Forschungspreis

Ambisonic Soundscape
Untersuchung

Sam Erpelding beschäftigte sich während seiner Masterarbeit mit der räumlichen Soundqualität und der Qualität von Klanglandschaften im Nationalpark Donau-Auen.

Tonaufname im Nationalpark Donau-Auen
(c)Erpelding

Soundscape ecology
Dies ist die Lehre von den Schallereignissen und deren Auswirkungen auf die dort lebenden Organismen. Man unterscheidet zwischen biophonischen (lebende Organismen), geophonen (geophysikalischen und meteorologische Ereignisse) und anthrophone (vom Menschen geschaffene Schallquellen) an Land wie auch Unterwasser. Der Begriff der Soundscape wurde durch R. Murray Schafer in den 60er Jahren geprägt und hat sich bis heute zu einem komplexen Forschungsgebiet entwickelt. Durch weiterführende Forscher wie Bernie Krause und Almo Farina wurde die Bioakustik und die Ökologie quasi revolutioniert.

Ambisonic und binaurale Wiedergabe
Ambisonic ist ein Mehrkanal-Audioverfahren zur Aufnahme und Wiedergabe eines Schallfeldes. Das Übertragungsverfahren ist hier im Vergleich zu den kanalorientierten Übertragungen nicht abhängig von der Anzahl der Lautsprecher, sondern die jeweiligen Signale werden nach mathematischen Operationen für jede einzelne Lautsprecherposition berechnet. Ambisonic ist eine Methode zur Kodierung eines Schallfeldes unter Berücksichtigung seiner Richtungseigenschaften. Bei herkömmlichen Mehrkanal-Audio Verfahren, wie beispielsweise Stereo, 5.1 und 7.1 Surround, hat jeder Kanal das Signal, das einem bestimmten Lautsprecher entspricht. Stattdessen hat beim Ambisonic Verfahren jeder Kanal Informationen über bestimmte physikalische Eigenschaften des Schallfeldes, wie zum Beispiel den Schalldruck oder die Schallgeschwindigkeit. Man unterscheidet zwischen Ambisonic Systemen erster und höherer Ordnung. Das Binaurale Aufnahme- und Wiedergabeverfahren ist ein auf den Menschen angepasstes Audioverfahren und ermöglicht es einen natürlichen Höreindruck mit genauer Richtungslokalisation zu erzeugen.

Tonaufnahmegeräte
(c)Erpelding

Natürliche Stille und das akustische Ambiente
Die Besucheranzahl in manchen Naturgebieten steigt jährlich, und wird immer mehr zu einem Problem für die natürliche Ruhe. Somit steigt auch die Wichtigkeit für ein Management der Lärmauswirkungen in Naturgebieten. Die natürliche Ruhe in der Natur heißt nicht einfach Stille, sondern repräsentiert die Klänge der Natur ohne menschlich-technischen Sounds. Die natürliche Stille steht mit dem Wohlbefinden in Naturgebieten im Verhältnis, und gewinnt durch zunehmende Kakophonie der Menschen immer mehr an Bedeutung. In der Natur werden natürliche Lärmquellen (Geophonie) von Organismen meist vermieden, oder sie werden nach einiger Zeit zur Gewohnheit. Jedoch verursachen anthropogene Lärmquellen chronischen Stress, und führen zu Lärmbelästigung und zu Hörverlusten. Um auf Stressfaktoren zu reagieren, verbrauchen die Organismen mehr Energie, reduzieren ihre Essenszeiten, und müssen sich meist an akustische Maskierungseffekte anpassen. Zum Beispiel stehen der akustische Hintergrund und die Kommunikationsstrukturen von Vögeln in einem direkten Verhältnis zueinander. Die ganze Kommunikation bei den Tieren basiert auf dem Signal-Rauschabstand, und dieser widerum auf dem Hintergrundschall.
Das akustische Ambiente stellt eine wichtige Informationsquelle dar, die auf zwei Ebenen wirkt:
der akustische Vordergrund (unvorhersehbar im Verhältnis von Raum und Zeit) und der akustische Hintergrund (zyklischer Hintergrund, prägt die Umgebung und ihre Bewohner, Orientierungspunkt). Der akustische Hinter- und Vordergrund sind abhängig von der Position des Zuhörers zu einer Schallquelle. Der akustische Vordergrund besteht aus Schallphänomenen, welche sich nahe des Zuhörers befinden und Informationssignale repräsentieren. Hierzu zählen vor allem Tierlaute. Die dynamischen Charakteristiken des akustischen Vordergrunds lösen Reaktionen bei Tieren und Menschen aus, und werden so zu einer wichtigen Informationsquelle zur Gestaltung lokaler akustischer Gemeinschaften. Der akustische Hintergrund kann als akustisch signifikant für einen bestimmten Ort gelten, und bezieht sich auf eine unbestimmte Menge von niederfrequenten Klängen, die sich aus der Mischung mehrerer einzelner Schallquellen ergibt, und mit der Entfernung abnimmt. Dieser quasi omnipräsenter tieffrequente Hintergrundschall ist meist sehr konstant, und ist abhängig von landschaftlichen Strukturen. Die Schallquellen sind hier meist geophysischer oder anthropogener Herkunft. Heutzutage sind die meisten Menschen ständig ungewollten Schallquellen (Lärmquellen), wie in urbanen Gebieten, bei Eisenbahn-, Flugzeug- und Autoverkehr, ausgesetzt. Die Soundqualität betrifft somit auch immer mehr kognitive, wie physikalische Kriterien, da die Menschen die Fähigkeit besitzen, die akustische Umwelt persönlich zu bewerten und bestimmte Schallphänomene als angenehm oder unangenehm zu beurteilen. So spielen sowohl physiologische und psychologische Aspekte über die Bewertung der akustischen Lästigkeit, wie auch die individuelle Hörerfahrung und der kulturelle Hintergrund zur Evaluierung der Qualität des akustischen Ambiente, eine wesentliche Rolle. Die einfache Messung des Schalldruckpegels reicht nicht aus, um diese Soundqualität zu bewerten.

Tonstudio
(c)Erpelding

Arbeitsprozess
Diese Arbeit legt eine Untersuchung der Klanglandschaften im Nationalpark Donau-Auen mit Hilfe von Ambisonic Aufnahme- und Wiedergabeverfahren dar. Hier wird vor allem die Qualität verschiedener Klanglandschaften im Nationalpark untersucht und somit versucht den akustischen Zustand des Gebiets zu erfassen. Für diese Arbeit wurde mit Hilfe des Ambisonic Verfahrens erster Ordnung die räumliche Soundqualität und die Qualität der Klanglandschaften anhand von Hörtests untersucht. Hierfür wurden im Frühling 2019 acht Standorte im Nationalpark besucht und aufgenommen. Der Hauptbestandteil dieser Arbeit ist die Untersuchung der Qualität der Klanglandschaften im Nationalpark. Hierfür wurden die Standorte miteinander verglichen, um ein Gesamtbild der Klanglandschaften im Nationalpark zu erhalten. So wurden in einem zweiten Hörtest die Attribute Klarheit, Informationsgehalt, Zufriedenheit und Ereignishaftigkeit in Form von geschlossenen Fragen ermittelt. Diese Attribute helfen die menschliche Präferenz für eine Klanglandschaft zu bewerten und somit die Qualität der Klanglandschaften zu bestimmen. Außerdem wurden auch die Attribute Räumlichkeitseindruck, Lokalisierung und Distanzwahrnehmung abgefragt. Diese drei Attribute sollen näher untersuchen, inwiefern räumliche Aufnahme- und Wiedergabeverfahren die Zuordnung einer Klanglandschaft ergänzen. Diese acht geschlossenen Fragen sind in Form von Differenzialskalen zu beurteilen. Neben den geschlossenen Fragen waren zwei offene Fragen zu beantworten, welche die geschlossenen Fragen ergänzen. Bei der ersten Frage mussten die Teilnehmer*innen die wahrnehmbaren Schallobjekte nennen und versuchen, diesen eine Richtung zuzuordnen. Diese Frage ermöglichte es, zusätzlich zu den Fragen über die räumliche Soundqualität, genauere Rauminformationen über
bestimmte Schallereignisse zu erhalten. Zusätzlich konnten somit die Schallobjekte identifiziert, kategorisiert, und deren Präsenz dargestellt werden. Bei der zweiten Frage mussten die Teilnehmer*innen die wahrgenommene Klanglandschaft in Stichwörtern beschreiben. Diese Frage ermöglichte es, genauere Angaben über die Vegetation und die akustische Umwelt zu erhalten. Um die Ergebnisse und die Aussagen der Teilnehmer*innen zu überprüfen, wurden die Klanglandschaften mit Hilfe einer spektralen Analyse näher untersucht. Die Ergebnisse zeigten einerseits, dass räumliche Aufnahme- und Wiedergabeverfahren die Beurteilung einer Klanglandschaft ergänzen. Hier wurde mit Hilfe des zweiten Hörtests festgestellt, dass mittels des Ambisonic Verfahrens erster Ordnung zusätzliche Rauminformationen über eine Klanglandschaft erschlossen werden konnten. Daneben konnte die Qualität der Klanglandschaften dargestellt werden. Hier wurde festgestellt, dass die Präsenz von Anthrophonien, also die vom Menschen verursachten Schallereignisse im Verhältnis zum Wohlbefinden der Zuhörer*innen stehen. Zudem konnte erfasst werden, dass Anthrophonien im akustischen Ambiente quasi omnipräsent sind und mit der restlichen Klanglandschaft interagieren. Es ist zu vermerken, dass die Darstellung der Qualität einer Klanglandschaft mit Hilfe von Langzeitstudien noch genauer vorgelegt werden kann, jedoch kann diese Arbeit mittels Stichprobenverfahren eine klare Aussage über die Qualität der Klanglandschaften liefern.

Gewässer
(c)Erpelding

Aussichten für die Zukunft
Ein gesellschaftlicher Zugang für weitere Studien im Bereich der Klanglandschaftsökologie ist vor allem die Sensibilisierung der Gesellschaft für die akustische Umwelt. Hier kann man einerseits im pädagogischen Sinne mit Hilfe von Soundwalks die Parkbesucher für die vielschichtigen Klanglandschaften und für die natürliche Stille empfindlich machen. Ein weiterer wichtiger Ansatz für die Sensibilisierung und für den Erhalt der Biodiversität wäre die Einführung von Ruhezonen in Nationalparks. Hierbei geht es darum, dass in einem gewissen Umfeld keine Anthrophonien zu verursachen, und diese Zonen auch im akustischen Sinne naturbelassen zu gestalten. Natürlich ist es nicht unbedingt möglich den Flugverkehr und bestehende Autobahnstrecken oder Straßen in solchen Zonen umzulenken, jedoch soll es zumindest die Parkbesucher aufmerksamer darauf machen, den Nationalpark und die Ruhezonen mit einem gewissen Maß an Respekt zu behandeln.

 

Weiter zur Arbeit

 

Text: Sam Erpelding

 
 

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