Компьютерное моделирование при акустическом проектировании помещения < Статьи. Статьи > Компьютерное моделирование при акустическом проектировании помещения. Настоящая публикация адресована читателям, интересующимся вопросами акустического проектирования помещений. Преимущественно речь пойдет о задачах архитектурной акустики, т. Будут рассмотрены основные принципы использования программ для создания компьютерных моделей помещений (КМП), часто называемых «акустическими симуляторами». Для чего все это нужно? Назначение рассматриваемых программ вытекает из их названия и заключается в создании КМП и расчета с их помощью критериев акустического качества помещений.
Профессиональная программа для создания мультипликации. 2D и 3D интеграция и др. Компания Toon Boom использует в своих решениях технологии, созданные в тесном сотрудничестве с художниками ведущих студий анимации по всему миру.
Мы ограничимся рассмотрением ряда «коммерческих» программ, то есть тех, которые могут быть приобретены и использованы для практической деятельности в области акустического проектирования. Предварительно отметим, что можно выделить некий общий подход к этой работе, который в рамках профессионального проектирования всегда ведется в тесном контакте специалиста по архитектурной акустике и архитектора (см. Из показанной схемы следует, что при работе над проектом конкретного зала акустику, как правило, приходится многократно вносить изменения в КМП, подбирая форму, материалы отделки внутренних поверхностей и типы кресел, чтобы добиться оптимального результата, отвечающего не только обеспечению высококачественного звучания, но также пожеланиям архитектора и технологическим требованиям по эксплуатации зала. Поэтому существенно, чтобы программное обеспечение допускало возможность быстрого и оперативного изменения первоначально созданной КМП. Чем можно воспользоваться? Сейчас на рынке имеется не менее дюжины профессиональных программ для создания КМП.
- Как это работаетКак воспроизвести 3D - звук в обычных наушниках. Первая вещь — это плагин для музыкальных программ под Windows и Эта вещь позволяет создавать пространственные файлы из записей.
- Как правило, поддержка A3D подразумевает программную реализацию звука в играх и программах. Используются для создания тонких жидкокристаллических дисплеев. 3D Positional Sound, звук с трехмерным позиционированием.
- На компакт-диске есть установочные файлы следующих программ: q MilkShape 3D (для создания 3D-моделей); q QuArK (для создания 3D-интерьеров); q Paint Shop Pro (для работы с текстурами и изображениями); q Audacity (для работы со звуком); q UVMapper (для.
Какой бы привлекательной ни была их реклама, следует четко понимать, что не существует какой- либо «наилучшей», «наиточнейшей» программы. Уже много лет проводятся международные конкурсы программ для КМП. Суть их достаточно проста. Организаторы выбирают конкретное помещение, проводят в нем детальные акустические измерения и высылают участникам конкурса чертежи, а также сведения о материалах на внутренних поверхностях помещения.
Каждый участник строит на своей программе КМП, проводит расчет критериев акустического качества и отправляет результаты организаторам конкурса. На рис. 2 показана модель помещения, которое предлагалось участникам конкурса 1. Эта модель была выполнена в программе CATT- Acoustic. Организаторы проводят сравнение полученных данных с экспериментальными, что позволяет судить о точности вычислений. Результаты конкурсов публикуются в научной печати, причем названия программ не разглашаются и каждый участник выступает под выбранной организаторами аббревиатурой.
В итоге оказывается, что одна программа обеспечивает наилучшую точность вычисления одного акустического критерия, другая программа - иного критерия, то есть, как отмечалось, нет программы, которая могла бы претендовать на роль единственного лидера. Далее мы остановимся более детально на процедуре построения КМП и проведении акустических расчетов, упомянув при этом четыре программы: CATT- Acoustic [1], ODEON [2], EASE (с вычислительным модулем AURA) и AIST- 3. D [4]. Для такого выбора есть следующие основания.
Сейчас на рынке имеется не менее дюжины профессиональных программ для создания КМП. Что касается программы AIST-3D, то она использует весьма быстрые вычислительные алгоритмы, значительно ускоряющие процедуру расчетов. Как создать игру самому если я не программист? Какая программа для создания игр лучше для новичка? Также допускается добавление звуков и саундтреков в файлах форматов WAV и OGG. 3D Rad отличается реалистичной физикой, качественной обработкой графики..
Если посмотреть публикации по акустике помещений в престижных периодических научных изданиях, то нетрудно заметить, что программы CATT- Acoustic и ODEON упоминаются наиболее часто. Программа EASE фактически стала индустриальным стандартом в области расчета систем звукоусиления, а включенный в ее последние версии вычислительный модуль AURA делает возможным ее использование для большинства задач акустического проектирования. Что касается программы AIST- 3. D, то она использует весьма быстрые вычислительные алгоритмы, значительно ускоряющие процедуру расчетов. Кроме того, это разработка российских ученых в нашей стране, к сожалению, малоизвестна и хотелось бы восполнить этот пробел.
Как создать модель? В программах построение КМП исходит из представления интерьера помещения как совокупности плоских секций.
В этом их принципиальное отличие от архитектурных программ типа Auto. CAD, которые допускают работу с поверхностями более высокого порядка. То есть, если в помещении имеется, например, цилиндрический свод, то при построении КМП его нужно задать состоящим из нескольких плоских поверхностей, аппроксимирующих цилиндрическую поверхность, что иллюстрирует рис. Сейчас все программы акустических симуляторов допускают импорт dxf- файлов Auto.
Cad 3. D (в ODEON допускается импорт и из программы 3. D Studio). Проблема в том, где взять этот файл. Архитекторы при разработке проектной документации ограничиваются в большинстве случаев выпуском плоскостных чертежей (планов и разрезов). Запрос акустика о предоставлении трехмерных dxf- фай- лов энтузиазма у них, естественно, не вызывает. При отсутствии готовых dxf- файлов у акустика остаются два пути. Во- первых, можно подготовить этот файл самостоятельно (или заказать его создание), а затем импортировать его программой. Во- вторых, можно создать 3.
D модель непосредственно в программе КМП. Для этого необходимо задать трехмерные координаты (x,y,z) всех угловых точек каждой из плоских поверхностей, из которых формируется интерьер помещения. Может показаться, что это нереально большой по своей продолжительности труд. В действительности это не совсем так, хотя для сложного зала построение модели может занять несколько дней.
Дело в том, что программы КМП предусматривают в своих графических редакторах разнообразные меры для облегчения и ускорения этой процедуры. Это копирование поверхностей с их перемещением, поворотом, соединением и разделением; создание цилиндрических, сферических и иных пространственных фигур и поверхностей с их автоматическим представлением в виде набора плоских секций, а также много другое. Все это существенно облегчает процедуру построения 3. D моделей непосредственно в редакторах программ КМП.
Набор подобных средств в разных программах существенно отличается, что закономерно объясняется выбранной архитектурой графического редактора. По мнению автора, по возможностям графического редактора и удобству работы с ним четыре рассмотренные программы могут быть размещены по следующему нисходящему списку: ODEON - EASE - CATT- Acoustic - AIST- 3. D. Выбор одного из двух указанных выше путей построения КМП - это решение специалиста. Обычно с учетом специфики конкретного зала на практике используются оба этих подхода. На рис. 4 и 5 показаны 3. D модели двух крупных сооружений, выполненные в программе EASE.
При подготовке модели мечети сначала в 3. D Auto. Cad готовился dxf- файл, который затем импортировался программой, а в случае Олимпийской ледовой арены модель создавалась в графическом редакторе программы. В обоих случаях возникает вопрос о том, сколь подробно надо отражать архитектуру помещения, выбирая число плоских поверхностей, описывающих его интерьер. В залах сложной формы может потребоваться очень большое число этих поверхностей. Это наглядно видно на рис. Другой пример модели исторической мечети XVI в (Suley- manyie Mosque, Istanbul) показан на рис.
Как видно, здесь также для описания интерьера использовано очень много плоских секций. При построении КМП независимо от того, по какому подходу они строятся, важно минимизировать число плоских поверхностей, что уменьшает время расчетов и в определенной степени способствует повышению точности вычислений. Надо отчетливо понимать, что КМП - это не красивая картинка трехмерного вида интерьера, радующая глаз заказчика, а средство для определения характеристик звукового поля, ожидаемых в проектируемом помещении. Поэтому следует не моделировать отдельные ступени подъема зрительских мест, а задавать занимаемые креслами места в виде пандусов. Это видно, в частности, на рис. Нет также необходимости моделировать мелкие членения внутренних поверхностей размером менее 1.
Наличие подобных членений и мелкорельефной пластики целесообразно учитывать, приписывая поверхностям звукорассеивающие свойства, о чем будет сказано ниже. Есть еще много деталей, которые нужно учесть при построении КМП. Следует задать определенную последовательность угловых точек поверхностей (по часовой стрелке или наоборот), наличие двухсторонних поверхностей и др. Подобные детали отличаются в различных программах, и требуется внимательное изучение инструкций программ, которые обычно составлены весьма подробно. Как «одеть» модель? После того, как смоделирован трехмерный интерьер помещения в виде совокупности плоских поверхностей, следует приписать каждой из них определенные акустические свойства.
Отметим, что при построении модели в графическом редакторе программы эта процедура может производиться сразу, но всегда есть возможность изменить акустические свойства каждой поверхности на любой стадии работы. Необходимо задать для каждой поверхности значения коэффициента звукопоглощения (КЗП). Обычно расчеты в архитектурной акустике проводятся в диапазоне 6 октавных полос со среднегеометрическими частотами 1. Гц. Соответственно и КЗП должен задаваться, как минимум, в 6 указанных полосах.
Многие программы прилагают базы данных КЗП для различных отделочных материалов и кресел (с публикой и пустых). Правильный выбор КЗП для конкретного материала является принципиально важным для получения корректных результатов расчетов.
Как правило, профессиональные акустические консультанты формируют собственные базы КЗП, очень тщательно отбирая для них данные по опубликованным результатам измерений КЗП в реверберационных камерах. Помимо этого в ряде случаев необходимо задавать для поверхности не только звукопоглощающие, но и звукорассеивающие свойства, описываемые коэффициентом рассеивания звука. На рис. 7 показано окно для описания акустических свойств поверхностей модели согласно программе CATT- Acoustic (в других программах используется весьма сходный подход). В левой части окна показаны значения КЗП в графической и цифровой формах.
В приведенном случае это пластиковые сидения с публикой. В правой части окна в аналогичной форме могут быть заданы значения коэффициента рассеивания.