Potenciales ventajas del método pseudoespectral en auralizaciones

Abstract

El término auralización se refiere a la recreación en los oídos de un oyente de la sensación que percibiría en un espacio acústico determinado. La propagación del sonido en un espacio acústico puede simularse mediante procesos basados en el modelo geométrico o en el modelo ondulatorio. Cada uno ofrece ventajas y dificultades particulares. Entre los modelos basados en ondas pueden mencionarse principalmente el método de elementos finitos, el de contornos finitos o el de diferencias finitas. Se caracterizan por lograr resultados muy precisos para frecuencias únicas aplicadas a recintos de tamaño pequeño o medio. Por otro lado, los modelos geométricos dan lugar al método del trazado de rayos o al método de las fuentes imagen. Estos métodos logran buenos resultados en frecuencias altas y resultan eficientes en salas de gran tamaño con estructuras complejas, pero no pueden dar cuenta en forma sencilla de fenómenos específicamente ondulatorios como la difracción. Los programas comerciales utilizados para obtener auralizaciones suelen utilizar un modelo híbrido combinando el trazado de rayos y las fuentes imagen. El presente trabajo tiene la intención de iniciar una exploración sobre las posibles ventajas y desafíos del uso del método pseudoespectral del espacio k para obtener auralizaciones basadas en el modelo ondulatorio.

Auralization is a term introduced to describe the recreation of the experience of acoustic phenomena a listener would perceive in a specific soundfield. Sound propagation in a soundfield can be simulated with geometric based models or wave based models. Each one offers particular advantages and disadvantages. For wave based models, the finite element method, the boundary element method or the finite difference method are widely mentioned. They are characterized for achieving very precise results for individual frequencies applied to small and moderately sized rooms. Geometric methods lead to the ray tracing method or the image source method. These methods achieve good results for high frequencies and are efficient in large rooms and complex structures, but are not able to represent in a simple manner specific wave phenomena such as diffraction. Commercial software used to produce auralizations is usually based on a hybrid model combining ray tracing and image sources. This paper proposes an exploration on possible advantages and challenges on the use of the k-space pseudospectral method for wave based auralizations.