Software de Simulação Acústica de Cinema CARA

1. Fundamentos da Sala (Assistente de Novo Design de Sala)

O "New Room Design" permite-lhe montar facilmente uma nova sala. Existem quatro opções: modelo de plano de sala, dimensões, materiais de parede e configuração de alto-falantes.

Primeiro, você precisa selecionar um modelo de plano de quarto, que pode ser um retângulo simples ou outra forma, como um L-forma.

Na segunda página, precisa definir as dimensões básicas da sala. Pressione F10 para inserir unidades não métricas, como pés. Se quiser fazer um teto inclinado, digite as dimensões máximas da sala.

Nota: A altura da sala não pode ser alterada após o fechamento do assistente.

Na terceira página, selecione os materiais básicos. Os materiais do piso, das paredes e do teto determinam as propriedades acústicas (coeficiente de absorção sonora).

"Nível dos pontos da grade" define a altura do nível da grade, que é recomendado que esteja ao mesmo nível do ouvido que ouve. O padrão de 100cm assume que o ouvinte está sentado no sofá.

Na última página, selecione a configuração do seu alto-falante. Pode escolher configurações de som envolvente, como estéreo e quadrafônico.

O CARA 2.1 PLUS inclui 10 configurações digitais de circuito envolvente para atender às necessidades de desenvolvimento futuros.

2. A sua família. Modificar o plano do quarto
Se o seu tipo de quarto não estiver disponível no modelo de quarto, pode selecionar o modelo mais próximo e modificar o plano. Selecione Plano de piso no menu Desenhar.
Selecione um ponto de canto ou clique na borda interna da parede para inserir um ponto de canto.
Use as linhas auxiliares "Orientações" para medir com precisão o plano do seu quarto.
Clique nos marcadores circundantes para adicionar e excluir linhas auxiliares. No menu Vista, você pode encontrar mais ferramentas para facilitar o design do quarto.
São:
"Snap to Floor Plan" Adaptar à estrutura do plano
'Snap to Object Points' Adaptar aos pontos de objetos
"Utilize linhas de orientação" Adaptar às linhas auxiliares
'Utilize Grid' Adaptar-se à rede

3. A sua família. Mobiliário inserido
Selecione Grupo de carga no menu Editar para selecionar móveis do banco de dados de móveis CARA para colocar no design do seu quarto. Além disso, você também pode personalizar móveis. Os móveis são compostos por vários objetos 3D e serão salvos na base de dados e podem ser utilizados em outros projetos de salas.
No design da sala, objetos 3D (mobiliário) podem ser distorcidos e movidos à vontade. Os objetos 3D não são apenas utilizados para simular móveis, mas também podem ser utilizados para muitas outras aplicações, como paredes interiores, molduras de portas, janelas, vigas, tetos inclinados, terraços, etc. No entanto, é preciso ter em conta que o tempo de cálculo para a otimização automática da posição, por Portanto, não é necessário considerar todos os móveis. Os móveis colocados perto dos oradores ou do ouvinte têm o maior impacto na coloração do som. Além disso, móveis grandes têm um impacto maior do que móveis pequenos.
Além disso, a nova função CARA 2.1 PLUS "Acoustic Ambiance" avalia as propriedades acústicas do seu quarto e sugere algumas melhorias.
Portanto, há 2 sugestões para o design do quarto:
Crie um novo projeto detalhado do quarto, certificando-se de incluir todos os móveis e superfícies materiais. Informações detalhadas estão na análise do ambiente acústico.
Crie um novo design de quarto minimal com apenas os móveis principais. O cálculo determina o campo sonoro e a otimização dos alto-falantes e a posição de escuta, o que leva menos tempo, mas é menos preciso.

4. A partir de agora. Superfícies de material
Os materiais para as paredes da sala e os objetos 3D podem ser selecionados a partir da base de dados de materiais. O coeficiente de absorção sonora do material afecta o tempo de reverberação e, portanto, a avaliação do ambiente acústico.
Pode também definir áreas retangulares específicas (superfícies de material) dentro da parede para simular portas, janelas, cortinas, tapetes. Normalmente, os seus coeficientes de absorção sonora são diferentes das respectivas superfícies de parede.
As superfícies e paredes de materiais são bidimensionais e não aumentam o tempo de cálculo, mas os objetos 3D são tridimensionais, como móveis, e aumentarão significativamente o tempo de cálculo porque os objetos 3D adicionam superfícies de absorção e reflexão de som na sala.
Usar guias para determinar com precisão as dimensões das superfícies do material.

5. O que é? Selecção de materiais
Os materiais para as paredes da sala e as superfícies dos objetos 3D são selecionados a partir da base de dados de materiais. O coeficiente de absorção sonora especificado nos dados do material é exibido na caixa de diálogo utilizando um gráfico de resposta de frequência.
"Descrição" contém uma descrição do material selecionado.
As áreas coloridas mostram a textura do material, que é usada na visão 3D e na visão 2D do chão, teto e paredes.
"Grupos de materiais" indica em que grupo se agrupa o material.

6. O que é? Ambiente acústico
O ambiente acústico de uma sala é refletido principalmente pelo tempo de reverberação, ou o tempo necessário para que a intensidade do campo acústico (densidade de energia) diminua em 60 dB após a interrupção da fonte de som. Este tempo está intimamente relacionado com o tamanho da sala e a absorção de ondas sonoras pelas paredes e móveis da sala. Uma absorção forte significa um longo tempo de reverberação, uma absorção fraca significa um longo tempo de reverberação.

Tempo de reverberação longo: salas com muito eco
Longos tempos de reverberação ocorrem em salas grandes e vazias, como igrejas, e em salas com reflexos fortes, como banheiros de azulejos. Muitas pessoas descrevem o ambiente dessas salas como "vivo" ou "eco". Nestas salas, a fala é pouco inteligivel, as vozes são estridentes e o aplauso pode causar ecos de batidas. Estes ecos podem ser mais perceptíveis em diferentes partes da sala.
Tempo de reverberação curto: salas apertadas ou aburridas
Os tempos de reverberação curtos ocorrem em salas com muita amortecimento sonoro. Isto faz com que a sala pareça menor do que realmente é. Isso pode fazer com que a maioria das pessoas perceba um ambiente de quarto como "apertado" ou "chato". As bibliotecas são um exemplo disso. As pessoas julgam o tamanho de uma sala com base no tempo de reverberação.
O tempo de reverberação pode causar coloração
Uma sala típica absorve frequências altas mais do que frequências baixas, fazendo com que o tempo de reverberação de frequências baixas seja muito mais longo do que o de frequências médias ou altas. A linha vermelha fina na caixa de diálogo é um exemplo de uma sala que parece ideal. A linha verde mostra os limites superior e inferior do tempo de reverberação ideal no espectro de frequências. Quando o tempo de reverberação se desvia desta faixa, as pessoas percebem o som como não natural ou com cor forte.
A CARA pode ajudar a melhorar o ambiente do quarto
O CARA ajudará a determinar quanto o tempo de reverberação se desvia da faixa de frequência ideal. Estes cálculos levam em conta a estrutura da sala, bem como os móveis e materiais utilizados. Estes cálculos são independentes do sistema de alto-falantes.
Após o cálculo, o CARA descreve o ambiente acústico da sala e sugere melhorias. Normalmente, isso significa adicionar ou remover móveis ou mudar o material da superfície da sala.
- 7o. Oficinas de audição
O último passo no projeto da sala é determinar a posição de escuta e selecionar os alto-falantes da biblioteca de alto-falantes e colocá-los na posição real. Se colocar a posição de escuta em primeiro lugar, a orientação dos alto-falantes principais será ajustada automaticamente.

Ajustar a área de posicionamento (retângulo) em torno dos alto-falantes, bem como a área de posicionamento da posição de absorção de som. A "Região de posicionamento" pode ser redimensionada por uma caixa retangular. Pode especificar uma forma especial da área de posicionamento, como L-formado ou duas áreas retangulares separadas. Quando a otimização automática da posição é aprendida, os alto-falantes e a posição de escuta podem ser movidos dentro dessas áreas para encontrar a melhor posição.
O clique com o botão direito no alto-falante ou na posição de escuta permite ajustar a distância e a altura vertical da área de posicionamento do chão. Uma vez concluído o projeto, pode clicar em CARACALC na barra de ferramentas do módulo CARACAD para iniciar o cálculo acústico da sala.
8. O que é? Vista 3D da sala 3D

No módulo "Visualização 3D" pode caminhar pela sala virtual que projetou e verificar o seu projeto.
Isto é muito útil em muitos casos, onde é difícil imaginar o efeito 3D com base no plano do piso. Especialmente se tiver projetado uma estrutura de sala complexa com tetos inclinados, janelas de dormitório, etc.
1. a) A Comissão Optimização da posição

Antes de executar a otimização posicional, você deve chamar as configurações do parâmetro do menu Opções. Por exemplo, ajuste a ordem máxima de reflexão para 4 ou 5.
Além disso, você pode usar algumas restrições de simetria para a otimização posicional. Isto envolve as configurações do seu alto-falante principal. Pode exigir que os dois alto-falantes estejam simetricamente espaçados das paredes dianteiras ou laterais, que pode selecionar no menu Opções / Variáveis.
Durante o processo de otimização, as posições dos alto-falantes e a posição de escuta na janela principal mudarão após cada otimização ser concluída. Ao mesmo tempo, se a curva de resposta de frequência SPL for exibida antecipadamente (menu Resultados / Optimização posicional), também será atualizada.
O Calculation Tracer exibe o processo de otimização passo a passo.
Pode também interromper o cálculo em qualquer momento selecionando Interrupção no menu Cálculos. Os resultados de otimização atuais são salvos.
Ocasionalmente, é necessário reiniciar a otimização, por exemplo, após ajustar a posição inicial, a área de localização, o número máximo de reflexos.

2. A sua família. Auralização
Usando a placa de som e os fones de ouvido, pode realizar testes de audição numa sala virtual, por exemplo, comparar as diferenças entre os alto-falantes em diferentes posições.
Resposta de sala transitória

O cálculo da auralização inicia-se no menu "Cálculo" e apresenta os resultados em "Resposta de sala transitória" (TRR). TRR permite que o CARA determine a influência da coloração do som na sala sobre a reprodução da música.
Os cálculos de uralização usam um tamanho de passo de frequência fixa, 0,1... 2,5 Hz. O número total de pontos de base de frequência é de até 500.000. Em contraste, os cálculos CARA, como cálculos especiais e cálculos de campo sonoro, usam um tamanho de passo de frequência fixo e têm pontos granulares maiores em 118 pontos de base de frequência (escala logarítmica).
O TRR pode ser exibido e salvo para futuros cálculos. Através do menu Resultados/Auralização: RIA.
Auralização, teste de audição:

O teste de audição de auralização compara a música original com a música reproduzida pelos alto-falantes da sala. Para estabelecer a reprodução musical dos alto-falantes, o sinal musical original deve ser misturado com a resposta transitória da sala. Tanto o sinal musical original quanto o sinal reproduzido são salvos no disco rígido usando arquivos de som. O teste de escuta é então realizado com o ETS Multi Media Player.
O clipe de sinal musical original é necessário para o teste de audição. Escolha o clipe que mais gosta ou que acha bom. O clipe de música deve fornecer um espectro muito amplo (baixo, faixa média e altas frequências) e ser relativamente equilibrado em todo o clipe de música. Por exemplo: Jazz, POP ou rock.
O CD-ROM CARA contém uma variedade de amostras musicais.
Pode também utilizar o ETS Multi Media Player para comparar a reprodução de múltiplos alto-falantes. Compare diferentes variações da mesma sala com a amostra musical original, como posições diferentes do alto-falante. Salve o arquivo de som processado e compare-o no reprodutor.
Nota adicional:
A resposta transitória da sala (TRR) é a mudança no nível de pressão sonora na posição de escuta ao longo do tempo. Um único pulso Dirac (ou delta) é emitido pelo alto-falante, medindo o som original na posição de escuta e o som refletido uma e várias vezes das paredes, teto, chão e móveis.
A largura de banda necessária para um verdadeiro pulso de Dirac não é adequada para alto-falantes. A CARA leva em conta a conversão eletroacústica ao selecionar o tipo de alto-falante no cálculo.
O cálculo do TRR do CARA baseia-se na transformação de Fourier inversa da resposta de frequência da pressão sonora decomposta na posição de escuta.
A caixa de diálogo TRR exibe as amplitudes de pressão sonora positivas e negativas, e os resultados dos quadrados dessas amplitudes são exibidos na caixa de diálogo Reverb e podem ser comparados com a versão de alta resolução no cálculo especial.

3. A sua família. Cálculo do campo sonoro

Além da otimização automática da posição, o cálculo do campo sonoro é a função mais comumente usada e importante no CARA.
Primeiro, ligue para Parâmetro do menu Opções, como ajustar a Ordem de Reflexão Máxima para 4-5, para a próxima etapa do cálculo do campo sonoro. Se você não se importa de gastar mais tempo de cálculo, você pode aumentar este valor.
Os "Cálculos de Campo de Som" determinam todos os dados sobre a acústica da sala, com 1.000-3.000 pontos de grade uniformemente espaçados ao nível do ouvido do ouvinte. Estes dizem respeito à resposta de frequência de pressão sonora, posição, clareza da fala, e também a correlação temporal das ondas sonoras na sala.
Os resultados dos cálculos do campo sonoro baseiam-se na posição actual dos alto-falantes.
Com base nestes resultados, pode encontrar a melhor posição de escuta tendo em conta a coloração (linearidade da resposta de frequência), posição (imagem sonora) e clareza da fala.

Se as posições dos alto-falantes estiverem fixas, esta pode substituir a "Otimização posicional".

4. A partir de agora. Calcular parâmetros
Esta caixa de diálogo permite editar os parâmetros de cálculo. Se não tiver a certeza de que os seus ajustes são adequados, clique em "Standard" para utilizar os valores por defeito, que são adequados para a maioria das situações.

A ordem máxima de reflexão está relacionada com a precisão do cálculo, mas também afeta os tempos de cálculo "Tempos de cálculo".
Se o seu quarto contém muitos polígonos, o tempo de cálculo aumentará significativamente. Nesses casos, pode reduzir a "Ordem máxima de reflexão" ou remover alguns polígonos (por exemplo, retirar alguns móveis).
Ativar impedâncias de parede complexas aumentará a precisão do cálculo e o tempo de cálculo. A impedância de parede é real.
Os tempos de cálculo mais longos levam a uma maior precisão de cálculo, esta é uma regra básica.
Os parâmetros de auralização comprimento máximo e taxa de amostragem definem o cálculo da resposta transitória da sala. TRR é a base da auralização (teste de audição). O TRR contém todas as informações sobre o impacto da acústica da sala na reprodução da música na sala.

Tempo de cálculo A caixa de diálogo "Tempos de cálculo" mostra o número de polígonos visíveis da sala e o total dos polígonos da sala. O número de polígonos depende do desenho real da sala e é determinado pelo módulo CARACALC antes de iniciar o cálculo da acústica da primeira sala. As ondas sonoras só podem ser refletidas (e parcialmente absorvidas) em paredes visíveis (polidrons).
Além disso, o orçamento para o tempo de cálculo necessário depende também do número máximo de reflexos "Ordem máxima de reflexos".
O tempo de cálculo envolve apenas um alto-falante e uma posição de escuta. O tempo total de cálculo é um múltiplo do número de alto-falantes e posições de escuta.
O tempo de cálculo para salas retangulares (sem mobiliário) é muito curto (até 1000 vezes), porque todas as ondas sonoras refletidas podem ser determinadas e rastreadas antes do cálculo acústico real.

5. O que é? Rastreador de cálculo

O localizador exibe informações sobre o estado atual do cálculo acústico. A barra de progresso mostra o tempo gasto com um alto-falante e uma posição de escuta.
Durante o cálculo do campo sonoro, o número de posições de escuta "Posições de escuta" indica o número que ainda não foi calculado. O cálculo pode ser interrompido a qualquer momento, mas os resultados do cálculo serão apagados.
Durante a otimização automática da posição, são exibidos o número de ensaios "Ensaios", o número de otimizações "Optima", o desvio de partida "Desvio de partida", o desvio óptimo da melhor posição atual "Desvio óptimo" e o desvio atual "Desvio atual".
A otimização da posição também pode ser interrompida a qualquer momento, caso em que a posição atual otimizada e os resultados acústicos correspondentes podem ser salvos no disco rígido.

6. O que é? Comparação: CARA e medição real

A figura acima mostra a comparação da resposta de frequência de pressão sonora calculada pelo CARA (vermelho) e dos resultados reais da medição (verde).
Tamanho da sala de audição (L/W/H) 8,06/5,87/2,62 m. Há um amortecedor de som de borracha espuma no canto da frente. Na frente, há uma estante de 60 cm de profundidade com portas. Há também uma estante de cerca de 8 metros quadrados na parede esquerda.
O alto-falante de teste bidirecional é colocado num suporte de 90 cm de altura, a 3 metros do microfone, a 1,6 metros da parede frontal e a 1,8 metros da parede esquerda.
A resposta de frequência é calculada utilizando um número máximo de reflexos de 12.
A comparação mostra que os cálculos da CARA correspondem muito bem às medições reais. Não sabemos se outros softwares de simulação acústica podem corresponder também. É possível que a maioria dos outros softwares não considere a parte de fase da complexidade da amplitude de pressão sonora. Além disso, o modelo do orador pode não ser muito preciso.
Por exemplo, o CARA simula a radiação sonora do alto-falante usando 4000 respostas de frequência complexas (1000 direções ao redor do alto-falante, 4 distâncias diferentes) de 5 a 40,960 Hz (1/9 intervalo de oitava).