The Parameters of Realistic Spatial Audio : An Experiment with Directivity and Immersion
Pouru, Lasse (2019)
Pouru, Lasse
2019
All rights reserved. This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2019061717136
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2019061717136
Tiivistelmä
Tämä työ käsittelee tilaäänen eli 3D-äänen ohjelmallista toteutusta nykypäivän pelimoottoreissa. Kilpailevia ohjelmistoratkaisuja on useita, mutta juurikaan ei ole tutkittu millä tekniikoilla ja parametreilla yleisesti ottaen saavutetaan äänilähteiden paikantamisen sekä kuuntelukokemuksen immersiivisyyden kannalta parhaat tulokset. Tätä monimutkaista ongelmaa lähestytään tässä tutkimuksessa vertailemalla Resonance Audio -tilaäänilisäosan suuntakuvion parametrien vaikutusta suuntakuulon tarkkuuteen ja kuulijan subjektiiviseen kokemukseen tilavaikutelman luonnollisuudesta virtuaalisessa kuuloavaruudessa. Koska Resonance Audio on vapaa ohjelmisto, tutkimuksen tulokset ovat myös yleisemmin sovellettavissa.
Unity-moottorilla rakennetussa virtuaalisessa testiympäristössä suoritettiin koe, jossa koehenkilöt arvioivat ympäriltään tulevien äänien suuntaa ja antoivat arvosanan kuuntelukokemuksen luonnollisuudelle. Yksikään testatuista parametriyhdistelmistä ei erottunut selvästi muita parempana, mutta tiettyjen arvojen väliltä tilastollisesti merkittäviä eroja kuitenkin löytyi. Kaiken kaikkiaan tulokset olivat linjassa odotusten sekä ihmisen tilakuulosta tehtyjen empiiristen tutkimusten kanssa, minkä perusteella voitiin olettaa että kokeessa käytetty testiympäristö todennäköisesti soveltuisi vastaavanlaisiin kokeisiin myös tulevaisuudessa. This work deals with the software implementation of spatial audio, or 3D audio, in today's game engines. Multiple competing software solutions exist, but little research has been done as to which techniques and parameters generally yield the optimal results in regard to the localization of sound sources and the immersivity of the listening experience. This complex problem is approached in this study through comparing the effects of the parameters of the listener directivity pattern of the Resonance Audio spatial audio plugin on the accuracy of directional hearing and the listener's subjective experience of the realism of the spatial impression in a virtual auditory space. Because Resonance Audio is free software, the results of the study are also more generally applicable.
An experiment where test subjects assessed the directions of sounds coming from around them and rated the realism of the listening experience was conducted in a virtual test environment built with Unity engine. None of the tested parameter combinations stood out as clearly better than the rest, but statistically significant differences were nonetheless found between some of the values. Overall the results were in line with the expectations and the empirical studies on human spatial hearing, which gave grounds to assume that the test environment used in the experiment would likely also be suitable for similar experiments in the future.
Unity-moottorilla rakennetussa virtuaalisessa testiympäristössä suoritettiin koe, jossa koehenkilöt arvioivat ympäriltään tulevien äänien suuntaa ja antoivat arvosanan kuuntelukokemuksen luonnollisuudelle. Yksikään testatuista parametriyhdistelmistä ei erottunut selvästi muita parempana, mutta tiettyjen arvojen väliltä tilastollisesti merkittäviä eroja kuitenkin löytyi. Kaiken kaikkiaan tulokset olivat linjassa odotusten sekä ihmisen tilakuulosta tehtyjen empiiristen tutkimusten kanssa, minkä perusteella voitiin olettaa että kokeessa käytetty testiympäristö todennäköisesti soveltuisi vastaavanlaisiin kokeisiin myös tulevaisuudessa.
An experiment where test subjects assessed the directions of sounds coming from around them and rated the realism of the listening experience was conducted in a virtual test environment built with Unity engine. None of the tested parameter combinations stood out as clearly better than the rest, but statistically significant differences were nonetheless found between some of the values. Overall the results were in line with the expectations and the empirical studies on human spatial hearing, which gave grounds to assume that the test environment used in the experiment would likely also be suitable for similar experiments in the future.