Symulacje akustyczne

"Wpływ kształtu pomieszczenia oraz użytych materiałów wykończeniowych na jego właściwości akustyczne można badać za pomocą jednej z trzech metod: falowej, geometrycznej i statystycznej. Każda z nich pozwala badać inny zespół cech pola, zaś zastosowane łącznie pozwalają przewidzieć właściwości akustyczne pomieszczenia z dokładnością wystarczającą dla celów projektowych" (A.Kulowski; Akustyka Sal, 2007)

Wykonanie dobrej symulacji akustycznej polega na świadomym, prawidłowym wykorzystaniu wszystkich trzech wymienionych w powyższym cytacie metod analizy pola akustycznego, tj. falowej, geometrycznej i statystycznej. Na potrzeby przeprowadzenia symulacji akustycznej budowany jest trójwymiarowy model geometryczny obiektu. W dalszym etapie wykonywana jest wizualizacja 3D w celu zaprezentowania zdefiniowanego modelu w formie graficznej.

Kolejnym krokiem w trakcie wykonywania dobrej analizy jest modelowanie akustyczne polegające na zdefiniowaniu parametrów akustycznych płaszczyzn i obiektów znajdujących się wewnątrz modelowanego obiektu.

Następnie modelowaniu podlegają źródła dźwięku, czyli system nagłośnienia i naturalne źródła dźwięku. W przypadku głośników uwzględnia się sposób montażu, oś i kierunek promieniowania, wysterowanie oraz charakterystyki kierunkowe i częstotliwościowe. Mając źródła dźwięku przystępuje się do zdefiniowania płaszczyzn i punktów odsłuchu, które w dalszej kolejności stanowią gówny obszar prowadzonych badań i symulacji akustycznych.

W wyniku przeprowadzonej symulacji i jej analizy otrzymywane są między innymi następujące parametry i charakterystyki:

• Czas pogłosu RT, Local RT Time (Local Decay Time)
• Poziom natężenia dźwięku bezpośredniego Direct SPL
• Poziom natężenia dźwięku Total SPL
• Współczynnik dźwięku bezpośredniego do pogłosowego D/R Ratio oraz Critical Distance
• Przejrzystość dźwięku (Clarity) C7, C50, C80 i dla dowolnego t
• Reflektogramy i inne wykresy np. Waterfall, 3-D Hedgehog
• Odpowiedź impulsowa IR i częstotliwościowa FR
• Nakładanie charakterystyk głośników - Lspk Overlap
• Propagacja dźwięku - Arrival Time i ITD Gap
• Utrata wyrazistości spółgłoskowej ALcons
• Współczynnik zrozumiałości mowy RASTI
• Rozkłady parametrów na płaszczyźnie odsłuchu
• Rzuty charakterystyk głośników na płaszczyzny (ściany pomieszczenia i inne płaszczyzny)

W celu osiągnięcia maksymalnej zgodności symulowanej akustyki z rzeczywistą powyższe parametry i charakterystyki są wyznaczane z wykorzystaniem zaawansowanej obliczeniowo geometrycznej metody odbić wielokrotnych (ray tracing). Warto zaznaczyć, że duża część wyników symulacji zostaje zobrazowana z wykorzystaniem trójwymiarowej wizualizacji w formacie OpenGL, co poprawia ich czytelność i ułatwia dalszą analizę.

Jednym z bardziej interesujących wyników symulacji jest auralizacja dźwięku - wirtualny odsłuch pomieszczenia polegający na generowaniu dźwięku z wykorzystaniem wyznaczonej obliczeniowo odpowiedzi impulsowej, dzięki czemu mamy możliwość "usłyszenia" zadanego dźwięku w pomieszczeniu, które istnieje tylko "na papierze", a dokładniej - w pamięci komputera.

O programie EASE&AURA >>