ZENOSPHERE

science, philosophy, and cultural menagerie

Soundscape Engineering

Waktu masih kuliah dulu, salah satu bidang keahlian yang tersedia di jurusan saya adalah Fisika Bangunan. Boleh dibilang bahwa ini pekerjaan teknik yang bersilangan dengan arsitektur. Apabila arsitek merancang bangunan secara garis besar — semisal tata ruang dan eksterior — maka insinyur Fisika Bangunan membahas aspek fisika dari bangunan tersebut. Sebagai contoh di antaranya adalah properti akustik dan pencahayaan.

MIT Kresge Auditorium

Bagaimana caranya supaya auditorium menghasilkan kualitas musik yang optimal?

(via Wikimedia Commons)

Sebagaimana umum diketahui, kualitas pencahayaan (lighting) dan akustik berperan besar dalam mengatur suasana. Sebuah kafe yang bagus, misalnya, tidak akan memasang lampu neon putih 40-watt di ruang pengunjung. Begitu pula dengan auditorium dan teater — akustiknya harus diatur sedemikian rupa agar pengunjung merasakan suasana yang ‘wah’.🙂 Boleh dibilang bahwa Fisika Bangunan berurusan dengan “bagaimana mengoptimalkan aspek fisika dalam ruangan”.

Nah, yang hendak dibicarakan di tulisan ini adalah sekilas tentang sisi akustik bangunan. Melalui prinsip-prinsip fisika seperti pemantulan, penyerapan, dan difusi, para ahli berusaha mendesain agar suatu ruang memiliki kualitas akustik yang mumpuni.

Mengenai bagaimana detailnya, nah ini ada ceritanya lagi. Off we go…

 
Akustik: Dimulai dari gelombang
 

Semenjak masih SD, kita diajari bahwa suara itu aslinya bersifat gelombang. Disebut sebagai gelombang karena dia mempunyai properti seperti amplitudo dan frekuensi. Meskipun begitu tidak semua gelombang suara dapat kita dengar. Hanya gelombang suara yang frekuensinya cocok — antara 20 Hz sampai 20 kHz — dapat didengar oleh telinga.

Biasanya di praktikum fisika kita melihat gelombang cahaya dieksperimenkan macam-macam. Ada yang dipantulkan, dibiaskan, hingga diadu lewat interferensi. Gelombang hasil manipulasi itu kemudian ditampilkan di layar berbentuk lapisan berwarna gelap-dan-terang.

pola interferensi laser

Interferensi cahaya menghasilkan gelap dan terang

(via wikipedia)

Hal yang sama juga berlaku pada gelombang suara. Sebagaimana halnya dengan gelombang cahaya, suara dapat dipantulkan, dibiaskan (difraksi), diinterferensi… dan masih banyak lagi yang lain. Hanya saja, karena sifatnya yang berhubungan dengan pendengaran, hasilnya bukan berupa warna gelap dan terang. Melainkan berupa rangkaian suara yang intensitasnya kuat dan lemah.

Nah, kemampuan mengolah suara sebagai gelombang itu adalah dasar dari pengolahan akustik. Dengan memanipulasi gelombang suara para insinyur berusaha menghasilkan kualitas akustik yang optimal. Apabila ada frekuensi yang tidak diinginkan, maka frekuensi itu dapat disaring. Apabila ingin diperkuat, bisa dimanipulasi lewat pemantulan. Begitu pula kalau ingin suara yang didengar tidak tembus ke ruangan lain — bisa diatur lewat bentuk dinding dan material yang sesuai.😀

 
Seperti apa contohnya?
 

Kalau Anda pernah masuk ruang auditorium yang bagus, hampir pasti pernah melihat bentuk dinding yang aneh. Dinding ruang auditorium tersebut pada umumnya dibuat bergaris-garis dari bahan kayu.

diffuser akustik

Kira-kira seperti papan di atas

(courtesy of thomann.de)

Tentunya kemudian timbul pertanyaan, kenapa dibuat seperti itu?

Itu karena dinding ruang auditorium tersebut dilapisi oleh diffuser. Apabila suatu suara datang mengenai diffuser, maka pantulannya akan dibaurkan sekaligus diserap bahan kayu. Dengan dibaurkan seluas mungkin maka energi akustik jadi terpecah kecil-kecil. Sedemikian rupa sehingga suara yang datang itu menghasilkan gema yang minimal.😀

diagram difusi akustik

Ilustrasi pemakaian diffuser

(courtesy of University of Salford)

Contoh lain, misalnya foto auditorium yang saya tampilkan di awal tulisan. Kalau kita perhatikan di langit-langit terdapat bentuk papan menggantung. Tahukah Anda mengapa didesain seperti itu?

kresge-arrow-ceiling

Sebenarnya papan-papan tersebut bersifat sebagai pemantul (reflector) suara musisi di atas panggung. Melalui perhitungan matematis, insinyur fisika bangunan dapat menghitung refleksi suara yang optimal — misalnya ingin menambah efek gema atau sebagainya. Untuk memanipulasi refleksi tentu saja harus lewat bidang pantul. Oleh karena itu, papan khusus ditambahkan di ruang yang tadinya kosong.😉

***

Dan masih banyak trik-trik lainnya untuk memanipulasi kualitas akustik. Mulai dari mengatur partisi, bentuk ruangan, hingga memasang perlengkapan high-end seperti diffuser dan absorber. Pada dasarnya semua itu bekerja dengan memanfaatkan sifat gelombang suara.

Dengan memanipulasi gelombang lewat pemantulan, difusi, dan sebagainya, kualitas akustik yang diinginkan dapat dicapai. Ini juga sebabnya kenapa semua dinding dan kursi bioskop berlapis karpet. Material itu dipilih karena mempunyai kualitas absorber yang mumpuni. Sebab memang tujuannya menghilangkan noise tak diinginkan.🙂

 
Akustik Bangunan: Sudah sejak dulu kala!
 

Menariknya, biarpun secara teori amat tergantung pada ilmu fisika dan gelombang, ilmu akustik bangunan sudah diterapkan sejak peradaban kuno. Sebagai contoh adalah Teater Epidaurus di era Yunani Kuno.

Teater Epidaurus di Yunani

Penampakan Teater Epidaurus

(via Wikimedia Commons)

Teater Epidaurus dikatakan memiliki kualitas akustik yang hebat. Syahdan, penonton yang duduk di bangku belakang dapat mendengar dialog di panggung dengan jelas.[1] Awalnya hal tersebut terasa misterius. Meskipun begitu belakangan terungkap bahwa koordinasi tempat duduk — dan bahannya — berkombinasi melakukan penyerapan dan refleksi sedemikian rupa. Sedemikian hingga suara pengganggu berfrekuensi rendah jadi tersisih.😮

Kualitas akustik yang hebat juga terdapat di bangunan peninggalan Maya, Chichen Itza. Alun-alun bangunan berbentuk piramid ini dikatakan bunyi resonansinya seperti suara burung. Awalnya diduga bahwa rangkaian bunyi tersebut sekadar kebetulan. Meskipun begitu belakangan terungkap bahwa memang properti akustik itu sengaja dirancang — menyesuaikan dengan mitologi burung quetzal sebagai pembawa pesan dewa.[2][3]

Video demonstrasi kualitas akustik di Chichen Itza

Jadi boleh dibilang bahwa manipulasi akustik adalah ilmu dengan sejarah panjang. Biarpun secara fisika relatif baru dimengerti belakangan, peradaban kuno sudah bermain dengan konsepnya.:mrgreen:

 
Penutup: The Art of Soundscape Engineering
 

Sebagaimana sudah disebut di awal, manipulasi akustik adalah bidang persinggungan antara ilmu fisika dan arsitektur. Melalui tata letak yang khas sebuah ruangan dapat memiliki properti penyuaraan yang khas. Sebagai contoh properti akustik di auditorium berbeda dengan ruang kelas; sementara itu, properti akustik mereka beda lagi dengan Gereja dan Katedral.

Dengan memanfaatkan sifat fisika gelombang para ahli dapat mengatur properti akustik yang diinginkan. Mulai dari echo, reverb, hingga delay pantulan semua bisa ditentukan. Tentunya dengan syarat tata ruang dan isinya diatur dengan baik. Menarik untuk dibayangkan: kira-kira seperti apa ya jadinya gedung opera dan konser kita tanpa campur tangan mereka? Tapi itu cerita lain untuk saat ini.:mrgreen:

Saya pribadi cukup terkesan dengan konsep yang disampaikan sewaktu kuliah akustik di atas. Dengan sedikit trik, maka kualitas suara yang bagus dapat dicapai. Walaupun tentu perlu dicatat bahwa melakukannya tidak semudah membalik telapak tangan. Sebagaimana layaknya pekerjaan insinyur, ada banyak perhitungan dan simulasi rumit menyertainya. Hal yang saya alami sendiri di ujian dan kuliahnya, tapi itu tak usah diceritakan di sini…

***

All the calculations aside, Fisika Bangunan sendiri bisa dibilang paling sering nyerempet bidang seni dibandingkan cabang fisika lain. Di samping terkait arsitektur, penerapannya juga umum memeriahkan penyajian dan pergelaran budaya. Sebagai contoh teater, bioskop, dan museum. Tidak cuma melalui akustik yang dibahas panjang-lebar di atas — melainkan juga lighting dan air conditioning.

Jadi, lain kali kalau Anda menonton konser atau opera… ingatlah bahwa di baliknya ada sentuhan tangan para insinyur. Setiap gema suara dan lighting itu sebisa mungkin sudah dianalisis dan dihitung — sebelum akhirnya didirikan jadi bangunan tempat pergelaran. Terbayangkah oleh Anda sebelumnya, bahwa di balik sajian high culture itu terdapat perhitungan fisika dan matematik?

You bet!:mrgreen:

 

——

Catatan dan Sumber:

 
[1] ^ Ancient Greek Amphitheater: Why You Can Hear From Back Row — Science Daily

[2] ^ Acoustic Archaeology solves a mystery at Chichen Itza — Past Horizons

[3] ^ Soundtrack for the Great Ball Court at Chichen Itza — Acoustics Society of America

7 responses to “Soundscape Engineering

  1. secondprince Februari 9, 2011 pukul 7:42 am

    postingan yang bagus nambah ilmu buat saya, btw agak oot sebenarnya dulu saya pernah baca ada bangunan yang berbentuk elips, apa kira-kira itu ada kaitannya denan fisika atau akustik ya?🙂

  2. sora9n Februari 9, 2011 pukul 1:20 pm

    Eh ada mas Bharma.😛

    dulu saya pernah baca ada bangunan yang berbentuk elips, apa kira-kira itu ada kaitannya denan fisika atau akustik ya?

    Setahu saya sih, prinsipnya mirip kalau kita ngomong depan mangkok bulat. Suara datang ke bidang lengkung akan dipantulkan ke titik fokus. Kalau di pelajaran SMA, analoginya “cahaya datang dipantulkan cermin cekung”.:-/

    [contoh ilustrasi]

    Jika ruang berbentuk oval berarti suara paling kuat di fokus elips (F1 dan F2). Walaupun, yaa, ini analisis kondisi ideal. Kenyataannya pasti ada beda dikit-dikit. ^^a

    Konon katanya Oval Office Gedung Putih desainnya seperti itu. Jadi kursi Presiden diletakkan di fokus — kalau orang berbicara maka suaranya paling jelas di situ.🙂

    *AFAIK & CMIIW*

  3. secondprince Februari 10, 2011 pukul 1:45 pm

    hmm begitu ya….dulu saya mikirnya begini, elips itu kan ada dua titik fokus, gelombang suara dari titik fokus yang satu akan dipantulkan langsung ke titik fokus lainnya. Jangan-jangan kalau ada orang bisik-bisik di F1 bisa kedengaran oleh orang di F2, benar ndak ya? *ngayal gak jelas nih*:mrgreen:

  4. sora9n Februari 10, 2011 pukul 4:44 pm

    Sebenarnya nggak perlu saling berdiri di fokus sih. Di manapun posisinya dalam ruangan, kalau orang/speaker bersuara, maka resonansinya akan mengarah ke F1 dan F2.

    Ibaratnya kalau lawan bicara tidak di fokus, sementara saya di fokus, saya mendengar suara dia lebih jelas. Tapi dianya mendengar saya biasa saja.😛

    Kalau dua orang ngobrol masing-masing berdiri di F1 dan F2, maka akan sama-sama mendapat kualitas maksimal. Kurang lebih seperti itu. ^^

    Jangan-jangan kalau ada orang bisik-bisik di F1 bisa kedengaran oleh orang di F2, benar ndak ya? *ngayal gak jelas nih*:mrgreen:

    Soal itu tergantung bisik-bisiknya cukup keras atau tidak. Kalau suaranya terlalu lemah, ya, sudah hilang sebelum terpantul.:mrgreen:

  5. Rafama Dewi Februari 4, 2015 pukul 9:14 am

    Halo sound engineer..bias kami kontak untuk konsul langsung? thanks
    -Mrs. Fama-

  6. sora9n Februari 4, 2015 pukul 7:35 pm

    @ Rafama Dewi: Euh, saya bukan sound engineer. Tulisan di atas itu tentang pelajaran yang saya dapat waktu kuliah. Sekadar berbagi ilmu, begitu.🙂

  7. Ahmad Arida Mei 1, 2015 pukul 10:06 pm

    Sedikit banyak membantu saya ngerjain TA. Keep posting gan!

Posting komentar. Apabila tidak muncul, ada kemungkinan tersaring filter spam. Harap tunggu pemilik blog untuk mengecek dan melepaskan.

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

%d blogger menyukai ini: