Auralisointi

Auralisointi on menetelmä, jolla simuloidaan ja mallinnetaan äänikenttää virtuaalitilassa. Sitä hyödynnetään määrittelemään rakennusten, konserttisalien ja julkisten tilojen ääniympäristöjä sekä luomaan yhtenäisiä ääniympäristöjä immersiivisissä virtuaalijärjestelmissä.

Historia

Englanniksi termiä "auralization" käytti ensimmäisenä Kleiner et al. artikkelissaan, joka julkaistiin AES:n lehdessä vuonna 1991.

Laskentatehon kasvaminen mahdollisti ensimmäisen akustiikan mallinnusohjelmiston kehittämisen 1960-luvun lopulla.

Perusteet

Auralisointeja hyödynnetään ohjelmistoissa, jotka käsittelevät virtuaalisia akustiikkamalleja. Ohjelmistot konvoloivat tai miksaavat "kuivana" (tai kaiuttomassa huoneessa) nauhoitettuja äänitteitä mallinnetun tilan impulssivasteen kanssa. Impulssivasteen $h(t)$ määrittämisen jälkeen äänilähteen $s(t)$ simulointi kohdeympäristössä saadaan konvoluutiolla:

$r(t)=h(t)*s(t)$.

Tuloksena saatu ääni $r(t)$ kuullaan kuin äänilähde olisi soinut kyseisessä ympäristössä.

Binauraalisuus

Realistiseen auralisointiin vaaditaan ihmiskuulon emulointia. Erityisen tärkeää emulaatiolle on korvien sijainti ja orientaatio suhteessa virtuaalisten äänilähteiden sijainteihin. Jotta simuloitu ääni kuulostaisi uskottavalta, tilaimpulssivasteiden nauhoittamiseen voidaan hyödyntää keinopäätä, jonka korviin on asennettu mikrofonit. Vaihtoehtoisesti voidaan käyttää mikrofonihilaa, muuntaa signaali Ambisonics-formaattiin ja myöhemmin miksata binauraaliseksi signaaliksi.

Pään siirtofunktioilla (HRTF, engl. Head Related Transfer Function) voidaan yksinkertaistaa ylläolevaa prosessia. Tällöin voidaan käyttää joko mitattua tai simuloitua monoauraalista impulssivastetta, joka konvoloidaan halutun äänisignaalin kanssa. Äänikokemusta koostettaessa tulossignaaliin konvoloidaan myös pään asentoa vastaava HRTF, jolloin ääni kuulostaa tulevan halutusta tulosuunnasta.

Katso myös

• Konvoluutiokaiku
• Jälkikaiunta