Abschlussarbeit

Evaluation der Audio-Signalsynthese und Netzwerkübertragung für die Echtzeit-Auralisierung in der Virtuellen Realität

Steckbrief

Eckdaten

Professur:
TA
Status:
abgeschlossen
Forschungsgebiet:
Akustische Virtuelle Realität

Betreuer

Bachelorarbeit von Heimes, Anne

In Applikationen der Virtuellen Realität sind technische Herausforderungen die größte Hürde, um eine virtuelle Szene qualitativ überzeugend zu reproduzieren, sodass eine zufriedenstellende Immersion erreicht wird. In der Praxis werden zu diesem Zweck verschiedene Komponenten zu einem Gesamtsystem integriert, welche auf der einen Seite Aufgaben sinnvoll trennen, und auf der anderen Seite die allgemeine Last komplizierter Berechnungen aufteilen. Ein typisches Beispiel stellen CAVE-Systeme dar, bei denen in der Regel dedizierte Computer für die Visualisierung, das Tracking und die Auralisierung verwendet werden, die ausschließlich über Netzwerkschnittstellen kommunizieren. Erweiterungen, die einen entsprechend hohen Berechnungsaufwand erfordern, können über die Hinzunahme weiterer Recheneinheiten integriert werden, ohne das Gesamtsystem auszubremsen. Ein wichtiger Aspekt interaktiver VR-Applikationen stellt die Systemreaktion auf eine Benutzeraktion dar. Bei der Simulation der Schallausbreitung wird auf eine solche Änderung mit der Berechnung neuer Parameter für die Digitale Signalverarbeitung bei der einem Eingabesignal die Auswirkungen der Ausbreitungseffekte aufgeprägt werden. Diese Eingabesignale der Echtzeit-Verarbeitung werden üblicherweise ohne nennenswerten Aufwand direkt aus dem Arbeitsspeicher gelesen. Eine andere Situation stellt sich dar, wenn das Eingabesignal nicht unmittelbar zur Verfügung steht, sondern aus einem künstlichen parametrierbaren Berechnungsmodell oder einem komplexen physikalischen Modell mittels Modalanalyse und -synthese generiert werden muss. In diesem Fall werden mathematische Operationen ausgeführt, die den Prozessor zusätzlich belasten und damit um Ressourcen konkurrieren. In der vorliegenden Bacheloraufgabe soll untersucht werden, unter welchen Voraussetzungen die Signalerzeugung einer virtuellen Schallquelle auf einem dedizierten Rechner und der sich anschließenden Übertragung an den Auralisierungsrechner über eine Netzwerkschnittstelle sinnvoll ist. Dabei werden Systemkomponenten und Komplexität der Signalerzeugung sowie Latenz und Übertragungsraten berücksichtigt, um eine allgemeine Empfehlung zu formulieren.