Directivity patterns for room acoustical measurements and simulations

Pollow, Martin; Vary, Peter; Vorländer, Michael

doi:urn:nbn:de:hbz:82-rwth-2015-047810

Directivity patterns for room acoustical measurements and simulations = Richtcharakteristiken für raumakustische Messungen und Simulationen

Pollow, Martin

2015

VerantwortlichkeitsangabeMartin Pollow

ImpressumBerlin : Logos-Verl. 2015

UmfangX, 176 S. : Ill., graph. Darrst.

ISBN978-3-8325-4090-6

ReiheAachener Beitrage zur technischen Akustik ; 22

Zugl.: Aachen, Techn. Hochsch., Diss., 2014

Auch veröffentlicht auf dem Publikationsserver der RWTH Aachen University

Genehmigende Fakultät
Fak06

Hauptberichter/Gutachter
Vorländer, Michael (Thesis advisor) ; Vary, Peter (Thesis advisor)

Tag der mündlichen Prüfung/Habilitation
2014-09-29

Online
URN: urn:nbn:de:hbz:82-rwth-2015-047810
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/483805/files/483805.pdf
URL: https://publications.rwth-aachen.de/record/483805/files/483805.pdf?subformat=pdfa

Einrichtungen

Inhaltliche Beschreibung (Schlagwörter)
Elektrotechnik, Elektronik (frei) ; directivity pattern (frei) ; room acoustics (frei) ; room impulse response (frei) ; microphone array (frei) ; loudspeaker array (frei) ; musical instruments (frei) ; HRTFs (frei) ; spherical harmonics (frei)

Thematische Einordnung (Klassifikation)
DDC: 621.3

Kurzfassung
Die Akustik eines Raumes lässt sich mittels der Raumimpulsantwort objektiv beschreiben, welche durch Messung oder Simulation ermittelt werden kann. In der praktischen Anwendung wird das richtungsabängige Verhalten von Quellen und Empfänder jedoch oft vernachlässigt und dadurch implizit als omnidirektional angenommen. Diese Quellen und Empfänger besitzen jedoch spezifische Richtcharakteristiken, welche zu hörbaren Unterschieden führen können. In der vorliegenden Arbeit wird eine Vorgehensweise zur Aufnahme, Analyse und Verarbeitung der Richtcharakteristiken von Quellen und Empfängern beschrieben. Mittels umschließender sphärischer Mikrofon- und Lautsprecherarrays werden diese Strahlungsmuster für den Einsatz in der raumakustischen Anwendung gemessen. Raumimpulsantworten in Abhängigkeit von spezifischen Richtcharakteristiken können mit Hilfe von kompakten sphärischen Lautsprecherarrays bekannter Abstrahlung realisiert werden. Mittels einer Richtcharakteristiksynthese und der Anwendung der Superpositionsfaktoren auf einen Satz gemessener Raumimpulsantworten kann die Akustik für variable Richtcharakteristiken bestimmt werden. In der raumakustischen Simulation lässt sich die Quell- und Empfängerrichtcharakteristik sowohl in wellenbasierten als auch in partikelbasierten Methoden berücksichtigen. Die Ergebnisse dieser Arbeit ermöglichen eine authentischere Beschreibung der Raumakustik in Anhängigkeit spezifischer Sender- und Empfängerrichtcharakteristiken.

The acoustics of rooms can be objectively described by the room impulse responses obtained for given transfer paths using measurement or simulation. In practice, the directionally dependent behavior of sources and receivers is often disregarded and thus assumed to be of omnidirectional type. In reality, however, these sources and receivers have specific directivity patterns, which are reported to induce audible differences. In this work a methodology to capture, analyze and process directivity patterns of sources and receivers is described. With the help of surrounding spherical microphone and loudspeaker arrays these directivity patterns are measured to be used in room acoustic applications.Room impulse responses with respect to specific directivity patterns can be realized using compact loudspeaker arrays with known directivity. Applying the results of directivity superposition to the set of measured room impulse responses, the acoustics for specific directivity patterns are found. Using a simulation of the room instead, source and receiver directivity patterns can be included in both wave based and particle based methods.The results of this work facilitate more authentic descriptions of room acoustics for specific source and receiver directivity patterns.

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