Natuurgetrouwe geluidsversterking

Achtergrond van de Fletcher Machine

De Fletcher Machine dankt zijn naam aan de gedreven natuurkundige Harvey Fletcher (1884). Afgezien van een groot aantal baanbrekende onderzoeken die hij deed in een veel breder gebied van de fysica, had hij een speciale interesse in muziek en het vastleggen daarvan. Hij wordt gezien als de vader van de stereofonie en legde de basis voor de meerkanaals opnametechnieken zoals we die nu kennen. De Fletcher Machine van Adamson is het werk van de Fransman Sylvain Thévenard.

Samen met Wilden Munson, een collega natuurkundige, deed Harvey Fletcher onderzoek naar de gevoeligheid van het menselijk gehoor. Hij onderzocht het psycho-akoestische fenomeen dat de waarneming van het frequentiespectrum van ons gehoor verandert afhankelijk van het geluidsniveau. Bij lagere volumes nemen we middenfrequenties beter waar en naar mate de volumes hoger worden, neemt de gevoeligheid voor lage en hoge frequenties toe en die voor het middengebied af. De leverde de bekende Feltcher-Munson-curve op, met daarin een van de parameters die de Fletcher Machine gebruikt.

Gordijn

Al zette Harvey Fletcher ons stevig op het pad van stereo-opname en -weergave, hij realiseerde zich ook dat dat een compromis is. Twee luidsprekers, mogelijkerwijs aangevuld met een middenspeaker, geven een onvolledig beeld van de exacte plaatsing van acteurs of musici op een podium. Faciliteiten voor engineers zoals een volume-fader, de pan-knop, EQ en eventueel wat hulp van ruimtelijke effecten zoals galm en delay, gaan voorbij aan de tijd die signalen nodig hebben om individueel ons linker- en rechteroor te bereiken en de reflecties in de ruimte die daarbij ontstaan. Daarnaast verschilt ook het waargenomen frequentiespectrum wanneer een bron naarmate die verder van ons verwijderd is. Dat maakt de exacte lokalisatie van een object dat geluid maakt lastig. Fletcher suggereerde een opstelling waarbij een groot aantal microfoons voor een orkest wordt geplaatst, als een gordijn van microfoons, en de individuele signalen, na versterkt en desgewenst over een afstand getransporteerd te zijn, met eenzelfde hoeveelheid luidsprekers in dezelfde posities als de microfoons aan het publiek worden gepresenteerd.

Objecten

Begrijpelijkerwijs zag men om praktische redenen van dit concept af; de techniek van destijds had simpelweg niet de capaciteiten om daar een werkbaar geheel van te maken. Inmiddels hebben we die technologie wel én is duidelijk geworden dat eenzelfde effect ook met een front van (minimaal) vijf luidsprekers kan worden bereikt.
Omdat er veel parameters aan elke acteur, spreker of instrument/musicus hangen, is het ’t handigst die als ‘object’ te behandelen. Het rekenproces om die parameters met elkaar in overeenstemming te brengen is complex en vergt een krachtige DSP.

Onevenwichtig

Een ander, niet minder essentieel pluspunt van deze techniek is dat een van de grootste nadelen van een stereo-opstelling wordt omzeild. Bij een stereo-opstelling: zit je helemaal links bij een speaker, dan kan het zijn dat je helemaal niets meekrijgt van een instrument dat helemaal rechts in het stereobeeld gepand staat; om maar een extreem voorbeeld te noemen. Bovendien is het geluidsbeeld onevenwichtig, omdat het geluid uit de luidspreker komt die het dichtst bij de luisteraar staat en niet vanaf de bron op het podium. De geluidservaring van individuele mensen in het publiek kan daardoor enorm verschillen; overigens een reden waarom er ook vaak in mono wordt gemixt.

Ondergedompeld

Sinds een aantal jaren worden deze principes gebruikt in immersive of spatial audiosystemen. Om de ‘ondergdompelende’ ervaring compleet te maken, omvatten systemen ook vaak luidsprekers rondom het publiek, hetzij in het horizontale vlak, hetzij ook nog boven en onder de luisteraars. Ook hierbij spelen de verschillende aankomsttijden van signalen een cruciale rol. De Fletcher Machine kan overigens worden gecombineerd met versterkingssystemen van andere merken.

Wave field-synthese

Ontwikkelaar Sylvain Thévenard is bij Adamson inmiddels aangesteld als softwaremanager. De Fletcher Machine is oorspronkelijk voortgekomen uit een Europees designerteam. In het verleden werkte Thévenard als sound engineer met andere systemen op basis van wave field-synthese. Daarnaast maakte hij kennis met de concepten van twee van de andere grote merken, maar kon zich niet vinden in hetzij de geluidskwaliteit: “blurry”, “not clear” en “not punchy”, hetzij in de weinig nauwkeurige positionering van de objecten in het geluidsbeeld. Om die reden koos hij samen met collega Olivier Sens, die ook verantwoordelijk is voor de Mac- en Windows-software BrainModular Usine, voor een andere weg en begon daarbij helemaal vanaf nul.

Opties

“We wilden een eenvoudige tool bieden die heel veel situaties aankan, zonder dat je uit een groot aantal algoritmes moet kiezen”, legt Sylvain Thévenard uit. “De eindgebruiker heeft dus maar één keuze en je kunt daarmee direct aan de slag. Er zijn engines die in veel opzichten geweldig zijn, maar die tien of twaalf opties aanbieden, wat voor gebruikers in een live-situatie erg lastig kan zijn. Dat is prima voor iemand die in zijn studio aan het werk is, maar als je aankomt in een zaal en je moet langs al die opties; dat was niet ons uitgangspunt.”

Ondersteuning

De derde speler in het geheel is Arnault Damien, destijds werkzaam als distributeur van Sonic Emotion. Hij zorgde voor de nodige middelen om het prototype dat Thévenard en Sense hadden gebouwd, verder te ontwikkelen. Hij bracht ze bovendien in contact met Jochen Sommer van Adamson Europe in Hamburg, die na een aantal luistersessies enthousiast was geworden en voorstelde om voor Adamson in Canada te gaan werken.

Drive

Behalve engineer is Sylvain Thévenard ook jazzmuzikant met een ruime belangstelling voor muziek die elektronische en akoestische performance combineert met improvisatie, maar ook voor andere muziekgenres, van jazz tot klassiek, van rock tot wereldmuziek. Als demomateriaal gebruikt hij opnames die hij zelf heeft gemaakt en als hij de kans krijgt, mixt hij ook graag nog live. Waarin Thévenard en Adamson heel goed matchen is het uitgangspunt dat de technologie vooral een creatieve tool moet aanbieden. De artistieke meerwaarde is de feitelijke drive, meer dan bijvoorbeeld marketing.

Europa

De Fletcher Machine heeft in Europa meer vaste grond onder de voeten gekregen dan in bijvoorbeeld de VS. “Dat geldt waarschijnlijk voor meer dingen”, merkt Thévenard op. “Er zijn weliswaar ontwikkelingen in Noord-Amerika, maar die zijn niet zo ver gevorderd als bij ons in Europa. Er is een firma in de VS die zich ook met spatial audio bezighoudt, maar dat product is tamelijk specifiek; ver verwijderd van wat wij leveren, maar verder is er daar niets. De markt is daar ook niet erg stimulerend en al het onderzoek wordt gedaan op het Europese vasteland. Ik weet dat er wat onderzoek wordt gedaan aan de McGill University in Montreal in Canada, maar dit is vooral iets wat in Europa gebeurt.”

Raakvlakken

Het team van Sylvain Thévenard heeft met de Adamson Fletcher Machine een uniek platform ontwikkeld, waarbij – goed beschouwd – gedrevenheid voor artistiek toepasbare technologie centraal staat. Die sluit perfect aan bij de cultuur van Adamson en is een prachtig verlengstuk van het onderzoek dat Harvey Fletcher 100 jaar geleden deed.