Plausibility of Binaural Walk-through-scenarios Considering Different Simplifications

Dynamic Binaural Synthesis oder dynamische binaurale Synthese ist ein sich noch in der Entwicklung befindliches Forschungsfeld welches sich mit der Integration der Bewegungen des Hörers in der Ebene und seiner Kopfbewegungen im virtuellen Raum virtuellen Raum befasst um ein möglichst realitätsnahen Höreindruck zu vermitteln. Das Kernelement der binauralen Synthese ist die binaurale Raumimpulsantwort, auch Binaural Room Impulse Response, oder kurz BRIR, genannt. Diese BRIR enthält alle Kopf bezogenen als auch räumlichen Informationen um eine virtuelle Schallquelle zu erzeugen. Die BRIR kann entweder durch Messungen, zum Beispiel in einem Raum, erfasst werden, oder durch Softwaresimulationen generiert werden. Die BRIRs werden dann mittels Signalfaltung bzw. Convolution mit einem Monoaudiostream gefaltet um eineperfekte Illusion einer realen Schallquelle zu erzeugen. Das in dieser Arbeit behandelte Szenario ist für eine stationäre Schallquelle. Die Struktur Der BRIRs ändert sich wenn der Hörer seinen Kopf bewegt oder sich im Raum bewegt. Um eine virtuelle Schallquelle zu erzeugen müssen die BRIRs sich dynamisch mit der Position des Hörers ändern. Während der Hörer sich bewegt erhöht sich die Anzahl der Impulsantworten welche mit einer Mindestauflösung gefaltet werden müssen deutlich. Aus diesem Grund ergibt sich die Notwendigkeit diesen Vorgang zu Vereinfachen, und Methoden zu finden um mit einer möglichst geringen Anzahl an Messungen auszukommen. Des weiteren sollten die Speicheranforderungen der Hardswaresysteme verringert werden ohne dass, dadurch die Authentizität und Qualität des Hörerlebnisses im VAE beeinträchtigt wird. Diese Arbeit versucht zwei existierende vereinfachende Methoden unter unterschiedlichen akustischen Bedingungen zu Implementieren. Bei der ersten Methode handelt es sich um eine Extrapolationsmethode. Die zweite Methode macht sich die Limitierungen unseres Gehörsinns zu Nutze. Die Referenz-BRIRs für die Simplifikationsmethode stammen von realen Messungen in einem Raum, mit einer Schallquelle vor, und einer neben dem Hörer. Ein vorläufiger Test der ersten Methode zeigt, dass es möglich ist mit der Messung von nur einer einzigen Position eine plausible Illusion der Annäherung an eine Schallquelle zu erzeugen, indem man die distanzabhängigen Parameter ändert. In der zweiten Methode ist der frühere Teil einer BRIR konkateniert mit dem späteren Teil einer anderen BRIR welche in dem selben Raum gemessen wurde. Studien zeigen, dass ab einem bestimmten Punkt der Konkatenationszeit, der als Perceptual Mixing Time bezeichnet wird, die synthetischen BRIRs ununterscheidbar von ihren Originalen werden. Verschiedene Testfälle wurden entwickelt für verschiedene Konkatenationszeiten. Eine statistische Analyse des formalen Hörtests zeigt, dass es für untersuchten Schallquellposition und Hörerpositionen in dem untersuchten Raum keine feste Perceptual Mixing Time innerhalb von 80 ms gibt.