja vaimentuma välillä tekevät soinnista hieman nasaalin ja rikkonaisen tuntuisen, tähän vaikuttavat myös vaimentuneet 4. ja 5. osasävel.
G-kieli soi 5. osasävelen vaimentumaa lukuunottamatta tasapainoisesti.
D-kielessä 2. ja 5. osasävelen vaimentumat sekä vaimentuma 3 kHz:in kohdalla vähentävät täyteläisyyttä ja myös voimakkuutta suhteessa soittimen muihin kieliin.
A-kielessä ei ole suuria sointivirheitä 4,5 kHz:in kohdalla olevaa vaimentumaa lukuunottamatta. Tämä tuo kielen sointiin pientä terävyyttä.

"Laine 03":

Sointi on neutraali, tasapainoinen, hieman karhea, kokonaisuudessaan kiinteä ja avoin, mutta ei kovin rikas. Ylärekisteri on hieman tukkoinen.

C-kielen sointiin antavat kovuutta ja terävyyttä 5. osasävelen vaimentuma sekä vaimentuma kohdassa 2,8 - 3 kHz. Muuten yläsävelsarja on tasainen. Kieli soi hieman muita kieliä voimakkaammin.
G-kielessä on vaimentuma välillä 4 - 5 kHz. Tämä lisää hieman kovuutta sointiin - muuten yläsävelsarja ja sointi ovat tasaiset.
D-kielessä 2., 4. ja 5. osasävelen vaimentumat sekä osasävelsarjan huomattava vaimentuma 4 kHz:n kohdalla tekevät soinnista tukahtuneen ja räikeän tuntuisen.
A-kielessä 3. ja 4. osasävelen vaimentumat vievät soinnista pehmeyttä, sointi on kuitenkin kiinteä.

"Laine 04":

Sointi on terävähkö, mutta tasainen ja voimakas. Alarekisteri on hieman sulkeutunut ja nasaali, ylärekisteri sävykäs ja erotteleva.

C-kielen 4. ja 5. osasävelen vaimentumat tekevät soinnista sulkeutuneen ja hieman nasaalin. Yläsävelsarja on muuten tasainen ja sointi neutraali.
G-kielen 5. osasävelen vaimentuma sekä yläsävelsarjan voimakas vaimentuma kohdassa 3,5 kHz antavat sointiin nasaalia sävyä.
D-kielen 4. ja 5. osasävelen vaimentumat antavat soinnille etäistä sävyä. Yläsävelsarja on muuten tasainen, kuten sointikin.
A-kielen 3. osasävel on jonkin verran vaimentunut ja perustaajuus korostunut. Sointi on kuitenkin tasainen ja erotteleva. Kieli soi soittimen muita kieliä selvästi voimakkaammin.

"Laine 05":

Sointi on voimakas, pehmeä ja tumma, hieman tukkoinen, ihmisäänityyppinä baritonimainen. Alarekisterissä on syvyyttä, ylärekisteri on kirkassointinen, vaikka jonkin verran verhoutunut. Sointi on kaikilla kielillä voimakkuudeltaan tasainen.

C-kielessä 4. ja 5. osasävel ovat vaimentuneet, sointi on siksi hieman sulkeutunut. Osasävelsarja jatkuu korkealle ja sointi on muuten täyteläinen.
G-kielessä 5. ja 6. osasävel ovat vaimentuneet, sointi on kuitenkin melko täyteläinen.
D-kielessä 4. osasävel on vaimentunut, vaimentumat kohdissa 1,5 - 2 kHz ja 3 kHz:in jälkeen tekevät soinnista tumman ja hieman tukkoisen.
A-kielessä 3. ja 4. osasävel ovat vaimentuneet, perustaajuus on korostunut. Sointi on hieman kova, vaikka samalla verhoutunut.

Liitteet:

Musiikkinäytteet ogg-muodossa:

a20070912-11-a-saksalainen.ogg: Soolo alttoviululla "Saksalainen" (Giselle)
a20070912-12-a-laine02.ogg: Soolo alttoviululla "Laine 02" (Giselle)
a20070912-13-a-laine03.ogg: Soolo alttoviululla "Laine 03" (Giselle)
a20070912-14-a-laine04.ogg: Soolo alttoviululla "Laine 04" (Giselle)
a20070912-15-a-laine05.ogg: Soolo alttoviululla "Laine 05" (Giselle)

a20070912-16-a-saksalainen.ogg: Soolo alttoviululla "Saksalainen" (Bach)
a20070912-17-a-laine02.ogg: Soolo alttoviululla "Laine 02" (Bach)
a20070912-18-a-laine03.ogg: Soolo alttoviululla "Laine 03" (Bach)
a20070912-19-a-laine04.ogg: Soolo alttoviululla "Laine 04" (Bach)
a20070912-20-a-laine05.ogg: Soolo alttoviululla "Laine 05" (Bach)

Ääninäytteet vapaista kielistä ogg-muodossa (stereoraidan toisessa kanavassa):

a20070912-saksalainen-vk.ogg: Vapaat kielet c-g-d-a alttoviululla "Saksalainen"
a20070912-laine02-vk.ogg: Vapaat kielet c-g-d-a alttoviululla "Laine 02"
a20070912-laine03-vk.ogg: Vapaat kielet c-g-d-a alttoviululla "Laine 03"
a20070912-laine04-vk.ogg: Vapaat kielet c-g-d-a alttoviululla "Laine 04"
a20070912-laine05-vk.ogg: Vapaat kielet c-g-d-a alttoviululla "Laine 05"

Vapaiden kielien kuvaajat pdf-muodossa:

g20070912-saksalainen.pdf: Vapaat kielet c-g-d-a alttoviululla "Saksalainen", laajempi kuvaus
g20070912-saksalainen-1.pdf: Vapaat kielet c-g-d-a alttoviululla "Saksalainen", tarkempi kuvaus

g20070912-laine02.pdf: Vapaat kielet c-g-d-a alttoviululla "Laine 02", laajempi kuvaus
g20070912-laine02-1.pdf: Vapaat kielet c-g-d-a alttoviululla "Laine 02", tarkempi kuvaus

g20070912-laine03.pdf: Vapaat kielet c-g-d-a alttoviululla "Laine 03", laajempi kuvaus
g20070912-laine03-1.pdf: Vapaat kielet c-g-d-a alttoviululla "Laine 03", tarkempi kuvaus

g20070912-laine04.pdf: Vapaat kielet c-g-d-a alttoviululla "Laine 04", laajempi kuvaus
g20070912-laine04-1.pdf: Vapaat kielet c-g-d-a alttoviululla "Laine 04", tarkempi kuvaus

g20070912-laine05.pdf: Vapaat kielet c-g-d-a alttoviululla "Laine 05", laajempi kuvaus
g20070912-laine05-1.pdf: Vapaat kielet c-g-d-a alttoviululla "Laine 05", tarkempi kuvaus