Publicação
Aquisição e tratamento de dados 3D para modelação acústica de salas
| Resumo: | Esta dissertação tem como objectivo desenvolver ferramentas de apoio à componente de áudio em ambientes de Realidade Virtual. Trata-se de possibilitar a aquisição e configuração de dados 3D para alimentar modelos acústicos de salas. Estes podem ser geométricos (como o método das imagens virtuais, baseado nas reflexões das ondas sonoras nas superfícies que delimitam a sala) ou físicos (como o método das malhas de guias de onda digitais, baseado na discretização da equação de onda numa grelha tridimensional abrangendo o volume da sala). Para a aquisição de modelos poligonais representativos das superfícies delimitadoras de ambientes reais, foi utilizado um sensor Microsoft Kinect associado à aplicação Kinect Fusion. Em seguida, foram desenvolvidas ferramentas de identificação dos materiais constituintes das superfícies presentes, recorrendo ao Visualisation Toolkit (VTK). Este passo permite associar características acústicas, nomeadamente coeficientes de absorção/reflexão, a cada polígono da malha. É assim possível alimentar modelos acústicos geométricos, utilizados em algoritmos de auralização em tempo real. Para alimentar modelos físicos, foi desenvolvido um algoritmo para, a partir dos modelos poligonais das superfícies das salas, gerar uma malha tridimensional de nós, de topologia retangular, abrangendo todo o domínio de propagação por elas delimitado. Cada nó é configurado em função da sua posição no domínio (nó de ar ou nó-fronteira) e, no caso de ser nó-fronteira, do respectivo material. Foi utilizada, para efeitos de teste, uma sala de reuniões situada no IEETA (Instituto de Engenharia Eletrónica e Telemática de Aveiro). Para esta sala, construiu-se um modelo poligonal com os materiais corretamente identificados em cada face, para alimentar o modelo geométrico. Aplicaram-se critérios de limitação do número de polígonos. Construiu-se igualmente uma grelha tridimensional de nós para modelação física. Conjugando as informações proporcionadas pelos dois modelos (absorção das superfícies, por um lado, e volume, por outro), foi possível gerar uma estimativa automática do tempo de reverberação (RT60) de acordo com a fórmula de Sabine (modificada). |
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| Autores principais: | Pereira, Jorge Miguel de Almeida |
| Assunto: | Engenharia electrónica Acústica Realidade virtual Realidade aumentada - Sistemas audio Interfaces gráficas |
| Ano: | 2013 |
| País: | Portugal |
| Tipo de documento: | dissertação de mestrado |
| Tipo de acesso: | acesso aberto |
| Instituição associada: | Universidade de Aveiro |
| Idioma: | português |
| Origem: | RIA - Repositório Institucional da Universidade de Aveiro |
| Resumo: | Esta dissertação tem como objectivo desenvolver ferramentas de apoio à componente de áudio em ambientes de Realidade Virtual. Trata-se de possibilitar a aquisição e configuração de dados 3D para alimentar modelos acústicos de salas. Estes podem ser geométricos (como o método das imagens virtuais, baseado nas reflexões das ondas sonoras nas superfícies que delimitam a sala) ou físicos (como o método das malhas de guias de onda digitais, baseado na discretização da equação de onda numa grelha tridimensional abrangendo o volume da sala). Para a aquisição de modelos poligonais representativos das superfícies delimitadoras de ambientes reais, foi utilizado um sensor Microsoft Kinect associado à aplicação Kinect Fusion. Em seguida, foram desenvolvidas ferramentas de identificação dos materiais constituintes das superfícies presentes, recorrendo ao Visualisation Toolkit (VTK). Este passo permite associar características acústicas, nomeadamente coeficientes de absorção/reflexão, a cada polígono da malha. É assim possível alimentar modelos acústicos geométricos, utilizados em algoritmos de auralização em tempo real. Para alimentar modelos físicos, foi desenvolvido um algoritmo para, a partir dos modelos poligonais das superfícies das salas, gerar uma malha tridimensional de nós, de topologia retangular, abrangendo todo o domínio de propagação por elas delimitado. Cada nó é configurado em função da sua posição no domínio (nó de ar ou nó-fronteira) e, no caso de ser nó-fronteira, do respectivo material. Foi utilizada, para efeitos de teste, uma sala de reuniões situada no IEETA (Instituto de Engenharia Eletrónica e Telemática de Aveiro). Para esta sala, construiu-se um modelo poligonal com os materiais corretamente identificados em cada face, para alimentar o modelo geométrico. Aplicaram-se critérios de limitação do número de polígonos. Construiu-se igualmente uma grelha tridimensional de nós para modelação física. Conjugando as informações proporcionadas pelos dois modelos (absorção das superfícies, por um lado, e volume, por outro), foi possível gerar uma estimativa automática do tempo de reverberação (RT60) de acordo com a fórmula de Sabine (modificada). |
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