Virtual Heritage: Audio design for immersive virtual environments using researched spatializers.

Loading...
Thumbnail Image
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
School of Arts, Design and Architecture | Master's thesis
Location:
P1 OPINNÄYTTEET D 2018 Laamanen
Date
2018
Major/Subject
Sound in New Media
Mcode
Degree programme
New Media
Language
en
Pages
91
Series
Abstract
This thesis work is based on a Virtual Heritage project being developed by the Systems of Representation research group. The objective of the project is to create a showcase demonstration on how the virtual reality (VR) could be used as an application for tourism in the heritage sector. In this context, my task was to develop a concept and prototype of how 'spatialized' sound could be used in a VR application. The initial location chosen for the concept was the ancient heritage burial site of Sammallahdenmäki, one of the Finnish heritage sites listed in the UNESCO register of World Heritage Sites. The thesis, that is written from an audio designer's perspective, focuses on three aspects of this project. First is the sound design for the Virtual Heritage project and the second is the quality of currently available 'spatializer' plug-ins used for headphone listening. In order to evaluate the process of designing 3D audio for virtual environments, the methods and principles within binaural rendering, sound design and immersion must be understood. Therefore, functions and theories within audio spatialization and 3D audio design are reviewed. Audio designers working on virtual reality content need the best possible solutions for creating believable 3D audio experiences. However, while working on the Virtual Heritage project, we did not find any comparative studies made about commercially available spatializer plug-ins for Unity. Thus, it was unknown what plug-in would have been the best possible solution for 3D audio spatialization. Consequently, two tests were conducted during this thesis work. First was an online test measuring which spatializer would be the most highly rated, in terms of perceived directional precision when utilizing head-related transfer functions without reverb or room simulations. The second was a comparative test studying if a spatialized audio rendering would increase immersion compared to non-spatialized audio rendering, when tested with the Virtual Heritage demonstration. The central aim in the showcase demonstration was to create an immersive virtual environment where users would feel as if they were travelling from the present, back to the Bronze Age, in order to understand and learn about the location’s unique history via auditory storytelling. The project was implemented utilising the Unity game engine. The research on music and other sound content used in the project’s sonic environment is explained. Finally, results of the project work are discussed.

Tämä opinnäytetyö perustuu Virtual Heritage projektityöhön, joka on tehty Systems of Representation tutkimusryhmälle. Projektin tavoite on luoda malliesimerkki siitä, miten virtuaalitodellisuutta voitaisiin käyttää hyväksi turismisovelluksissa. Esimerkkikohteeksi projektille oli valittu Sammallahdenmäen hautaröykkiöt, joka on hyväksytty mukaan UNESCON maailmanperintöluetteloon. Tehtäväni oli toteuttaa Unity pelimoottorilla prototyyppi, jossa kartoitetaan virtuaalisen tilaäänen käyttömahdollisuuksia kyseisen teeman ympärillä. Opinnäyte on kirjoitettu äänisuunnittelijan näkökulmasta keskittyen kolmeen projektityöhön liittyvään keskeiseen osaan: prototyypin äänisuunnitteluun, immersion käsitteeseen sekä spatialisointi liitännäisten (plug-in) toimintaan ja laatuun. Virtuaalitodellisuuksiin sisältöä tuottavana äänisuunnittelijana tarvitsin parhaat mahdolliset työkalut uskottavan 3D äänimaailman luomiseen. Virtual Heritage projektia työstettäessä kävi kuitenkin ilmi, että ajankohtaista vertailevaa tutkimusta spatialisointi liitännäisten laatueroista ei ollut löydettävissä. Oli mahdotonta määritellä yksilöllisesti, mikä liitännäisistä on toimivin ratkaisu suurimmalle käyttäjäkunnalle. Täten oli tarpeellista toteuttaa kaksi tutkimusta. Ensimmäinen oli empiirinen verkkotutkimus, jolla arvioitiin spatialisointi liitännäisten suorituskykyä, kun mitataan subjektiivisesti äänen tilallisen sijoittumisen tarkkuutta kuulokekuuntelussa ilman kaikuprosessointeja. Tutkimuksessa parhaiten suoriutunut liitännäinen implementoitiin prototyyppiin. Toisessa kokeessa tutkittiin kuinka paljon implementoidun spatialisointi liitännäisen käyttäminen lisää virtuaalitodellisuuden immersiota verrattaessa spatialisoimattomaan ääneen, kun testialustana toimii Virtual Heritage prototyyppi. Projektin keskeisin tavoite oli luoda immersiivinen virtuaalitodellisuus, jossa käyttäjä voi kokea matkaavansa nykyajasta pronssikautiselle Sammallahdenmäelle ja oppia tällä tavoin kohteen ainutlaatuisesta historiasta äänikerronnan keinoin. Opinnäytetyössä esitellään äänikerronnan sisältöön ja toteutustapaan johtavat tutkimukset, tuotanto sekä ajatukset lopputuloksesta.
Description
Supervisor
Ikonen, Antti
Thesis advisor
Diaz-Kommonen, Lily
Tandefelt, Marko
Keywords
sound design, virtual reality, HRTF, spatializer, cultural heritage, unity
Other note
Citation