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Konzeption und Demonstration von hardwareunterstützter virtueller Akustik innerhalb einer 3D-Visualisierung zur Integration in eine MPEG4-Umgebung Zwischenverteidigung.

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Präsentation zum Thema: "Konzeption und Demonstration von hardwareunterstützter virtueller Akustik innerhalb einer 3D-Visualisierung zur Integration in eine MPEG4-Umgebung Zwischenverteidigung."—  Präsentation transkript:

1 Konzeption und Demonstration von hardwareunterstützter virtueller Akustik innerhalb einer 3D-Visualisierung zur Integration in eine MPEG4-Umgebung Zwischenverteidigung der Diplomarbeit von Oliver Baum Technische Universität Ilmenau Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik Institut für Medientechnik Fachgebiet Elektronische Medientechnik

2 05. Juni 2002Zwischenverteidigung Diplomarbeit Oliver Baum 2 Gliederung Einleitung APIs für Audio und 3D-Grafik MPEG-4 - Kontext Konzeption und Umsetzung Stand der Implementierung Demonstration

3 05. Juni 2002Zwischenverteidigung Diplomarbeit Oliver Baum 3 Einleitung akustischer Aspekt von Virtual Reality Anspruch: Übereinstimmung von optischem und akustischem Eindruck Positionierung von Schallquellen und Hörer in virtueller Szene und Raumsimulation automatische Anpassung der raumakustischen Parameter in Abhängigkeit von geometrischen und akustischen Eigenschaften nicht: Hörtests mit Versuchspersonen

4 05. Juni 2002Zwischenverteidigung Diplomarbeit Oliver Baum 4 APIs für Audio und 3D-Grafik Herkunft: Spieletechnologie Hardwareunterstützung: Entlastung der CPU Was ist technologisch z.Zt. damit möglich? Untersuchung von APIs für 3D-Audio: OpenAL Aureal A3D (Vortex-Chipsatz, Wavetracing) Creative EAX 2.0 (SB live!) Creative EAX 3.0 = EAX ADVANCED HD (SB Audigy) API zur Visualisierung: OpenVRML

5 05. Juni 2002Zwischenverteidigung Diplomarbeit Oliver Baum 5 EAX 2.0 – EAX 3.0 occlusion frequenzabhängige Richtcharakteristik eine feste HF- Referenzfrequenz obstruction EAX 2.0 dynamischer Nachhall Environment Presets

6 05. Juni 2002Zwischenverteidigung Diplomarbeit Oliver Baum 6 EAX 2.0 – EAX 3.0 neu in EAX 3.0 alle Parameter herausgeführt exclusion Hall und erste Reflexionen richtungsabhängig zwei definierbare Referenzfrequenzen (HF und LF)

7 05. Juni 2002Zwischenverteidigung Diplomarbeit Oliver Baum 7 MPEG-4 - Kontext structured audio (SA) AudioBIFS: Audio-Szenengraph AudioBIFS Version 1Version 2 physical modelperceptual model

8 05. Juni 2002Zwischenverteidigung Diplomarbeit Oliver Baum 8 von VRML97 zu MPEG-4 v.2 VRML97: Knoten Sound und AudioClip MPEG-4 AudioBIFS v.1: Erweiterung um mehrkanalige Audiodaten und Knoten zur Audiosignalverarbeitung, Sound - Knoten: Ellipsoid-Modell (wie VRML97) MPEG-4 AudioBIFS v.2 (physical model): +geometriebasierte Raumsimulation +beliebige frequenzabhängige Richtcharakteristika von Schallquellen

9 05. Juni 2002Zwischenverteidigung Diplomarbeit Oliver Baum 9 Konzeption und Umsetzung 1 Ausgangspunkt: nur rudimentäre Soundunterstützung in OpenVRML Integration von OpenAL in OpenVRML Positionierung und Ausrichtung von Quellen und Hörer Timing manuelle Implementierung der Quellen-Richtcharakteristik nach VRML97-Standard (Ellipsoid-Modell)

10 05. Juni 2002Zwischenverteidigung Diplomarbeit Oliver Baum 10 Richtungsmodell in VRML97 und MPEG-4 AudioBIFS V.1 Beschreibung der Richtungsabhängigkeit eines Sound -Knotens durch zwei Rotationsellipsoide maxBackmaxFront minBack minFront direction position

11 05. Juni 2002Zwischenverteidigung Diplomarbeit Oliver Baum 11 Richtungsmodell in OpenAL zwei Kegel (eigentlich Kugelsektoren), zwischen denen Abschwächung stattfindet reference distance cone outer angle cone inner angle direction max distance

12 05. Juni 2002Zwischenverteidigung Diplomarbeit Oliver Baum 12 Konzeption und Umsetzung 2 Gewinnung von EAX listener properties aus MPEG-4 Knoten AcousticScene EAX Listener Properties reverbTime[] Decay Time, Decay HF Ratio, Decay LF Ratio reverbFreq[] HF Reference, LF Reference reverbLevel Reverb / Room reverbDelay Reverb Delay zusätzlich: Environment Size aus Größe der BBox des Raumes

13 05. Juni 2002Zwischenverteidigung Diplomarbeit Oliver Baum 13 Konzeption und Umsetzung 3 Gewinnung von EAX source properties aus MPEG-4 Knoten AcousticMaterial EAX Source Properties transfunc[] Obstruction, Obstruction LF Ratio transFrequency[] reffunc[] keine EAX-Entsprechung refFrequency[] notwendig: Bestimmung, ob sich Polygon/IFS mit AcousticMaterial zwischen Quelle und Hörer befindet, dann obstruction-Properties entsprechend Werten aus transfunc setzen

14 05. Juni 2002Zwischenverteidigung Diplomarbeit Oliver Baum 14 Konzeption und Umsetzung 4 DirectiveSound EAX Properties angles[] frequenz- und winkelabhängige Richtcharakteristik (manuell impl.) directivity[] frequency[] speedOfSound alDopplerVelocity distance 60dB-Entfernung useAirabs Air Absorpion Factor intensity AL gain roomEffect Room 0 wenn true Gewinnung von EAX source und listener properties aus MPEG-4 Knoten (nur Auswahl an EAX-relevanten Feldern)

15 05. Juni 2002Zwischenverteidigung Diplomarbeit Oliver Baum 15 Stand der Implementierung Integration von OpenAL in OpenVRML: Positionierung, Ausrichtung, Richtcharakteristik, Timing Implementierung AcousticScene - Knoten: Knoten-Klasse, Felder, Typen, EAX-Anbindung Raumgröße

16 05. Juni 2002Zwischenverteidigung Diplomarbeit Oliver Baum 16 Zeitleiste

17 05. Juni 2002Zwischenverteidigung Diplomarbeit Oliver Baum 17 Demonstration Auswirkungen der EAX Raumgröße ( environment size ) auf die Listener Properties AcousticScene -Knoten in OpenVRML (Beispiel-Szene)


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