Forschungsprojekt PlaNaS

Natürliche Schallquellen wie die menschliche Stimmen, unterschiedliche Musikinstrumente oder Alltagsgeräusche prägen unsere Hörumgebung. In virtuellen akustischen Umgebungen, z.B. in Anwendungen der Augmented und Extended Reality sollen solche Schallquellen möglichst realitätsnah dargestellt werden. Dabei zeigt sich jedoch, dass die räumlichen Abstrahleigenschaften natürlicher Schallquellen deutlich komplexer sind als die in vielen Forschungsstudien oft genutzten Lautsprecher.

Im Gegensatz zu Lautsprechern, die sich durch eine zeitinvariante Richtcharakteristik und ein klar definiertes akustisches Zentrum auszeichnen, besitzen natürliche Schallquellen ein räumlich ausgedehntes und häufig zeitvariables Abstrahlverhalten. Darüber hinaus beeinflussen Bewegungen der Schallquelle im Raum sowie Änderungen der Orientierung die resultierende Schallabstrahlung.

Viele aktuelle Studien zum Vergleich von realer und virtueller akustischer Darbietung nutzen oft stark vereinfachte Schallquellenmodelle. Da die Unterschiede zu natürlichen Schallquellen jedoch deutlich hörbar sind, beeinflussen sie die Ergebnisse psychoakustischer Untersuchungen maßgeblich. Dies betrifft insbesondere die Bewertung der Authentizität (die vollständige sensorische Übereinstimmung von Realität und Simulation) sowie der Plausibilität (die Übereinstimmung der Darbietung mit der inneren Referenz des Hörers).

Hier setzt das Forschungsvorhaben PlaNaS an. Ziel ist die Entwicklung von Verfahren zur Nachbildung der richtungsabhängigen und räumlich verteilten Schallabstrahlung natürlicher Schallquellen in virtuellen akustischen Umgebungen. Darauf aufbauend werden psychoakustische Experimente durchgeführt, um zu untersuchen, welche physikalischen und perzeptiven Faktoren die Plausibilität beeinflussen und welche Darbietungsgenauigkeit hierfür erforderlich ist.

Ein besonderer Fokus des Vorhabens liegt dabei auf:

• der Modellierung komplexer, zeitlich variabler Richtcharakteristiken natürlicher Schallquellen,
• der Berücksichtigung von Quellenausdehnung und Bewegungsdynamik,
• sowie der Weiterentwicklung und Anpassung etablierter Testparadigmen zur Plausibilitätsbewertung.

Durch die Verbindung von fortgeschrittenen Methoden der Signalverarbeitung zur Realisierung virtueller akustischer Umgebungen mit psychoakustischen Experimenten trägt das Projekt dazu bei, diese besser an reale Hörsituationen anzunähern und deren Einsatz in zukünftigen Anwendungen zu verbessern.