No momento em que esta tese foi concluída a infra-estrutura de áudio do sistema de auralização estava plenamente instalada, e foram realizados testes quanto à qualidade espacial percebida, tanto numa montagem fora da CAVERNA (no hall de entrada) quanto dentro da mesma, conforme descrito em 4.3.
Infra-estrutura
A infra-estrutura de áudio implantada para a CAVERNA Digital mostrou-se adequada e satisfatória para atender as tarefas de sonorização e auralização, e fornece a flexibilidade e escalabilidade necessárias para diferentes montagens, configurações e conexões, garantindo ao mesmo tempo uma qualidade e resolução de áudio excelente. Mostrou-se acertada a decisão por equipamentos de alta resolução, baixo nível de ruído e excelente desempenho acústico e elétrico.
O sistema de suportes reconfiguráveis também mostrou-se eficaz e flexível o suficiente para os requisitos de pesquisa e montagens temporárias de patches de áudio, que são uma demanda tradicional na área.
Nível de imersão
Verificamos que a qualidade espacial percebida varia entre nível 3 e 4, dependendo do programa auralizado (timbre) e posição relativa na área de audição. Nas audições externas à CAVERNA, longe da influência das telas, algumas pessoas perceberam indicadores de elevação67, e o nível de imersão instantâneo atingia 5. A escala de imersão proposta em 3.1 mostrou-se adequada para mensurar julgamentos de qualidade, mas algo difícil para julgar a falta de qualidade. É necessário o desenvolvimento de ferramentas para utilização da mesma, como por exemplo para o
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isso pode ser explicado em função da inclinação dos alto-falantes em direção a um centro virtual aproximadamente a 1,75m de altura, mas irradiando-se de 1,95m (altura dos pedestais), o que causava a percepção dos sons vindo de cima.
equacionamento de métricas objetivas e subjetivas de qualidade e parâmetros acústicos.
Codificação espacial Ambisonics
A codificação Ambisonics proposta e incorporada no algoritmo modificado de (ALLEN, 1979) foi bem sucedida. O algoritmo codifica corretamente a posição e diretividade dos reflexos do reflectograma gerado, e produz como saída as respostas impulsivas do ambiente acústico para os quatro vetores B-Format.
As fontes sonoras foram corretamente localizadas, isto é, o mecanismo de codificação da direção forneceu o resultado esperado. Em muitos casos a indicação correta da direção se deu melhor com a combinação de notas mais graves (dó3 e dó4 na flauta) tocadas com algum vibrato e com duração maior, o suficiente para poder movimentar a cabeça enquanto a nota perdurava e resolver a confusão na localização. Percebemos portanto que a indicação da direção correta, nas condições deste experimento, mostrou-se dependente do programa (notas, timbres e duração).
Simulação acústica e auralização
A simulação acústica utilizando o método de fonte-imagem de ALLEN (1979) mostrou plenamente satisfatória, superando as expectativas em alguns casos. Ela incorpora mecanismo de atenuação com a distância de forma correta, e permitiu obter com precisão todos os reflexos na faixa de tempo desejada, e num tempo computacional curto o suficiente para permitir seu uso em aplicações de tempo real, mesmo considerando-se faixas superiores a 100ms, quando vários autores sugerem o uso de reverberadores para produzir o efeito difuso.
Doze pessoas avaliaram dois quesitos de qualidade espacial nos testes de auralização: (i) a direção de onde o som vinha no espaço, (ii) a percepção da sala virtual (qual dimensão da sala virtual era mais comprida). Com relação ao experimento em anel octogonal do lado de fora da CAVERNA, que não mapeava elevação, os resultados estão detalhados na Tabela 10.
Tabela 10 – Resultados do enquete subjetivo de qualidade espacial percebida
Direção do som
Acertaram a posição correta codificada 4, sem sombra de dúvida
Acertaram, mas indicaram elevação 6 apontaram a direção horizontal correta, mas indicaram alguma elevação
Acertaram parcialmente 1 pessoa registrou a direção correta no início do trecho ouvido, mas acusou um movimento da fonte enquanto o som evoluia para uma posição posterior da sala virtual
1 pessoa registrou duas posições para o som, uma correta (“som agudo”) e outra incorreta (“som grave”), esta última tendendo à parte posterior da sala virtual.
Erraram 0
Percepção da sala virtual (dimensão maior) Acertaram que a maior dimensão é a frente-trás, de 20m
3
Erraram ao indicar a dimensão esquerda- direita (15m) como maior
3
A sala lhes pareceu pequena ou uma “cozinha”
1
Erraram a dimensão correta e comentaram sobre o tamanho da sala
1 pessoa, que afirmou que a sala era pequena
Não souberam avaliar ou tiveram dúvidas para afirmar
4
Nos testes realizados dentro da CAVERNA, a configuração cúbica forneceu melhores resultados, indicando em momentos instantâneos um nível 5 de imersão. O quadrante correto onde situava-se a fonte virtual do som no espaço foi corretamente avaliado por todos que ouviram os trechos de testes dentro da CAVERNA, embora a taxa de acerto quanto à direção correta tenha sido menor que no experimento feito fora da CAVERNA, e também foi maior a percepção de uma fonte “circulante” no ambiente durante trechos da execução dos dois timbres. Com relação à espacialidade ou dimensões do espaço virtual, os avaliadores não souberam dizer como era o espaço.
De uma maneira geral, a qualidade da percepção espacial com Ambisonics se deu melhor fora da CAVERNA do que dentro. Dentro da CAVERNA, os resultados foram melhores na configuração cúbica.
Os resultados mostraram-se dependentes do programa musical, em especial sensíveis aos atributos timbre, altura (pitch) e duração. Para os trechos de flauta, que englobaram um universo mais diversificado de gestos, a taxa de acerto da localização foi superior à verificada com a bateria. O tempo que os avaliadores demoraram em tomar uma decisão quanto à localização da bateria foi maior do que para a flauta. Alguma distorção na formação do plano em passagens de flauta, principalmente na frase decrescente que atravessa uma oitava de cima a baixo, foi percebida circulante no espaço 3D. Este trecho foi preparado com notas dó3 (~262Hz), dó4 (~523Hz) e dó5(~1046Hz), iniciando com uma frase descrescente ligada de dó5 a dó3, trafegando das faixas de frequência alta (>700Hz) e baixa (<300Hz) de referência no formalismo de faixas de frequência do Ambisonics.
Para as baixas freqüências o grau de realismo é menor que para as freqüências médias, em função da técnica de fontes-imagens utilizada, sabidamente boa para modelagem de reflexões especulares (geométrica). A ausência de outros métodos complementares atuando concomitantemente com o de fonte imagem é fonte de degradação no nível de realismo e grau de imersão percebido. A percepção correta da localização dos sons de dentro da CAVERNA em algumas posições é falseada, devido à ausência de tratamento anecóico adequado da mesma.
Em certas posições, “vazamentos” de som através da estrutura da CAVERNA produziam interferência com o campo sonoro esperado. Para altas freqüências, encontramos o ambiente bem difusor, efeito possivelmente criado pela transmissão sonora através das telas. As caixas não respondem a baixas freqüências, inferior a 60Hz. O modelamento correto da propagação sonora, fenômenos modais e difração nas baixas freqüências acrescido de um sub-woofer na CAVERNA pode incrementar o grau de realismo para estas freqüências. Esta adição é esperada no futuro.
Um resultado unânime no julgamento de todos foi a capacidade do sistema em produzir um campo sonoro que não parece vir das caixas, isto é, as fontes secundárias permaneceram ocultas, os ouvintes acessaram somente as fontes primárias (virtuais).
5 DISCUSSÃO DOS RESULTADOS
5.1 Introdução
A seguir procedemos a algumas discussões relevantes sobre o sistema desenvolvido, sua implementação, sua aplicabilidade nas diversas finalidades onde a sonificação tridimensional é importante, e sobre os resultados obtidos.
É importante reconhecer que a simulação e reprodução realista de um campo sonoro em ambientes de realidade virtual imersiva é uma meta somente alcançável através de refinamentos e melhoramentos sucessivos, tanto nos modelos utilizados quanto nas técnicas de implementação. Um resultado de alta qualidade é alcançável após iterados ciclos de implementações, testes, e melhoramentos.