نرم افزار شبیه سازی آکوستیک سینما CARA

1. اصول اتاق (جادوی طراحی اتاق جدید)

طراحی اتاق جدید به شما اجازه می دهد تا به راحتی یک اتاق جدید را تنظیم کنید. چهار گزینه وجود دارد: قالب طرح اتاق، ابعاد، مواد دیواری و پیکربندی بلندگو.

اول، شما باید یک قالب طرح اتاق را انتخاب کنید، که می تواند یک مستطیل ساده یا شکل دیگری مانند L باشد.

در صفحه دوم، شما باید ابعاد اساسی اتاق را تعریف کنید. برای وارد کردن واحد های غیر متریک مانند پا، F10 را فشار دهید. اگر می خواهید سقف شیب دار بسازید، حداکثر ابعاد اتاق را وارد کنید.

توجه: بعد از بسته شدن جادوگر، ارتفاع اتاق را نمی توان تغییر داد.

در صفحه سوم، مواد اصلی را انتخاب کنید. مواد کف، دیوار و سقف، خواص صوتی (معادل جذب صدا) را تعیین می کنند.

"سطح نقاط شبکه" ارتفاع سطح شبکه را تعریف می کند که توصیه می شود با گوش شنونده به هم نزدیک شود. 100 سانتی متر پیش فرض فرض می کند که شنونده روی کاناپه نشسته است.

در صفحه آخر، تنظیمات بلندگو را انتخاب کنید. شما می توانید تنظیمات صدا اطراف را مانند استریو و چهار صدا انتخاب کنید.

CARA 2.1 PLUS شامل 10 پیکربندی محیط دیجیتال برای پاسخگویی به نیازهای توسعه آینده است.

۲. نقشه اتاق رو اصلاح کن
اگر نوع اتاق شما در قالب اتاق موجود نباشد، می توانید نزدیکترین قالب را انتخاب کرده و طرح را تغییر دهید. از منوی Draw نقشه طبقه را انتخاب کنید.
یک نقطه گوشه را انتخاب کنید یا روی لبه داخلی دیوار کلیک کنید تا یک نقطه گوشه را وارد کنید.
از خطوط کمکی "هدایات" برای اندازه گیری دقیق طرح اتاق خود استفاده کنید.
برای اضافه کردن و حذف خطوط کمکی بر روی نشانگرهای اطراف کلیک کنید. در منوی View، می توانید ابزارهای بیشتری برای طراحی اتاق پیدا کنید.
این ها این هستند:
"پلان سریع به طبقه" به ساختار طرح تطبیق دهید
'Snap to Object Points' به نقاط شیء تطبیق یابد
"استفاده از خطوط راهنما" به خطوط کمکی تطبیق یابد
"استفاده از شبکه" با شبکه سازگار شوید

۳. مبلمان داخل
گروه بار را از منوی ویرایش انتخاب کنید تا مبلمان را از پایگاه داده مبلمان CARA انتخاب کنید تا در طراحی اتاق خود قرار دهید. علاوه بر این، شما همچنین می توانید مبلمان را سفارشی کنید. مبلمان از چندین شیء سه بعدی تشکیل شده و در پایگاه داده ذخیره می شوند و می توانند در طراحی اتاق های دیگر استفاده شوند.
در طراحی اتاق، اشیاء سه بعدی (موبایل) می توانند به صورت مطلوبی تحریف و حرکت کنند. اشیاء سه بعدی نه تنها برای شبیه سازی مبلمان استفاده می شوند، بلکه می توانند برای کاربردهای بسیاری دیگر مانند دیوارهای داخلی، قاب درب، آستانه پنجره، بُر، سقف های شیب دار، تراس ها و غیره استفاده شوند. با این حال، شما باید در نظر بگیرید که زمان محاسبه برای بهینه سازی موقعیت خودکار، به عنوان مثال، با بنابراین لازم نیست که همه مبلمان را در نظر بگیریم. مبلمان نزدیک به سخنرانان یا شنونده بیشترین تاثیر را بر رنگ صدا دارند. همچنین، مبلمان بزرگ تاثیر بیشتری نسبت به مبلمان کوچک دارند.
علاوه بر این، عملکرد جدید CARA 2.1 PLUS "Acoustic Ambiance" ویژگی های صوتی اتاق شما را ارزیابی می کند و برخی از پیشرفت ها را پیشنهاد می کند.
بنابراین دو پیشنهاد برای طراحی اتاق وجود دارد:
یک طراحی جدید و دقیق اتاق ایجاد کنید، مطمئن شوید که تمام مبلمان و سطوح مواد را در بر می گیرد. اطلاعات مفصل در تحلیل محیط صوتی هست
یک طراحی جدید اتاق حداقل با فقط مبلمان اصلی ایجاد کنید. این محاسبه میدان صوتی و بهینه سازی بلندگوها و موقعیت گوش دادن را تعیین می کند، که زمان کمتری می برد اما کمتر دقیق است.

۴. سطوح مواد
مواد برای دیوارهای اتاق و اشیاء سه بعدی را می توان از پایگاه داده مواد انتخاب کرد. ضریب جذب صدا از مواد بر زمان بازگشت و بنابراین ارزیابی محیط صوتی تاثیر می گذارد.
همچنین می توانید مناطق مستطیل خاص (سطح های مواد) را در داخل دیوار برای شبیه سازی درب ها، پنجره ها، پرده ها، فرش ها تعریف کنید. معمولاً ضریب جذب صدا آنها با سطوح دیوار مربوطه متفاوت است.
سطوح و دیوارهای مواد دو بعدی هستند و زمان محاسبه را افزایش نمی دهند، اما اشیاء سه بعدی مثل مبلمان سه بعدی هستند و زمان محاسبه را به طور قابل توجهی افزایش می دهند زیرا اشیاء سه بعدی سطح جذب صدا و بازتاب را در اتاق اضافه می کنند.
برای تعیین دقیق ابعاد سطوح مواد از راهنما استفاده کنید.

پنجم انتخاب مواد
مواد برای دیوارهای اتاق و سطوح اشیاء سه بعدی از پایگاه داده مواد انتخاب می شوند. ضریب جذب صدا که در داده های مواد مشخص شده است در جعبه مکالمه با استفاده از نمودار پاسخ فرکانس نمایش داده می شود.
"وصف" شامل توصیف مواد انتخاب شده است.
مناطق رنگی بافت مواد را نشان می دهند که در نمای سه بعدی و در نمای دو بعدی کف، سقف و دیوار استفاده می شود.
"گروه های مواد" نشان می دهد که مواد به کدام گروه گروه بندی شده اند.

۶. محیط صوتی
محیط صوتی یک اتاق عمدتاً با زمان بازگشت یا زمانی که طول می کشد تا شدت میدان صوتی ( چگالی انرژی) پس از توقف منبع صدا 60dB کاهش یابد، منعکس می شود. این زمان به اندازه اتاق و جذب امواج صوتی توسط دیوارها و مبلمان اتاق مرتبط است. جذب قوی به معنای زمان بلند بازگشت است، جذب ضعیف به معنای زمان طولانی بازگشت است.

زمان بازگشت طولانی: اتاق های بسیار بازگشت
زمان های بلند بازگشت در اتاق های بزرگ و خالی مانند کلیساها و در اتاق هایی که بازتاب قوی دارند مانند حمام های کاشی شده رخ می دهد. بسیاری از مردم محیط این اتاق ها را "زنده" یا "با هم صدا" توصیف می کنند. در این اتاق ها، درک گفتار کم است، صداها صریح هستند و دست زدن می تواند باعث بازگشت صدا شود. این اکو ممکن است در نقاط مختلف اتاق بیشتر قابل توجه باشد.
زمان بازگشت کوتاه: اتاق های تنگ یا خسته کننده
زمان بازگشت کوتاه در اتاق هایی که کمر صدا زیاد است رخ می دهد. این باعث می شود اتاق کوچکتر از آنچه که واقعاً است، به نظر برسد. این می تواند باعث شود که اکثر مردم محیط اتاق را "کم" یا "ممل" ببینند. کتابخانه ها مثال این موضوع هستند. مردم اندازه اتاق را بر اساس زمان بازگشت صدا قضاوت می کنند.
زمان بازگشت صدا می تواند باعث رنگ شدن شود
یک اتاق معمولی فرکانس های بالا را بیشتر از فرکانس های پایین جذب می کند، و باعث می شود زمان بازگشت فرکانس های پایین بسیار طولانی تر از فرکانس های متوسط یا بالا باشد. خط قرمز نازک در جعبه دیالوگ نمونه ای از یک اتاق است که احساس ایده آل می کند. خط سبز حدود بالا و پایین زمان بازگشت ایده آل را در طیف فرکانس نشان می دهد. وقتی زمان بازگشت از این محدوده منحرف می شود، مردم صدا را غیرطبیعی یا با رنگ قوی درک می کنند.
CARA می تواند به شما کمک کند محیط اتاق خود را بهبود ببخشید
CARA به شما کمک می کند تا تعیین کنید که زمان بازگشت تا چه حد از محدوده فرکانس ایده آل منحرف می شود. این محاسبات ساختار اتاق و همچنین مبلمان و مواد مورد استفاده را در نظر می گیرد. این محاسبات مستقل از سیستم بلندگو هستند.
پس از محاسبه، CARA محیط صوتی اتاق را توصیف می کند و پیشنهاد بهبود می دهد. معمولاً این به معنای اضافه کردن یا حذف مبلمان یا تغییر مواد سطح اتاق است.
هفتم اسپیکرها و موقعیت شنیدن
آخرین مرحله در طراحی اتاق تعیین موقعیت گوش دادن و انتخاب بلندگوها از کتابخانه بلندگوها و قرار دادن آنها در موقعیت واقعی است. اگر شما موقعیت گوش دادن را در ابتدا قرار دهید، جهت گیری بلندگوهای اصلی به طور خودکار تنظیم می شود.

منطقه موقعیت (مربع) اطراف بلندگوها و همچنین منطقه موقعیت موقعیت جذب صدا را تنظیم کنید. "منطقه موقعیت" می تواند با یک جعبه مستطیل تغییر اندازه داده شود. شما می توانید یک شکل خاص از منطقه موقعیت، مانند L-شکل یا دو منطقه مستطیل جداگانه مشخص کنید. هنگامی که بهینه سازی موقعیت خودکار یاد گرفته شود، بلندگوها و موقعیت گوش دادن را می توان در داخل این مناطق حرکت داد تا بهترین موقعیت را پیدا کند.
با کلیک راست بر روی بلندگو یا موقعیت گوش دادن، می توانید فاصله و ارتفاع عمودی منطقه موقعیت را از کف تنظیم کنید. هنگامی که طراحی کامل شد، می توانید از نوار ابزار ماژول CARACAD برای شروع محاسبه صوتی اتاق روی CARACALC کلیک کنید.
8. دید سه بعدی از اتاق سه بعدی

در ماژول "دیدار سه بعدی" می توانید در اتاق مجازی طراحی شده خود قدم بزنید و طراحی خود را بررسی کنید.
این در بسیاری از موارد بسیار مفید است، جایی که تصور اثر سه بعدی بر اساس نقشه طبقه دشوار است. مخصوصا اگه شما ساختاري اتاقي پیچیده با سقف هاي منحرف، پنجره هاي خوابگاهي و... طراحی کرده باشيد
۱. بهینه سازی موقعیت

قبل از اجرا کردن بهینه سازی موقعیت، شما باید تنظیمات پارامتر را از منوی گزینه ها فراخوانی کنید. برای مثال، حداکثر نظم بازتاب را به 4 یا 5 تنظیم کنید.
علاوه بر این، شما می توانید از برخی از محدودیت های تقارن برای بهینه سازی موقعیت استفاده کنید. این ها شامل تنظیمات بلندگوهای اصلی شما هستند. شما می توانید نیاز به این که دو بلندگو به طور متماثل از دیوار های جلو یا جانبی فاصله داشته باشند، که می توانید از گزینه های گزینه / محدوده های تنوعی انتخاب کنید.
در طول فرآیند بهینه سازی، موقعیت بلندگوها و موقعیت گوش دادن در پنجره اصلی پس از اتمام هر بهینه سازی تغییر می کند. در عین حال، اگر منحنی پاسخ فرکانس SPL از قبل نمایش داده شود (نتایج منوی / بهینه سازی موقعیت) ، آن نیز به روز می شود.
ردیاب محاسبه مراحل بهینه سازی را به صورت مرحله ای نشان می دهد.
همچنین می توانید محاسبه را در هر زمان با انتخاب Break از منوی Calculations قطع کنید. نتایج بهینه سازی فعلی ذخیره می شوند.
گاهی اوقات، شما باید بهینه سازی را دوباره شروع کنید، به عنوان مثال پس از تنظیم موقعیت شروع، منطقه محل، حداکثر تعداد بازتاب.

۲. زرق و برق
با استفاده از کارت صدا و هدفون، می توانید آزمایش های گوش دادن را در یک اتاق مجازی انجام دهید، به عنوان مثال تفاوت های میان بلندگو ها در موقعیت های مختلف را مقایسه کنید.
پاسخ اتاق گذرا

محاسبه نوردهی از منوی محاسبه شروع می شود و نتایج را در "پاسخ اتاق گذرا" (TRR) نشان می دهد. TRR به CARA امکان می دهد تا تأثیر رنگ صدا در اتاق را بر بازتولید موسیقی تعیین کند.
محاسبه های اورالیزه کردن از اندازه ی ثابت فرکانس استفاده می کنند، 0.1... 2.5 هرتز تعداد کل نقاط پایه فرکانس تا 500000 است. در مقابل، محاسبات CARA، مانند محاسبات ویژه و محاسبات میدان صوتی، از اندازه گام فرکانس ثابت استفاده می کنند و نقاط دانه ای بزرگتر در 118 نقطه پایه فرکانس (سکیل لوگاریتم) دارند.
TRR می تواند برای محاسبه های بیشتر نمایش داده و ذخیره شود. از طریق منوی نتایج/آورالیزه: RIA.
تست شنوایی:

آزمون گوش دادن به نورآوریزه، موسیقی اصلی را با موسیقی بازتولید شده توسط بلندگوها در اتاق مقایسه می کند. برای ایجاد بازتولید موسیقی بلندگوها، سیگنال موسیقی اصلی باید با پاسخ گذرا اتاق مخلوط شود. هر دو سیگنال اصلی موسیقی و سیگنال بازتولید شده با استفاده از فایل های صوتی به دیسک سخت ذخیره می شوند. سپس تست گوش دادن با استفاده از ETS Multi Media Player انجام می شود.
برای تست گوش دادن، کلیپ اصلی سیگنال موسیقی مورد نیاز است. کليپ رو که ازش خوشت مياد يا فکر ميکني خوبه انتخاب کن کلیپ موسیقی باید طیف بسیار گسترده ای (باس، میانگین و فرکانس های بالا) را فراهم کند و در کل کلیپ موسیقی نسبتا متعادل باشد. برای مثال: جاز، پاپ یا موسیقی راک.
سی دی-روم CARA حاوی نمونه های موسیقی متنوعی است.
همچنین می توانید از ETS Multi Media Player برای مقایسه بازتولید چندین بلندگو استفاده کنید. تغییرات مختلف یک اتاق را با نمونه اصلی موسیقی مقایسه کنید، مانند موقعیت های مختلف بلندگو. فایل صوتی پردازش شده را ذخیره کنید و سپس آن را در پخش کننده مقایسه کنید.
يادداشت هاي بيشتر:
پاسخ گذرا اتاق (TRR) تغییر در سطح فشار صوتی در موقعیت گوش دادن در طول زمان است. یک پالس دیراک (یا دلتا) از بلندگو منتشر می شود و صدا اصلی را در موقعیت گوش دادن اندازه گیری می کند و صدا یک بار و چندین بار از دیوارها، سقف، کف و مبلمان منعکس می شود.
پهنای باند مورد نیاز برای یک پالس Dirac واقعی برای بلندگوها مناسب نیست. CARA با انتخاب نوع بلندگو در محاسبه، تبدیل الکتروآکوستیک را در نظر می گیرد.
محاسبه TRR CARA بر اساس تبدیل فوریه معکوس پاسخ فرکانسی فشار صوتی تجزیه شده در موقعیت گوش دادن است.
جعبه مکالمه TRR، دامنه های مثبت و منفی فشار صوتی را نشان می دهد و نتایج مربع این دامنه ها در جعبه مکالمه Reverb نمایش داده می شود و می تواند با نسخه با وضوح بالا در محاسبه ویژه مقایسه شود.

۳. محاسبه میدان صوتی

علاوه بر بهینه سازی موقعیت خودکار، محاسبه میدان صوتی رایج ترین و مهم ترین عملکرد در CARA است.
اول، پارامتر را از منوی گزینه ها صدا کنید، مانند تنظیم حداکثر نظم بازتاب به ۴ تا ۵، برای مرحله بعدی محاسبه میدان صوتی. اگر شما از زمان محاسبه بیشتر استفاده نمی کنید، می توانید این مقدار را افزایش دهید.
"حساب میدان صوتی" تمام داده ها را در مورد صدا در اتاق با ۱۰۰۰ تا ۳۰۰۰ نقطه شبکه به طور مساوی در سطح گوش شنونده تعیین می کند. این ها مربوط به واکنش فرکانس فشار صوتی، موقعیت، وضوح سخنرانی و همچنین ارتباط زمانی امواج صوتی در اتاق است.
نتایج محاسبات میدان صوتی بر اساس موقعیت فعلی بلندگوها است.
بر اساس این نتایج، می توانید بهترین موقعیت گوش دادن را با توجه به رنگ (خطی بودن پاسخ فرکانس) ، موقعیت (تصویر صوتی) و وضوح سخنرانی پیدا کنید.

اگر موقعیت های بلندگو ثابت باشد، می تواند جایگزین "تخفیف موقعیت" شود.

۴. محاسبه پارامترها
این دیالوگ به شما اجازه می دهد پارامترهای محاسبه را ویرایش کنید. اگر مطمئن نیستید که آیا تنظیمات شما مناسب است، روی "استانداردی" کلیک کنید تا از مقادیر پیش فرض استفاده کنید، که برای اکثر موقعیت ها مناسب است.

حداکثر نظم بازتاب با دقت محاسبه مرتبط است، اما همچنین بر زمان محاسبه "زمان محاسبه" تأثیر می گذارد.
اگر اتاق شما دارای چند ضلعی باشد، زمان محاسبه به طور قابل توجهی افزایش می یابد. در چنین مواردی می توانید "حداکثر نظم بازتاب" را کاهش دهید یا برخی از چند ضلعی را حذف کنید (به عنوان مثال برخی از مبلمان را حذف کنید).
فعال کردن مقاومت های دیواری پیچیده دقت محاسبه و زمان محاسبه را افزایش می دهد. مقاومت ديواري پيش فرض واقعي است
زمان محاسبه طولانی منجر به دقت محاسبه بالاتر می شود، این یک قانون اساسی است.
پارامترهای نوردهی طول حداکثر و میزان نمونه گیری محاسبه پاسخ گذرا اتاق را تعریف می کنند. TRR اساس اوراليزاسيون (بررسي شنوایی) است. TRR شامل تمام اطلاعات مربوط به تاثیر آکوستیک اتاق بر بازتولید موسیقی در اتاق است.

زمان محاسبه دیالوگ "زمان محاسبه" تعداد چند ضلعی اتاق قابل مشاهده و کل چند ضلعی اتاق را نشان می دهد. تعداد چند گوشه ها به طراحی اتاق واقعی بستگی دارد و قبل از شروع محاسبه صدا در اتاق اول توسط ماژول CARACALC تعیین می شود. امواج صوتی تنها می توانند بر روی دیوارهای قابل مشاهده (پلی اِدرون) منعکس شوند (و تا حدی جذب شوند).
علاوه بر این، بودجه برای زمان محاسبه مورد نیاز نیز به حداکثر تعداد بازتاب ها "حداکثر نظم بازتاب" بستگی دارد.
زمان محاسبه فقط شامل یک بلندگو و یک موقعیت شنوایی است. زمان محاسبه کل ضرب تعداد بلندگوها و موقعیت های شنوایی است.
زمان محاسبه برای اتاق های مستطیل (بدون مبلمان) بسیار کوتاه است (تا 1000 بار) ، زیرا تمام امواج صوتی منعکس شده می توانند قبل از محاسبه واقعی صوتی تعیین و ردیابی شوند.

پنجم ردیاب محاسبه

ردیاب اطلاعات مربوط به وضعیت فعلی محاسبه صوتی را نشان می دهد. نوار پیشرفت زمان صرف شده با استفاده از یک بلندگو و یک موقعیت شنوایی را نشان می دهد.
در طول محاسبه میدان صوتی، تعداد موقعیت های شنوایی "مواقع شنوایی" تعداد هنوز محاسبه نشده را نشان می دهد. محاسبه می تواند در هر زمان متوقف شود، اما نتایج محاسبه حذف می شود.
در طول بهینه سازی موقعیت خودکار، تعداد آزمایشات "تجربه ها"، تعداد بهینه سازی ها "بهترین"، انحراف شروع "معایب شروع"، انحراف مطلوب بهترین موقعیت فعلی "معایب بهینه" و انحراف فعلی "معایب فعلی" نمایش داده می شوند.
بهینه سازی موقعیت نیز می تواند در هر زمان متوقف شود، در این صورت موقعیت بهینه شده فعلی و نتایج صوتی مربوطه می تواند به دیسک سخت ذخیره شود.

۶. مقایسه: CARA و اندازه گیری واقعی

شکل بالا مقایسه پاسخ فرکانس فشار صوتی محاسبه شده توسط CARA (سرخ) و نتایج واقعی اندازه گیری (سبز) را نشان می دهد.
اندازه اتاق شنوایی (L/W/H) 8.06 / 5.87 / 2.62 متر يه سامانه ي صداي لاستيکي پف در گوشه جلويش هست در جلو یک قفسه کتاب 60 سانتی متر با درهاست. همچنین یک قفسه کتاب حدود 8 متر مربع در دیوار چپ وجود دارد.
بلندگوهای دو طرفه آزمایش بر روی یک پایه 90 سانتی متر بلند، 3 متر از میکروفون، 1.6 متر از دیوار جلو و 1.8 متر از دیوار چپ قرار می گیرند.
پاسخ فرکانس با استفاده از حداکثر تعداد 12 بازتاب محاسبه می شود.
مقایسه نشان می دهد که محاسبات CARA بسیار با اندازه گیری های واقعی مطابقت دارد. ما نمیدونیم که آیا نرم افزار شبیه سازی صوتی دیگر هم می تواند مطابقت داشته باشد. ممکن است که اکثر نرم افزارهای دیگر بخش فازی دامنه فشارهای صوتی پیچیده را در نظر نمی گیرند. علاوه بر این، مدل سخنران ممکن است خیلی دقیق نباشد.
به عنوان مثال، CARA تشعشع صوتی بلندگو را با استفاده از 4000 پاسخ فرکانس پیچیده (۱۰۰۰ جهت در اطراف بلندگو، ۴ فاصله مختلف) از ۵ تا ۴۰،۹۶۰ هرتز (۱/۹ فاصله اکتاو) شبیه سازی می کند.