Perisian Simulasi Akustik Pawagam CARA

1. Asas Bilik (Wizard Reka Bentuk Bilik Baru)

Reka Bentuk Bilik Baru' membolehkan anda menyediakan bilik baharu dengan mudah. Terdapat empat pilihan: templat pelan bilik, dimensi, bahan dinding dan konfigurasi pembesar suara.

Pertama, anda perlu memilih templat pelan bilik, yang boleh menjadi segi empat tepat ringkas atau bentuk lain, seperti bentuk L.

Pada halaman kedua, anda perlu menentukan dimensi asas bilik. Tekan F10 untuk memasukkan unit bukan metrik seperti kaki. Jika anda ingin membuat siling cerun, masukkan dimensi maksimum bilik.

Catatan: Ketinggian bilik tidak boleh diubah selepas wizard ditutup.

Pada halaman ketiga, pilih bahan asas. Bahan-bahan lantai, dinding, dan siling menentukan sifat akustik (pekali penyerapan bunyi).

"Tahap titik grid" mentakrifkan ketinggian paras grid, yang disyorkan untuk siram dengan telinga mendengar. Lalai 100cm mengandaikan bahawa pendengar sedang duduk di sofa.

Pada halaman terakhir, pilih konfigurasi pembesar suara anda. Anda boleh memilih konfigurasi bunyi sekeliling seperti stereo dan quadraphonic.

CARA 2.1 PLUS termasuk 10 konfigurasi sekeliling digital untuk memenuhi keperluan pembangunan masa hadapan.

2. Ubah suai pelan bilik
Jika jenis bilik anda tidak tersedia dalam templat bilik, anda boleh memilih templat terdekat dan mengubah suai pelan. Pilih Pelan Lantai daripada menu Cabutan.
Pilih titik sudut atau klik pada tepi dalam dinding untuk memasukkan titik sudut.
Gunakan garisan tambahan 'Garis panduan' untuk mengukur pelan bilik anda dengan tepat.
Klik penanda sekeliling untuk menambah dan memadam garisan tambahan. Dalam menu Paparan, anda boleh menemui lebih banyak alatan untuk memudahkan reka bentuk bilik.
Mereka ialah:
'Snap ke Pelan Lantai' Sesuaikan dengan struktur pelan
'Snap ke Titik Objek' Sesuaikan dengan titik objek
'Gunakan Garis Panduan' Sesuaikan dengan garisan tambahan
'Gunakan Grid' Sesuaikan dengan grid

3. Masukkan perabot
Pilih Muatkan Kumpulan daripada menu Edit untuk memilih perabot daripada pangkalan data perabot CARA untuk dimasukkan ke dalam reka bentuk bilik anda. Selain itu, anda juga boleh menyesuaikan perabot. Perabot terdiri daripada beberapa objek 3D dan akan disimpan dalam pangkalan data dan boleh digunakan dalam reka bentuk bilik lain.
Dalam reka bentuk bilik, objek 3D (perabot) boleh diputarbelitkan dan digerakkan sesuka hati. Objek 3D bukan sahaja digunakan untuk mensimulasikan perabot, tetapi juga boleh digunakan untuk lebih banyak aplikasi, seperti dinding dalaman, bingkai pintu, kusen tingkap, gelegar, siling cerun, teres, dsb. Walau bagaimanapun, anda perlu mengambil kira bahawa masa pengiraan untuk pengoptimuman kedudukan automatik, sebagai contoh, meningkat dengan bilangan permukaan reflektif atau penyerapan di dalam bilik. Oleh itu, tidak perlu mempertimbangkan semua perabot. Perabot yang diletakkan berhampiran dengan pembesar suara atau pendengar mempunyai kesan terbesar pada pewarnaan bunyi. Juga, perabot besar mempunyai kesan yang lebih besar daripada perabot kecil.
Di samping itu, fungsi CARA 2.1 PLUS baharu 'Suasana Akustik' menilai sifat akustik bilik anda dan mencadangkan beberapa penambahbaikan.
Oleh itu, terdapat 2 cadangan untuk reka bentuk bilik:
Buat reka bentuk bilik terperinci baharu, pastikan anda memasukkan semua perabot dan permukaan bahan. Maklumat terperinci terdapat dalam analisis Suasana Akustik.
Buat reka bentuk bilik minimum baru dengan hanya perabot utama. Pengiraan menentukan medan bunyi dan pengoptimuman pembesar suara dan kedudukan mendengar, yang mengambil masa yang lebih sedikit tetapi kurang tepat.

4. Permukaan bahan
Bahan untuk dinding bilik dan objek 3D boleh dipilih daripada pangkalan data bahan. Pekali penyerapan bunyi bahan mempengaruhi masa gema dan dengan itu penilaian persekitaran akustik.
Anda juga boleh menentukan kawasan segi empat tepat tertentu (permukaan bahan) di dalam dinding untuk mensimulasikan pintu, tingkap, langsir, permaidani. Biasanya pekali penyerapan bunyi mereka berbeza dari permukaan dinding masing-masing.
Permukaan dan dinding bahan adalah dua dimensi dan tidak meningkatkan masa pengiraan, tetapi objek 3D adalah tiga dimensi, seperti perabot, dan akan meningkatkan masa pengiraan dengan ketara kerana objek 3D menambah permukaan penyerapan bunyi dan pantulan di dalam bilik.
Gunakan panduan untuk menentukan dimensi permukaan bahan dengan tepat.

5. Pemilihan bahan
Bahan untuk dinding bilik dan permukaan objek 3D dipilih daripada pangkalan data bahan. Pekali penyerapan bunyi yang dinyatakan dalam data bahan dipaparkan dalam kotak dialog menggunakan graf tindak balas frekuensi.
'Perihalan' mengandungi perihalan bahan yang dipilih.
Kawasan berwarna menunjukkan tekstur bahan, yang digunakan dalam pandangan 3D dan dalam pandangan 2D lantai, siling dan dinding.
'Kumpulan Bahan' menunjukkan kumpulan mana bahan itu dikumpulkan.

6. Persekitaran akustik
Persekitaran akustik bilik terutamanya dicerminkan oleh masa gema, atau masa yang diperlukan untuk keamatan medan akustik (ketumpatan tenaga) mereput sebanyak 60dB selepas sumber bunyi berhenti. Kali ini berkait rapat dengan saiz bilik dan penyerapan gelombang bunyi oleh dinding dan perabot di dalam bilik. Penyerapan yang kuat bermakna masa gema yang panjang, penyerapan yang lemah bermakna masa gema yang panjang.

Masa bergema yang panjang: bilik yang sangat bergema
Masa gema yang panjang berlaku di bilik yang besar dan kosong, seperti gereja, dan di dalam bilik dengan pantulan yang kuat, seperti bilik mandi berjubin. Ramai orang menggambarkan persekitaran bilik-bilik ini sebagai "hidup", atau "bergema". Di dalam bilik ini kefahaman pertuturan adalah rendah, suara melengking, dan tepukan boleh menyebabkan gema berkibar. Gema ini mungkin lebih ketara di bahagian bilik yang berlainan.
Masa gema yang singkat: bilik yang sempit atau membosankan
Masa gema yang singkat berlaku di dalam bilik dengan banyak redaman bunyi. Ini menjadikan bilik berasa lebih kecil daripada yang sebenarnya. Ini boleh menyebabkan kebanyakan orang menganggap persekitaran bilik sebagai "sempit" atau "membosankan". Perpustakaan adalah contoh ini. Orang menilai saiz bilik berdasarkan masa gema.
Masa bergema boleh menyebabkan pewarnaan
Bilik biasa menyerap frekuensi tinggi lebih daripada frekuensi rendah, menyebabkan masa gema frekuensi rendah menjadi lebih lama daripada frekuensi pertengahan atau tinggi. Garis merah nipis dalam kotak dialog ialah contoh bilik yang terasa ideal. Garis hijau menunjukkan had atas dan bawah masa gema ideal pada spektrum frekuensi. Apabila masa gema menyimpang dari julat ini, orang menganggap bunyi itu sebagai tidak semula jadi atau dengan warna yang kuat.
CARA boleh membantu anda menambah baik persekitaran bilik anda
CARA akan membantu anda menentukan berapa banyak masa gema menyimpang daripada julat ideal dalam kekerapan. Pengiraan ini mengambil kira struktur bilik, serta perabot dan bahan yang digunakan. Pengiraan ini bebas daripada sistem pembesar suara.
Selepas pengiraan, CARA menerangkan persekitaran akustik bilik dan mencadangkan penambahbaikan. Biasanya ini bermakna menambah atau mengeluarkan perabot, atau menukar bahan permukaan bilik.
7. Pembesar suara dan kedudukan mendengar
Langkah terakhir dalam reka bentuk bilik ialah menentukan kedudukan mendengar dan memilih pembesar suara daripada perpustakaan pembesar suara dan meletakkannya pada kedudukan sebenar. Jika anda meletakkan kedudukan mendengar terlebih dahulu, orientasi pembesar suara utama akan dilaraskan secara automatik.

Laraskan kawasan kedudukan (segi empat tepat) di sekeliling pembesar suara, serta kawasan kedudukan kedudukan penyerapan bunyi. 'Kawasan Kedudukan' boleh diubah saiz dengan kotak segi empat tepat. Anda boleh menentukan bentuk khas kawasan kedudukan, seperti berbentuk L atau dua kawasan segi empat tepat yang berasingan. Apabila pengoptimuman kedudukan automatik dipelajari, pembesar suara dan kedudukan mendengar boleh dialihkan ke dalam kawasan ini untuk mencari kedudukan terbaik.
Klik kanan pada pembesar suara atau kedudukan mendengar membolehkan anda melaraskan jarak dan ketinggian menegak kawasan kedudukan dari lantai. Setelah reka bentuk selesai, anda boleh mengklik CARACALC daripada bar alat modul CARACAD untuk memulakan pengiraan akustik bilik.
8. 3D pandangan bilik 3D

Dalam modul 'Paparan 3D' anda boleh berjalan-jalan di dalam bilik maya yang anda reka bentuk dan menyemak reka bentuk anda.
Ini sangat berguna dalam banyak kes, di mana sukar untuk membayangkan kesan 3D berdasarkan pelan lantai. Terutama jika anda telah merancang struktur bilik yang kompleks dengan siling cerun, tingkap asrama, dan lain-lain.
1. Pengoptimuman Kedudukan

Sebelum menjalankan Pengoptimuman Kedudukan, anda mesti memanggil tetapan Parameter daripada menu Pilihan. Sebagai contoh, laraskan Susunan Refleksi Maksimum kepada 4 atau 5.
Di samping itu, anda boleh menggunakan beberapa kekangan simetri untuk Pengoptimuman Kedudukan. Ini melibatkan tetapan pembesar suara utama anda. Anda boleh menghendaki kedua-dua pembesar suara dijarakkan secara simetri dari dinding depan atau sisi, yang boleh anda pilih daripada menu Pilihan / Julat Variasi.
Semasa proses pengoptimuman, kedudukan pembesar suara dan kedudukan mendengar dalam tetingkap utama akan berubah selepas setiap pengoptimuman selesai. Pada masa yang sama, jika lengkung tindak balas frekuensi SPL dipaparkan terlebih dahulu (menu Keputusan / Pengoptimuman Kedudukan), ia juga akan dikemas kini.
Pengesan Pengiraan memaparkan proses pengoptimuman langkah demi langkah.
Anda juga boleh mengganggu pengiraan pada bila-bila masa dengan memilih Rehat daripada menu Pengiraan. Hasil pengoptimuman semasa disimpan.
Kadangkala, anda perlu memulakan semula pengoptimuman, contohnya selepas melaraskan kedudukan permulaan, kawasan lokasi, bilangan maksimum pantulan.

2. Auralisasi
Menggunakan kad bunyi dan fon kepala, anda boleh melakukan ujian mendengar di dalam bilik maya, contohnya membandingkan perbezaan antara pembesar suara dalam kedudukan yang berbeza.
Tindak Balas Bilik Sementara

Pengiraan auralisasi bermula daripada menu Pengiraan dan memaparkan keputusan dalam 'Tindak Balas Bilik Sementara' (TRR). TRR membolehkan CARA menentukan pengaruh pewarnaan bunyi di dalam bilik terhadap pembiakan muzik.
Pengiraan auralisasi menggunakan saiz langkah frekuensi tetap, 0.1 ... 2.5 Hz. Jumlah bilangan titik asas frekuensi adalah sehingga 500,000. Sebaliknya, pengiraan CARA, seperti pengiraan khas dan pengiraan medan bunyi, menggunakan saiz langkah frekuensi tetap dan mempunyai titik berbutir yang lebih besar pada 118 titik asas frekuensi (skala logaritma).
TRR boleh dipaparkan dan disimpan untuk pengiraan selanjutnya. Melalui menu Keputusan/Auralisasi: RIA.
Auralisasi, ujian pendengaran:

Ujian mendengar auralisasi membandingkan muzik asal dengan muzik yang dihasilkan semula oleh pembesar suara di dalam bilik. Untuk mewujudkan pembiakan muzik pembesar suara, isyarat muzik asal mesti dicampur dengan tindak balas sementara bilik. Kedua-dua isyarat muzik asal dan isyarat yang dihasilkan semula disimpan ke cakera keras menggunakan fail bunyi. Ujian mendengar kemudiannya dijalankan menggunakan ETS Multi Media Player.
Klip isyarat muzik asal diperlukan untuk ujian mendengar. Pilih klip yang paling anda sukai atau yang anda fikir bagus. Klip muzik harus menyediakan spektrum yang sangat luas (bass, julat pertengahan dan frekuensi tinggi) dan agak seimbang sepanjang klip muzik. Contohnya: Muzik jazz, POP atau rock.
CD-ROM CARA mengandungi pelbagai sampel muzik.
Anda juga boleh menggunakan ETS Multi Media Player untuk membandingkan pembiakan berbilang pembesar suara. Bandingkan variasi berbeza bilik yang sama dengan sampel muzik asal, seperti kedudukan pembesar suara yang berbeza. Simpan fail bunyi yang diproses dan kemudian bandingkan dalam pemain.
Nota tambahan:
Tindak balas sementara bilik (TRR) ialah perubahan dalam tahap tekanan bunyi pada kedudukan mendengar dari semasa ke semasa. Nadi Dirac (atau delta) tunggal dipancarkan daripada pembesar suara, mengukur bunyi asal pada kedudukan mendengar dan bunyi dipantulkan sekali dan beberapa kali dari dinding, siling, lantai dan perabot.
Lebar jalur yang diperlukan untuk nadi Dirac sebenar tidak sesuai untuk pembesar suara. CARA mengambil kira penukaran elektro-akustik dengan memilih jenis pembesar suara dalam pengiraan.
Pengiraan TRR CARA adalah berdasarkan transformasi Fourier songsang bagi tindak balas frekuensi tekanan bunyi yang reput pada kedudukan mendengar.
Kotak dialog TRR memaparkan amplitud tekanan bunyi positif dan negatif, dan hasil petak amplitud ini dipaparkan dalam kotak dialog Reverb dan boleh dibandingkan dengan versi resolusi tinggi dalam pengiraan khas.

3. Pengiraan medan bunyi

Sebagai tambahan kepada pengoptimuman kedudukan automatik, pengiraan medan bunyi ialah fungsi yang paling biasa digunakan dan penting dalam CARA.
Mula-mula, panggil Parameter daripada menu Pilihan, seperti melaraskan Susunan Refleksi Maksimum kepada 4-5, untuk langkah seterusnya pengiraan medan bunyi. Jika anda tidak keberatan menghabiskan lebih banyak masa pengiraan, anda boleh meningkatkan nilai ini.
'Pengiraan Medan Bunyi' menentukan semua data tentang akustik bilik, dengan 1,000-3,000 titik grid jarak sama rata pada paras telinga pendengar. Ini melibatkan tindak balas frekuensi tekanan bunyi, kedudukan, kejelasan pertuturan, dan juga korelasi masa gelombang bunyi di dalam bilik.
Hasil pengiraan medan bunyi adalah berdasarkan kedudukan semasa pembesar suara.
Berdasarkan keputusan ini, anda boleh mencari kedudukan mendengar terbaik dengan mengambil kira pewarnaan (lineariti tindak balas frekuensi), kedudukan (imej bunyi) dan kejelasan pertuturan.

Jika kedudukan pembesar suara tetap, ini boleh menggantikan 'Pengoptimuman Kedudukan'.

4. Pengiraan Parameter
Dialog ini membolehkan anda mengedit parameter pengiraan. Jika anda tidak pasti sama ada pelarasan anda sesuai, klik 'Standard' untuk menggunakan nilai lalai, yang sesuai untuk kebanyakan situasi.

Perintah Refleksi Maksimum berkaitan dengan ketepatan pengiraan, tetapi juga mempengaruhi masa pengiraan 'Pengiraan Masa'.
Jika bilik anda mengandungi banyak poligon, masa pengiraan akan meningkat dengan ketara. Dalam kes sedemikian, anda boleh mengurangkan 'Susunan Refleksi Maksimum' atau mengalih keluar beberapa poligon (cth. keluarkan beberapa perabot).
Mendayakan Impedans Dinding kompleks akan meningkatkan ketepatan pengiraan dan masa pengiraan. Impedans dinding lalai adalah nyata.
Masa pengiraan yang panjang membawa kepada ketepatan pengiraan yang lebih tinggi, ini adalah peraturan asas.
Parameter auralisasi Panjang Maksimum dan Kadar Pensampelan mentakrifkan pengiraan tindak balas sementara bilik. TRR adalah asas auralisasi (ujian mendengar). TRR mengandungi semua maklumat mengenai kesan akustik bilik pada pembiakan muzik di dalam bilik.

Masa Pengiraan Dialog 'Pengiraan Masa' menunjukkan bilangan poligon bilik yang boleh dilihat dan jumlah poligon bilik. Bilangan poligon bergantung pada reka bentuk bilik sebenar dan ditentukan oleh modul CARACALC sebelum memulakan pengiraan akustik bilik pertama. Gelombang bunyi hanya boleh dipantulkan (dan sebahagiannya diserap) pada dinding yang boleh dilihat (polihedron).
Di samping itu, belanjawan untuk masa pengiraan yang diperlukan juga bergantung kepada bilangan maksimum pantulan 'Pesanan Refleksi Maksimum'.
Masa pengiraan hanya melibatkan satu pembesar suara dan satu kedudukan mendengar. Jumlah masa pengiraan ialah gandaan bilangan pembesar suara dan kedudukan mendengar.
Masa pengiraan untuk bilik segi empat tepat (tanpa perabot) adalah sangat singkat (sehingga 1000 kali), kerana semua gelombang bunyi yang dipantulkan boleh ditentukan dan dijejaki sebelum pengiraan akustik sebenar.

5. Penjejak Pengiraan

Penjejak memaparkan maklumat mengenai status semasa pengiraan akustik. Bar kemajuan menunjukkan masa yang dihabiskan melibatkan satu pembesar suara dan satu kedudukan mendengar.
Semasa pengiraan medan bunyi, bilangan kedudukan mendengar 'Kedudukan Mendengar' menunjukkan nombor yang belum dikira. Pengiraan boleh dihentikan pada bila-bila masa, tetapi hasil pengiraan akan dipadamkan.
Semasa pengoptimuman kedudukan automatik, bilangan percubaan 'Percubaan', bilangan pengoptimuman 'Optima', sisihan permulaan 'Sisihan Permulaan', sisihan optimum kedudukan terbaik semasa 'Sisihan Optimum' dan sisihan semasa 'Sisihan Semasa' dipaparkan.
Pengoptimuman kedudukan juga boleh dihentikan pada bila-bila masa, dalam hal ini kedudukan yang dioptimumkan semasa dan hasil akustik yang sepadan boleh disimpan ke cakera keras.

6. Perbandingan: CARA dan pengukuran sebenar

Rajah di atas menunjukkan perbandingan tindak balas frekuensi tekanan bunyi yang dikira oleh CARA (merah) dan hasil pengukuran sebenar (hijau).
Saiz bilik pendengaran (L/W/H) 8.06/5.87/2.62 m. Terdapat penyerap bunyi getah buih di sudut depan. Di hadapan terdapat rak buku sedalam 60cm dengan pintu. Terdapat juga rak buku kira-kira 8 meter persegi di dinding kiri.
Pembesar suara ujian dua hala diletakkan pada pendirian setinggi 90cm, 3 meter dari mikrofon, 1.6 meter dari dinding hadapan dan 1.8 meter dari dinding kiri.
Tindak balas frekuensi dikira menggunakan bilangan maksimum pantulan 12.
Perbandingan menunjukkan bahawa pengiraan CARA sepadan dengan ukuran sebenar dengan sangat baik. Kami tidak tahu sama ada perisian simulasi akustik lain boleh dipadankan juga. Ada kemungkinan bahawa kebanyakan perisian lain tidak mempertimbangkan bahagian fasa amplitud tekanan bunyi yang kompleks. Di samping itu, model pembesar suara mungkin tidak begitu tepat.
Sebagai contoh, CARA mensimulasikan sinaran bunyi pembesar suara menggunakan 4000 tindak balas frekuensi kompleks (1000 arah di sekeliling pembesar suara, 4 jarak berbeza) dari 5 hingga 40,960Hz (selang oktaf 1/9).