Convolutional Neural Networks: A Comprehensive Guide

Reverberacja to tysiące drobnych odgłosów

Kiedy w pomieszczeniu wydaje się dźwięk, dociera do słuchacza tylko niewielka część energii akustycznej. Pozostała energia odbija się od ścian, stropu i podłogi, przybywając z wielu kierunków i o różnych momentach czasowych, każdy odbit jest słabszy niż poprzedni, ponieważ każde powierzchnie odbijające pochłaniają jakąś część energii uderzającej w nie. Słuchacz postrzega to gęste, rozpadające się morze przybyć jako rezonans i jest to jeden z największych czynników różniących "żywe", echem pomieszczenie od "martwego", akustycznie wyciszonego.

Metoda źródła obrazu: rozkładanie odbić w korytarze duchów

Dla pokoju z płaskimi, sztywnymi ścianami istnieje elegancki sposób na dokładne obliczenie odbić wczesnych: odbicie od ściany wygląda geometrycznie identycznie z dźwiękiem docierającym w linii prostej z źródła lustrzanego, odbite przez powierzchnię ściany. Powoduj, aby oryginalne źródło było lustrzanie odbijane względem każdej ściany, aby uzyskać pierwsze źródła obrazów, a następnie lustruj każdy z tych źródeł względem każdej ściany ponownie dla drugiego rzędu obrazów i tak dalej. Każde źródło obrazu, śledzone wstecz przez odpowiednią sekwencję ścian, daje dokładną długość drogi, czas przybycia i kumulowany stopień absorpcji jednego konkretnego odbicia.

rząd 0: dźwięk bezpośredni, linia prosta, od źródła do słuchacza rząd 1: jeden odbijający się od ściany, 6 źródeł obrazu dla pokoju o prostokątnym kształcie rząd 2: dwa odbicia od ścian, do 30 źródeł obrazu rząd N: liczba odbić rośnie w przybliżeniu jako 6 * (5^(N-1)) każde źródło obrazu przyczynia się do: opóźnienia = długość drogi / prędkość dźwięku poziomu = 1/długość drogi * (absorpcja ściany)^liczba odbić Metoda źródła obrazu jest dokładna dla pokoi o prostokątnym kształcie ze ścianami twardymi i staje się wydajnym przybliżeniem dla nieregularnych, a to właśnie ona generuje wyraźny wzorzec wczesnych odbić, którego używa słuchacz do oceny wielkości pokoju przed zbudowaniem ogonów rezonansowych.

order 0:  direct sound, straight line, source to listener
order 1:  one wall bounce, 6 image sources for a rectangular room
order 2:  two wall bounces, up to 30 image sources
order N:  reflection count grows roughly as 6*(5^(N-1))

each image source contributes: delay = path_length / speed_of_sound
                                level = 1/path_length * (wall absorption)^bounces

RT60: czas rozchodzenia się dźwięku

Śledzenie każdego indywidualnego odbicia jest dokładne, ale niewygodne do opisu pokoju w jednym specyfie. RT60 – czas rozchodzenia się dźwięku – kondensuje całą fazę zanikającego dźwięku w czasie, jaki potrzebuje dźwięk ciśnieniowy rozchodzący się w sposób odbijający się, aby zmniejszyć się o 60 decybeli po ustaniu źródła, co odpowiada mniej więcej różnicy między głośnym krzykiem a niesłyszalnością. Wallace Clement Sabine wywodził pierwszą praktyczną formułę tego parametru w 1898 roku podczas konsultacji z katastrofalnie rezonującym wykładowym sale Fogg Museum na Uniwersytecie Harvarda, tworząc w ten sposób dyscyplinę akustyki architektonicznej jako dziedzinę ilościową.

Sabine:  RT60 = 0.161 * V / A                (metric, RT60 in seconds)

V  = room volume (cubic metres)
A  = total absorption = sum over every surface of (area * absorption coefficient)

Sabina kontra Eyrig: gdzie prosta formuła zawodzi

Formuła Sabiny jest przybliżeniem statystycznym, które zakłada rozproszone promieniowanie dźwiękowe i stosunkowo niskie absorpcje, a działa zaskakująco dobrze w typowych pomieszczeniach. Jednak ma dziwny mankament: przewiduje niezerowy RT60 nawet wtedy, gdy każdy element ma współczynnik absorpcji równy 1, co oznacza pokój, który powinien absorbować cały dźwięk po pierwszym odbiciu. Carl Eyring wprowadził poprawkę w 1930 roku, która zastępuje liniowy człon absorpcyjny logarytmicznym, co prawidłowo prowadzi RT60 do zera w tym limicie i dokładniej odzwierciedla zmierzoną rezonansowość w gęsto zaciemnionych przestrzeniach, takich jak studia nagraniowe i pokoje o akustyce zbliżonej do anechoicznej:

Eyring: RT60 = 0.161 * V / (-S * ln(1 - avg_alpha)) S = całkowita powierzchnia avg_alpha = średnia, powierzchniowo ważona współczynnik absorpcji W praktyce akusticy używają Sabiny do szybkich szacunków w umiarkowanie żywiołach i przechodzą na Eyringa, gdy średnie absorpcje znacznie przekraczają 0.2 do 0.3, gdzie dwie formuły zaczynają wyraźnie się rozróżniać.

Eyring:  RT60 = 0.161 * V / (-S * ln(1 - avg_alpha))

S          = total surface area
avg_alpha  = area-weighted average absorption coefficient

Często zadawane pytania

Wypróbuj na żywo

Wszystko powyżej działa bezpośrednio w Twojej przeglądarce — otwórz Room Acoustics and RT60 Reverberation Time i zmieniaj parametry podczas działania. Nic nie jest instalowane ani przesyłane na serwer, cały model działa w jednej karcie.