Virtuális akusztikai valóság és auralizáció Huszty Csaba, Augusztinovicz Fülöp



Yüklə 487 b.
tarix30.12.2017
ölçüsü487 b.


Virtuális akusztikai valóság és auralizáció


Bevezetés

  • Virtuális akusztikai valóság

    • A hangtér reprodukciója (1950)
  • Tér- és irányérzékelés

  • Valóságos hangtér utólagos előállítása

    • Surround rendszerek
    • Felvételi technikák
    • Teremakusztikai mérések alkalmazása
      • Konvolúciós zengetés
      • Jelfeldolgozási követelmények
      • A mérések alkalmazásának korlátai
      • Kreatív beavatkozási lehetőségek a hangtér módosítására


Tér- és irányérzékelés

  • Szintkülönbség (Interaural Level Difference, ILD)

    • A fej takaró hatása
    • Diffrakció (fejnél nagyobb hullámhossz)
    • Aluláteresztő hatás (fejnél kisebb hullámhossz)
  • Fázis és időkülönbség (Interaural Time Difference, ITD)

    • ITDmax ~= 0.8 ms
    • Kis frekvencián megbízható irányérzékelés
  • Fej, fülkagyló, test irányfüggő szűrőhatása (Head-related Transfer Function, HRTF)

    • Előre-hátra irányú hangoknál csak HRTF
    • ~30 dB nagyságrend
  • Pontosság

    • (x) Előre-hátra irány: 2 fok
    • (y) Oldalt: 7 fok
    • (z) Felül: 14-20 fok
  • Teremben

    • Direkthang alapján (precedence effect)


Surround rendszerek és felvételi technikák

  • Cél: Hangtér-reprodukció

    • Önálló rendszer (pl. hangverseny hangfelvétele)
    • Kiegészítő rendszer (pl. vizuális tartalomhoz)
  • Optimális térrész (sweet spot)

  • Surround rendszerek fajtái

    • Hangsugárzó-elrendezést vagy hordozó médiumot/formátumot definiáló
      • Fejhallgató, ITU 5.1, 7.1
      • Dolby Digital, DTS
    • rögzítést és visszajátszást (panoráma dekódolást) definiáló
      • Wavefield szintézis
      • Ambisonics


Surround rendszerek és felvételi technikák

  • Hangsugárzó-elrendezést vagy hordozó médiumot/formátumot definiáló

    • Fejhallgató
      • ITD (fázis) jól érvényesül, mert
      • Nincs áthallás
      • ILD (szint) hatása túlzó, ha hangsugárzóra optimalizálták a felvételt
      • Nincs HRTF
    • Hangsugárzó-rendszerek
      • ILD (szint) dominál, de kisfrekvencián ITD
      • Áthallás
      • Lehallgató helyiség teremakusztikai viszonyai
        • Teremakusztikai tervezés
        • Hangsugárzó-rendszer helyes beállítása (késleltetés, frekvenciamenet, szintek)


Surround rendszerek és felvételi technikák

  • rögzítést és visszajátszást (panoráma dekódolást) definiáló

    • Hullámtér (Wavefield) szintézis
      • Huygens-elv
      • Térbeli mintavételezési korlát (pl. 1 kHz – 17 cm)
    • Ambisonics
      • Hangtér térbeli (3D) rekonstrukciója 1 pontban gömbfüggvényes felbontással
      • Első rendű felbontás: B-format
      • Tetszőleges hangsugárzó-elrendezésre, virtuális mikrofonok
      • Főirány forgatása, iránykarakterisztika állítása utólag


Teremakuszikai mérések alkalmazása

  • Teremakusztikai mérések: rendszerelméleti feltételezések

    • lineáris, kauzális, időinvariáns
  • Alapelv

    • Energia-maximalizálás
      • kiterjesztett spektrumú moduláció
      • szögmoduláció
    • Dekódolás: illesztett szűrő (korrelációs vevő)
  • Szélessávú szubmoduláció

    • Dirac autokorrelációs függvényű pszeudo-véletlen kód (pl. MLS)
    • véletlen zaj
  • Keskenysávú szubmoduláció

    • szinuszos pásztázó jel


Teremakusztikai mérések alkalmazása

  • Konvolúciós zengetés

    • LTI rendszer
    • gerjesztés [konvolúció] impulzusválasz = zengetett hang
  • Implementáció

    • Időtartománybeli (FIR)
    • Frekvenciatartománybeli (FFT)
      • Egyblokkos vagy partícionált


Teremakusztikai mérések alkalmazása

  • Jelfeldolgozási követelmények

    • Előfeldolgozás zengetéshez
      • Zaj
        • mérés: ~ 20 – 60 dB
        • CD-minőség: ~ 98 dB
      • Illesztés a lecsengéshez
      • Direkthang és talajreflexió detekciója
  • A módszer alkalmazhatóságának korlátai

    • Forrás iránykarakterisztikája
      • Nincs gömbi hangforrásunk
      • Van-e a zengetni kívánt hangban irányinformáció
    • Forrás és hallgató rögzített pozíciója
      • Teremgeometriát figyelembe vevő szimuláció
    • Semleges lehallgatói környezet (hangsugárzós auralizációnál)
      • Süketszoba
    • Egyéb a teremérzetet befolyásoló hatások
      • Egyéb érzékszerveink, kedélyállapotunk


Teremakusztikai mérések alkalmazása

  • Kreatív beavatkozási lehetőségek

  • Időbeli nyújtás-zsugorítás

    • interpoláció, decimálás
    • „sűrítés”, „ritkítás”
  • Hangszínszabályozás

  • Erősítés

  • Késleltetés



A rendszer blokkvázlata



Alkalmazási lehetőségek

  • Zeneszerzők: virtuális hangszerek, hangminta-gyűjtemények zengetése

  • Hangmérnökök: hangstúdióban rögzített felvétel virtuális térbe helyezése

  • Felhasználók: számítógépes játékok, filmek és videók

  • Kutatási alkalmazások: auralizáció, szubjektív tesztek

  • Egyéb alkalmazások: aktív teremakusztikai beavatkozások



Alkalmazások: konvolúciós zengetés



  • Köszönöm a figyelmet!

  • huszty@hit.bme.hu




Dostları ilə paylaş:


Verilənlər bazası müəlliflik hüququ ilə müdafiə olunur ©genderi.org 2019
rəhbərliyinə müraciət

    Ana səhifə