Impact of sound attenuation function on sound distance estimation

Abstract

Simulated spatial audio has become a powerful tool for creating a feeling of immersion and spaciousness in games and virtual environments, yet some aspects of it still remain unstudied. The theoretical part of this thesis will be devoted to physical aspects of sound, cognition of spatial sound, how sound is simulated in virtual environments, and to virtual reality as a tool to study human cognition. The practical part will consist of the pilot study and the main experiment. The main purpose of the pilot study was selecting suitable sound samples for the main experiment. The main experiment was focused on the simulation of the relationship between sound volume and distance from the listener in game engines. In game engines, this relationship is often represented with an audio attenuation function. Many types of attenuation functions are often implemented in game engines by default. Two typical functions are simple linear function and another being some kind of logarithmic function mirroring physical properties of sound which follows inverse square law (1/x2 ). However, the effects of these functions on our distance estimation remain unstudied. For this purpose, an experiment was conducted. In the experiment we measured participant's ability to blindly estimate distances as well as improvement with...

Simulovaný prostorový zvuk se stal důležitým nástrojem pro zvýšení imerze a prostornosti v hrách a virtuálních prostředích, avšak některé aspekty prostorového zvuku zůstávají dosud neprozkoumány. Teoretická část této práce se bude věnovat fyzikálním aspektům zvuku, kognici prostorového zvuku, způsobům, jak je zvuk simulován ve virtuálních prostředích a virtuální realitě jako nástroji pro studium lidské kognice. Praktická část bude zahrnovat pilotní studii a hlavní experiment. Hlavním cílem pilotní studie bylo vybrat vhodné zvukové vzorky pro hlavní experiment. Hlavní experiment se věnoval simulaci vztahu mezi hlasitostí zvuku a vzdáleností od posluchače v herních enginech. V herních enginech je tento vztah často reprezentován atenuační funkcí zvuku. Do herních enginů bývá standardně implementováno více typů těchto funkcí. Dvě typické jsou jednoduchý lineární vztah a určitá varianta logaritmické funkce odrážející fyzikální vlastnosti zvuku, který se řídí zákonem převráceného kvadrátu (1/xš). Vliv těchto funkcí na naše odhadování vzdálenosti však zatím nebyl zkoumán. Pro účely tohoto zkoumání jsme vytvořili experiment, v němž jsme měřili schopnost účastníků odhadovat vzdálenost zvuku jak naivně, tak sledovat případné zlepšení díky vizuální zpětné vazbě. Naše výsledky ukazují, že logaritmická funkce...