De meest volledige informatiegids over Athene, Griekenland
Waarom
de Grieken opvoeringen konden
horen tot op de achterste rij
Een oud theater filtert het laagfrequente
achtergrondgeluid uit
Recent
wetenschappelijk onderzoek geeft aan dat de wonderlijke akoestiek,
waarvoor het oude Griekse theater van Epidaurus (Epidavros) beroemd
is, zou kunnen door gebruik te maken van ingewikkelde akoestische
fysica.
Het
theater, dat op het Peloponnesische schiereiland in 1881 onder
een laag aarde ontdekt werd en daarna werd opgegraven, heeft de
klassieke halve cirkelvorm van een Grieks amfitheater met 34 rijen
van stenen zitplaatsen (waaraan de Romeinen er 21 toevoegden).
De
akoestiek is er buitengewoon: een artiest die op het openluchttoneel
staat, kan tot op de achterste rij, bijna 60 meters verder, gehoord
worden. Gedurende heel wat jaren zochten zowel architecten als
archeologen naar een verklaring waarom het geluid zo goed werd
overgebracht.
De
Vlaamse onderzoekers Nico J. Declercq en Cindy Dekeyser, beiden
verbonden aan het Georgia Institute of Technology in Atlanta,
zeggen dat de sleutel ligt in de opstelling van de opgaande rijen
zitplaatsen. Ze berekenden dat deze manier van bouwen perfect
gevormd is om als akoestische filter te fungeren die het geluid
in de lage frequenties (de belangrijkste factor bij achtergrondgeluid)
onderdrukt, terwijl de hogere geluidsgolven van de stemmen van
de acteurs, goed worden overgedragen.
“Het
is niet duidelijk of deze eigenschap komt van verandering of van
het ontwerp.”, zegt Nico Declercq. Maar hoe dan ook denkt
hij dat de Grieken en de Romeinen begrepen dat de akoestiek in
Epidaurus speciaal was. Vandaar dat ze deze ook op andere plaatsen
toepasten.
Geluidstrappen
In
de eerste eeuw VC wees Vitruvius, de Romeinse gezagsdrager over
architectuur, erop dat zijn voorgangers zeer goed wisten hoe een
theater te bouwen dat de menselijke stem benadrukte. “Door
de wiskundige wetmatigheden en de muziekmethode,”, zo schreef
hij, “streefden ze ernaar dat de stemmen op het toneel duidelijker
en zoeter zouden oprijzen naar de oren van de toeschouwers door
de indeling van de theaters in overeenstemming met de harmonische
wetenschap, versterkten de oude Grieken de kracht van de stem.”.
Latere
schrijvers speculeerden dat de uitstekende akoestiek in het theater
van Epidaurus (Epidavros), dat in de vierde eeuw VC. gebouwd werd,
kon ontstaan door de overheersende windrichting (die hoofdzakelijk
vanaf het podium naar de toeschouwer waait), of dat het een algemeen
verschijnsel is bij Grieks theater omwille van de spraakritmes
of het gebruik van toneelmaskers als luidsprekers. Dit verklaart
echter niet waarom een hedendaagse acteur in het Theater van Epidaurus
(Epidavros), dat soms nog steeds voor opvoeringen gebruikt wordt,
zelfs op een windstille dag zo goed te verstaan is.
“De
akoestische afsnijfrequentie is precies waar je
ze zou willen.”
Nico
Declercq, Georgia Institute of Technology, Atlanta
Declercq
en Dekeyser vermoedden dat de oplossing mogelijk te maken
had met de manier waarop geluid door gegolfde oppervlakken
weerkaatst wordt. Het is al enkele jaren geweten dat deze
geluidsgolven kunnen filteren om bepaalde frequenties
te benadrukken, net zoals microscopische golvingen op
de vleugel van een vlinder bepaalde lichtgolven kunnen
weerkaatsen. De geluidsonderdrukkende stootkussens van
geribbeld schuimrubber dat tegen de muren van lawaaierige
kamers geplaatst wordt, halen ook voordeel uit dit effect.
Beide
onderzoekers hebben berekend hoe de rijen van stenen
zitbanken in het theater van Epidaurus (Epidavros)
invloed uitoefenen op het geluid dat erop weerkaatst
wordt en ze ontdekten dat frequenties onder 500 hertz
meer gedempt worden dan hogere.
Geroezemoes
“Het
grootste deel van het rumoer in en rond het theater was waarschijnlijk
laagfrequentiegeluid,” zeggen de onderzoekers, bijvoorbeeld
ruisende bomen en geroezemoes van theaterbezoekers. Het uitfilteren
van de lage frequenties verbetert de hoorbaarheid van de stemmen
van de artiesten, die rijk zijn aan hogere frequenties, ten koste
van het rumoer. “De afsnijfrequentie is precies waar je
ze zou willen als je rumoer wilde verwijderen dat er in de oudheid
was.”, zegt Declercq.
Nico
Declercq waarschuwt dat de aanwezigheid van een zittend publiek
het effect verandert maar op een manier die moeilijk te meten
is. “Voor mensen zouden die berekeningen zeer moeilijk zijn
omdat het menselijke lichaam niet homogeen is en het een zeer
ingewikkelde vorm heeft.”, zegt hij.
Het
uitfilteren van de lage frequenties betekent dat deze minder hoorbaar
zijn zowel in de spraak als in het achtergrondgeluid. Dit hoeft
echter geen probleem te zijn omdat het menselijke spraaksysteem
de ontbrekende lage frequenties kan “toevoegen” aan
een hoogfrequent geluid.
“Er
is een neurologisch fenomeen dat virtuele toon genoemd wordt en
dat de menselijke hersenen toelaat geluidsbronnen te reconstrueren
zelfs in afwezigheid van de lage tonen.”, zegt Declercq.
Dit effect maakt dat kleine luidsprekers kennelijk een betere
geluidskwaliteit kunnen voortbrengen dan je zou verwachten.”.
Ondanks
het feit dat moderne theaters de hoorbaarheid verbeteren door
het gebruik van luidsprekers, zegt Declercq dat het idee van het
filteren mogelijk nog steeds relevant is: “Ik geloof dat,
in bepaalde omstandigheden zoals deze bij sportstadia of openluchttheaters,
de juiste keuze van de periodiciteit van de stoelenrij of van
de trappen onder de stoelen van belang kan zijn.”.