La reconstrucción de sonido 3D es la aplicación de técnicas de reconstrucción a la tecnología de localización de sonido 3D . Estos métodos de reconstrucción de sonido tridimensional se utilizan para recrear sonidos que coincidan con entornos naturales y proporcionen señales espaciales de la fuente de sonido. También ven aplicaciones en la creación de visualizaciones 3D en un campo sonoro para incluir aspectos físicos de las ondas sonoras, incluida la dirección, la presión y la intensidad . Esta tecnología se utiliza en entretenimiento para reproducir una actuación en vivo a través de los parlantes de la computadora. La tecnología también se utiliza en aplicaciones militares para determinar la ubicación de fuentes de sonido . La reconstrucción de campos sonoros también se aplica a las imágenes médicas para medir puntos en la ecografía. [1]
Para reproducir audio robusto y con un sonido natural a partir de una grabación de audio tridimensional, se utilizan técnicas de localización del sonido y reconstrucción de reverberación . Estas técnicas procesan el sonido para reproducir las señales espaciales .
Como resultado de este proceso de dos pasos, el campo sonoro tridimensional reconstruido contiene información no sólo sobre la localización de la fuente de sonido, sino también sobre los aspectos físicos del entorno de la fuente de señal original. Ésta es su diferencia con los resultados del proceso de localización del sonido.
Una vez que se reconstruye el sonido y las señales espaciales están disponibles, es necesario entregarlas al cliente. Los diferentes métodos para hacer esto se incluyen en esta sección.
En el método de la sala de escucha, el oyente recibe el sonido a través de auriculares o altavoces. Los auriculares introducen suficientes fuentes de sonido para que el oyente experimente el sonido 3D con direccionalidad. Con los altavoces, la ubicación y la cantidad de altavoces afectan la profundidad de la reproducción. Existen varios métodos para seleccionar la ubicación de los altavoces. Un modelo simple consta de cinco altavoces, colocados en la formación recomendada por el UIT-R : centro, 30° a la izquierda, 110° a la izquierda, 30° a la derecha y 110° a la derecha. Esta configuración se utiliza con varios sistemas de sonido tridimensionales y técnicas de reconstrucción. [2] Como alternativa, la función de transferencia relacionada con el cabezal se puede utilizar en la señal de la fuente de sonido para desplazar su convolución a cada uno de los altavoces dependiendo de su dirección y ubicación. Esto permite calcular la energía de la señal para cada altavoz mediante la evaluación del sonido en varios puntos de control dentro de la sala de escucha. [3]
La reconstrucción de la reverberación implica medir el sonido mediante un micrófono de cuatro puntos para medir sus retrasos reales en la entrega en diferentes ubicaciones. Cada micrófono mide una respuesta de impulso de una señal de pulso alargada en el tiempo durante varios períodos de tiempo con varias fuentes de sonido. Los datos obtenidos se aplican al sistema de sonido tridimensional de cinco altavoces, como en la técnica de sala de escucha. El sistema también combina la función de transferencia relacionada con la cabeza con la respuesta de impulso de la señal grabada por los micrófonos y la energía se ajusta según el marco de tiempo original de la señal de sonido, y se agrega un retraso adicional al sonido para que coincida con el marco de tiempo. de la respuesta al impulso. La convolución y los retrasos se aplican a todos los datos de la fuente de sonido tomados y sumados para obtener la señal resultante.
Esta técnica también mejora la direccionalidad, naturalidad y claridad del sonido reconstruido con respecto al original. Una desventaja de este método es que asumir una única fuente de sonido (mientras que las reverberaciones de la vida real incluyen varios sonidos superpuestos) junto con la suma de todos los diferentes valores no mejora la percepción de los oyentes sobre el tamaño de la habitación; no mejorado. [3]
A medida que las ondas sonoras provocan cambios en la densidad del aire, posteriormente provocan cambios en la presión del sonido. Se miden y luego se procesan mediante procesamiento de señales de tomografía para reconstruir el campo sonoro. Estas mediciones se pueden realizar mediante proyecciones, lo que elimina la necesidad de utilizar varios micrófonos para determinar respuestas de impulso separadas. Estos proyectores utilizan un vibrómetro láser Doppler para medir el índice de refracción del medio en la trayectoria del láser. [1] Estas mediciones se procesan mediante reconstrucción tomográfica para reproducir el campo sonoro tridimensional y luego se utiliza la retroproyección por convolución para visualizarlo.
En la holografía acústica de campo cercano, la refracción de la luz se mide en un área bidimensional del medio (este campo sonoro bidimensional es una sección transversal del campo sonoro tridimensional) para producir un holograma . Luego se estima el número de onda del medio mediante el análisis de la temperatura del agua. Se calculan múltiples campos sonoros bidimensionales y también se puede reconstruir el campo sonoro tridimensional.
Este método es aplicable principalmente a ultrasonidos y a presiones sonoras más bajas, a menudo en agua y en imágenes médicas. El método funciona bajo el supuesto de que el número de onda del medio es constante. Si el número de onda cambia en todo el medio, este método no puede reconstruir el campo sonoro tridimensional con tanta precisión. [4]