Sonido 3D, 1 parte.

#1 por coteff el 01/05/2004
Análisis Sonido 3D.

1. Introducción.
La síntesis del audio 3D es ampliamente utilizada en sonido en video juegos como en la música en algunos de los casos.
Ya se ha dicho que el audio 3D funciona con la codificación HRTF que simula procesos acústicos que ocurren naturalmente en un espacio determinado el cual va a producir una interacción entre la atmósfera recreada por el video juego y nuestros oídos.
Este fenómeno es el resultado de reverberaciones y reflexiones con todas las variaciones que pueden llegar a tener.
Muchas formas se han recreado para reproducir el sonido 3D, una de ellas es por medio de fonos, los cuales han sido descartados de este análisis ya que la cercanía de los monitores no permiten sentir con real dimensión los espacios tratados de recrear con los algoritmos 3D, ya que sentiremos un sonido muy cerca, que gana en posicionamiento pero pierde en realismo creando una imagen de sonido en nuestra cabeza y no en un espacio en el cual uno se encuentre dentro.

2. Sonido, reflexiones y Reverberaciones.

Las tecnologías para representar sonido virtual son ocupadas para recrear un espacio ficticio en una sala de entretención.
Ejemplo, el poder simular que el jugador esta dentro de una cueva y sentir el espacio de ella a través del sonido.
La tecnología 3D es solo ocupar un sistema estereo L y R y con los algoritmos recrear dos monitores mas virtuales.

2.1 Recreación Virtual.

La función llamada Funciones de Transferencias Asociadas a Relacionar la cabeza (HRTF) es la encargada de relacionar el sonido originado de la fuente y poder localizarlo en un punto determinado.
El sistema de HRTF tiene que comprender tres elementos fundamentales:
· Función de transferencia al oído izquierdo.
· Función de transferencia al oído derecho.
· Inter-aural tiempo de delay.

Estos tres puntos considerados en las tres dimensiones entre el espacio y el oyente.

2.2 Simulación de reverberaciones y reflexiones.

Sabemos que las reflexiones y las reverberaciones tienen gran influencia en la percepción de las propiedades del sonido y que el radio del sonido directo al radio del sonido reverberante es una poderosa herramienta para saber a que distancia se encuentra una fuente ubicada en algún punto del espacio.

La magnitud de la sala y sus posibles reflexiones son calculadas en base a una hipotética sala a la cual dados estos resultados se le asocia el fenómeno de reverberación.
Cuando esto sucede, recién ahí es cuando se comienza a percibir una imagen virtual de la sala creada por el sonido 3D.

2.3 Imagen virtual de la sala.

Las propiedades de la reverberación de la sala son medidas por métodos de algoritmos 3D ya explicados.
La sala se va armando con los elementos encontrados en el esquema 2 y se van creando los puntos de cada fuente que va a comenzar a interactuar con el medio.
Se miden las diferencias entre el sonido directo y el sonido indirecto, distancias cabeza – monitores con funciones de tiempo.
Con esto, se construye el virtual 3D, que se va ir modificando junto con la situación en la que se encuentre el jugador.
Por ejemplo; si una sala tiene un tiempo de reverberación de 4 segundos, entonces el numero de muestras será dado por 44.1KHz x 4, o sea, 176,400 muestras, que van ha ser emitidos por los dos monitores en distintos tiempos para ir creando la sensación de reverberación.
La tecnología HTRF va ocupando unos filtros para recrear este numero de muestras, en nuestro ejemplo ocupa (2 x 25) filtros para recrear la reverberación, donde 2 x son los monitores L y R, y 25 son la cantidad de filtros, (ecualizadores) que serán ocupados para este efecto.
El computador tendrá un esfuerzo para reproducir este efecto de 3.528 veces mas, que reproducir un sonido normal, esto no es muy practico ocupando solo tecnología DSP.
Este ejemplo es un método llamado, modelo de impulsos, ya que esta cantidad de muestras la va reproduciendo una tras otra.
No es un reproductor flexible, ya que será el escenario donde se encuentre el jugador el que determinara que reflexiones y reverberaciones serán usadas.
Ejemplo; si el jugador se encuentra en una etapa de una gran fabrica, esta etapa tendrá presets de ecualizaciones fijas, que se modificaran según donde se encuentre, por si entra a un baño, pero no en su totalidad solo afectara una parte de ellos no logrando realismo en algunas escenas.

Despues de leer esto, me gustaria saber si sigo o no, ojala que les haya gustado la 1 parte, saludos a todos y ven que no tiene tantas formulas!!!
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#2 por simon_sen el 01/05/2004
Si. Si. Ya te dije que esto era mas interesante. Y las fórmulas y esquemas agrégalas como archivo adjunto. Sobre todo las fórmulas, que sino no se entienden en este tipo de página. :D :D :D
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#3 por Jimy-Page el 02/05/2004
Por mí sigue el tema! Por mi parte creo que a la gente le podría interesar más temas de psicoacústica relacionados con el audio 3D, así como el sonido binaural, (te dejo un link con varios ejemplos) que llama realmente la atención. Saludos y esperamos impacientes jeje

http://www.gts.tsc.uvigo.es/audio/iac/practicas/p0.html
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#4 por hurm el 02/05/2004
coteff escribió:

Despues de leer esto, me gustaria saber si sigo o no, ojala que les haya gustado la 1 parte, saludos a todos y ven que no tiene tantas formulas!!!


Hombre, sigue, sigue. Y por las fórmulas no te preocupes, que seguro que hay gente por aquí que sabe de lo que estás hablando, aunque te digan lo contrario.

:)
Gracias por compartir tu esfuerzo
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#5 por coteff el 04/05/2004
Lo unico que les puedo decir es: gracias!! :D

pronto va la segunda parte!!!

Saludos, Coteff, Ing. en Sonido.
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#6 por simon_sen el 04/05/2004
Si dispones de información de distintos sistemas como los RSS o Virtual Surround, también lo aceptamos con gusto. :D
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#7 por Oscar1975 el 04/05/2004
Apasionante. Quiero segunda parte !!
Muchas gracias por tus conocimientos.
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#8 por Nachenko el 04/05/2004
Un artículo fantástico. No te prives de las matemáticas en próximas aportaciones: eso nos permitiría intentar construir nuestros propios plugins para recrear sonido 3D.
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#9 por coteff el 09/05/2004
mas comentarios please!!
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