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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie Computerprogramme, Computerprogrammprodukte, ein Speichermedium und eine Vorrichtung nach den nebengeordneten Ansprüchen.
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Stand der Technik
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Um beim Abspielen von Tonsignalen bei einem Zuhörer einen Raumklang bzw. dreidimensionalen Surroundklang zu erzeugen, werden typischerweise mehrere Lautsprecher benutzt, welche an unterschiedlichen Stellen im Raum positioniert werden. Jedem dieser Lautsprecher wird ein eigenes Soundsignal zugeführt, wodurch beim Zuhörer ein dreidimensionaler Surroundklang entsteht.
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Es ist ausserdem möglich, ein vergleichbares dreidimensionales Klangerlebnis mit Kopfhörern zu erzeugen. Hierbei umfasst jede der beiden Ohrenschalen des Kopfhörers typischerweise mehrere kleine Lautsprecher. Nachteilig sind bei solchen Kopfhörern der komplizierte Aufbau, die Störanfälligkeit und die durch den komplizierten Aufbau bedingten hohen Kosten.
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Offenbarung der Erfindung
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Es ist die Aufgabe der Erfindung, die Nachteile des oben genannten Standes der Technik zu beheben oder zumindest zu vermindern, insbesondere ist es Aufgabe der Erfindung, eine Softwarelösung für die Platzierung und Berechnung einer Schallquelle im freien virtuellen Raum bereitzustellen, welche mittels handelsüblicher Kopfhörer dreidimensional wahrgenommen werden kann. Unter „handelsüblicher Kopfhörer” ist hier ein Kopfhörer zu verstehen, bei dem jede der beiden Ohrmuscheln bzw. der beiden Ohrstöpsel jeweils nur einen Lautsprecher umfasst.
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Die Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäss Anspruch 1 und die Computerprogramme, Computerprogrammprodukte, das Speichermedium sowie die Vorrichtung gemäss der nebengeordneten Ansprüche gelöst.
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Die Erfindung hat gegenüber dem Stand der Technik den Vorteil, dass diverse Schallquellen, welche bereits in Tonspuren vorliegen, im freien Raum positioniert und animiert werden können. Aus diesen Schallquellen wird anschliessend ein stereophones Signal berechnet, welches pro Kanal die entsprechende Audioinformation für das jeweilige Zuhörer-Ohr bereithält.
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Ein erfindungsgemässes Verfahren zur computergestützten Erzeugung eines dreidimensionalen Klangeindrucks, beim welchem eine virtuelle Schallquelle bzw. ein Key in einem virtuellen Raum platziert und/oder berechnet wird, ist dadurch gekennzeichnet, dass eine Instanz eines Audiosignals mit der virtuellen Schallquelle verknüpft wird. Hierbei ist es vorzugsweise möglich, mehrere Audiosignale mit einer einzigen virtuellen Schallquelle zu verknüpfen, bzw. einer einzigen virtuellen Schallquelle einzuverleiben. Dies hat den Vorteil, dass beispielsweise ein Gitarren- und ein Basssignal mit einer einzigen virtuellen Schallquelle verknüpft und auf diese Weise gemeinsam durch den virtuellen Raum bewegt werden können, also beispielsweise von links oben nach rechts unten. Bei typischen Verfahren zur computergestützten Erzeugung eines dreidimensionalen Klangeindrucks werden mehrere Instanzen eines einzigen Audiosignals mit unterschiedlichen virtuellen Schaltquellen verknüpft bzw. unterschiedlichen virtuellen Schallquellen einverleibt. Dies hat den Vorteil, dass ein und dasselbe Signal an verschiedenen Stellen im Raum positioniert werden bzw. auf unterschiedlichen Pfaden im virtuellen Raum bewegt werden kann.
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Bei vorteilhaften Verfahren wird aus der virtuellen Schallquelle und/oder aus mehreren virtuellen Schallquellen ein stereophones Signal berechnet. Vorzugsweise erhält dieses stereophone Signal pro Kanal eine entsprechende Audioinformation für ein jeweiliges Zuhörer-Ohr bereit. Die Berechnung eines solchen stereophonen Signals ermöglicht die Verwendung von handelsüblichen Kopfhörern zum dreidimensionalen Hören.
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Bei vorteilhaften Verfahren wird das stereophone Signal über einen Kopfhörer einem Zuhörer zugeführt, so dass der Zuhörer die virtuelle Schallquelle und/oder die mehreren virtuellen Schallquellen dreidimensional wahrnimmt. Der Kopfhörer verfügt hierbei vorzugsweise über lediglich zwei Lautsprecher bzw. jeweils einen Lautsprecher pro Ohrenschale oder Ohrstöpsel des Kopfhörers.
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Bei vorteilhaften Verfahren werden in der virtuellen Schallquelle eine Positionsvariable und/oder eine Zeitvariable belegt. Bei besonders vorteilhaften Verfahren werden in der virtuellen Schallquelle eine Quellensignalvariable und/oder eine Ausbreitungsvariable belegt. Die Belegung solcher Variablen hat den Vorteil, dass unterschiedliche virtuelle Schallquellen in standardisierter Weise mit unterschiedlichen Eigenschaften ausgestattet werden können.
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Bei besonders vorteilhaften Verfahren wird die virtuelle Schallquelle als Sphäre mit mindestens zwei Sektoren im virtuellen Raum abgebildet. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die virtuelle Schallquelle mit einer Sphäre mit mindestens zwei Sektoren im virtuellen Raum zusammenwirkt. Die Verwendung von unterschiedlichen Sektoren bei solchen Sphären hat den Vorteil, dass aus jedem dieser Sektoren Signal-Vektoren mit unterschiedlichen Eigenschaften ausgesendet werden können. So ist es beispielsweise möglich, auf einem ersten Sektor besonders laute Signal-Vektoren bzw. Soundrays und aus einem zweiten Sektor besonders leise Signal-Vektoren bzw. Soundrays auszusenden.
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Bei besonders vorteilhaften Verfahren werden über die zwei Sektoren mindestens eine Soundausbreitungsrichtung und/oder ein Pegel und/oder eine Dämpfungsfrequenz bestimmt. Dies hat den Vorteil, dass die Charakteristika der Sektoren auf standardisierte Art und Weise bestimmt werden.
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Bei einem typischen Verfahren zur computergestützten Erzeugung eines dreidimensionalen Klangeindrucks wird ein Bewegungspfad der virtuellen Schallquelle bzw. Sphäre durch mindestens einen Keyframe und/oder mehrere Keyframes bestimmt. Bevorzugt wird der Bewegungspfad durch mindestens zwei Keyframes bestimmt. Unter „Keyframe” ist hier eine Position einer virtuellen Schallquelle bzw. Sphäre im virtuellen Raum zu verstehen, welche bereits feststeht, also nicht in Echtzeit bzw. zur Laufzeit eines Programms berechnet werden muss. Dies hat den Vorteil, dass die virtuelle Schallquelle sich von Keyframe zu Keyframe bewegen kann, ohne dass hierzu ein grosser Rechenaufwand notwendig wäre.
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Bei einem besonders vorteilhaften Verfahren wird der Bewegungspfad zwischen die Keyframes interpoliert. Besonders vorteilhaft ist es, wenn zur Berechnung des Bewegungspfads zwischen den Keyframes das Bézier-Verfahren und/oder ein vergleichbares Verfahren benutzt wird bzw. werden. Zur Berechnung von Bewegungspfaden zwischen unterschiedlichen Keyframes kommen jedoch auch alle anderen mathematischen Mittelungsverfahren bzw. Interpolationsverfahren in Betracht.
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Bei einem typischen Verfahren zur computergestützten Erzeugung eines dreidimensionalen Klangeindrucks ist in mindestens einem Keyframe eine Kurvenverhalteninformation und/oder eine Zeittangenteninformation und/oder eine Sektoranimationeninformation angelegt. Das standardisierte Ablegen solcher Informationen im Keyframe hat den Vorteil, dass ein Computerprogramm genau weiss, welche Informationen über einen Keyframe es abrufen kann und wie diese Informationen im Keyframe angeordnet sind.
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Bei einem typischen Verfahren zur computergestützten Erzeugung eines dreidimensionalen Klangeindrucks wird mindestens ein Bewegungspfad durch das Setzen bzw. Definieren mindestens eines Soundkeys erzeugt. Bei einem vorteilhaften Verfahren zur computergestützten Erzeugung eines dreidimensionalen Klangeindrucks wird mindestens ein Bewegungspfad aus mindestens einer externen Software importiert. Bei einem besonders vorteilhaften Verfahren wird mindestens ein Bewegungspfad aus mindestens einer externen Software zu importiert und zusätzlich mindestens ein eigener Bewegungspfad definiert. Bei einem bevorzugten Verfahren werden Echtzeitkoordinaten mit den Bewegungspfaden kombiniert. Dies hat den Vorteil, dass sich der Rechenaufwand bei Computeranwendungen, beispielsweise bei Game Engines bzw. Spiel-Engines, erheblich reduziert.
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Bei besonders vorteilhaften Verfahren zur computergestützten Erzeugung eines dreidimensionalen Klangeindrucks wird mindestens ein Umgebungsobjekt im virtuellen Raum dargestellt. Bei einem solchen Umgebungsobjekt kann es sich beispielsweise um ein Möbelstück, eine Person, ein Raumelement (wie Boden, Decke, Wand oder Fenster), eine Pflanze oder um jedes andere denkbare Objekt handeln. Der Vorteil der Einbeziehung solcher Objekte in Soundberechnungen liegt darin, dass ein dreidimensionales Hörerlebnis auf diese Weise sehr viel realistischer wird, als wenn nur ein einfacher Raum modelliert würde.
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Bei besonders vorteilhaften Verfahren werden eine Geometrie und/oder eine Oberflächenbeschaffenheit und/oder eine Materialeigenschaft des Umgebungsobjekts angelegt. Dies hat den Vorteil, dass Objekte auf standardisierte Art und Weise sehr genau beschrieben werden können.
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Bei einem vorteilhaften Verfahren senden die Sphäre und/oder die virtuelle Schallquelle in mindestens drei Dimensionsrichtungen des virtuellen Raums jeweils mindestens einen positiven und mindestens einen negativen Signal-Vektor aus. Bei typischen Verfahren werden in mindestens sechs Dimensionsrichtung oder mindestens acht Dimensionsrichtungen des virtuellen Raums jeweils mindestens ein positiver und mindestens ein negativer Signal-Vektor ausgesendet.
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Vorzugsweise beeinflussen bei einem erfindungsgemässen Verfahren Reflektionen und Resonanzmodulationen die ausgesendeten Signal-Vektoren in einer aktuellen Position. Vorzugsweise werden dadurch auch Datasets des aktuellen Frequenzspektrums der Sphären und/oder virtuellen Schallquellen und/oder Keyspheres beeinflusst.
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Bei besonders vorteilhaften Verfahren wird eine Umgebung, vorzugsweise im virtuellen Raum, durch mindestens vier Punkte, bevorzugt mindestens sechs Punkte, besonders bevorzugt mindestens acht Punkte, definiert.
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Bei einem besonders vorteilhaften Verfahren werden Hüllkurven für mindestens vier Raumpunkte, bevorzugt mindestens sechs Raumpunkte, besonders bevorzugt mindestens acht Raumpunkte, berechnet.
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Bei einem typischen Verfahren erfolgt die Berechnung der Hüllkurven auf der Basis der Sphären mit einer variablen Iteration. Vorzugsweise besitzt jeder Richtungsvektor ausgehend aus der Sphäre mindestens die Iteration 1, bevorzugt mindestens die Iteration 2, vorzugsweise mindestens die Iteration 4.
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Bei einem besonders vorteilhaften Verfahren werden Sound-Charakteristika zwischen einer Mehrzahl von Hüllkurvenmarkern gemittelt und/oder interpoliert und/oder gemorpht.
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Bei einem typischen Verfahren sind die Hüllkurvenmarker auf ein beliebiges Gebiet in einer beliebigen Anzahl ausdehnbar.
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Bei vorteilhaften Verfahren werden zuerst Hüllkurvenmarker definiert und/oder berechnet. Verlässt die Sphäre fälschlicherweise einen aus den Hüllkurvenmarkern definierten Hüllkurvenbereich, so verwendet sie als Gegenstelle einen letzten parallelen Hüllkurvenmarker.
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Bei besonders vorteilhaften Verfahren wird ein virtueller, bevorzugt menschlicher, Schädel, vorzugsweise als anatomische Vektorisierung, mit zwei Gehörgängen und/oder zwei Gehörbeinen und/oder zwei Gehörobjekten im virtuellen Raum platziert. Dies hat den Vorteil, dass die Schädelgeometrie des menschlichen Schädels bei der Berechnung der stereophonen Signale besonders detailliert Berücksichtigung findet.
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Vorteilhafte Verfahren sind dadurch gekennzeichnet, dass die Gehörgänge mit 40% bis 70%, bevorzugt mit 50% bis 60%, besonders bevorzugt mit 52% bis 58% in die Berechnung des stereophonen Signals eingehen. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Gehörgänge mit 56% in die Berechnung des stereophonen Signals eingehen.
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Bei erfindungsgemässen Verfahren gehen die Gehörbeine typischerweise mit 15% bis 45%, bevorzugt mit 20% bis 40%, besonders bevorzugt mit 25% bis 35% in die Berechnung des stereophonen Signals ein. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Gehörbeine mit 30% in die Berechnung des stereophonen Signals eingehen.
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Bei typischen Verfahren geht eine Aussenbereichsgeometrie des virtuellen Schädels mit 0% bis 30%, bevorzugt mit 10% bis 20%, besonders bevorzugt mit 12% bis 18% in die Berechnung des stereophonen Signals ein. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Aussenbereichsgeometrie des virtuellen Schädels mit 14% in die Berechnung des stereophonen Signales eingeht bzw. mit 14% für den 3-D-Höreindruck verantwortlich ist.
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Bei typischen Verfahren zur computergestützten Erzeugung eines dreidimensionalen Klangeindrucks werden alle auf den virtuellen Schädel auftreffenden Signal-Vektoren bzw. Vektoren bzw. Sound-Vektoren bzw. Sound-Strahlen in einem Mixdown einem linken Stereokanal und einem rechten Stereokanal zugewiesen. Dies hat den Vorteil, dass der so berechnete Mixdown über einen herkömmlichen Kopfhörer, bei welchem jede Ohrenschale oder jeder Ohrstöpsel nur einen Lautsprecher umfasst, einem Zuhörer zugeführt werden kann.
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Bei einem erfindungsgemässen Computerprogramm zum Zuweisen von Kanälen an virtuelle Sphären wird eine Mehrzahl von Soundformaten interpretiert und in einzelne Kanäle aufgesplittet.
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Bei einem erfindungsgemässen Computerprogramm zum interaktiven Positionieren von definierten virtuellen Schallquellen und/oder Sphären in einem virtuellen Raum ist jede Sphäre und/oder jede Schallquelle ein Positionspunkt in einer virtuellen Umgebung eines Benutzers, bzw. wird als Positionspunkt einer virtuellen Umgebung eines Benutzers behandelt.
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Ein erfindungsgemässes Computerprogramm zur Erstellung von virtuellen Umgebungen ist dadurch gekennzeichnet, dass die virtuelle Umgebung zur Berechnung eines dreidimensionalen Klangeindrucks für Kopfhörer genutzt wird.
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Ein erfindungsgemässes Computerprogramm von Hüllkurven für die Berechnung eines dreidimensionalen Klangeindrucks für Kopfhörer ist typischerweise dadurch gekennzeichnet, dass Hüllkurven für mindestens vier, bevorzugt mindestens sechs, besonders bevorzugt mindestens acht Raumpunkte bzw. Hüllkurvenmarker berechnet werden.
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Ein erfindungsgemässes Computerprogramm zum Berechnen eines stereophonen Signals aus einer Mehrzahl von virtuellen Schallquellen ist typischerweise dadurch gekennzeichnet, dass jede Schallquelle Signal-Vektoren aussendet, welche mit virtuellen Umgebungsobjekten und/oder Gehörobjekten und/oder Gehörmuscheln und/oder Gehörgängen und/oder einer Aussenbereichsgeometrie eines virtuellen Schädels Wechselwirken.
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Ein erfindungsgemässes Computerprogramm ist in der Lage, einen Mixdown eines erfindungsgemässen stereophonen Signals in einen linken und einen rechten Stereokanal zu erzeugen.
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Ein erfindungsgemässes Computerprogrammprodukt umfasst mindestens eines der beschriebenen erfindungsgemässen Computerprogramme.
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Auf einem erfindungsgemässen Speichermedium ist/sind mindestens ein erfindungsgemässes Computerprogramm und/oder ein erfindungsgemässes Computerprogrammprodukt gespeichert bzw. installiert.
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Eine erfindungsgemässe Vorrichtung, bevorzugt Datenverarbeitungseinrichtung bzw. Computer, umfasst mindestens ein erfindungsgemässes Computerprogrammprodukt und/oder mindestens ein erfindungsgemässes Computerprogramm und/oder mindestens ein erfindungsgemässes Speichermedium.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert, die zeigen:
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1: Schematische Ansicht des erfindungsgemässen Verfahrens,
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2: Erfindungsgemässe Sphäre mit zwei Sektoren,
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3: Virtuelle Schallquelle, welche sich auf einem dreidimensionalen Bewegungspfad zwischen mehreren Keyframes bewegt,
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4: Hüllkurvenmarker in Verbindung über Morph-Annäherungen,
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5: Schematische Ansicht der Kopfgeometrie mit Gehörobjekten, Gehörgängen und Gehörbeinen.
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Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
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Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird das erfindungsgemäße Verfahren mit Hilfe eines Computerprogrammprodukts als Softwarelösung für die Platzierung und Berechnung einer Schallquelle im freien virtuellen Raum implementiert. Diese Schallquelle kann mittels handelsüblicher Kopfhörer dreidimensional wahrgenommen werden. Bei den verwendeten Algorithmen wird kein neuer Sound erzeugt, vielmehr werden vorhandene Tonspuren im freien Raum positioniert. Diverse Schallquellen können im freien Raum positioniert und animiert werden. Die Software berechnet aus allen in die Berechnung eingeschlossenen Spuren ein stereophones Signal, welches pro Kanal die entsprechende Audioinformation für das jeweilige Zuhörer-Ohr bereithält.
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Das Computerprogrammprodukt besteht aus den fundamentalen Bausteinen Edit-Baustein und Engine-Baustein. Der Edit-Baustein befähigt den Benutzer, beliebige Sounds und Tracks zu integrieren, positionieren und animieren. Man kann diese Software als Benutzeroberfläche für Produktionsanwendungen verstehen, jedoch beinhaltet sie zusätzlich die Grundberechnung der virtuellen Räume.
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Das eigentliche Herz des Computerprogrammprodukts bildet der Engine-Baustein. Basierend auf den Berechnungen der virtuellen Räume, den Schallumgebungen, werden die digitalen Signale „gebrochen”. Ein im Vektorraum nachempfundener menschlicher Schädel (13) mit anatomisch korrekter Außenohrgeometrie bildet den virtuellen Schallempfänger.
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Je nach Einsatz des Computerprogrammprodukts werden die Module 1.1 bis 1.6 verschieden kombiniert. Das Grundprinzip lässt sich an 1 erklären. Diese Figur zeigt ein Modul „Multipler Soundeingang” 1.1,, ein Modul „Interaktive Positionierung” 1.2, ein Modul „Virtuelle Umgebung” 1.3, ein Modul „Envelope Generator” 1.4, ein Modul „Sound Raycasting” 1.5 und ein Modul „Stereo Ausgang” 1.6. Interaktionen zwischen den Modulen 1.1 bis 1.6 sind in 1 durch Interaktionspfeile 2 dargestellt.
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Das Modul „Multipler Soundeingang” 1.1 interpretiert sämtliche Soundformate und splittet sie entsprechend in einzelne Kanäle auf. Jeder Kanal wird einem Objekt zugewiesen. Diese Objekte sind virtuelle Sphären 3 (siehe 2), welche über zwei abhängige Sektoren 4 und 5 die Richtung der Soundausbreitung, Pegel, Dämpfungsfrequenzen als Attribute beinhalten. In 2 ist eine Sphäre 3 mit Vordersektor 4 und Hintersektor 5 gezeigt. Der Vordersektor 5 sendet einen Primär-Signal-Vektor 6 und der Sekundär-Signal-Vektoren 7 aus.
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Das Modul „Interaktive Positionierung” 1.2 erlaubt dem Benutzer sämtliche definierten Soundkeys 8 zu positionieren und zu animieren. Der Soundkey 8 ist ein Positionspunkt in der virtuellen Umgebung des Benutzers. 3 zeigt einen Soundkey 8, welcher sich zwischen einer Mehrzahl an Keyframes 9 auf einem Bewegungspfad 10 in einem dreidimensionalen Raum bewegt. Die Position des Soundkeys (auch einfach nur „Key” genannt) 8 kann zu jeder Zeit beliebig editiert werden. So ist der Bewegungspfad 10 ebenfalls frei wählbar. Der räumliche Verlauf dieses Bewegungspfades 10 wird durch Keyframes 9 bestimmt, die Kurvenverhalten, Zeittangenten und Sektoranimationen beinhalten. Im Editor-Baustein kann der Benutzer diese Keyframes 9 selber anlegen. Der Bewegungspfad 10 ergibt sich hierbei durch die Positionen der Beziér-Keyframes 9 (Kurvenverhalten). Pfade können ebenfalls aus externer Software importiert werden. Liegen die Positionen als Echtzeitkoordinaten vor, können diese mit definierten Bewegungspfaden 10 kombiniert werden und umgekehrt. Echtzeitpositionierungen können beispielsweise bei der Integration in Game Engines zum Tragen kommen. Soundkeys 8 können mehrere Tracks instanziieren. Ebenfalls kann ein Track auf mehrere Soundkeys 8 instanziiert werden. Bei jeder Instanz erhält „Track” und „Key” eigene Attribute.
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Die Raumumgebung ist maßgeblich am Volumen des empfundenen Effekts beteiligt. Eine Raumumgebung kann mit Hilfe des Moduls „Virtuelle Umgebung” 1.3 im Editor-Baustein definiert werden. Relevant sind neben der Geometrie der Umgebungsobjekte die Oberflächenbeschaffenheit und die Materialeigenschaft. In der theoretisch einfachsten Version sendet die Keysphere 8 sechs Signal-Vektoren 6, 7 in den Raum, in jede Dimensionsrichtung des dreidimensionalen Raumes jeweils einen positiven und einen negativen Signal-Vektor 6, 7. Reflektionen und Resonanzmodulation beeinflussen die Signal-Vektoren 6, 7 und beeinflussen das Datasets des aktuellen Frequenzspektrums der Keysphere 8 in der Position t = taktuel → x, y, z Der Editor-Baustein stellt einige Presets für den Anwender zur Verfügung. Es können jedoch auch Objekte und Szenen aus externer 3D-Software importiert werden. Der Editor-Baustein unterstützt hier Formate wie DXF, 3DS, OBJ und FBX. Der Anwender kann beim Import Transformationen anpassen und in lokale und globale Einheiten und Koordinatensysteme eingreifen.
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Materialeigenschaften werden im Geometrieinspektor vergeben und eingestellt, welcher nach geschlossenen Geometriecontainern und Material-IDs unterscheidet. Im Einsatz in einer Game Engine werden Objekte in einem Kollektor-Objekt definiert, wo Soundeigenschaften und Zugehörigkeiten eingestellt werden.
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Die einfachste Umgebung kann durch sechs Punkte definiert werden. Ist die Umgebung eingestellt, bzw. mit Werten versehen, werden mit Hilfe des Moduls „Envelope Generator” 1.4 Envelopes bzw. Hüllkurven für mindestens sechs Raumpunkte berechnet. Die Berechnung erfolgt auf der Basis der Keyspheres 8 mit einer variablen Iteration. Jeder Richtungsvektor bzw. Signal-Vektor 6, 7 ausgehend aus der Sphäre 3 besitzt in der einfachsten Version die Iteration 1. Mit steigender Iteration steigt die Berechnungszeit mit dem Wert 6n an, wobei n die Zahl der Iterationen ist.
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4 zeigt eine Mehrzahl an Hüllkurvenmarkern 11, zwischen welchen Annäherungsvektoren 12 eingezeichnet sind. Die Hüllkurvenmarker 11 müssen jedoch für das jeweilige Umgebungsszenario nur einmal berechnet werden. Die Informationen über den Schallbruch wird in den jeweiligen Hüllkurvenmarker 11 „gebaked” und kann so relativ zur Position der Keysphere 8 die Werte über eine 6-fach Annäherung (im einfachsten Fall) über ein Morphscript ausgelesen werden. Wie in der 4 zu sehen ist, können die Hüllkurvenmarker 11 auf ein beliebiges Gebiet in einer beliebigen Anzahl ausgedehnt werden. Verlässt die Keysphere 8 den Raum von acht Markern bildet sich virtuell ein neuer Raum aus angrenzenden Markern, immer wieder als Minimum acht. So kann ein Szenario nahtlos von einer Interieurszene in eine Außenszene übergehen.
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Der Kern des Raycastingsystems bzw. des Engine-Bausteins ist die in 5 schematisch dargestellte anatomische Vektorisierung des menschlichen Schädels 13 mit Fokus auf seinen Gehörorganen. Dieser Schädel 13 wird vom Modul „Sound Raycasting” 1.5 genutzt. Der Gehörgang 15 wird mit 56% und das Gehörbein 16 mit 30% in Berechnung integriert. Die Außerbereichsgeometrie des virtuellen Kopfes kann in den Dämpfungsattributen jederzeit editiert werden. Die dort auftreffenden Signal-Vektoren 6, 7 sind zu 14% für den 3-D Höreindruck verantwortlich. Mit steigender Frequenz verschiebt sich die prozentuale Gewichtung zugunsten des Gehörgangs 15. Der virtuelle Gehörgang 15 wird mit einem Punktevektorsystem an jeder Seite des Schädels 13 belegt und übergibt somit den 3-AchsenWinkel an das Gehörobjekt 17 des Gehörgangs 15. Im Gehörobjekt 17 sind acht Hüllkurvenmarker räumlich über eine Gehörmuschel positioniert, die durch die Morphannäherung den winkelabhängig auf die Gehörmuschel eintreffenden Sounds modulieren. Das Gehörobjekt 17 hat bereits eine Iteration von 5, die von nur einem Signal-Vektor 6, 7 ausgeht. Die Vektorkollision des Gehörgangs 15 besitzt keine Winkelfunktion. Hier entscheidet die Dämpfung und die Amplitude des auftreffenden Signals bzw. Signal-Vektors 6, 7 in Abhängigkeit zum Gehörobjekt 17 die Beeinflussung des Eindrucks.
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Alle auf den Schädel
13 auftreffenden Keyspheres
8 werden in einem Mixdown den Stereokanälen links und rechts zugewiesen. Die Ausgangsfunktion beinhaltet eine umfangende Mixfunktion, die vom User nur zu Kalibrierungszwecken genutzt wird. Das Modul „Stereo Ausgang”
1.6 kann den Mixdown in ein gängiges Audioformat speichern, oder als Echtzeit-Signal über die Soundschnittstelle des Systems ausgeben. Bezugszeichenliste
| 1 | Modul |
| 2 | Interaktionspfeil |
| 3 | Sphäre |
| 4 | Vordersektor |
| 5 | Hintersektor |
| 6 | Primär-Signal-Vektor |
| 7 | Sekundär-Signal-Vektor |
| 8 | Soundkey |
| 9 | Keyframe |
| 10 | Bewegungspfad |
| 11 | Hüllkurvenmarker |
| 12 | Annäherungsvektor |
| 13 | Schädel |
| 14 | Kopfhinterseite |
| 15 | Gehörgang |
| 16 | Gehörbein |
| 17 | Gehörobjekt |
