Zwiększanie bazy wiedzy pomoże unowocześnić akustykę stosowaną
Chociaż naukowcy zajmujący się akustyką w motoryzacji, akustyką pomieszczeń, akustyką muzyczną czy psychoakustyką badają w gruncie rzeczy to samo, każdy z nich robi to na własną rękę, nie mając żadnej wiedzy na temat wyników uzyskanych przez pozostałych. Z tego powodu zespół projektu BATWOMAN poszukiwał sposobu na zapewnienie synergii, która pozwoli wynieść projektowanie dźwięku, dokładność i wydajność modelowania w odpowiednich zakresach częstotliwości na nowy poziom. W ramach projektu zbadano też ludzką percepcję słuchową, dzięki czemu będziemy mogli lepiej zrozumieć parametry dźwięku i wpływ stymulacji dźwiękowej na dobre samopoczucie i procesy poznawcze, jak również potencjalny szkodliwy wpływ dźwięku na człowieka. Przewidywanie efektów akustycznych Zespół rozpoczął swoje działania od opracowania systemu komputerowego zdolnego do przewidywania, co usłyszy słuchacz w określonych scenariuszach, na podstawie fizycznych modeli źródeł dźwięku (takich jak instrumenty muzyczne czy samochody) oraz przestrzeni (jak sale koncertowe czy wnętrze samochodu). Jak wyjaśnia koordynator projektu, pan Martin Wifling: „Symulacje komputerowe zostały zoptymalizowane pod kątem wydajności i wierności dźwięku, dzięki czemu mogą odtwarzać wirtualne dźwięki w czasie rzeczywistym na komputerach nowej generacji”. Uczestnicy skupili się przede wszystkim na oddziaływaniu dźwięków tła na sprawność procesów poznawczych. Aby zbadać to zagadnienie, część naukowców przeprowadziła doświadczenia mające na celu oszacowanie wpływu różnego rodzaju dźwięków w tle na zadania, których wykonanie wymaga dużego wysiłku poznawczego. Doświadczenia te pozwoliły lepiej poznać zagadnienia związane z akustyką środowiska i dowiodły, że wpływ dźwięku na zadania realizowane przez człowieka w dużym stopniu zależy od natury dźwięku oraz natury zadania. Znaczenie miały też inne czynniki – czy dźwięki są postrzegane jako hałas czy jako mowa oraz, jeśli to mowa, czy jest ona semantycznie znacząca, czy też nie. Oczywiście rodzaj zadania również był istotny – ważne jest, czy zadanie angażuje pamięć krótkotrwałą, czy wymaga porządkowania informacji (np. jak przy zapamiętywaniu numerów telefonu) bądź jest bardziej rutynowe i obejmuje mechaniczne powtarzanie czynności. Zespołowi udało się zidentyfikować nowy parametr akustyczny/słuchowy określający zróżnicowanie spektralne sceny akustycznej. Parametr ten pozwala wystarczająco dokładnie przewidzieć wyniki zadania poznawczego, w którym osoba musi zapamiętać pewną sekwencję (np. cyfr) i odtworzyć ją w prawidłowej kolejności. Umożliwia również przewidywanie wpływu rozpraszających uwagę dźwięków w tle na dokładność pamięci, bazując tylko na analizie nagrania dominujących dźwięków środowiska akustycznego. Jednym z odkryć projektu BATWOMAN jest fakt, iż generalizowanie wyników doświadczeń opartych na określonych zadaniach mija się z celem, ponieważ każdy scenariusz posiada osobne zmienne ograniczające. Z tego powodu do opracowania dobrych zaleceń i przepisów niezbędne są dalsze, bardziej kontekstowe badania. „Ta interdyscyplinarna dziedzina badań, obejmująca akustykę środowiska i psychologię poznawczą, nabiera coraz większego znaczenia społecznego ze względu na rosnącą liczbę przestrzeni open-space i otwartych przestrzeni do nauki” – zauważa pan Kohlrausch, koordynator projektu zajmujący się badaniem percepcji. Dźwięki przyszłości Silne zaangażowanie sektora prywatnego podkreśliło znaczenie wspólnego prowadzenia badań podstawowych, badań stosowanych oraz prac nad rozwojem produktu, przez co biorący udział w projekcie BATWOMAN młodzi naukowcy odnieśli wiele korzyści. Dzięki usprawnieniu projektowania kontrolowanego i procesów produkcji uczestnicy projektu BATWOMAN nie tylko zwiększyli wiedzę z zakresu akustyki, ale również opracowali nowe, praktyczne metody zmniejszania poziomu hałasu i drgań przenikających do wnętrza samochodów oraz poprawili dźwięk generowany przez instrumenty muzyczne i produkty przemysłowe oraz akustykę sali koncertowych. Zapytany o przyszłość, Wifling dodaje: „Planujemy kontynuować badania rozpoczęte w ramach projektu BATWOMAN i sprawdzić, jak można przyspieszyć symulacje strukturalne, modelowanie akustyki pomieszczeń oraz percepcyjnie poprawne renderowanie audio poprzez wykorzystanie mocy masowego przetwarzania równoległego zapewnianej przez komputery nowej generacji”. Obecnie zespół skupia się na dźwięku VR nowej generacji, obejmującym dźwięki generowane w czasie rzeczywistym zależnie od otoczenia fizycznego. To obszar niezwykle ważny dla producentów urządzeń VR, które w niedługim czasie wykroczą poza świat gier i rozrywki.
Słowa kluczowe
BATWOMAN, akustyka, projektowanie dźwięku, dokładność modelowania, percepcja słuchowa, dobre samopoczucie, procesy poznawcze, parametry dźwięku