Sinema Akustiği Simülasyon Yazılımı CARA

1. Birinci sınıf. Oda Temelleri (Yeni Oda Tasarımı Sihirbazı)

Yeni Oda Tasarımı' yeni bir odayı kolayca kurmanıza olanak tanır. Dört seçenek vardır: oda planı şablonu, boyutları, duvar malzemeleri ve hoparlör konfigürasyonu.

Öncelikle, basit bir dikdörtgen veya L şekli gibi başka bir şekil olabilecek bir oda planı şablonu seçmeniz gerekir.

İkinci sayfada, odanın temel boyutlarını tanımlamanız gerekiyor. F10 tuşuna basarak ayak gibi metrik olmayan birimleri girin. Eğili bir tavan yapmak istiyorsanız, odanın en büyük boyutlarını girin.

Not: Sihirbaz kapatıldıktan sonra odanın yüksekliği değişemez.

Üçüncü sayfada temel malzemeleri seçin. Yer, duvar ve tavan malzemeleri akustik özellikleri belirler (ses emici katsayısı).

"Kurt noktaları seviyesi", dinleyen kulağa uygun olması önerilir olan, kurt seviyesinin yüksekliğini tanımlar. Varsayılan 100cm dinleyicinin kanepede oturduğunu varsayar.

Son sayfada hoparlör ayarınızı seçin. Stereo ve dörtlü ses gibi çevresel ses yapılandırmalarını seçebilirsiniz.

CARA 2.1 PLUS, gelecekteki geliştirme ihtiyaçlarını karşılamak için 10 dijital çevre yapılandırması içerir.

2. Bir şey. Oda planını değiştir
Oda şablonunda oda türünüz bulunmuyorsa, en yakın şablonu seçebilir ve planı değiştirebilirsiniz. Çizim menüsünden Kat Planı'nı seçin.
Bir köşe noktasını seçin veya bir köşe noktasını eklemek için duvarın iç kenarına tıklayın.
Oda planınızı doğru bir şekilde ölçmek için 'Yönergeleri' yardımcı çizgilerini kullanın.
Yardımcı satırları eklemek ve silmek için çevredeki işaretleri tıklayın. Görünüm menüsünde, oda tasarımını kolaylaştırmak için daha fazla araç bulabilirsiniz.
Bunlar:
"Snap to Floor Plan" Plan yapısına uyarlanmak
'Objek Noktalarına Çık' Objekt Noktalarına Uyum Ver
"Kullanım Rehberi Hatları" Yardımcı hatlara uyarlanın
'Grid kullan' Şebekaya uyum sağlayın

3. Bir şey. Mobilya ekle
Oda tasarımına eklemek için CARA mobilya veritabanından mobilya seçmek için Düzen menüsünden Yük Grubu'nu seçin. Ayrıca mobilyaları da özelleştirebilirsiniz. Mobilya, birkaç 3 boyutlu nesneden oluşur ve veritabanına kaydedilir ve diğer oda tasarımlarında kullanılabilir.
Oda tasarımında, 3 boyutlu nesneler ( mobilya) isteklerine göre çarpıtılabilir ve hareket ettirilebilir. 3 boyutlu nesneler sadece mobilyaları simüle etmek için kullanılmakla kalmaz, aynı zamanda iç duvarlar, kapı çerçeveleri, pencere kenarları, kirişler, eğimli tavanlar, teraslar vb. gibi daha birçok uygulama için de kullanılabilir. Bununla birlikte, otomatik konum optimizasyonu için hesaplama süresinin Bu nedenle, tüm mobilyaları göz önünde bulundurmak gerekmez. Konuşmacılara veya dinleyicilere yakın yerleştirilen mobilyalar ses rengini en çok etkiler. Ayrıca, büyük mobilyaların küçük mobilyalardan daha büyük bir etkisi vardır.
Ayrıca, yeni CARA 2.1 PLUS fonksiyonu "Acoustic Ambiance" odanızın akustik özelliklerini değerlendirir ve bazı iyileştirmeler önerir.
Bu yüzden oda tasarımı için 2 önerim var:
Tüm mobilya ve malzeme yüzeylerini dahil ettiğinden emin olmak için yeni bir detaylı oda tasarımı oluşturun. Ayrıntılı bilgi Akustik ortam analizinde.
Sadece ana mobilyalarla yeni minimal bir oda tasarımı oluşturun. Hesaplama, daha az zaman alan ancak daha az doğru olan ses alanını ve hoparlörlerin optimize edilmesini ve dinleme pozisyonunu belirler.

4. Bir şey. Malzeme yüzeyleri
Oda duvarları ve 3 boyutlu nesneler için malzemeler malzeme veritabanından seçilebilir. Malzemenin ses emici katsayısı yankılama süresini ve dolayısıyla akustik ortamın değerlendirilmesini etkiler.
Ayrıca duvarın içinde kapılar, pencereler, perdeler, halılar taklit etmek için belirli dikdörtgen alanları (malzeme yüzeylerini) tanımlayabilirsiniz. Genellikle ses emici katsayıları ilgili duvar yüzeylerinden farklıdır.
Malzeme yüzeyleri ve duvarları iki boyutludur ve hesaplama süresini artırmaz, ancak mobilya gibi 3 boyutlu nesneler üç boyutludur ve hesaplama süresini önemli ölçüde artıracaktır, çünkü 3 boyutlu nesneler odadaki ses emici ve yansıtıcı yüzeyler ekler.
Malzeme yüzeylerinin boyutlarını doğru bir şekilde belirlemek için kılavuzları kullanın.

5. Yukarı. Malzeme seçimi
Oda duvarları ve 3 boyutlu nesne yüzeyleri için malzemeler malzeme veritabanından seçilir. Malzeme verilerinde belirtilen ses emici katsayısı, frekans tepkisi grafiği kullanılarak iletişim kutusunda görüntülenir.
"Tarif" seçilen malzemenin bir açıklamasını içerir.
Renkli alanlar, 3 boyutlu görünümde ve zemin, tavan ve duvarların 2 boyutlu görünümünde kullanılan malzeme dokularını gösterir.
"Materyal Grupları" malzemenin hangi gruba gruplandığını gösterir.

6. Akustik ortam
Bir odanın akustik ortamı esas olarak yankılanma süresi veya ses kaynağının durmasından sonra akustik alan yoğunluğunun (enerji yoğunluğunun) 60dB azalması için gereken zamanla yansıtılır. Bu zaman, odanın büyüklüğü ve odadaki duvarlar ve mobilyalar tarafından ses dalgalarının emilimiyle yakından ilişkilidir. Güçlü emilim uzun yankı süresi anlamına gelir, zayıf emilim uzun yankı süresi anlamına gelir.

Uzun yankı süresi: çok yankılanan odalar
Uzun yankılama süreleri, kiliseler gibi büyük, boş odalarda ve keresteli banyolar gibi güçlü yansımaları olan odalarda görülür. Birçok insan bu odaların ortamını "canlı" ya da "gelenek" olarak tanımlıyor. Bu odalarda konuşma anlaşılması zor, sesler gürültülü ve alkışlar yankılara neden olabilir. Bu yankılar odanın farklı yerlerinde daha belirgin olabilir.
Kısa yankı süresi: dar veya sıkıcı odalar
Kısa yankılama süreleri, çok fazla ses kesici olan odalarda görülür. Bu da odayı gerçekte olduğundan daha küçük hissettiriyor. Bu, çoğu insanın bir odanın ortamını "sıkışık" veya "sıkıcı" olarak algılamasına neden olabilir. Kütüphaneler bunun bir örneğidir. İnsanlar bir odanın büyüklüğünü yankı süresine göre değerlendirirler.
Reverberasyon zamanı renklenmeye neden olabilir.
Tipik bir oda, düşük frekanslardan daha fazla yüksek frekansı emiyor, bu da düşük frekansların yankılanma süresinin orta aralık veya yüksek frekanslardan çok daha uzun olmasına neden oluyor. Diyaloğ kutusundaki ince kırmızı çizgi, ideal bir odanın bir örneğidir. Yeşil çizgi, frekans spektrumundaki ideal yankı zamanının üst ve alt sınırlarını gösterir. Gelen sesin yankılanma süresi bu aralıktan sapınca, insanlar sesi doğal olmayan veya güçlü bir renk olarak algılarlar.
CARA odanızı daha iyi bir ortamda tutmanıza yardımcı olabilir
CARA, yankılanma zamanının ideal frekans aralığından ne kadar uzaklaştığını belirlemenize yardımcı olacaktır. Bu hesaplamalarda odanın yapısı, mobilya ve kullanılan malzemeler dikkate alınır. Bu hesaplamalar hoparlör sisteminden bağımsızdır.
Hesaplamadan sonra, CARA odanın akustik ortamını tanımlar ve iyileştirmeler önerir. Genellikle bu, mobilya ekleme veya kaldırma veya oda yüzeyinin malzemesinin değişmesi anlamına gelir.
7. Konuşmacılar ve dinleme pozisyonu
Oda tasarımının son adımı dinleme pozisyonunu belirlemek ve hoparlör kütüphanesinden hoparlörleri seçmek ve onları gerçek konuma yerleştirmektir. Dinleme pozisyonunu ilk olarak yerleştirirseniz, ana hoparlörlerin yönelimi otomatik olarak ayarlanır.

Hoparlörlerin çevresindeki konumlandırma alanını (düzgen) ve ses emici konumlandırma alanını ayarlayın. 'Konumlandırma Bölgesi' dikdörtgen bir kutuyla boyutlandırılabilir. L şeklinde veya iki ayrı dikdörtgen alan gibi konumlandırma alanının özel bir şeklini belirleyebilirsiniz. Otomatik konum optimizasyonu öğrenildiğinde, hoparlörler ve dinleme pozisyonu en iyi pozisyonu bulmak için bu alanların içine taşınabilir.
Hoparlörün veya dinleme pozisyonunun sağ tıklanmasıyla, konum alanının yerden uzaklığını ve dikey yüksekliğini ayarlamanıza izin verir. Tasarım tamamlandığında, odanın akustik hesaplamasını başlatmak için CARACALC modülünün araç çubuğundan CARACALC'e tıklayabilirsiniz.
8. Bir şey. 3 boyutlu odanın 3 boyutlu görünümü

3D View modülünde tasarladığınız sanal odada dolaşıp tasarımınızı kontrol edebilirsiniz.
Bu, zemin planına dayanan 3 boyutlu etkisi hayal etmenin zor olduğu birçok durumda çok yararlıdır. Özellikle de eğimli tavanlar, yatak pencereleri vb. ile karmaşık bir oda yapısı tasarladığınızda.
1. Birinci sınıf. Pozisyon Optimizasyonu

Pozisyonel Optimizasyon'u çalıştırmadan önce, Seçenekler menüsünden Parameter ayarlarını çağırmalısınız. Örneğin, Maksimum Yansıtıcılık Düzenini 4 veya 5'e ayarlayın.
Ek olarak, Pozisyonel Optimizasyon için bazı simetri kısıtlamaları kullanabilirsiniz. Bunlar ana hoparlör ayarlarını içerir. İki hoparlörün ön veya yan duvarlardan simetrik olarak uzaklaştırılmasını talep edebilirsiniz. Bu seçenekleri / Varyasyonel Aralıklar menüsünden seçebilirsiniz.
Optimize etme sürecinde, hoparlörlerin pozisyonları ve ana penceredeki dinleme pozisyonu her optimizasyon tamamlandıktan sonra değişecek. Aynı zamanda, SPL frekans tepki eğrisi önceden görüntülenirse (menü Sonuçlar / Pozisyonel Optimizasyon), bu da güncelledilecektir.
Hesaplama Takipçisi optimizasyon sürecini adım adım gösterir.
Ayrıca hesaplamayı herhangi bir zamanda, Hesaplamalar menüsünden Kes seçerek kesebilirsiniz. Mevcut optimizasyon sonuçları kaydedilir.
Bazen, optimizasyonu yeniden başlatmanız gerekir, örneğin başlangıç pozisyonunu, konum alanını, maksimum yansımalar sayısını ayarladıktan sonra.

2. Bir şey. Auralizasyon
Ses kartı ve kulaklıkları kullanarak sanal bir odada dinleme testleri yapabilirsiniz, örneğin farklı pozisyonlardaki hoparlörler arasındaki farklılıkları karşılaştırabilirsiniz.
Geçici Oda Yanıtı

Auralizasyon hesaplaması Hesaplama menüsünden başlar ve sonuçları "Geçici Oda Yanıtı" (TRR) olarak gösterir. TRR, CARA'nın odadaki ses renginin müzik reprodüksiyonu üzerindeki etkisini belirlemesini sağlar.
Auralizasyon hesaplamaları sabit bir frekans adım boyutu kullanır, 0,1... 2,5 Hz. Frekans baz noktalarının toplam sayısı 500.000'e kadar. Buna karşılık, özel hesaplamalar ve ses alanı hesaplamaları gibi CARA hesaplamaları, sabit bir frekans adım boyutu kullanır ve 118 frekans baz noktasında (logaritmik ölçek) daha büyük granüler noktalara sahiptir.
TRR, daha fazla hesaplama için görüntülenebilir ve kaydedilebilir. Menüden Sonuçlar/Auralizasyon: RIA.
Auralizasyon, dinleme testi:

Auralizasyon dinleme testi, orijinal müziği odadaki hoparlörler tarafından yeniden üretilen müzikle karşılaştırır. Hoparlörlerin müzik çoğaltmasını sağlamak için, orijinal müzik sinyali odanın geçici tepkisiyle karıştırılmalıdır. Hem orijinal müzik sinyali hem de yeniden üretilen sinyal ses dosyaları kullanarak sabit diske kaydedilir. Dinleme testi daha sonra ETS Multi Media Player kullanılarak yapılır.
Dinleme testi için orijinal müzik sinyali klibi gereklidir. En çok sevdiğin veya iyi olduğunu düşündüğün klipyi seç. Müzik klibi çok geniş bir spektrum (bas, orta ve yüksek frekanslar) sağlamalı ve müzik klibi boyunca nispeten dengelenmelidir. Örneğin: Jazz, POP veya rock müziği.
CARA CD-ROM'u çeşitli müzik örnekleri içerir.
Ayrıca, çoklu hoparlörlerin yeniden üretimini karşılaştırmak için ETS Multi Media Player'ı kullanabilirsiniz. Aynı odanın farklı varyasyonlarını orijinal müzik örneğiyle karşılaştırın, örneğin farklı hoparlör pozisyonları. İşlenmiş ses dosyasını kaydet ve sonra çalarla karşılaştır.
Ek notlar:
Oda geçici tepkisi (TRR), dinleme pozisyonundaki ses basıncı seviyesindeki zaman geçtikçe değişimdir. Ses donanımından tek bir Dirac (veya delta) darbeleri yayılır ve dinleme pozisyonundaki orijinal sesi ve duvarlardan, tavanlardan, zeminlerden ve mobilyalardan bir kez ve birden fazla kez yansıyan sesi ölçer.
Gerçek bir Dirac darbesine gereken bant genişliği hoparlörler için uygun değildir. CARA, hesaplamada hoparlör türünü seçerek elektro-akustik dönüşümü dikkate alır.
CARA'nın TRR hesaplaması, dinleme pozisyonundaki parçalanmış ses basıncının frekans tepkisinin ters Fourier dönüşümüne dayanmaktadır.
TRR iletişim kutusu pozitif ve negatif ses basıncı amplituplarını gösterir ve bu amplitupların karelerinin sonuçları Reverb iletişim kutusu'nda gösterilir ve özel hesaplamada yüksek çözünürlüklü sürümle karşılaştırılabilir.

3. Bir şey. Ses alanı hesaplaması

Otomatik konum optimizasyonuna ek olarak, ses alanı hesaplaması CARA'da en yaygın olarak kullanılan ve önemli fonksiyondur.
Öncelikle, Seçenekler menüsünden Parameter'i arayın, örneğin Son derece Yansıtıcı Düzenini 4-5'e ayarlayın. Eğer daha fazla hesaplama yapmayı istemiyorsanız, bu değeri artırabilirsiniz.
"Sesi Alanı Hesaplamaları" dinleyicinin kulak seviyesinde 1000-3000 eşit mesafeli ızgara noktasıyla oda akustikleri hakkında tüm verileri belirler. Bunlar ses basıncı frekans tepkisi, konum, konuşma netliği ve ayrıca odadaki ses dalgalarının zaman ilişkisini içerir.
Ses alanı hesaplamalarının sonuçları hoparlörlerin mevcut konumuna dayanır.
Bu sonuçlara dayanarak, renklendirmeyi (frekans tepkisinin doğrusallığı), konumu (ses görüntüsü) ve konuşma açıklığını dikkate alarak en iyi dinleme pozisyonunu bulabilirsiniz.

Eğer hoparlörlerin pozisyonları sabit ise, bu durum "Posisyonel Optimizasyon"un yerine geçebilir.

4. Bir şey. Parametre hesaplama
Bu iletişim kutusu hesaplama parametrelerini düzenlemenizi sağlar. Düzenlemelerinin uygun olup olmadığından emin değilseniz, çoğu durumda uygun olan varsayılan değerleri kullanmak için 'Standard' 'ı tıklayın.

Maksimum yansıma sırası hesaplama doğruluğuyla ilişkilidir, ancak hesaplama zamanlarını da etkiler.
Eğer odanızda çoklugalar varsa, hesaplama süresi önemli ölçüde artacaktır. Bu durumlarda "En yüksek yansıma sırasını" azaltabilir veya bazı poligonları kaldırabilirsiniz (örneğin bazı mobilyaları kaldırabilirsiniz).
Karmaşık Duvar Impedanslarını etkinleştirmek hesaplama doğruluğunu ve hesaplama süresini artıracaktır. Varsayılan duvar impedansı gerçektir.
Uzun hesaplama süreleri, daha yüksek hesaplama doğruluğuna yol açar, bu temel bir kuraldır.
Auralizasyon parametreleri Maksimum Uzunluk ve Örnekleme Hızı, oda geçici tepkisinin hesaplanmasını tanımlar. TRR, auralizasyonun (duymak testi) temelini oluşturur. TRR, oda akustiklerinin odadaki müzik üretimine etkisi hakkında tüm bilgileri içerir.

Hesaplama Zamanı 'Hesaplama Zamanı' iletişim kutusunda görünür oda çokgenlerinin sayısı ve toplam oda çokgenleri gösterilir. Poligon sayısı, odanın gerçek tasarımına bağlıdır ve ilk oda akustik hesaplamasına başlamadan önce CARACALC modülü tarafından belirlenir. Ses dalgaları yalnızca görünür duvarlarda (polyhedronlar) yansıtılabilir (ve kısmen emilir).
Ayrıca, gerekli hesaplama süresi için bütçe, maksimum yansımalar sayısına da bağlıdır.
Hesaplama süresi sadece bir hoparlör ve bir dinleme pozisyonu içerir. Toplam hesaplama süresi, hoparlörlerin ve dinleme pozisyonlarının sayısının katıdır.
Dikdörtgen odalar için (mebelsiz) hesaplama süresi çok kısa (1000'e kadar), çünkü tüm yansıyan ses dalgaları gerçek akustik hesaplamadan önce belirlenebilir ve izlenebilir.

5. Yukarı. Hesaplama Takipçisi

İzleyici, akustik hesaplamanın mevcut durumu hakkında bilgi gösterir. İlerleme çubuğu, bir hoparlör ve bir dinleme pozisyonu ile harcanan zamanı gösterir.
Ses alanı hesaplaması sırasında, dinleme pozisyonlarının sayısı "Dinleme pozisyonları" henüz hesaplanmamış sayıyı gösterir. Hesaplama herhangi bir zamanda durdurulabilir, ancak hesaplama sonuçları silinecektir.
Otomatik konum optimizasyonu sırasında, denemelerin sayısı "Deneyler", optimizasyonların sayısı "Optima", başlangıç sapması "Başlangıç sapması", mevcut en iyi konumdaki en iyi sapma "En iyi sapma" ve mevcut sapma "Şimdiki sapma" görüntülenir.
Konum optimizasyonu da herhangi bir zamanda durdurulabilir, bu durumda mevcut optimize konum ve karşılık gelen akustik sonuçlar sabit diske kaydedilebilir.

6. Karşılaştırma: CARA ve gerçek ölçüm

Yukarıdaki resimde, CARA ile hesaplanan ses basıncı frekansı tepkisinin (kırmızı) gerçek ölçüm sonuçlarıyla (yeşil) karşılaştırılması gösterilmiştir.
Dinleme odasının boyutu (L/W/H) 8.06/5.87/2.62 m. Ön köşede köpüklü kauçuk ses emici var. Ön tarafta kapılı 60 cm derinlikte bir kitaplık var. Sol duvarda yaklaşık 8 metrekarelik bir kitap rafı da var.
İki yönlü test hoparlörü, mikrofonun 3 metre, ön duvardan 1,6 metre ve sol duvardan 1,8 metre uzaklıkta 90 cm yükseklikte bir stand üzerine yerleştirilir.
Frekans tepkisi, en fazla 12 yansıma sayısını kullanarak hesaplanır.
Karşılaştırma, CARA hesaplamalarının gerçek ölçümlere çok iyi uyuştuğunu göstermektedir. Diğer akustik simülasyon yazılımlarının da aynı şeyi yapabileceğini bilmiyoruz. Diğer yazılımların çoğunun karmaşık ses basıncı amplitudunun faz bölümünü dikkate alması mümkün değildir. Ayrıca, konuşmacı modeli çok doğru olmayabilir.
Örneğin, CARA, 4000 karmaşık frekans tepkisi (speaker etrafında 1000 yön, 4 farklı mesafe) kullanarak 5 ila 40.960Hz (1/9 oktav aralığı) arasında hoparlörün ses radyasyonunu simüle eder.