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Zwischenverteidigung der Diplomarbeit von Oliver Baum

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Präsentation zum Thema: "Zwischenverteidigung der Diplomarbeit von Oliver Baum"—  Präsentation transkript:

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

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

3 Zwischenverteidigung Diplomarbeit Oliver Baum
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 05. Juni 2002 Zwischenverteidigung 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 05. Juni 2002 Zwischenverteidigung Diplomarbeit Oliver Baum

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

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

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

8 Zwischenverteidigung Diplomarbeit Oliver Baum
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 VRML97: Sound: stellt Sound-Objekt im 3D-Raum dar (mit Richtcharakteristik etc.), AudioClip: enthält Audio-Daten und ist für zeitliche Belange zuständig (wann fängt Clip an zu spielen, wann hört er auf, ...?) 05. Juni 2002 Zwischenverteidigung 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) Soundunterstützung in OpenVRML: nur unter Linux verfügbar, keine Spatialisierung; 05. Juni 2002 Zwischenverteidigung Diplomarbeit Oliver Baum

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

11 Richtungsmodell in OpenAL
zwei Kegel (eigentlich Kugelsektoren), zwischen denen Abschwächung stattfindet cone outer angle cone inner angle direction innerhalb des inneren Kegels findet nur Entfernungsabschwächung statt (bei Entfernungen <= reference distance hat Quelle angegebene gain, bei solchen > max distance ist sie nicht mehr hörbar) zwischen den beiden Kegeln ist der Übergangsbereich, in dem Schallquelle zusätzlich zur Entfernungsabschwächung gedämpft wird außerhalb des äußeren Kegels ist winkelabhängige Dämpfung maximal; Schallquelle ist nur noch maximal mit cone outer gain hörbar (bei reference distance) reference distance max distance 05. Juni 2002 Zwischenverteidigung 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 05. Juni 2002 Zwischenverteidigung 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 05. Juni 2002 Zwischenverteidigung Diplomarbeit Oliver Baum

14 Konzeption und Umsetzung 4
Gewinnung von EAX source und listener properties aus MPEG-4 Knoten 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 (nur Auswahl an EAX-relevanten Feldern) 05. Juni 2002 Zwischenverteidigung 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 05. Juni 2002 Zwischenverteidigung Diplomarbeit Oliver Baum

16 Zwischenverteidigung Diplomarbeit Oliver Baum
Zeitleiste 05. Juni 2002 Zwischenverteidigung Diplomarbeit Oliver Baum

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


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