Simulation von Nachhallzeit und Energie-Verlauf mit einem neuen nichtstatistischen Computermodell

A new effective method of simulating reverberation is presented. The model is limited to the most important physical parameters of the room: the room geometry, and the coefficients of absorption and of diffuse reflexion of the walls.

The sound field is represented by a typical set of sound paths through the room. These paths are modeled as wave guides, i.e. digital delay lines. The reflexion coefficients at the intersections of the delay lines are determined by the properties of the walls. It is possible to simulate mixed cases including both specular and diffuse reflexion.

Simulations of several rooms with different reflexion properties are compared with results in the literature. Discrepancies in the existing literature could be resolved by reference to the new model. Earlier measurements derived from a physical model of a reverberant room were compared with the simulations. There was good qualitative agreement at medium diffusivity even for inhomogenous distributions of absorption and for energy decay.

Zusammenfassung

Ein neues, effektives Verfahren zur Simulation von Nachhall soil hier vorgestellt werden. Das Modell beschränkt sich in der Darstellung auf die wesentlichen physikalischen Parameter des Raumes: Die Raumgeometrie, Absorptions- und Diffusitätsgrad.

Das Schallfeld wird durch eine Auswahl typischer Schallwege im Raum repräsentiert. Diese wiederum warden im Modell als Wellenleiter, das heißt durch digitale Verzögerungsleitungen, dargestellt. Die Kopplung der Verzögerungsleitungen untereinander wird aus den Reflexionseigenschaften der Wände abgeleitet. Es kann auch der Übergang von spiegelnder zu diffuser Reflexion simuliert werden. Die Ergebnisse der Simulation verschiedener Räume mit unterschiedlichen Reflexionseigenschaften werden vorgestellt und mit der Literatur verglichen. Dabei lassen sich einige in der Literatur widersprüchliche Ergebnisse anhand des Modells erklären und auflosen. Der Vergleich mit früheren Messungen an einem Modellhallraum zeigt gute qualitative Übereinstimmungen bei inhomogenen Absorptionsverteilungen und mittleren Diffusitätsgraden, die zu durchhangenden Nachhallkurven führen.

Sommaire

On décrit un procédé pratique nouveau pour simuler la réverbération acoustique dans une salle. Le modèle proposé ne prend en consideration que les paramètres physiques les plus importants: la géométrie de la salle ainsi que ses coefficients locaux d'absorption et de diffusion.

Le champ acoustique est représenté par une collection de trajets typiques suivis par les rayons acoustiques dans la salle. Ces trajets, à leur tour, sont modélisés comme des guides d'ondes c'est-a-dire des lignes à retard discrétisées. Le couplage entre tronçons consécutifs de lignes à retard se déduit des propriétés de réflectivité des parois de la salle. On a ainsi le moyen de programmer des réflexions diffuses aussi bien que des réflexions strictement spéculaires.

On présente des résultats relatifs à diverses salles possédant des propriétés de réflectivité nettement différentes et on les compare avec d'autres publies anterieurement. Ce faisant, on arrive à élucider certaines contradictions qui apparaissent à l'examen de la litterature. En tout cas, nos résultats concordent, du moins qualitativement, avec des mesures effectuées précédemment dans une salle réverbérante modèle possédant une distribution inhomogène de l'absorption aux parois et des coefficients de diffusivité modérés aboutissant à des courbes de déclin régulières.