Localization of auditory sources spatialized in virtual environments

Abstract

This study aims to investigate the correlation between the spatial location of virtual sound sources, as simulated by the freely available plug-in Facebook Spatial Workstation 360, and the perceived location by a group of listeners. Although sound spatialization techniques based on sound source simulation are widely utilized in the field of music, few studies have systematically evaluated their perceptual effectiveness, and limitations remain unexplored. Therefore, this study seeks to obtain psychoacoustic experiment-based data that would not only improve digital sound spatialization techniques but also facilitate a better understanding of the limits of perception associated with them. To achieve this objective, three experiments were designed, each focusing on a single variable (i.e., azimuth, elevation, and distance). The findings of this study suggest that the plugin effectively simulates the acoustic environment similarly to what has been reported in previous studies using non-individualized virtual stimuli, meaning it manages to emulate angular origin in azimuth and auditory distance to a considerable extent while failing to emulate the elevation of sound sources. Additionally, our results showed a high rate of front-back and back-front confusion.

Este estudo tem como objetivo investigar a correlação entre a localização espacial das fontes sonoras virtuais, conforme simulada pelo plug-in gratuito Facebook Spatial Workstation 360, e a localização percebida por um grupo de ouvintes. Embora as técnicas de espacialização sonora baseadas na simulação de fontes sonoras sejam amplamente utilizadas no campo da música, poucos estudos avaliaram sistematicamente sua eficácia perceptual, e limitações ainda permanecem inexploradas. Portanto, este estudo busca obter dados baseados em experimentos psicoacústicos que não apenas melhorem as técnicas de espacialização sonora digital, mas também facilitem uma melhor compreensão dos limites de percepção associados a elas. Para atingir esse objetivo, foram projetados três experimentos, cada um focando em uma variável específica (ou seja, azimute, elevação e distância). Os resultados deste estudo sugerem que o plug-in simula efetivamente o ambiente acústico de maneira semelhante ao que foi relatado em estudos anteriores utilizando estímulos virtuais não individualizados, o que significa que ele consegue emular a origem angular no azimute e a distância auditiva de forma considerável, enquanto falha em emular a elevação das fontes sonoras. Além disso, nossos resultados mostraram uma alta taxa de confusão entre frente e trás e entre trás e frente.