تصميم الصوت بمساعدة الكمبيوتر--مقدمة عن برنامج RAYNOISE للهندسة الصوتية

RAYNOISE هو نظام برمجيات محاكاة مجال الصوت على نطاق واسع تم تطويره بواسطة LMS، وهي شركة بلجيكية متخصصة في تصميم الصوت. الوظيفة الرئيسية له هي محاكاة سلوكيات صوتية متنوعة للأماكن المغلقة أو المفتوحة والأماكن شبه المغلقة. يمكنه محاكاة العملية الفيزيائية لانتشار الصوت بدقة، بما في ذلك: الانعكاس المرآتي، الانعكاس المنتشر، امتصاص الجدران والهواء، الانكسار والنقل، ويمكن في النهاية إعادة إنشاء تأثير الاستماع من موقع الاستقبال. يمكن استخدام النظام على نطاق واسع في تصميم جودة الصوت في القاعات، وتوقع الضوضاء الصناعية والسيطرة عليها، وتصميم معدات التسجيل، وتصميم أنظمة الصوت في الأماكن العامة مثل المطارات، والمترو، والمحطات، وتقدير الضوضاء في الطرق، والسكك الحديدية، والملاعب.

لوصف الوسيط الصوتي، يستخدم سيسنويس أحدث الطرق العددية. وهي تستند إلى طرق عناصر الحدود المباشرة وغير المباشرة، أو المعادلات الصوتية للعناصر المحدودة الصوتية/العناصر اللانهائية. يتم التعبير عن الهيكل نفسه بواسطة نموذج عنصر محدود هيكلي ، والذي يمكن استيراده من جميع أدوات توليد العناصر المحدودة الهيكلية والشبكة الرئيسية. جميع وحدات التحليل مدمجة بالكامل في البيئة الأساسية، ودعم نماذج متعددة والرسومات ثلاثية الأبعاد.
يحتوي نظام SYSNOSISE على وظائف متكاملة قوية للعمل قبل وبعد معالجة، مع أدوات فحص الشبكة وتصحيحها. يمكن لمعالجة ما بعد ذلك رسم صور ملونة ، ومجالات متجهة ، وهياكل مشوهة ، وكذلك الرسوم البيانية XY ، ورسوم البيانات الشريطية ورسوم البيانات المنسقة القطبية ، وتشمل أيضًا عرض الرسوم المتحركة وتشغيل الص
المبادئ الأساسية لنظام RAYNOISE

يمكن اعتبار نظام RAYNOISE أساسًا كنظام لتحقيق الجودة الصوتية (لمزيد من التفاصيل حول "التحقيق" ، انظر المرجع [1]). وهي تستند بشكل رئيسي إلى الصوتيات الهندسية. يفترض علم الصوت الهندسي أن موجات الصوت في بيئة صوتية تنتشر في جميع الاتجاهات في شكل خطوط صوتية. بعد أن تصطدم خطوط الصوت بالوسيط أو الواجهة (مثل الجدار) ، سيتم فقدان جزء من الطاقة. بهذه الطريقة، طريقة تراكم الطاقة للموجات الصوتية في مواقع مختلفة في مجال الصوت مختلفة أيضا. إذا كانت البيئة الصوتية تعتبر نظامًا خطيًا ، فيتعين معرفة استجابة النبضات فقط للنظام للحصول على التأثير الصوتي في أي موقع في البيئة الصوتية من خصائص مصدر الصوت. لذلك، الحصول على استجابة النبضات هو مفتاح النظام بأكمله. في الماضي، كانت أساليب المحاكاة تستخدم في الغالب، أي استخدام نماذج مقياسية للحصول على استجابات النبضات. منذ أواخر الثمانينيات، مع التطور السريع لتكنولوجيا الكمبيوتر، أصبحت التكنولوجيا الرقمية تدريجياً مهيمنة. جوهر التكنولوجيا الرقمية هو استخدام أجهزة الكمبيوتر المتعددة الوسائط للنمذجة والبرنامج لحساب استجابات النبضات. هذه التكنولوجيا بسيطة وسريعة ومتطورة بشكل مستمر، والتي لا مثيل لها في التكنولوجيا التناظرية. هناك طريقتان معروفتان لحساب استجابة النبضات: طريقة مصدر الصورة المرآة (MISM) وطريقة تتبع الأشعة (RTM). كلا الطريقتين لهما مزاياه وعيوبهما الخاصة [1]. في وقت لاحق، ظهرت بعض الطرق التي تجمع بينهما، مثل طريقة الحزمة المخروطية (CBM) وطريقة الحزمة الثلاثية (TBM) [1]. تستخدم RAYNOISE هذين الأسلوبين في مزيج كالتكنولوجيا الأساسية لحساب استجابة النبضات في المجال الصوتي [2].

مخطط تأثير محاكاة الكمبيوتر لمجال الصوت في قاعة لايو

تطبيق نظام RAYNOISE
يمكن استخدام RAYNOISE على نطاق واسع في التنبؤ بالضوضاء الصناعية ومكافحتها، والصوتيات البيئية، والصوتيات المعمارية وتصميم الأنظمة الحقيقية المحاكاة، ولكن كان الهدف الأصلي للمصمم هو الصوتيات في الغرفة، أي أنه يستخدم لتصميم جودة الصوت في القاعة، فإن الشرط الأول هو إنشاء نموذج ثلاثي الأبعاد للقاعة بدقة وسريعة، لأنه مرتبط مباشرة بدقة المحاكاة الحاسوبية. يوفر نظام RAYNOISE واجهة تفاعلية ودية للنمذجة الحاسوبية. يمكن للمستخدمين إدخال نماذج ثلاثية الأبعاد التي تم إنشاؤها بواسطة AutoCAD أو HYPERMESH مباشرة ، أو اختيار نماذج من مكتبة نموذج النظام وإكمال تعريف النموذج. تتضمن الخطوات الرئيسية للنمذجة:
(1) بدء RAYNOISE
(2) اختيار النموذج
(3) أدخل الأبعاد الهندسية
(4) تحديد مواد وخصائص كل سطح (بما في ذلك معامل امتصاص الصوت، الخ) ؛
(5) تحديد خصائص مصدر الصوت
(6) تحديد الحقل المستقبل
(7) تعليمات أو تعاريف أخرى، مثل عدد خطوط الصوت التي تُنظر إليها، وعدد مستويات الانعكاس، الخ.
يمكن للمستخدم استخدام الماوس لعرض خصائص النموذج المحدد وهياكلها الداخلية من زوايا مختلفة على الشاشة (تميزت باللون). ثم يمكن أن تبدأ الحسابات. من خلال معالجة نتائج الحسابات ، يمكن الحصول على معايير صوتية مثل مستوى ضغط الصوت ، مستوى الصوت ، الصوت الموجز ، ووظيفة استجابة نبض التردد في نقطة معينة في مجال الاستقبال المثير للاهتمام. إذا كنت تريد أن تعرف تأثير الاستماع من هذه النقطة، يمكنك أولا تحويل استجابة النبض إلى وظيفة نقل ثنائي الصوت وتحويلها مع إشارة جافة مسجلة في غرفة التردد مسبقا، بحيث يمكنك سماع تأثير الاستماع من هذه النقطة من خلال أذنيك.

مخطط تأثير محاكاة التصميم الصوتي الحاسوبي للمسرح الوطني

خصائص الضوضاء

مقارنةً ببرامج محاكاة المجال الصوتي الأخرى التي ظهرت في السنوات العشر الماضية، مثل برنامج Signalgic Hypersignal-Acoustic3.4 و EASE2.0، RAYNOISE أكثر نضجاً من حيث الاستخدام والوظيفة. لقد شكلت نظامًا كاملًا نسبيًا ومستقلًا للإنعكاس. لا يمكن أن تكون Hypersignal-Acoustic3.4 سوى واجهة برمجية وجهازية لبرمجيات التأثير الذهني الأخرى [3] ، أي أنها لا يمكن أن تستكمل سوى عمل تحويل الإشارة الجافة مع استجابة النبضات من البرمجيات الأخرى ومحاكاة تأثير الاستماع

مخطط تأثير محاكاة الكمبيوتر من المجال الصوتي من قاعة حفلات الموسيقى الفرقة العسكرية

أوجه القصور في RAYNOISE

ومع ذلك، على الرغم من أن نظام RAYNOISE Revision 3.0 قد حقق تحسينات كبيرة على أساس الإصدارات السابقة، وقد حقق اختراقات في كل من الاستخدام ودقة الحساب، فإنه يعتمد دائما على الصوتيات الهندسية، لذلك فإنه سيتم تحديدا تقييدها من على سبيل المثال، تأثير محاكياته في الفضاء منخفض التردد أو على نطاق صغير ضعيف نسبيا، مما سيخفض حتما نطاق تطبيقه إلى حد كبير. على سبيل المثال الآخر، فإنه يمكن أن يعطي فقط نتائج المحاكاة من مصادر الصوت البسيطة (مثل مصادر النقطة) في نقطة معينة، ولكنه لا يقدم أي قدرة على تحريك مصادر الصوت، ومصادر الصوت الموزعة، ومصادر الصوت الاتجاهية والمواقف الأك

مخطط تأثير محاكاة الكمبيوتر لمجال الصوت في مسرح مركز راديو وتلفزيون نانجينج

LMSSYSNOISE--برنامج تحليل التشابك الصوتي-الاهتزاز SYSNOISE هو أكثر برامج تحليل الاهتزازات الصوتية تقدما في السوق، لكنه لا يتطلب من المستخدمين أن يكونوا خبراء في الصوت.
سيسنوز هي رائدة في تصميم وتشخيص الأخطاء وتحسين المجال العالمي للتهابات الصوتية، مع وظائف قوية. من التنبؤ بمجال الصوت في التجويف إلى تحليل المجال الصوتي حول الكائن، يمكن أن يحسب حتى استجابة الهيكل تحت تأثير المجال الصوتي، وبالتالي مساعدة مهندسي التحكم في الضوضاء لتحسين خصائص الاهتزازات الصوتية للمنتج. المستخدمون الممتازون لـ SYSNOISE هم جميع أنواع الموظفين التقنيين في الصناعة ، مثل: مهندسي البحث والتطوير مثل المرونة ، المستخدمون العرضيون يحتاجون إلى واجهة رسمية سهلة الفهم ، ومهندسي التصميم يعتمدون على "السحرة" الإشعاع الصوتي من مصادر الاهتزاز يحسب المجال الصوتي المشع على السطح وأي نقطة من النقاط من نتائج قياس الاهتزاز أو نتائج حساب العناصر المحدودة. على سبيل المثال: ضجيج المحرك والضاغط، الإشعاع الصوتي للمكبر الصوت. توزيع المجال الصوتي يتنبأ بالمجال الصوتي والاهتزاز الهيكلي الذي يتشكل حول الهيكل في المجال الصوتي. على سبيل المثال: الكشف عن الغواصات، تأثير العزل الصوتي لحواجز الضوضاء على الطرق. يُحسب انتشار المسار الهيكلي استجابة الاهتزاز القسري للبنية الناجمة عن الإثارة الديناميكية والحقل الصوتي المولود. على سبيل المثال: تصميم دعامة المحرك، تأثير عدم توازن الدوار.
فقدان انتقال المسار الجوي يحسب خصائص فقدان نقل اللوحة الرقيقة في المجال الصوتي وحجم الاهتزاز المثار والمجال الصوتي على جانبي اللوحة. على سبيل المثال: اهتزازات الأقمار الصناعية الناجمة عن ضوضاء الإرسال، وانتشار موجات الصوت من خلال الألواح الزخرفية، ضوضاء غسالة الصحون