如何恢复Notre Dame的传奇声学

几个世纪以来，Notre Dame的内部从未见过太多阳光。但是，当去年7月，布莱恩卡茨正在陷入困境，这个地方被闪闪发光，其着名的拱形天花板到了天空。近三个月前，2019年4月15日，通过巴黎大教堂起火。现在，烧焦的木材躺在地板上，混合着有毒的铅尘。火的辛辣气味徘徊。但是Katz Andhis ColleagueMylènePardoen有一个主要关注：声音。

Notre Dame的声音的东西失踪了：其混响，最古老的大教堂所闻名的echolikequality。“你不再听到了音乐，”凯茨说。

靠坠，鞋跟或咳嗽的水龙头会在空中悬挂多秒钟，这是一个燃烧游客的特征，倾向于轻柔地逐步并保持声音。Notre Dame de Paris - 这是翻译为“我们的巴黎圣母” - 在客人上有一种沉默的方法。对于凯茨和Pardoen，大教堂的棋子已经被删除了。

贝雷斯是希望的理由。大大教堂仍然相对不可触及火灾;木椅仍然整齐地站在行中，绘画和谱 - 虽然覆盖在灰尘 - 保持完整。

初步repairs已经开始。损坏的柱子和飞行支架Werereinforced，网上悬挂在拱门中，以捕捉碎片。机器人德内德斯在瓦砾中扫过太危险的人，让人类踏上脚。

Asachitects，建设者和历史学家开始重建Notre Dame，Katz - 一名CNRS的声学研究员，Cnrs，Center National De La Recherchescientifique，以及巴黎的Sorbonne University - 是一项关于建筑物的Sonic签名的使命。

类似的作品也发生在其他历史的地方。Notredame的灾难在聚焦中将一个被称为遗产声学的领域。科学哈德可以记录声学，并重新创建被破坏或改变的结构的交响乐宏。研究人员正在挥舞他们的知识，以在历史建筑中揭开隐藏的声音历史。

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“ThePast不是一个沉默的地方，”英格兰大学的Acoustician Damian Murphy说。“声音是我们人类经历的基本一部分。”

atnotre dame，katz和同事们开始了偶然的头。使用计算机仿制和声学测量，在INTACT COALYRAL中的组在2013年中，研究人员已经在数字转载了这座建筑物的评估。KATZ正在使用那项工作来预测治疗期间的选择可能会改变Notre Dame对耳朵的影响。

Hecan还复活了老年人的声音，展示了中世纪大教堂过去以前时代的对造影的影响，朝着建筑物的重点归功于答案。同时Pardoen，CNRS和Maisons des Sciences de l'homme在里昂，旨在重新群集远期声音。

声音瞬态，空灵现象，在历史记录中往往被忽视。虽然照片和图纸可以保持吸引力或场景的视觉影响，但记录空间的声音影响更为复杂。但是，对于许多人来说，声音提供了一个敏感的一部分，是在特定地点的jene sais quii。闭着眼睛，你仍然可以告诉我是否是一个房间是微小或飙升和盛大的。

听觉历史

大教堂是遗产声学的经典研究。但声音审查已经应用于其他空间，包括其他宗教建筑，剧院甚至史前洞穴（在线SN：7/6/17; 6/26/17).例如，墨菲研究了一家心爱的巧克力工厂和地下核反应堆洞穴的声学。

特别是，“当你是”是建筑物的角色，“当你是建筑物的角色”是关键的核心。她和同事们近来衡量了四个英语大教堂的声学，包括约克大教堂。鉴于Notre Dame的鉴于Notre Dame，遭受了1984年的灾难性火灾。大教堂后来恢复了。

房间内的声学是关于声音如何反射内部的声音。例如，当您的手拍手时，空气分子的振动在波浪中行进，导致压力变化。其中一些波直接向您的耳朵行进，寄存在立即发出声音。但其他人在所有方向上行驶，直到它们到达房间内的墙壁，地板或物体等表面。声波可以在稍后的时间向下反弹并在稍后的时间到达（SN：7/13/13，p。 10）。

ina具有单个反射表面的地方，例如峡谷的遥远壁，反射波产生回声，延迟重复最初的初始。但在大教堂里，混响是规则。“混响了，当我们拥有的一千次反思时，曾经回到美国的一千次反思，我们无法通过我们的听觉系统解决其中一个史，”美国大学的Acoustician Braxton Boren说，D.C。结果，声音被抽出，慢慢地落后，以沉默地沉默。

倾向于反射声波和增强混响的材料，如大理石和石灰石，在大教堂中很常见。相比之下，一个更典型的房间有表面 - 地毯，窗帘，甚至是房间内的人 - 大多数吸收声波（SN：11/15/03，p。 308）。较大的房间也促进了声音的止变力，因为波浪在表面之间移动时间越来越长。火灾前，搭配拱形石灰石天花板33米高，4800平方米的大理石地板，巴黎圣母院就像一个巨型，镜像有趣的房子，用于声音，弹跳周围的波浪。

房间的时间是初始，响亮的声音变得如此安静所需的秒数，即不能再听到它。具体而言，它是估计效果越来越多的估计，逐渐消退60分贝。虽然非典型客厅可能具有半秒的混响时间，而Aconcert Hall可能会混响两秒钟，但大教堂可能会过剩五秒钟。

挥之不去的笔记

在产生短噪声后听到的第一声音是直接波（红色），然后快速到达反射波（蓝色）。波浪反射多次创造混响（黑色）;随着时间的推移（底部），它们的体积缓慢消失。

随着混响时间，快速移动的音乐或演讲可以泥泞，用来踩到彼此之上。哥特式大教堂的设计是宏伟的空间 - 他们的长时间混响可能是副产品。Butmusic演变以适应空间：对于器官音乐或宗教诵经，“戏剧条件非常好，因为这类音乐为这些建筑物而成，”Álvarez-Morales说。

Infact，Notre Dame的特殊声音可能会激发多关管的诞生 - 不同的声音唱单独的笔记，而不是山突 - 在12日和13世纪。在中世纪时代的Gregorian Chants唱歌在中世纪是单声道，一次只有一个注释。但是绘制的声学意味着连续的音符往往重叠。

赎罪者认为这种效果可能已经提供了一个有机会试验到哪个音符在一起的声音，最终发展成为声音的声音。这种做法现在很常见，看起来很明显。但当时，Itwas革命。因此，现代西方音乐的根源可能被Notre Dame的声学所展出的。“这是历史上令人难以置信的，”博伦说。

寂静之声

在火的火灾日，巴黎人聚集在一起观看戏剧性的火焰。当Katz第一次听到这个消息时，他并不相信它。就像其他许多人一样，他决定他不得不看待自己。

卡兹说，巴黎大多是沉默的。“没有人真正说话耳语。让许多人盯着敬畏真的很奇怪。“凯茨在记住现场时睁大眼睛。“没有人知道叫做什么，但我们都站在那里。”

第二天，凯茨意识到他能做的事情。 2013年他的小组已经采取了Notre Dame的声学的详细测量。他还有他的电脑模拟大教堂。这种声学模型包括房间内各种表面的位置以及每个材料如何吸收声音的估计值。尽管大教堂的屋顶和中世纪木材破坏，但谈论恢复受伤的大厦已经开始。

Katz insidethe大教堂测量了称为“室内脉冲响应”的财产，其捕获了在短暂噪声后房间内的声级变化。从那种脉冲响应，研究人员可以导出混响时间和微妙的特征，可能会影响听众如何感知到Acoom。一个这样的属性是第一声波到达侦听器的延迟的长度和第二种反射的声波的到达。

使用该大教堂的测量结果，Katz已经校准了他的计算机模型，这让他准确地再现了Notre Dame的丢失的声学。现在可以告诉架构师他们需要做什么，以确保建筑物将成为原声辉煌。

katzexudes的一个几乎不变的冒险空气，好像他不能完全掌握那种导致他成为Notre Dame'S声学专家的那种情况。用灰色的胡子和长长的波浪头发捆绑在松散的结中，他的样子是音乐家和物理学之间的中途。但既没有类别建议：他不玩任何乐器，他不是传统的物理学家。

ASA Child，Katz在学习乐器的尝试失败：他抛弃了大提琴和萨克斯管。在Markeiis University沃尔瑟姆，质量学习物理学的同时，凯茨遭到他的大学同学，他被天体物理学或亚杀菌颗粒粉上了。“那不是真的，”凯茨说：他坚持了人类的规模。

最终，凯茨偶然发现了声学，因为他的经验在布兰迪斯设立了Sound Systems。有博士学位。从宾夕法尼亚州州，他最终成为巴黎的麻风学研究员。但他也没有音轨。他宣称他的家庭音频系统是“废话”。

来自废墟的音乐

以前复活的墓地或被拆除建筑物的声学特性。Murphy Andcolleagues重新创建了一个叫做St.Mary's Abbey的毁灭教堂的16世纪声音，成立于1088年。今天，只有修道院的遗留物忍受 - 拱形窗户架空和城市公园内的树木。Butmurphy和同事们一起拼凑在一起，他们可以，与考古学家和学习历史记录咨询，咨询。通过将信息放入计算机仿真中，Glangot是一种感觉空间如何回荡。

在2015年，歌手在废墟中进行了一场音乐会，原始混响的修道院实时应用于他们的声音。观众成员安抚教堂的足迹听到了音乐会听起来像Inth Inth Inth的空间。

当时，这种技术也可以帮助研究人员了解静止完整建筑的声学可能在过去的情况下不同，在教会如何被使用的翻新或差异的结果，以及如何改变音乐播放的音乐在他们内。“堕落从另一个时代的音乐堕落的布兰尼，我们无法在没有重新创造出声条件的情况下创造它，”Boren说。

Forexample，在威尼斯的16世纪教堂，意大利，Musicwas于每7月举办的特殊节日，当公民包装了Thechurch时。所有人都可能对声音产生了很大影响：博伦说，人类“最具吸收性的表面之一，”是最具吸水性的表面之一。“

Boren说，The Church仍然使用扬声器扩大扬声器来放大主题，这彻底改变了声学。他想要Tounderstand教堂在过去的节日中如何响起。

Borenand同事产生了教堂的特征化，声学相当于可视化。研究人员从空间中拍摄了一个音乐录音，富有的空间略微混响，并将声学从他们的模拟应用于教堂的模拟 - 无论是人群，都没有。

这是一个名为卷积的过程，这改变了各种频道悬在空中的时间。音乐录音在时间内分解为TinyySlices，每个切片乘以房间的脉冲响应。umping所有这些切片都产生了最终声音。

PrimormeSurements揭示了空教堂的时间秒的时间。但在博伦和同事的模拟中，当教会充满了人们并用诗节装饰而被摧毁了一半的混响时间。

教会充满了，听起来没有响起，所以笔记很清楚。在过去，当作曲家为威尼斯的标志标记写了音乐时，他们可能已经考虑了房间的混响时间，包括人群的影响。

该团队正在学习Asintact的建筑物，研究人员在内部进行了测量的事实变得更加容易。据墨菲的队伍利用一点猜测来模拟被毁了圣玛丽的修道院，博伦的小组使用其数据来确保忠实地重新创建了建筑的声音。同样适用于Katz的Notre Dame仿真，这是Whyhis前言测量是如此至关重要。

“这是幸运的，这是布莱恩[凯茨]能够进入那个空间并采取他所做的所有测量，”博伦说。“那些将非常关心，实际上隔离了以前是Notre Dame的声学。”

大教堂的衡量标准

2013年4月24日，火灾前的六年和Notre Dame的第一块石头奠定了850年，Katz及其同事抵达大教堂拖着麦克风和朝托。那天晚上，在一场音乐会结束后，最后一个合作人员和音乐会的人洒在春天的傍晚，Katz Andhis团队必须工作。

Microphonesstood在几个世纪历史的过道中像沉默的哨兵。橙色和黑色螺纹穿过走道。一台笔记本电脑在椅子上休息 - 忠诚于忠实的座位，现在保留了技术。并且在耳朵上用麦克风配有麦克风的人，它的空白环绕着华丽的环境。

Toprecisely Pin Down Notre Dame的房间脉冲响应，Katz的组播放称为正弦扫描的幻灯片，它从低音说明开始，逐渐上升到更高的音高。它旨在测试人们可以听到的全部音高，因为不同的间距可以混响不同的时间。

MicroShameSuited大教堂对正弦扫描的反应。该响应在一起的响应变化，声音来自的房间，并且麦克风所在的位置。Sothe研究人员将扬声器和麦克风从一个地方移动到另一个地方，重复测量。使用该数据，KATZ计算出Notre Dame'Sreveration Time在六秒钟内平均约为六秒钟 - 超过10倍作为典型的起居室。混响时间根据假程度而变化;对于中间C的说明，混响持续了八秒钟。

调整

接下来，KATZ和同性则到计算机模拟，比较模拟的混响与大教堂中测量的混响。结果是关闭的，对所有声音的频率都没有相匹配。这是预期的：例如，Notredame的墙壁可能会更好或更差，而不是非典型石灰石墙。因此，KATZ和同事调整了各种表面的吸收量，直到其模拟大教堂与现实对齐的声学特性。

然后，研究人员对Notre Dame进行了一系列，使用了来自Notre Dame的TheCert的音频，Katz制作了isiseSurement的夜晚。这次音乐会是由Julesmassenet在19世纪末组成的“La Vierge”的表现，被麦克风定位靠近表演者录制。MIC拾起主要是直接的声音而不是大教堂的混响。Katz使用他的电脑模型来重新创造力，音乐会对教堂的其他部分徘徊时，音乐会对听众徘徊。

接下来，KATZ和同事向该音频添加了视觉效果，以使虚拟现实重新创建其性能，他们将其“幽灵管弦乐队”。他们在2016年报告了欧洲声学协会的欧洲欧洲欧洲欧洲欧洲欧洲欧洲欧洲欧洲欧洲欧洲欧洲欧洲欧洲欧洲大会的工作。穿着虚拟现实耳机，观众飞过模拟的大教堂，因为音乐剧，俯冲了乐队。在建筑物的到达时，近在咫尺，近在咫尺更加混乱。转动你的头，随着耳朵移动位置，声音也变化。自从火灾，凯茨和同事一直致力于改进视频。

Brian Katz和David Poirier-Quinot / CNRS，Sorbonne University

搬家，KATZ计划调整他的模型，以考虑设计和Materialsto，在拟议的大教堂翻新中使用。甚至比较举止 - 例如是否地毯了一些过道 - 可以造成差异差异。KATZ还旨在调整他的模型，了解Hownotre Dame可能已经讨厌过去，通过改变的aseries编制其进展。一些过去的装修可能会改变Chathedral的声学，甚至是涂料涂料和挂毯或艺术品的涂料等化妆品变化。

没有损坏，翻新和艾博特妇女的Nobuilding持续850多年。一旦Notre Dame的建筑开始于1163年，它仍然近200年继续，直到14世纪中叶。在1699年，路易克斯国王开始了一轮更新，包括一个新的大理石祭坛，其中象征着他的雕像和他的父亲侧翼了圣母玛利亚拿着耶稣的尸体。

在法国革命期间，雕像被斩首，教会被用作了解，陷入失望。Victor Hugo的小说新颖的Notre Dame在1831年发布，可能会激发巴黎人，给予某些TLC。从1845年开始，由Astracteugène-emmanuel Viollet-le-Duc领导的装修上升了碎石，并在其他变化中增加了Chathedral的尖顶（由2019年被摧毁）。在恢复工作期间，火焰被认为已经意外爆发。

制作一个soundscape.

Katz无法做到的一件事是在早期的Eras中可能存在的实际声音。那是Pardoen的专长，Katz的伴侣在7月份访问中，参观了戏剧的Notre Dame。打电话给自己一个“Soundscape考古学家”，Pardoen是过去环境的声音：战场，大教堂和城市。

用碎片灰色的灰色头发和黑色衣服，Pardoen似乎没有废话。用katz在咖啡上避免，她打破了严肃的贴面，不正地打断了谈话以模仿她研究的噪音，喜欢“choo点击choo点击”的织机或石材切割机的“crrrrr”。

Hermagnum Opus是巴黎中央巴黎的视频音乐景观，在18世纪的下半年，当巴黎街道与人熙熙攘攘时，桥梁被克切，大厦几个故事高。在视频中，观众徘徊在Citystreets，掌握着声音：马蹄，Washerwomen练习塞纳河的银行，皮革Workers从事他们的工艺，甚至是鱼市场周围的飞行。

Projet Bretez / CNRS

ToCultivate这个Sonic Bouquet，Pardoen咨询了地图，历史文件andpaintings。她找到了在轮胎上常见的工具的副本，并将其录制用于收集历史上准确的声音。

现在，Pardoen计划挖到遗忘的声音。她更加专注于创造宗教仪式或音乐会，她将重点关注日常的喧嚣。在早些时候，工匠和商人拥挤在附近的邻居，由此产生的心理泄露到教会的内部。通过Katz的声学模型，Pardoen和Katz atftering这些声音，在其历史的各个时期，在历史的各个时期都有氛围的Notre Dame的氛围。

随着清理的进展，KATZ和Pardoen将定期返回，以监控受损建筑物的声学。这两个人是一部分的一部分 - 科学家奥斯特·德姆·德巴黎的一部分 - 科学家们在恢复巴黎的Notre Dame的恢复服务中的协会 - 这旨在巩固科学专业知识，以更好地了解大教堂并协助重建。

巴黎人必须决定瞄准哪个版本的大教堂，在火灾前，Notre Damethat存在于火灾前，来自早期时代或目的的版本和不同。为建筑师，政治家和公众提供一个机会，才能解释巴黎圣母院的声音历史可以帮助提供有关其非法的决策。

“没有历史建筑完全静止，”约克大学墨菲说。“这场可怕的火灾是一个相当大的悲剧，只是Notre Dame生活中的下一阶段。”