evaluaciÓn de auralizaciones obtenidas combinando …

EVALUACIÓN DE AURALIZACIONES OBTENIDAS COMBINANDO MÉTODOS DE ELEMENTOS FINITOS Y ACÚSTICA GEOMÉTRICA EN DOS

RECINTOS Y SU APLICACIÓN EN LA VALORACIÓN ACÚSTICA DE UNO DE ELLOS

JUAN CAMILO RODRÍGUEZ VILLOTA ANDERSON NARANJO RUIZ

UNIVERSIDAD DE SAN BUENAVENTURA SECCIONAL MEDELLÍN FACULTAD DE INGENIERÍAS

INGENIERÍA DE SONIDO MEDELLÍN

2015

EVALUACIÓN DE AURALIZACIONES OBTENIDAS COMBINANDO MÉTODOS DE ELEMENTOS FINITOS Y ACÚSTICA GEOMÉTRICA EN DOS

RECINTOS Y SU APLICACIÓN EN LA VALORACIÓN ACÚSTICA DE UNO DE ELLOS

JUAN CAMILO RODRIGUEZ ANDERSON NARANJO RUIZ

Anteproyecto presentado para optar al título de Ingeniero de Sonido

Asesor

Luis Alberto Tafur Jiménez MSc. en Sonido y Vibraciones

UNIVERSIDAD DE SAN BUENAVENTURA SECCIONAL MEDELLÍN FACULTAD DE INGENIERÍAS

INGENIERÍA DE SONIDO MEDELLÍN

2015

AGRADECIMIENTOS

Agradecemos de todo nuestro corazón primeramente a Dios quien nos ha dado una esperanza de vida eterna, quien nos ha cuidado fielmente a lo largo de la carrera y además nos ha guiado con amor por el camino del conocimiento, gracias a El quien a pesar de nuestra infidelidad nos ha bendecido. Agradecemos a cada uno de nuestros padres: Juan Carlos, Gerardo, Lola y Mery quienes se han sacrificado por darnos el estudio y la provisión, quienes han estado ahí en cada momento dispuestos a cuidarnos, quienes han creído en nosotros y han aportado grandemente a nuestras vidas. Agradecemos a nuestro asesor de trabajo de grado el profesor Tafur quien nos soportó y enseñó, gracias a él por su conocimiento y aporte a nuestra formación, al profesor García y demás profesores que enriquecen nuestras vidas, a nuestros compañeros de promoción y amigos de la universidad, a los compañeros de los cuales se tomó información de sus investigaciones y trabajos realizados. Finalmente debemos inmensa gratitud a todas aquellas personas que se han tomado el tiempo de conocernos y acompañarnos a lo largo de todo este camino.

TABLA DE CONTENIDO

INTRODUCCIÓN ................................................................................................................................. 10

1. PRELIMINARES .............................................................................................................................. 12

1.1 OBJETIVOS DEL PROYECTO............................................................................................................ 12 1.1.1 Objetivo General ................................................................................................................... 12 1.1.2 Objetivos específicos ............................................................................................................. 12

1.2 MARCO TEÓRICO .......................................................................................................................... 13 1.2.1 Auralización .......................................................................................................................... 13 1.2.2 Generación ............................................................................................................................ 13 1.2.3 Transmisión ........................................................................................................................... 13 1.2.4 Reproducción ........................................................................................................................ 18 1.2.5 Evaluación de auralizaciones ................................................................................................ 20 1.2.6 Evaluación acústica de recintos de enseñanza ..................................................................... 24

1.3 ESTADO DEL ARTE ......................................................................................................................... 27 1.3.1 Generación de auralizaciones ............................................................................................... 27 1.3.2 Evaluación acústica de recintos de enseñanza usando auralizaciones ................................. 28

2. AURALIZACIONES PARA UN SALÓN DE REUNIONES DEL ISVR ........................................................ 30

2.1 GENERACIÓN DE AURALIZACIONES USANDO LAS TÉCNICAS MEF-AG, AG Y MEDICIONES ............ 32 2.2 EVALUACIÓN OBJETIVA................................................................................................................. 34

2.2.1 Análisis de resultados ........................................................................................................... 38 2.3 DISEÑO DE LA PRUEBA SUBJETIVA PARA EVALUAR LAS AURALIZACIONES MEF-AG Y AG ............. 39

2.3.1 Población y muestra ............................................................................................................. 39 2.3.2 Diseño de la prueba .............................................................................................................. 40

2.4 PRUEBA SUBJETIVA PARA EVALUACIÓN DE AURALIZACIONES ..................................................... 41 2.5 RESULTADOS Y ANÁLISIS DE RESULTADOS .................................................................................... 42

2.5.1 Resultados generales auralizaciones MEF-AG ...................................................................... 42 2.5.2 Resultados por instrumentos ................................................................................................ 44 2.5.3 Resultados por posiciones auralizaciones MEF-AG ............................................................... 48 2.5.4 Resultados generales auralizaciones AG .............................................................................. 49 2.5.5 Resultados por instrumentos Auralizaciones AG .................................................................. 51 2.5.6 Resultados por posiciones Auralizaciones AG ....................................................................... 54 2.5.7 Comparación de resultados MEF-AG con AG ........................................................................ 55 2.5.8 Análisis de varianza ANOVA ................................................................................................. 57

3. AURALIZACIONES PARA EL MINI AUDITORIO 2 .............................................................................. 60

3.1 GENERACIÓN DE AURALIZACIONES USANDO LAS TÉCNICAS MEF-AG, AG Y MEDICIONES ............ 61 3.2 EVALUACIÓN OBJETIVA................................................................................................................. 64

3.2.1 Análisis de resultados ........................................................................................................... 67 3.1 DISEÑO DE PRUEBA DE INTELIGIBILIDAD Y DIFICULTAD DE ESCUCHA PARA UN SALÓN DE CLASES

DE LA UNIVERSIDAD SAN BUENAVENTURA MEDELLÍN ....................................................................... 68 3.1.1 Población y muestra ............................................................................................................. 68 3.1.2 Diseño de la prueba .............................................................................................................. 68

3.2 PRUEBA DE INTELIGIBILIDAD Y DIFICULTAD DE ESCUCHA PARA UN SALÓN DE CLASES DE LA

UNIVERSIDAD SAN BUENAVENTURA MEDELLÍN ................................................................................. 69 3.3 RESULTADOS DE INTELIGIBILIDAD Y ANÁLISIS DE RESULTADOS ................................................... 70

3.3.1 Resultados por condiciones acústicas ................................................................................... 70 3.3.2 Resultados y análisis por posiciones ..................................................................................... 71

3.4 RESULTADOS DE DIFICULTAD DE ESCUCHA Y ANÁLISIS DE RESULTADOS ...................................... 73

4. CONCLUSIONES ............................................................................................................................. 76

5. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS ...................................................................................................... 77

6. ANEXOS ......................................................................................................................................... 80

ANEXO A. INFORMES DE MEDICIÓN ................................................................................................... 80 Anexo A1. Informe de medición de tiempo de reverberación, sala de grabación del estudio A .... 80 Anexo A2. Informe de medición de ruido de fondo, sala de grabación del estudio A .................... 85 Anexo A3. Informe de medición de respuestas al impulso monoaurales, mini auditorio 2 ........... 87 Anexo A4. Informe de medición de respuestas al impulso binaurales, mini auditorio 2 ............... 92

ANEXO B. INFORME DE EVALUACIÓN OBJETIVA ................................................................................. 97 Anexo B1. Evaluación objetiva, mini auditorio 2 ........................................................................... 97 Anexo B2. Evaluación objetiva, salón ISVR .................................................................................. 101

ANEXO C. PRUEBAS SUBJETIVAS ....................................................................................................... 105 Anexo C1. Formato prueba evaluación subjetiva de la calidad de auralizaciones ...................... 105 Anexo C2. Formato prueba de inteligibilidad y dificultad de escucha ......................................... 109

ANEXO D. CERTIFICADOS DE CALIBRACIÓN ...................................................................................... 112

LISTA DE TABLAS

TABLA 1. VALORES RECOMENDADOS DE 𝑅𝑇𝑚𝑖𝑑 EN FUNCIÓN DEL TIPO DE SALA (RECINTOS OCUPADOS) [10] ................ 20 TABLA 2. RELACIÓN ENTRE %ALCONS, STI / RASTI Y LA VALORACIÓN SUBJETIVA DEL GRADO DE INTELIGIBILIDAD. [10] .. 25 TABLA 3. ÁREA Y MATERIAL DE LAS SUPERFICIES SALÓN DEL ISVR [4]. .................................................................... 31 TABLA 4. CANTIDAD DE AURALIZACIONES OBTENIDAS POR PARÁMETRO................................................................... 34 TABLA 5. DIFERENCIAS PORCENTUALES ENTRE DATOS SIMULADOS POR DOS MÉTODOS DISTINTOS CON RESPECTO A

MEDICIONES PARA LAS BANDAS DE 125, 250 Y 500 HZ. ............................................................................ 38 TABLA 6. ESCALA DE APRECIACIONES. ............................................................................................................... 40 TABLA 7. MEDIDAS DE TENDENCIA CENTRAL Y DISPERSIÓN PARA RESULTADOS DE LOCALIZACIÓN, REVERBERACIÓN, CALIDEZ Y

BRILLO. AURALIZACIONES MEF-AG ....................................................................................................... 42 TABLA 8. MEDIDAS DE TENDENCIA CENTRAL Y DISPERSIÓN PARA RESULTADOS POR ATRIBUTOS E INSTRUMENTOS.

AURALIZACIONES MEF-AG. ................................................................................................................. 44 TABLA 9. MEDIDAS DE TENDENCIA CENTRAL Y DISPERSIÓN PARA RESULTADOS POR ATRIBUTOS Y POSICIONES.

AURALIZACIONES MEF-AG. ................................................................................................................. 48 TABLA 10. MEDIDAS DE TENDENCIA CENTRAL Y DISPERSIÓN PARA RESULTADOS POR ATRIBUTOS LOCALIZACIÓN,

REVERBERACIÓN, CALIDEZ Y BRILLO. AURALIZACIONES AG. .......................................................................... 49 TABLA 11. MEDIDAS DE TENDENCIA CENTRAL Y DISPERSIÓN PARA RESULTADOS POR ATRIBUTOS E INSTRUMENTOS.

AURALIZACIONES AG. ......................................................................................................................... 51 TABLA 12. MEDIDAS DE TENDENCIA CENTRAL Y DISPERSIÓN PARA RESULTADOS POR ATRIBUTOS Y POSICIONES.

AURALIZACIONES AG. ......................................................................................................................... 54 TABLA 13. ANÁLISIS DE VARIANZA PARA UN SOLO FACTOR PARA LOS ATRIBUTOS DE EVALUACIÓN LOCALIZACIÓN,

REVERBERACIÓN, CALIDEZ Y BRILLO. RESULTADOS MEF-AG Y AG. ............................................................... 57 TABLA 14. ÁREA Y MATERIAL DE LAS SUPERFICIES DEL MINI AUDITORIO 2 [5]. .......................................................... 61 TABLA 15. CANTIDAD DE AURALIZACIONES OBTENIDAS POR PARÁMETRO................................................................. 63 TABLA 17 DIFERENCIAS PORCENTUALES ENTRE DATOS SIMULADOS POR DOS MÉTODOS DISTINTOS CON RESPECTO A

MEDICIONES PARA LAS BANDAS DE 125,250 Y 500 HZ.. ............................................................................ 67 TABLA 18. LISTAS FINALES PARA PRUEBA DE INTELIGIBILIDAD ................................................................................ 69 TABLA 19. RESULTADOS ESTADÍSTICOS POR POSICIÓN ANTES DEL ACONDICIONAMIENTO ............................................ 71 TABLA 20. ESULTADOS ESTADÍSTICOS POR POSICIÓN DESPUÉS DEL ACONDICIONAMIENTO ........................................... 72 TABLA C1.1. ESCALA DE APRECIACIONES......................................................................................................... 106

LISTA DE FIGURAS

FIGURA 1. CLASIFICACIÓN DE LOS MODELOS DE SIMULACIÓN Y PROPAGACIÓN SONORA [6]......................................... 14 FIGURA 2. EJEMPLO DE LLEGADA DEL SONIDO DIRECTO Y DE LAS PRIMERAS REFLEXIONES A UN RECEPTOR [10] ............... 15 FIGURA 3. ARRIBO DE UNA ONDA INCIDENTE EN UNA CABEZA HUMANA. ................................................................. 18 FIGURA 4. OPSODIS, DISTRIBUCIÓN DE LOS TRANSDUCTORES................................................................................. 19 FIGURA 5. RELACIÓN ENTRE EDT Y RT [10]. ..................................................................................................... 21 FIGURA 6. DIAGRAMA DE FLUJO DEL PROCESO DEL DESARROLLO DEL PROYECTO ........................................................ 30 FIGURA 7. RECINTOS DE LA INVESTIGACIÓN. IMÁGENES SUPERIORES – SALÓN ISVR, IMAGEN INFERIOR – MINI AUDITORIO 2.

....................................................................................................................................................... 31 FIGURA 8. CURVAS DE DECAIMIENTO ENERGÉTICO PARA DIFERENTES SALAS. ............................................................ 32 FIGURA 9. POSICIONES DE RECEPTOR PARA EL SALÓN DE REUNIONES ISVR. ............................................................. 33 FIGURA 10. C80 MEDIDO, SIMULADO AG Y MEF-AG DEL SALÓN DEL ISVR ............................................................ 35 FIGURA 11. D50 MEDIDO, SIMULADO AG Y MEF-AG DEL SALÓN DEL ISVR. .......................................................... 35 FIGURA 12. EDT MEDIDO, SIMULADO AG Y MEF-AG DEL SALÓN DEL ISVR. ........................................................... 36 FIGURA 13. T20 MEDIDO, SIMULADO AG Y MEF-AG DEL SALÓN DEL ISVR. ........................................................... 37 FIGURA 14. VALOR DE T30 (PROMEDIO ESPACIAL) MEDIDO, SIMULADO AG Y MEF-AG DEL SALÓN DEL ISVR. .............. 37 FIGURA 15. IACC MEDIDO, SIMULADO AG Y MEF-AG DEL SALÓN DEL ISVR. ......................................................... 38 FIGURA 16. INTERFAZ GRÁFICA DE LA APLICACIÓN PARA EL CONTROL DE AUDIOS EJECUTADA DESDE UNA TABLET. ............ 41 FIGURA 17. RESULTADOS DE EVALUACIÓN SUBJETIVA POR ATRIBUTOS LOCALIZACIÓN, REVERBERACIÓN, CALIDEZ Y BRILLO.

AURALIZACIONES MEF-AG .................................................................................................................. 42 FIGURA 18. DIAGRAMAS DE TORTA PARA ANÁLISIS GENERAL DE LOS PARÁMETROS LOCALIZACIÓN, REVERBERACIÓN, CALIDEZ

Y BRILLO. AURALIZACIONES MEF-AG ..................................................................................................... 43 FIGURA 19. RESULTADOS EVALUACIÓN SUBJETIVA. AURALIZACIONES MEF-AG USANDO DIFERENTES ESTÍMULOS COMO

FUENTES SONORAS. ............................................................................................................................. 44 FIGURA 20. RESULTADOS DE UN BOMBARDINO PARA ATRIBUTOS LOCALIZACIÓN, REVERBERACIÓN, CALIDEZ Y BRILLO.

AURALIZACIONES MEF-AG. ................................................................................................................. 45 FIGURA 21. RESULTADOS DE MENSAJE HABLADO PARA PARÁMETROS LOCALIZACIÓN, REVERBERACIÓN, CALIDEZ Y BRILLO.

AURALIZACIONES MEF-AG. ................................................................................................................. 46 FIGURA 22. RESULTADOS DE UNA TAMBORA PARA PARÁMETROS LOCALIZACIÓN, REVERBERACIÓN, CALIDEZ Y BRILLO.

AURALIZACIONES MEF-AG .................................................................................................................. 47 FIGURA 23. RESULTADOS EVALUACIÓN SUBJETIVA PARA POSICIONES 1, 3 Y 4 DE RECEPTOR. AURALIZACIONES MEF-AG.. 48 FIGURA 24. RESULTADOS DE EVALUACIÓN SUBJETIVAPARA ATRIBUTOS LOCALIZACIÓN, REVERBERACIÓN, CALIDEZ Y BRILLO.

AURALIZACIONES AG .......................................................................................................................... 49 FIGURA 25. RESULTADOS ANÁLISIS GENERAL DE LOS PARÁMETROS LOCALIZACIÓN, REVERBERACIÓN, CALIDEZ Y BRILLO.

AURALIZACIONES AG .......................................................................................................................... 50 FIGURA 26 .RESULTADOS EVALUACIÓN SUBJETIVA POR ESTÍMULOS, TALES COMO BOMBARDINO, MENSAJE HABLADO Y

BOMBARDINO. AURALIZACIONES AG ...................................................................................................... 51 FIGURA 27. RESULTADOS DEL ANÁLISIS DE UN BOMBARDINO PARA LOS ATRIBUTOS LOCALIZACIÓN, REVERBERACIÓN, CALIDEZ

Y BRILLO. AURALIZACIONES AG ............................................................................................................. 52 FIGURA 28. RESULTADOS DEL ANÁLISIS DE UN MENSAJE HABLADO PARA LOS ATRIBUTOS LOCALIZACIÓN, REVERBERACIÓN,

CALIDEZ Y BRILLO. AURALIZACIONES AG .................................................................................................. 52 FIGURA 29.RESULTADOS DEL ANÁLISIS DE UNA TAMBORA PARA LOS ATRIBUTOS LOCALIZACIÓN, REVERBERACIÓN, CALIDEZ Y

BRILLO. AURALIZACIONES AG ................................................................................................................ 53 FIGURA 30. RESULTADOS EVALUACIÓN SUBJETIVA PARA LAS POSICIONES DE RECEPTOR 1, 3 Y 5. AURALIZACIONES AG. .... 54 FIGURA 31. COMPARACIÓN RESULTADOS GENERALES MEF-AG CON AG PARA LOS ATRIBUTOS LOCALIZACIÓN,

REVERBERACIÓN, CALIDEZ Y BRILLO. ........................................................................................................ 55 FIGURA 32. COMPARACIÓN DE DIAGRAMAS DE TORTA PARA ANÁLISIS GENERAL DE LOS PARÁMETROS LOCALIZACIÓN,

REVERBERACIÓN, CALIDEZ Y BRILLO. A) AURALIZACIONES MEF-AG. B) AURALIZACIONES AG. .......................... 56 FIGURA 33. DIAGRAMA DE FLUJO DEL PROCESO DEL DESARROLLO DEL PROYECTO ...................................................... 60 FIGURA 34. CURVAS DE DECAIMIENTO ENERGÉTICO PARA DIFERENTES SALAS. .......................................................... 62

FIGURA 35. POSICIONES DE RECEPTOR Y FUENTE DEL MINI AUDITORIO 2 ................................................................. 63 FIGURA 36. C80 MEDIDO, SIMULADO AG Y MEF-AG DEL MINI AUDITORIO 2. ........................................................ 64 FIGURA 37. D50 MEDIDO, SIMULADO AG Y MEF-AG DEL MINI AUDITORIO 2. ........................................................ 65 FIGURA 38. EDT MEDIDO, SIMULADO AG Y MEF-AG DEL MINI AUDITORIO 2. ........................................................ 65 FIGURA 39 T20 (PROMEDIO ESPACIAL) MEDIDO, SIMULADO AG Y MEF-AG DEL MINI AUDITORIO 2............................ 66 FIGURA 40. VALOR DE T30 MEDIDO, SIMULADO AG Y MEF-AG DEL MINI AUDITORIO 2. .......................................... 66 FIGURA 41. IACC MEDIDO, SIMULADO AG Y MEF-AG DEL MINI AUDITORIO 2. ...................................................... 67 FIGURA 42. DIAGRAMA DE CAJA QUE REPRESENTA LOS RESULTADOS DE LA PRUEBA DE INTELIGIBILIDAD PARA DOS

CONDICIONES ACÚSTICAS DIFERENTES DEL MISMO RECINTO. ........................................................................ 70 FIGURA 43. RESUMEN RESULTADOS ESTADÍSTICOS DE PRUEBA DE INTELIGIBILIDAD PARA DOS CONDICIONES ACÚSTICAS

DIFERENTES PARA EL MINI AUDITORIO 2. MINITAB 17. .................................. ¡ERROR! MARCADOR NO DEFINIDO. FIGURA 44. RESULTADOS PRUEBA DE INTELIGIBILIDAD POR POSICIONES Y CONDICIÓN ACÚSTICA. .................................. 71 FIGURA 45. RESULTADOS DE LA PRUEBA DE DIFICULTAD DE ESCUCHA PARA EL MISMO RECINTO EN DOS CONDICIONES

ACÚSTICAS DIFERENTES (PRE Y POS). ....................................................................................................... 73 FIGURA 46. RESULTADOS DE LA PRUEBA EN TÉRMINOS DE DIFICULTAD DE ESCUCHA. EN LA PARTE SUPERIOR SE PRESENTAN

LOS PORCENTAJES DE PERSONAS QUE RECONOCIERON TENER DIFICULTAD DE ESCUCHA EN UNA CANTIDAD DE

PALABRAS MENOR O IGUAL AL 50%, Y MAYOR AL 50%. AURALIZACIONES PRE MEF-AG Y POS AG. EN LA PARTE

INFERIOR SE PRESENTAN LOS PORCENTAJES DE PERSONAS QUE RECONOCIERON TENER DIFICULTAD DE ESCUCHA EN

UNA CANTIDAD DE PALABRAS MENOR O IGUAL AL 50%, Y MAYOR AL 50%. AURALIZACIONES AG [38] ................ 74

INTRODUCCIÓN

A través de la historia del audio y la acústica un objetivo ha sido recrear ambientes particulares de escucha. Un entorno sonoro virtual o auralización es un paso hacia adelante en los esfuerzos para representar estas experiencias. Auralización se define como el proceso de generar una representación audible, por modelamiento físico o matemático, del campo sonoro producido por una fuente en un espacio, simulando la experiencia de escucha binaural en una posición dada del receptor. Por lo tanto, la simulación reproduce el comportamiento que el sonido podría tener en un espacio real correspondiente al modelo simulado [1]. Éstas se usan como una herramienta para evaluar el diseño de carros, camiones, aeronaves y otros tipos de vehículos [2]; además para el diseño y evaluación arquitectónica de espacios, el control de ruido, video juegos y la realidad virtual. En la actualidad las técnicas numéricas más usadas para crear auralizaciones son las de acústica geométrica, entre ellas están el trazado de rayos y el modelo de fuentes imagen. Debido a su simple principio de funcionamiento, que asume la onda sonora como un rayo y las limitaciones que esto representa en frecuencias bajas donde la longitud de onda es comparable con las dimensiones del recinto y obstáculos; se ha buscado obtener un campo sonoro que cubra todo el rango audible humano usando métodos como los de acústica geométrica en frecuencias altas y modelos que parten de la ecuación de onda en frecuencias bajas. El FEM (por sus siglas en inglés Finite Element Method) es un método numérico que parte de la ecuación de onda y tiene en cuenta fenómenos físicos como la difracción y la fase, que definen acertadamente el comportamiento del campo sonoro en frecuencias bajas. La combinación de métodos para cubrir diferentes rangos de frecuencia ha sido posible implementarse solamente en los últimos años como consecuencia a avances en el desarrollo computacional; por lo tanto es necesario evaluar su calidad con respecto a auralizaciones obtenidas mediante acústica geométrica y mediciones. El problema abordado en este trabajo se refiere particularmente a la posibilidad de obtener mejoras en las auralizaciones en la región de bajas frecuencias, donde la acústica geométrica no debería ser usada para determinar las respuestas al impulso del recinto [2]. En el presente trabajo se continúa desarrollando ideas de investigaciones anteriores; por lo tanto se hace énfasis en la evaluación de auralizaciones obtenidas combinando métodos de elementos finitos y acústica geométrica para dos recintos diferentes y aplicarlas en la valoración acústica de uno de ellos. Como recintos objeto de investigación se usa un salón del ISVR (por sus siglas en ingles Institute of Sound and Vibration Research), salón de reuniones amoblado con un volumen de 75 m3, y el mini auditorio 2 de la Universidad San Buenaventura Medellín, salón de clases con un volumen de 135 m3 y estado de ocupación vacío. Respuestas al impulso obtenidas mediante FEM y acústica geométrica para ambos recintos, estímulos semi anecoicos para ser reproducidos en las auralizaciones, y listas

anecoicas de logatomos (palabras sin sentido de una sílaba constituidos por consonante-vocal-consonante); son datos usados del semillero de investigación del programa la Universidad San Buenaventura Medellín e investigaciones anteriores de compañeros de carrera [3], [4] y [5], sin los cuales no hubiera sido posible desarrollar este proyecto; y a partir de estos, se crean auralizaciones para varias posiciones de receptor en cada recinto. Además, se realizan mediciones de respuestas al impulso binaurales (RIBs) y monoaurales (RIs) en el mini auditorio 2. Las auralizaciones del primer recinto, el salón de reuniones, son usadas para la prueba subjetiva (con una muestra de 40 personas para evaluar auralizaciones que combinan FEM y acústica geométrica, y 20 personas para evaluar auralizaciones de acústica geométrica); mientras que las del segundo, el salón de clases, se usan para evaluar el impacto de las condiciones acústicas en la inteligibilidad de la palabra y dificultad de escucha del recinto en una muestra de 40 personas, en dos condiciones acústicas diferentes; la actual y con propuesta de acondicionamiento acústico. Además, se realiza una prueba objetiva de acuerdo al estándar ISO 3382 para ambos recintos y se presenta el procedimiento estadístico de los datos y su respectivo análisis. Posteriormente, se encuentra que las auralizaciones que combinan elementos finitos y acústica geométrica tienden a presentar mejoras en frecuencias bajas con respecto auralizaciones que solamente usan acústica geométrica, lo cual se ve reflejado en la evaluación objetiva en las bandas de 125 y 500 Hz, principalmente en el salón de reuniones del ISVR; y en la prueba subjetiva en el parámetro calidez; además, se encuentra que el atributo mejor calificado en la prueba subjetiva es la localización. Adicionalmente, los resultados de evaluar el impacto de las condiciones acústicas en el mini auditorio 2 presentan un incremento en la inteligibilidad de la palabra y una disminución de dificultad de escucha para las auralizaciones con acondicionamiento acústico frente a las auralizaciones de la condición actual del recinto. El presente trabajo se desarrolla en dos secciones principales, en las cuales se expone la metodología para la generación, transmisión, reproducción y evaluación de auralizaciones que combinan métodos de elementos finitos y acústica geométrica para dos recintos diferentes, su aplicación en la evaluación acústica de uno de ellos y sus respectivas conclusiones. .

Ingeniería de Sonido Universidad de San Buenaventura Medellín

12

1. PRELIMINARES

1.1 OBJETIVOS DEL PROYECTO

1.1.1 Objetivo General

Evaluar auralizaciones obtenidas combinando métodos de elementos finitos y acústica geométrica para dos recintos diferentes y aplicarlas en la valoración acústica de uno de ellos.

1.1.2 Objetivos específicos

1. Generar auralizaciones usando la combinación de métodos de elementos finitos y acústica geométrica (MEF-AG o híbrido), acústica geométrica (AG) y mediciones para una sala de reuniones del Institute of Sound and Vibration Research (ISVR), Southampton- Inglaterra y un salón de clases de la universidad San Buenaventura (USB) Medellín. 2. Evaluar objetivamente las auralizaciones teniendo en cuenta los parámetros acústicos de acuerdo a la ISO 3382, para un salón de reuniones del ISVR y un salón de clases de la USB Medellín. 3. Diseñar una prueba subjetiva para evaluar las auralizaciones MEF-AG y las obtenidas mediante la acústica geométrica comparando con auralizaciones medidas para el salón de reuniones del ISVR. 4. Realizar una prueba subjetiva para evaluar las auralizaciones MEF-AG y las obtenidas mediante acústica geométrica con su respectivo análisis estadístico de resultados para el salón de reuniones del ISVR. 5. Diseñar una prueba subjetiva de inteligibilidad y dificultad de escucha usando auralizaciones del mini auditorio 2 de la USB Medellín. 6. Realizar la prueba subjetiva de inteligibilidad y dificultad de escucha usando auralizaciones MEF-AG del mini auditorio 2 de la USB Medellín y el respectivo análisis estadístico de los resultados.


13

1.2 MARCO TEÓRICO

1.2.1 Auralización

El concepto de auralización se define como el proceso de generar una renderización o representación audible, por modelamiento físico o matemático, del campo sonoro producido por una fuente ubicada en un espacio, simulando la experiencia de escucha binaural en una posición del receptor en el espacio modelado. Por lo tanto, la simulación reproduce el comportamiento que el sonido podría tener en un espacio real correspondiente al modelo simulado [1]. Además, auralización es una técnica para crear archivos sonoros procedentes de datos numéricos (simulados, medidos, sintetizados). Dentro de este proceso se encuentran las etapas de generación, transmisión y reproducción [6].

1.2.2 Generación

En la etapa de generación se crea o se obtiene el material a ser reproducido en las auralizaciones (estímulo), este material debe estar libre de reverberación (anecoico) [3]. Una investigación en el año 2008 [7], afirma que es posible usar estímulos semianecoicos en auralizaciones cuando la sala donde se graba el material es mucho más “seca” que la sala de investigación y el nivel de la curva de Schroeder de la sala de grabación está al menos 10 dB por debajo de la curva de la sala reproducida en las auralizaciones; haciendose la aclaración de que esta es un conclusión preeliminar y que se necesitan hacer mas estudios sobre el tema.

1.2.3 Transmisión

En esta etapa se obtienen las respuestas al impulso medidas, simuladas o sintetizadas para la convolución con el material a ser reproducido en las auralizaciones [6]. En la Figura 1 se presenta una clasificación para los diferentes métodos de simulación y propagación sonora. Debido al alcance de este proyecto, solamente se desarrolla los conceptos de acústica geométrica y métodos de elementos finitos.


14

Figura 1. Clasificación de los modelos de simulación y propagación sonora [6].

1.2.3.1 Acústica geométrica

En acústica geométrica, el concepto de onda es sustituido por el concepto de rayo sonoro sin tener en cuenta los fenómenos físicos de difracción e interferencia. Un rayo sonoro es una idealización de una onda plana que ocupa una región finita determinada del espacio [8]. Este método crea básicamente un patrón de rayos sonoros, en el cual se considera la atenuación del sonido por la absorción de las superficies reflejantes y la absorción del aire al recorrer las diferentes trayectorias hasta que el rayo tenga una reducción de 60 dB en nivel de presión sonora, siendo este análogo a cuando la energía del rayo decae a una millonésima parte de la energía inicial. Al pasar el rayo sonoro por la zona donde se encuentra el receptor, la energía que se asocia al rayo se registra según el tiempo y ángulo de llegada, acumulándola en un arreglo de números, estos elementos de este arreglo representan la energía acústica para distintos valores discretos de tiempo [9]. Generalmente en la acústica geométrica, las primeras reflexiones generadas en un recinto presentan un mayor nivel energético en comparación con las reflexiones correspondientes a la cola reverberante, ya que son de menor orden (se suelen considerar primeras reflexiones hasta un orden 3). Estas reflexiones tempranas por el hecho de depender directamente de las formas geométricas de la sala, son específicas de cada punto, por lo tanto, determinan las características acústicas propias del lugar, como se observa en la Figura 2. Este análisis es una aproximación a la realidad ya que no siempre se cumple que la reflexión especular sea totalmente veraz. Para que se produzca una reflexión especular es necesario tener en cuenta con respecto a la superficie, cumplir dos requisitos [10]:

Modelación propagación

sonora

Algoritmos basados en la

onda

Acústica geométrica

Métodos artificiales

Métodos de elementos

Métodos analíticos

Métodos

estocásticos

Métodos determinísticos


15

Dimensiones de superficie grandes en comparación con la longitud de onda

del sonido en consideración, en caso contrario se dará el fenómeno de

difracción, es decir, la onda rodea la superficie y sigue propagándose,

ignorando el obstáculo.

Superficie lisa y poco absorbente.

Figura 2. Ejemplo de llegada del sonido directo y de las primeras reflexiones a un receptor [10].

Existen métodos de predicción que se basan en acústica geométrica como el trazado de rayos, modelo de fuentes imagen y el trazado de conos, que es una combinación de los dos últimos. El método del trazado de rayos modela la energía sonora como rayos que se propagan alrededor de un recinto a modo de rayos de luz [11]. De esta manera, se calcula la intersección entre los rayos y las superficies y, seguidamente, la reflexión. Por otro lado, el método de fuentes imagen calcula reflexiones especulares considerando fuentes virtuales que reflejan la posición de la fuente sobre una superficie, como si ésta fuera un espejo. Finalmente, el trazado de conos utiliza un conjunto de rayos piramidal y fuentes imagen calcular el comportamiento de las reflexiones en el recinto [12]. Dentro de las ventajas de la acústica geométrica tenemos:

Es el método numérico más desarrollado en la acústica arquitectónica.

Tiene en cuenta características de directividad de la fuente y los receptores.

Realiza anáisis de reflexiones.


16

La principal desventaja de la acústica geométrica es que reemplaza el concepto de onda del sonido por el concepto de rayo con limitaciones en frecuencias bajas, ignorando importantes fenómenos como la difracción y fase.

1.2.3.2 Método de Elementos Finitos (MEF)

El método de elementos finitos es una técnica establecida por M. J. Turner en 1956 [13], la cual tiene como base la discretización espacial del dominio. Este método divide un elemento continuo en un conjunto de pequeños elementos unidos entre sí por puntos, llamados nodos. El MEF ofrece soluciones aproximadas a ecuaciones diferenciales parciales. Este es actualmente utilizado para resolver problemas en diversos campos de la ingeniería [14]. En la acústica este método es utilizado permitiendo, a diferencia de métodos como el trazado de rayos y fuentes imagen, tener en cuenta la naturaleza de la onda. La mayor dificultad de este método y otros basados en la ecuación de onda es definir las condiciones de borde ya que generalmente se requiere de datos de impedancia compleja [15]. Aplicando el estándar del procedimiento de elementos finitos en la ecuación de onda (para las tres dimensiones), se obtiene la siguiente ecuación matricial discretizada [15]:

[K]{p} + iω[C]{p} - ω²[M]{p} = -ρω² u{W} (1) dónde: K: Matriz de rigidez, C: Matriz de amortiguación, M: Matriz de masas, ω: Frecuencia angular (fuente), p: Presión, u: Desplazamiento, ρ: Densidad de masa del aire, {W}: vector de distribución nodal respectivamente. El procedimiento numérico para la solución de la ecuación (1) generalmente consiste en tres pasos principales [16]:

Discretización de de la superficie en elementos finitos o elementos de borde.

Integración numérica para conseguir un sistema algebraico de ecuaciones.

Solución del sistema de ecuaciones para obtener el borde desconocido de la

superficie o el campo (interior).

Las principales ventajas del método de elementos finitos son [17]:

El MEF trata el sonido como un fenómeno ondulatorio teniendo en cuenta

propiedades físicas como la difracción y fase.

El MEF tiene un alto grado de presición en la geometría y la estimación del

campo sonoro.

Las principales desventajas de este método son [17]:


17

El MEF requiere alto esfuerzo computacional, por lo tanto sólo trabaja un

rango de frecuencia limitado actualmente. Esta limitación es ocasionada por

la fina discretización superficial del recinto que realiza MEF para altas

frecuencias.

El MEF requiere post-procesamiento para poder conseguir las respuestas al

impulso de la sala.

Para estimar respuestas al impulso binaurales para altas frecuencias en el

MEF, una cabeza debe ser incluida en el modelo.

1.2.3.3 Respuesta al impulso

Hace referencia a una señal que muestra la salida de un sistema que no varía en el tiempo al ingresarle un impulso unitario. Es así donde al tomarse un recinto como un sistema invariante en el tiempo, la respuesta al impulso indica cómo responde dicho espacio a la excitación sonora procedente de una fuente que emite un sonido impulsivo; siendo este un evento sonoro de breve duración y gran intensidad en un instante de tiempo. Este sonido impulsivo al ser capturado por un micrófono contiene básicamente tres elementos: sonido directo emitido por la fuente, las primeras reflexiones de la sala y la cola reverberante. Esta respuesta al impulso contiene la información necesaria en tiempo y frecuencia permitiendo conocer las modificaciones generadas por la sala a la señal inicial [17]. La respuesta al impulso define las propiedades de un sistema [18].

1.2.3.4 Medición de respuestas binaurales al impulso

Para realizar una medición de respuestas al impulso binaural, no es suficiente con dos canales (estéreo), además, se debe incluir el efecto de difracción generado por el cuerpo humano. Esto es usualmente realizado utilizando una cabeza artificial con un micrófono instalado en la entrada de cada canal auditivo [1]. Las mediciones binaurales pueden realizarse con una cabeza artificial o con una cabeza real [19]. En la obtención de respuestas al impulso se debe tener una señal de excitación y una cabeza binaural para la grabación. Para medir la respuesta al impulso de un recinto, puede usarse cualquier señal de excitación que contenga todas las frecuencias de interés con la energía suficiente para superar el ruido de fondo. Como señal de excitación se puede usar pulsos intermitentes de ruidos filtrados por banda, disparos, barridos en frecuencia y secuencias pseudo-aleatorias MLS (por sus siglas en inglés Maximum Length Sequence) [20].

1.2.3.5 Convolución

Es una operación mediante la cual se combinan dos funciones obteniendo una tercera función. Esta operación representa la magnitud de una función f con una versión invertida, y superpuesta con una función g. Por medio de la convolución se representa el cambio de una señal al pasar por un sistema lineal invariante en el tiempo con una respuesta al impulso. La convolución se realiza a través de


18

computadores los cuales realizan la operación punto a punto [17], [18] como se observa en la ecuación (2).

𝑌(𝑡) = ∫ 𝑓(𝜏)𝑔(𝑡 − 𝜏)𝑑𝜏𝑡𝑝

0 (2)

donde:

𝑌(𝑡) = respuesta de salida del recinto 𝑔(𝑡 − 𝜏) = respuesta al impulso del recinto

𝑓(𝜏) = funcion de entrada del sistema 𝑡𝑝 = periodo de tiempo de interés

1.2.4 Reproducción

1.2.4.1 Audición binaural

El cerebro humano, para interpretar un sonido conjuga la información que le llega de ambos oídos. La posición de los oídos permite al cerebro localizar la fuente sonora. En el sistema auditivo la sensación tridimensional está relacionada con la diferencia de amplitud y tiempo que recibe cada oído, es decir, la localización de los sonidos en el espacio se consigue con el procesamiento por separado de la información de cada oreja y con la posterior comparación entre ambas señales. Los oídos forman dos canales receptores que son independientes entre sí, sin interferencias entre ellos, ni combinaciones de las frecuencias recibidas por cada uno. La información que recibe cada oído se procesa en el cerebro, donde comparando los impulsos nerviosos que produce cada sonido, se interpretan finalmente todos los aspectos de la onda sonora, conociéndose este fenómeno como fusión binaural. La localización define la capacidad del individuo de determinar la ubicación de una fuente sonora en el espacio. El sistema auditivo utiliza un conjunto de señales para determinar la ubicación de la fuente sonora en el espacio. Para poder estudiarlas se necesita un sistema de coordenadas. Una elección natural es establecer un sistema de ejes coordenados centrado en la cabeza [21]. En la Figura 3 se observa el arribo de una onda a los oidos.

Figura 3. Arribo de una onda incidente en una cabeza humana.


19

1.2.4.2 Opsodis (Optimal Source Distribution)

El sistema de reproducción OPSODIS (Optimal Source Distribution) es una tecnología de reproducción de audio que por medio de una barra compuesta por seis altavoces permite la difusión de una imagen sonora en 3 dimensiones, adaptándose a diferentes formatos, como el audio binaural, surround y mono/stereo [22]. Este sistema se desarrolló a partir de la teoría de distribución óptima de fuentes, la cual sostiene que para crear correctamente el efecto 3D con un arreglo de altavoces es necesario que la distancia de separación entre los transductores varíe en función de las longitudes de onda que se reproducen, es decir, que para longitudes de onda pequeñas la distancia entre los altavoces deben ser pequeñas y para longitudes grandes de onda la distancia entre los altavoces debe ser proporcional, como se ilustra en la figura 4. Esta teoría introduce la idea de un par de transductores monopolo cuya posición varia continuamente en función de la frecuencia [23].

figura 4. Opsodis, distribución de los transductores de acuerdo a la frecuencia de reproducción [22].

Para lograr una correcta reproducción y superar el inconveniente de la necesidad de usar de audífonos, el sistema OPSODIS incluye filtros especiales de cancelación del efecto crosstalk o diafonía, evitando que las señales lleguen a la posición del receptor de forma indeseada [22].

En resumen, las principales características del sistema Opsodis son [22]:

Óptima reproducción en cualquier ambiente o recinto.

Compatibilidad para reproducción surround y mono/estéreo.

Patrón de radiación independiente de la frecuencia.

Reproducción de variaciones en la altura.

Amplia cobertura espacial (sweet spot).

Reproducción uniforme para varios oyentes (Máximo 3 ubicados

de frente al OPSODIS).

No se produce pérdida en el rango dinámico, evitando

degradación en la señal (Distorsión, aumento relación

señal/ruido) y reduciendo el trabajo del transductor.

frecuencia frecuencia alta

baja baja

transductor


20

Respuesta plana en frecuencia independiente del

posicionamiento dentro del sweet spot.1.2.5 Evaluacion de

Auralizaciones

1.2.5 Evaluación de auralizaciones

La evaluación de auralizaciones se realiza a través de parámetros objetivos y subjetivos. Además, el análisis de parámetros subjetivos se realiza con procesos estadísticos.

1.2.5.1 Parámetros objetivos para la evaluación

1.2.5.1.1 Tiempo de Reverberación (RT)

Se define como la duración requerida para que el promedio espacial de la densidad de energía sonora en un espacio cerrado decaiga 60 dB después que la emisión de la fuente ha sido detenida, expresada en segundos. El RT pude ser evaluado basado en un menor rango dinámico que 60 dB y extrapolado al tiempo de decaimiento de 60 dB, por ejemplo, si el RT es derivado del tiempo en el cual la curva de decaimiento va desde 5 dB hasta 25 dB por debajo del nivel inicial, se denomina T20; si el valor de decaimiento va desde 5 hasta 35 dB por debajo del nivel inicial usado, se denomina T30. Por otra parte, se define curva de decaimiento como la representación gráfica del decaimiento del nivel de presión sonora en un recinto en función del tiempo a partir del cual la fuente sonora se ha detenido [19].

Dependiendo del uso del recinto se recomiendan diferentes tiempos de

reverberación como se observa en la Tabla 1, siendo 𝑅𝑇𝑚𝑖𝑑 el valor obtenido como media aritmética de los valores que corresponden a las bandas de 500Hz y 1kHz [10].

Tabla 1. valores recomendados de 𝑅𝑇𝑚𝑖𝑑 en función del tipo de sala (recintos ocupados) [10]

TIPO DE SALA 𝑹𝑻𝒎𝒊𝒅, 𝑺𝑨𝑳𝑨 𝑶𝑪𝑼𝑷𝑨𝑫𝑨 (𝑬𝑵 𝒔) Sala de conferencias 0.7 - 1.0

Cine 1.0 - 1.2

Sala polivalente 1.2 - 1.5

Teatro de ópera 1.2 - 1.5

Sala de conciertos (música de cámara) 1.3 - 1.7

Sala de conciertos (música sinfónica) 1.8 - 2.0

Iglesia/catedral (órgano y canto coral) 2.0 - 3.0

Locutorio de radio 0.2 - 0.4

1.2.5.1.2 Early Decay Time (EDT)

Se define como seis veces el tiempo que transcurre desde que el foco emisor deja de radiar hasta que el nivel de presión sonora cae 10 dB [10], como se observa en la Figura 5.


21

Figura 5. Relación entre EDT y RT [10].

1.2.5.1.3 Balance entre energía temprana y energía tardía de llegada del

sonido

La relación de energía temprana - tardía puede ser calculada para 50 ms o 80 ms como límite de energía temprana de llegada del sonido, dependiendo si los resultados son destinados a evaluar condiciones de habla o música respectivamente [19]. Este concepto se representa con la ecuación (3):

donde, Cte es el índice de energía temprana/tardía; te es el límite de energía temprana de 50 o 80ms (C80 es usualmente llamado Claridad musical). p(t) es la presión sonora instantánea medida de la respuesta al impulso. También es posible encontrar la relación entre la energía temprana y la total. Por ejemplo el D50, usualmente llamado definición, es en algunas ocasiones usado para condiciones de habla, de acuerdo con la ecuación (4):

Estado estacionario

(3)

(4)


22

1.2.5.1.4 Correlación cruzada interaural (IACC)

En general, el IACC por su nombre en inglés InterAural Cross-Correlation se define como la correlación entre los sonidos que llegan a ambos oídos, y es indicativa del grado de similitud existente entre las dos señales. Si son iguales, el IACC valdrá 1, mientras que si son señales aleatorias independientes, el IACC será 0 [10]. Se representa con la ecuación (5):

IACC= max ∫ ℎ𝐿(𝑡)ℎ𝑅(𝑡+𝜏)𝑑𝑡

∞0.005

(∫ ℎ𝐿2(𝑡)𝑑𝑡∞

0.005 ∫ ℎ𝑅2(𝑡)𝑑𝑡)∞

0.005

1/2 para 𝜏 ≤ 1 𝑚𝑠

donde hL(t) y hR(t) son las respuestas impulso asociadas a los oídos izquierdo y derecho, respectivamente.

1.2.5.1.5 Calidez acústica (BR) y brillo (Br)

Como medida objetiva de la calidez se suele utilizar el parámetro BR por sus siglas en inglés Bass Ratio, el cual se define como la relación entre la suma de los tiempos de reverberación RT a frecuencias bajas (125 Hz y 250 Hz) y la suma de los RT correspondientes a frecuencias medias (500 Hz y 1 kHz). Por definición, el brillo (Br) de una sala es la relación entre la suma de los tiempos de reverberación (RT) a frecuencias altas (2 kHz y 4 kHz) y la suma de los RT correspondientes a frecuencias medias (500 Hz y 1 kHz) [10].

1.3.5.2 Parámetros subjetivos para la evaluación

1.3.5.2.1 Localización

Como se menciona en el numeral 1.2.4.1, para localizar una fuente sonora el sistema auditivo se vale de diversas herramientas fisiológicas que aportan datos importantes al cerebro para procesar las señales acústicas que inciden sobre los oídos y que permiten localizar un sonido en un plano de coordenadas [24].

1.3.5.2.2 Reverberación

La reverberación puede definirse como la energía acústica dentro de un recinto producto de las reflexiones del sonido sobre las superficies [25]. El EDT subjetivamente se relaciona a la percepción de reverberación de un recinto por un oyente [19].

1.3.5.2.3 Calidez

La palabra calidez representa la riqueza de graves, la suavidad y la melosidad de la música en la sala [10]. Este parámetro se refiere a la percepción subjetiva de la sonoridad de las frecuencias bajas emitidas por la fuente sonora.

1.3.5.2.4 Brillo

(5)


23

Atributo que se refiere a la percepción subjetiva de la sonoridad de las frecuencias altas emitidas por la fuente sonora. El término brillante se ha elegido como indicativo de que el sonido en la sala es claro y rico en armónicos [10].

1.2.5.2 Parámetros estadísticos

1.2.5.2.1 Población

Este término hace referencia en un experimento al grupo más grande de individuos del cual se pueden obtener los sujetos que participaran en dicho experimento. En sí se refiere al conjunto total de individuos, objetos o datos que el investigador desea estudiar [26].

1.2.5.2.2 Muestra

Generalmente por razones económicas o de tiempo el evaluar a una población entera no es posible, por lo cual el investigador toma un grupo o subconjunto de la población total que represente correctamente toda la población [26]. 1.2.5.2.3 Tamaño de la muestra Para obtener una muestra representativa correcta, los mejores métodos implican el muestreo aleatorio, entre los que se encuentra el aleatorio simple.

El tamaño de la muestra básicamente depende los siguientes aspectos:

1) Nivel de confianza estimado y error permitido.

2) Carácter finito o infinito de la población.

Las fórmulas generales para determinar el tamaño de la muestra son las siguientes:

Para poblaciones infinitas (más de 100,000 habitantes)

𝑛 =𝑍2𝑃𝑄

𝐸2

para poblaciones finitas (menos de 100,000 habitantes)

𝑛 =𝑍2𝑃𝑄𝑁

𝐸2(𝑁−1)+𝑍2𝑃𝑄

donde:

𝑛 = Tamaño muestra

𝑁 = Tamaño de la población o universo

P/Q = Probabilidades con las que se presenta el fenómeno. (Variabilidad positiva/variabilidad negativa)

𝑍 = Variable estandarizada de distribución normal a partir del nivel de confianza elegido;

𝐸 = Margen de error permitido (determinado por el responsable del estudio).

(6)

(7)


24

Cuando el valor de P y de Q son desconocidos o cuando la encuesta abarca diferentes aspectos en los que estos valores pueden ser desiguales, es conveniente tomar el caso más adecuado, es decir, aquel que necesite el máximo tamaño de la muestra, lo cual ocurre para P = Q = 0.5 [27].

Nivel de confianza será 1 − 𝛼 donde: 𝛼 será el nivel de significación.

1.2.6 Evaluación acústica de recintos de enseñanza

El confort en los espacios de aprendizaje va más allá de ser un lujo a ser una necesidad. Garantizar las condiciones necesarias para desarrollar las actividades académicas no es solo cuestión de disponer de un recinto para que sea utilizado por los estudiantes y un docente. Por esta razón se deben buscar condiciones acústicas óptimas para la transmisión de un mensaje en este tipo de ambiente [28].

1.2.6.1 Inteligibilidad y dificultad de escucha

Para evaluar un recinto destinado a la enseñanza donde se trasmite un mensaje oral, su percepción por parte de los oyentes se puede determinar en términos de inteligibilidad y dificultad de escucha. La inteligibilidad de la palabra puede definirse como el porcentaje de palabras u oraciones que son entendidas correctamente por un grupo de oyentes [25]. En un recinto, la inteligibilidad se ve afectada por la relación señal a ruido y las características acústicas del espacio, caracterizadas tradicionalmente con el tiempo de reverberación [29] y el ruido de fondo. Conjuntamente, estos parámetros acústicos también intervienen en la dificultad de escucha, definida como el porcentaje de respuestas que indican algún tipo de dificultad para entender durante una prueba de inteligibilidad [30]. Los efectos negativos del ruido en términos de inteligibilidad se deben a que el ruido aumenta el umbral de audición, es decir, el nivel mínimo perceptible de una frecuencia específica [25]. Este umbral depende de la frecuencia y, en presencia de ruido aumenta, un fenómeno conocido como enmascaramiento. Además, la energía acústica reverberante de un sonido tiende a enmascarar el reconocimiento de sonidos sucesivos [25].

1.2.6.2 Cálculo de la inteligibilidad de la palabra: %ALCons y STI/RASTI

A principios de los años 70, el investigador holandés Peutz llevó a cabo un exhaustivo trabajo a partir del cual estableció una fórmula para el cálculo de la inteligibilidad [10]. El trabajo se dividió en dos partes perfectamente diferenciadas: la primera consistió en realizar una serie de pruebas de audiencia en diferentes recintos basadas en la emisión de un conjunto preestablecido de “logatomos” (palabras sin significado formadas por consonante vocal-consonante). Cada individuo receptor tomaba nota de lo que escuchaba y, posteriormente, se procesaba toda la información recogida y se establecía una estadística de los resultados obtenidos. Si por ejemplo, el porcentaje medio de logatomos detectados correctamente en uno de los recintos era de un 85%, entonces se consideraba que


25

la pérdida de información era de un 15%. Como dicha pérdida se asociaba a una percepción incorrecta de las consonantes, Peutz la denominó: % de Pérdida de Articulación de Consonantes o %ALCons (por sus siglas en inglés “Articulation Loss of Consonants”). En el ejemplo anterior, se tendría un %ALCons de un 15%. Vale la pena decir que, al tratarse de un parámetro indicativo de una pérdida, cuanto mayor sea, peor será el grado de inteligibilidad existente. La segunda parte del trabajo consistió en encontrar una ley matemática que, a partir del conocimiento de una serie de parámetros acústicos del recinto en estudio, permitiese hallar el valor de %ALCons en cada punto del mismo, sin necesidad de tener que realizar las laboriosas pruebas de audiencia. Peutz dedujo que el valor de %ALCons en un punto dado se podía determinar, simplemente, a partir del conocimiento del tiempo de reverberación RT y de la diferencia entre los niveles de presión sonora de campo directo LD y de campo reverberante LR en dicho punto. Otro factor no mencionado hasta el momento, pero que contribuye sustancialmente a la pérdida de inteligibilidad, es el ruido de fondo presente en la sala. Desde un punto de vista práctico, y sin entrar en aspectos cuantitativos, se considera que su efecto es despreciable cuando el correspondiente nivel de ruido de fondo está, como mínimo, 12 dB por debajo del nivel de la señal [10]. Finalmente, es preciso indicar que existe otro parámetro alternativo que permite cuantificar el grado de inteligibilidad de la palabra. Dicho parámetro, se denomina como el índice de transmisión del habla, conocido por sus siglas en ingles STI y su valor oscila entre 0 (inteligibilidad nula) y 1 (inteligibilidad total). Asimismo, existe una versión simplificada del STI denominada RASTI por sus siglas en inglés de Rapid Speech Transmission Index. El estándar IEC 60268-16 establece los métodos necesarios y válidos para calcular el STI considerando la influencia del enmascaramiento y ponderaciones según el sexo del orador. Habitualmente, el RASTI es el parámetro medido en recintos, debido a su rapidez de cálculo en relación con el STI. En la tabla 2 se da una valoración subjetiva siendo el STI/RASTI de 0.24 – 0.34 mala y de 0.88 – 1 excelente.

Tabla 2. Relación entre %ALCons, STI / RASTI y la valoración subjetiva del grado de inteligibilidad. [10]

%AlCons STI/RASTI VALORACIÓN SUBJETIVA

1,4 - 0 0,88 - 1 Excelente

4,8 – 1,6 0,66 – 0,86 Buena

11,4 – 5,3 0,5 – 0,64 Aceptable

24,2 – 12 0,36 – 0,49 Pobre

46,5 -27 0,24 – 0,34 Mala


26


27

1.3 ESTADO DEL ARTE

1.3.1 Generación de auralizaciones

Los primeros intentos de crear un entorno auditivo fueron hechos por Spandöck y su equipo en Munich en la década de 1930, donde realizaron modelos físicos a diferentes escalas de un lugar real. Para estos modelos a escala se utilizó un altavoz personalizado el cual reproducía una voz que inmediatamente era grabada y posteriormente reproducida en un sistema de manera binaural. Posteriormente para comprobar la exactitud del modelo se comparó entre la inteligibilidad del habla en el cuarto real y el modelado a escala. Actualmente los modelos a escala han sido suplidos por modelos virtuales haciendo uso de los computadores y utilizando diferentes software como ODEON o CATT-Acoustic [1]. Otro proyecto sobre valoración de calidad de auralizaciones por medio de la comparación de grabaciones in situ y auralizaciones se encuentra en la tesis doctoral de Tapio Lokki en Helsinki University of Technology [31]. En este estudio, grabaciones binaurales y auralizaciones fueron comparadas por pruebas de escucha en pequeñas salas. Tradicionalmente una cabeza artificial es usada para realizar grabaciones binaurales. Cuando la grabación binaural es hecha usando personas con micrófonos instalados en sus oídos, esta técnica es llamada “Real-Head recording”, usada por Antti Jarvinen. Dos tipos de prueba de escucha son usados en esta investigación; el primero utiliza personas sin conocimiento de las propiedades espaciales de la sala y en el segundo se da información de las propiedades espaciales de la sala y la localización de la fuente y receptor. Básicamente a los encuestados se les pide evaluar muestras de audio en términos de timbre, localización de la fuente y reverberación. Finalmente Lokki concluyó que solo pequeñas diferencias pudieron ser reportadas entre las grabaciones y auralizaciones, además que algunas personas encontraron las auralizaciones más naturales que las grabaciones [32]. Pompetzki, reporta que en la realización de sus experimentos en salas de conferencia grandes, fue posible lograr una percepción auténtica de las auralizaciones cuando hay un apropiado modelamiento físico y las características de absorción de la sala son conocidas [33]. Por otra parte, en la búsqueda de obtener un campo sonoro que cubra todo el rango audible es posible combinar dos métodos como lo es el de la acústica geométrica y el método de elementos finitos (MEF), una vez han sido obtenidas las respuestas al impulso en baja y alta frecuencia estas se pueden unir. Kleiner en su estudio de auralizaciones para un automovil tomó las respuestas al impulso para ambos métodos, primeramente procesó con un filtro pasa bajas las respuestas al impulso MEF cuya frecuencia de corte fue de 450 Hz y con un filtro pasa altas las obtenidas mediante la acústica geométrica cuya frecuencia de corte fue de 500 Hz. Para la evaluación de las auralizaciones realizó una comparación entre las mediciones obtenidas por una cabeza artificial y el modelo realizado virtualmente. Dos atributos fueron seleccionados para definir el sonido en un carro, coloración y espacialidad.


28

Al final se concluyó que auralizaciones MEG-AG pueden ser usadas para el diseño de sistemas de audio con bastante versatilidad [2].

1.3.2 Evaluación acústica de recintos de enseñanza usando auralizaciones

Para recintos de enseñanza se ha comprobado que es de mucha importancia la inteligibilidad, la cual se logra mediante la aplicación de principios acústicos a los diseños arquitectónicos con el fin de obtener una correcta transmisión del mensaje que se quiere enseña,r sin permitir que interfieran altos niveles de ruido de fondo y altos tiempos de reverberación. El comportamiento acústico de un espacio para la enseñanza puede caracterizarse a través del estudio de parámetros como el nivel de ruido de fondo y el tiempo de reverberación, y adicionalmente utilizar conceptos como distancia profesor alumno y relación señal a ruido [34]. La inteligibilidad del habla puede ser evaluada subjetivamente según Jianxin Peng por oyentes en un auditorio real o en una cámara anecóica a través de la reproducción de una lista de palabras grabadas en el auditorio real, este tipo de evaluación subjetiva se puede realizar de cuatro formas: (1) una persona lee a cierta velocidad y nivel de voz en el auditorio, (2) una lista de palabras es grabada en una cámara anecóica y posteriormente reproducida por los altavoces del auditorio, (3) la lista de palabras se graba en el auditorio y la escucha se realiza en una cámara anecóica, (4) la lista de palabras grabada en una cámara anecóica es convolucionada con la respuesta al impulso del auditorio y reproducido por medio de audífonos. En cada caso, se les pidió a los oyentes escribir las palabras que escucharon. Sin embargo, estos métodos de evaluación deben implementarse después de haber construido el auditorio [35]. Kleiner [36], estudió la inteligibilidad del habla usando cuatro casos en el teatro de Gothenburg. Los resultados mostraron que la correlación entre los resultados obtenidos usando la escucha directa y la escucha del campo sonoro simulada fue tan alta como entre los resultados obtenidos usando la escucha directa y la escucha hecha por medio de las grabaciones de la cabeza binaural en el teatro. Él también señaló que es posible predecir la inteligibilidad del habla con una buena simulación del campo sonoro si el ecograma se conoce con precisión razonable. En el trabajo de Jianxin Peng [35], se evaluó la inteligibilidad por medio de las auralizaciones, donde una grabación en una cámara anecóica que es convolucionada con la respuesta al impulso de un cuarto que es creado por simulación acústica a través de ODEON, obteniendo así el campo sonoro. Jianxin llevó a cabo este proceso en tres cuartos. En este estudio los datos obtenidos del campo sonoro simulado fueron comparados con los del campo sonoro medido y con la escucha directa en los cuartos. Los resultados mostraron que la predicción de la inteligibilidad del habla basados en la técnica de auralización con las respuestas al impulso binaurales simuladas concuerdan con la realidad y con los resultados de las respuestas al impulso binaurales medidas. También encontró que cuando la técnica es usada con respuestas al impulso monoaurales tanto simuladas como medidas los resultados predichos subestiman la realidad. Finalmente se mostró


29

que la técnica de auralización con respuestas al impulso binaurales es capaz de evaluar la inteligibilidad del habla subjetiva de las posiciones de escucha en el cuarto. Jianxin finalmente concluyó que evaluar la inteligibilidad por medio de auralizaciones con las respuestas al impulso simuladas es una buena opción ya que se podrán realizar ajustes antes de la construcción de un espacio para el habla. En un estudio realizado por Yang & Hodgson se utilizaron pruebas de inteligibilidad para el habla por medio de auralizaciones en un salón de clases virtual, las cuales fueron usadas para investigar los tiempos de reverberación óptimos para la comunicación verbal. Esta prueba fue realizada para 43 personas que presentaban escucha normal y para 28 personas adultas (un promedio de 46 años) con pérdidas auditivas. El salón de clase fue idealizado teniendo una geometría simple, una superficie de absorción uniforme y una aproximación a un campo sonoro difuso. Se contenía una fuente, un oyente en la posición del receptor, y una fuente de ruido localizada en una de las dos posiciones. Los niveles relativos de la voz y del ruido variaron, junto con la superficie de absorción y el tiempo de reverberación correspondiente. Las respuestas al impulso binaurales fueron convolucionadas con una señal de una lista de palabras para las pruebas de Inteligibilidad estadística y posteriormente con otra señal que contenía murmullos. Las señales resultantes fueron presentadas a los dos grupos de personas por medio de audífonos para identificar las configuraciones que daban la más alta inteligibilidad para ambos. Además, Yang y Hodgson realizaron una comparación entre dos aulas con sus respectivos modelos virtuales por medio de auralizaciones. Como conclusión de su trabajo obtuvieron que es fiable realizar una prueba de inteligibilidad si la sala no posee mucha absorción o ruido de fondo. Estos procedimientos los realizaron a través de los software Catt-acoustic y Odeon [37].


30

2. AURALIZACIONES PARA UN SALÓN DE REUNIONES DEL ISVR

En la Figura 6 se representa mediante un diagrama de flujo los procedimientos realizados en este apartado.

Figura 6. Diagrama de flujo del proceso del desarrollo del proyecto

Generación

• Estímulos semianecoicos de investigaciones anteriores.

Transmisión.

• RIBs AG, MEF y medidas.

• RIBs de investigaciones anteriores.

• Convolución RIBs - estímulos semianecoicos.

Reproducción

• Opsodis MARANTZ RC002ES.

Evaluación de Auralizaciones MEF-

AG•Pruebas Objetivas.

•Pruebas Subjetivas.


31

EL recinto usado fue un salón de reuniones de la Universidad de Southampthon Inglaterra, presentado en la Figura 7.

Figura 7. Recintos de la investigación. Imágenes superiores – Salón ISVR, imagen inferior – Mini auditorio 2.

El salón del ISVR contiene superficies paralelas y un volumen de 75 m3. En la Tabla 3 se presenta una breve descripción las superficies de este recinto.

Tabla 3. Área y material de las superficies salón del ISVR [4].

Superficie Área [m2]

Piso 21,18

Puerta 1,65

Mesa y muebles de madera 11,90

Pared 1 (W*H) Concreto 9,52

Pared 2 (W*H) Drywall –puerta y ventana

6,87

Pared 3 (L*H) pared de ladrillo

21,57

Pared 4 (L*H) Drywall-ventana

15,57

Techo -Luces (plaster10 CATT)

19,93

Luces 5,40


32

Vidrios (Puerta and Muebles)

1,90

Ventana doble 7,00

2.1 GENERACIÓN DE AURALIZACIONES USANDO LAS TÉCNICAS MEF-AG, AG Y MEDICIONES

Los estímulos semi anecoicos usados en las auralizaciones fueron un bombardino, una voz masculina y una tambora, los cuales fueron creados en la sala de grabación del estudio A de la universidad San Buenaventura Medellín [38]. Es posible usar estímulos semi anecoicos en auralizaciones cuando la curva de decaimiento del recinto de grabación de los estímulos es mucho menor en comparación con la del recinto a auralizar [7], esto se puede apreciar en la Figura 8. Las curvas de decaimiento energético se calculan a partir de respuestas al impulso de cada recinto obtenidas mediante mediciones de acuerdo a la ISO 3382 [19], a excepción de las RIs (Respuestas al Impulso) del salón del ISVR que se tomaron de investigaciones anteriores [4]. El proceso de medición del estudio A se detalla en el anexo A1 de este documento.

Figura 8. Curvas de decaimiento energético para diferentes salas.

En la etapa de transmisión dentro del proceso de una auralización, para el salón de reuniones del ISVR se tomaron datos ya existentes de trabajos anteriores [4] tales


33

como: respuestas en frecuencia MEF, respuestas al impulso AG y respuestas al impulso medidas binaurales para cada una de las posiciones de receptor en la Figura 9. Posteriormente se realizó la convolución de las respuestas al impulso con los estímulos. Para obtener las respuestas al impulso MEF-AG, se procedió de la siguiente manera: • Se experimentó con RIBs (Respuestas al impulso binaurales) existentes para dos distancias entre micrófonos en el modelo MEF, de 18cm y 24cm. Mediante escucha crítica se percibió que la localización de la fuente estaba corrida algunos grados hacia el centro con respecto a las mediciones para ambas distancias, sin presentar diferencias significativas entre ellas. Finalmente se usó la de 18cm. • Se varió la frecuencia de crossover de los filtros para unificar las respuestas en frecuencia MEF Y AG en todo el espectro, finalmente se escogió 650 Hz como frecuencia de crossover. Mediante escucha crítica se determinó que este proceso no afectó significativamente a la localización. • Se incluyó en el modelo MEF una cabeza artificial para las posiciones 1 y 4. Mediante escucha crítica se determinó que la localización en las auralizaciones mejoró y, finalmente, era muy similar con respecto a las mediciones. Posteriormente se realizó la convolución de las respuestas al impulso binaurales con los estímulos semi anecoicos para generar las auralizaciones MEF-AG, AG y medidas para el salón del ISVR, para las posiciones 1, 3 y 4 de receptor de la Figura 9.

Figura 9. Posiciones de receptor para el salón de reuniones ISVR.


34

Tabla 3. Cantidad de auralizaciones obtenidas por parámetro.

AURALIZACIONES Salón ISVR

Método Posición receptor

estímulo 1

estímulo 2

estímulo 3

MEF-AG 1 1 1 1

2

3 1 1 1

4 1 1 1

5

AG 1 1 1 1

2

3 1 1 1

4 1 1 1

5

MEDIDAS 1 1 1 1

2

3 1 1 1

4 1 1 1

5

TOTAL 27

2.2 EVALUACIÓN OBJETIVA

De acuerdo con los parámetros acústicos mencionados en la ISO 3382 [19], el T30, T20, EDT, D50 y C80 y el IACC; se realizó una comparación entre los parámetros acústicos medidos, AG y FEM-AG para ambos recintos. Para llevar a cabo la evaluación objetiva se utilizaron respuestas al impulso monoaurales obtenidas de investigaciones anteriores [4]. En las figuras 10 a la 15 se presentan los parámetros objetivos C80, D50, EDT, T20 y T30 calculados a partir del promedio espacial para las posiciones 1, 3 y 4 de fuente de la medición de las respuestas al impulso monoaurales y el IACC calculado a partir de las respuestas al impulso binaurales de las mismas posiciones. En el anexo B2 se presentan las tablas que contienen los valores de los parámetros objetivos por posición.


35

Figura 10. C80 medido, simulado AG y MEF-AG del salón del ISVR

Figura 11. D50 medido, simulado AG y MEF-AG del salón del ISVR.


36

Figura 12. EDT medido, simulado AG y MEF-AG del salón del ISVR.


37

Figura 13. T20 medido, simulado AG y MEF-AG del salón del ISVR.

Figura 14. Valor de T30 (Promedio espacial) medido, simulado AG y MEF-AG del salón del ISVR.


38

Figura 15. IACC medido, simulado AG y MEF-AG del salón del ISVR.

2.2.1 Análisis de resultados

En la tabla 5 se realiza una comparación entre los resultados medidos y simulados, obteniendo diferencias porcentuales para las bandas de 125, 250 y 500 Hz.

Tabla 4. Diferencias porcentuales entre datos simulados por dos métodos distintos con respecto a mediciones para las bandas de 125, 250 y 500 Hz.

DIFERENCIAS PORCENTUALES %

125 250 500

EDT [s]: medidos/AG 43,8 40,2 65,4

medidos/MEF-AG 11,8 36,1 35,3

T20 [s]: medidos/AG 29,9 31,9 35,0


T30 [s]: medidos/AG 50,8 27,5 32,0


C80 [dB]: medidos/AG 10,9 31,5 53,3


D50 [-]: medidos/AG 7,8 3,1 16,5


Analizando los resultados para el salón del ISVR, con respecto al C80 en la Figura 10 se observa que para las bandas de frecuencia de 125Hz y 500Hz con respecto a las mediciones, los valores en el método MEF-AG presentan mayor similitud que los AG, con diferencias porcentuales de 7.5% y 2.5% respectivamente, a diferencia de la banda de 250Hz donde el AG se acerca más a las mediciones.


39

En la Figura 11, para el parámetro D50 se observa que las respuestas al impulso binaurales MEF-AG presentan mayor similitud a las mediciones que las respuestas al impulso binaurales AG en las bandas de 125, 250 y 500 Hz. De igual manera, en la Figura 12 en relación al EDT, MEF-AG presenta menos diferencias con respecto a las mediciones en la banda de 125Hz con diferencias porcentuales de 11.8% con respecto a los resultados medidos. Para el AG las diferencias porcentuales son muy altas en todas las bandas. En la Figura 13 y la Figura 14, en relación a los tiempos de reverberación en MEF-AG se observa que las bandas de frecuencias de 125Hz y 500Hz difieren muy poco en lo que respecta de las mediciones presentando diferencias porcentuales de 3.7% y 3.3% para el T20 y de 1.1% y 12% para el T30 respectivamente. En la banda de 250Hz sí se presenta una gran diferencia. Sin embargo, para las auralizaciones AG no se encuentra ningún punto que concuerde en tiempo de reverberación con las mediciones. Finalmente, en la Figura 15 se observa que el IACC presenta una mayor correlación interaural en las bandas de frecuencia de 125Hz, 250Hz y 500Hz entre las mediciones y las MEF-AG. El MEF-AG contribuye entonces a que para frecuencias bajas las señales que llegan a cada oído no se vean afectadas por la cabeza.

2.3 DISEÑO DE LA PRUEBA SUBJETIVA PARA EVALUAR LAS AURALIZACIONES MEF-AG Y AG

En esta sección se presenta el diseño de la prueba subjetiva con el que se realizó la evaluación de auralizaciones MEF-AG y AG tomando como referencia auralizaciones para las posiciones 1,3 y 4 del recinto de estudio (ver Figura 9).

2.3.1 Población y muestra

La población seleccionada para la prueba fueron estudiantes de Ingeniería de Sonido de la Universidad de San Buenaventura de sexto semestre en adelante, teniendo como principal característica que tuvieran conocimiento de audio 3D [39]. El dato que se recibió de la dirección del programa de Ingeniería de Sonido de la Universidad de San Buenaventura fue de 103 estudiantes que cursaban sexto semestre en adelante en el periodo 2014-2. Para determinar el tamaño de la muestra se dispuso de la ecuación (4). Para este

experimento se usó un nivel de confianza del 90% y ∝ =10%. Se tiene que para un nivel de confianza del 90% entonces 𝑍 = 1.645. Luego se tomó un error máximo del 10%, 𝐸 = 0.1, y asumiendo la varianza máxima se tiene que: 𝑃 = 𝑄 = 0.5. Para una población conocida N=103 del semestre 2014-2, usando la ecuación (7) se obtiene una muestra de 41 personas; por ende en este experimento se usó una muestra aleatoria de 40 personas usando auralizaciones MEF-AG. Además se dispuso una muestra de 20 personas para evaluar auralizaciones AG. Inicialmente se planteó usar una muestra de 40 personas para ambas etapas de la prueba, pero por recursos limitados no se alcanzó.


40

2.3.2 Diseño de la prueba

La metodología de la encuesta consistió en tener dos estímulos, A y B, los cuales fueron comparados con respeco a varios atributos. El proceso se llevó a cabo a ciegas por parte de los participantes que no sabían que A era la referencia (auralización medida) y B el estímulo con diferencias (auralización simulada). La escala de comparación para cada atributo fue continua y se presenta en la Tabla 5, donde 5 significa que los estímulos son completamente similares y 1 que son nada similares.

Tabla 5. Escala de apreciaciones.

APRECIACIÓN CALIFICACIÓN

Completamente similar 5,0

Muy similar 4,0

similar 3,0

Poco similar 2,0

Nada similar 1,0

Las variables evaluadas en esta prueba fueron localización, reverberación, calidez y brillo.

Localización: atributo que se refiere a la percepción subjetiva de la dirección

de procedencia de la fuente sonora. Esta cualidad evaluó que tan similar es

la localización en el audio B con respecto al A.

Reverberación: atributo que se refiere a la percepción subjetiva de la

permanencia del sonido producto de las reflexiones con las superficies dadas

por la geometría del cuarto. Esta cualidad evaluó que tan similar es la

reverberación en el B con respecto al A.

Calidez: atributo que se refiere a la percepción subjetiva de la sonoridad de

las frecuencias bajas emitidas por la fuente sonora. Esta cualidad evaluó que

tan similar es la calidez en el audio B con respecto al A.

Brillo: atributo que se refiere a la percepción subjetiva de la sonoridad de las

frecuencias altas emitidas por la fuente sonora. Esta cualidad evaluó que tan

similar es el brillo en el audio A con respecto al B.

En la Figura 16 se presenta la interfaz gráfica de la aplicación con la que cada participante controló a voluntad desde una Tablet la presentación de las auralizaciones. La Aplicación fue tomada del semillero SIAPA – Semillero de investigación en Acústica y Procesamiento de señales de Audio [4].


41

Figura 16. Interfaz gráfica de la aplicación para el control de audios ejecutada desde una Tablet.

El sistema de reproducción en el cual se llevó a cabo la reproducción de las auralizaciones fue el Opsodis MARANTZ RC002ES.

2.4 PRUEBA SUBJETIVA PARA EVALUACIÓN DE AURALIZACIONES

En esta etapa se evaluó las auralizaciones obtenidas por medio MEF-AG, además de las AG con respecto a auralizaciones medidas para el salón de reuniones del ISVR. El proceso de encuestas consistió en dos etapas; etapa de familiarización y etapa evaluación:

Etapa de familiarización

Antes de realizar el proceso de evaluación a los participantes se les permitió familiarizarse con los dispositivos y el entorno de la prueba, las escalas de evaluación y los estímulos usados en las auralizaciones. También se les permitió familiarizarse con los atributos a evaluar en la prueba.

El tiempo aproximado de esta etapa fue de 3 minutos, de esta forma se trató de no inducir cansancio a los participantes por la duración total del experimento y evitar que los resultados se vieran afectados por esta causa.

Etapa de evaluación


42

Posteriormente a la etapa de familiarización en este periodo se procedió a entregar al participante las instrucciones de la prueba respaldadas con un texto escrito, como se observa en el anexo C1, y el desarrollo de la misma. El tiempo de duración aproximado para esta etapa fue de 15 minutos.

2.5 RESULTADOS Y ANÁLISIS DE RESULTADOS

En esta sección se presentan los resultados de la prueba subjetiva, representados a través de sus medidas de tendencia central y de dispersión. Los resultados se presentan como generales (por atributos: localización, reverberación, calidez y brillo), por instrumento y por posición. También para cada análisis se incluyeron diagramas de caja y de torta. Finalmente se compararon los resultados MEF-AG con los AG mediantes análisis de varianza ANOVA.

2.5.1 Resultados generales auralizaciones MEF-AG

A partir de la prueba donde se evaluó subjetivamente auralizaciones MEF-AG con

respecto a auralizaciones obtenidas mediante mediciones, se obtuvieron los

resultados presentados en la Figura 17:

Figura 17. Resultados de evaluación subjetiva por atributos localización, reverberación, calidez y brillo. Auralizaciones MEF-AG

En la Tabla 6 se presentan las variables estadísticas obtenidas de los datos por atributos.

Tabla 6. Medidas de tendencia central y dispersión para resultados de localización, reverberación, calidez y brillo. Auralizaciones MEF-AG

Localización Reverberación Calidez Brillo

Media 4.02 2.5 2.7 2.7


43

Mediana 4 2.3 3 3

Moda 4 2 2 2

Desv. Estándar

0.8615 1.081 0.966 0.9488

Cuartil 1 3 2 2 2

Cuartil 2 4 2.3 3 3

Cuartil 3 5 3.3 4 4

Figura 18. Diagramas de torta para análisis general de los parámetros localización, reverberación, calidez y brillo. Auralizaciones MEF-AG

En el atributo localización, en la figura 17 se observa una tendencia hacia la

calificación muy similar, además, el 70% de los datos se encuentra por

encima de la calificación muy similar.

En el atributo reverberación se observa que el 81% de los datos se encuentra

por debajo de la calificación similar en la figura 18. En la figura 17 los datos

presentan alta dispersión.


44

El 82% de las calificaciones en el atributo calidez es menor o igual a similar,

con gran dispersión de los datos, además de la presencia de datos atípicos.

Con respecto al brillo 82% de las calificaciones son iguales o menores a muy

similar

2.5.2 Resultados por instrumentos

En la Figura 19 se representan los resultados por instrumentos (Bombardino=Bo, mensaje hablado=Me y tambora=Ta) y por atributos (localización=lo, reverberación=Re, calidez=Ca y brillo=Br).

Figura 19. Resultados evaluación subjetiva. Auralizaciones MEF-AG usando diferentes estímulos como fuentes sonoras.

En la Tabla 7 se presentan las medidas de tendencia central y dispersión obtenidas del análisis por instrumento y atributos de los datos.

Tabla 7. Medidas de tendencia central y dispersión para resultados por atributos e instrumentos. Auralizaciones MEF-AG.

Loc Bomb

Loc Mens

Loc Tam

b

Rev Bomb

Rev men

s

Rev Tam

b

Cal Bomb

Cal Men

Cal Tam

b

Br Bomb

Br Men

Br Tam

b

Media 3.9 3.8 4.2 2.4 2.3 3.06 2.4 2.5 3.07 2.6 2.7 2.8

Mediana 4 4 4.5 2 2 3 2.5 2.5 3 2.5 3 3

Moda 4 4 5 2 2 2 2 2 3 2 2 3


45

Desv. Estándar

0.880 0.892

0.773

0.955 1.01 1.116

0.849 0.967

0.980

0.903 1.007

0.933

Cuartil 1 3 3 4 1 1 2 2 2 2 2 2 2

Cuartil 2 4 4 4.5 2 2 3 2.5 2.5 3 2.5 3 3

Cuartil 3 4.9 5 5 3 3 4 3 3 4 3.2 4 4

Figura 20. Resultados de un bombardino para atributos localización, reverberación, calidez y brillo. Auralizaciones MEF-AG.


46

Figura 21. Resultados de mensaje hablado para parámetros localización, reverberación, calidez y brillo. Auralizaciones MEF-AG.


47

Figura 22. Resultados de una tambora para parámetros localización, reverberación, calidez y brillo. Auralizaciones MEF-AG

De las figuras 20, 21 y 22 se puede observar lo siguiente:

En el instrumento de percusión tambora, el 78% de las calificaciones son

mayores o iguales a muy similar en el parámetro de localización.

Se observa una aproximación a una distribución simétrica de los datos

relacionados con la tambora en la mayoría de los atributos evaluados en

comparación con el resto de estímulos.

Con excepción de la tambora, los demás estímulos presentan dispersión es

muy grande y no se observa una tendencia clara de calificaciones.


48

2.5.3 Resultados por posiciones auralizaciones MEF-AG

En la Figura 23 se representan los resultados por posiciones (Posición 1=P1, posición 2=P2 y posición 3=P3) y por atributos (localización=lo, reverberación=Re, calidez=Ca y brillo=Br).

Figura 23. Resultados evaluación subjetiva para posiciones 1, 3 y 4 de receptor. Auralizaciones MEF-AG.

En la Tabla 8 se presentan las medidas de tendencia central y dispersión obtenidas del análisis por posición y atributos de los datos.

Tabla 8. Medidas de tendencia central y dispersión para resultados por atributos y posiciones. Auralizaciones MEF-AG.

Loc POS

1

Loc PO3

Loc POS

4

Rev POS

1

Rev POS

3

Rev POS

4

Cal POS

1

Cal POS

3

Cal POS

4

Br POS

1

Br POS3

Br POS

4

Media 3.9 3.8 4.2 2.4 2.3 3.06 2.4 2.5 3.07 2.6 2.7 2.8

Mediana 4 4 4.5 2 2 3 2.5 2.5 3 2.5 3 3

Moda 4 4 5 2 2 2 2 2 3 2 2 3

Desv. Estándar

0.880 0.892

0.773

0.955 1.011

1.116

0.849 0.967

0.980

0.903

1.007 0.938

Cuartil 1 3 3 4 1 1 2 2 2 2 2 2 2

Cuartil 2 4 4 4.5 2 2 3 2.5 2.5 3 2.5 3 3

Cuartil 3 4.9 5 5 3 3 4 3 3 4 3.2 4 4


49

2.5.4 Resultados generales auralizaciones AG

A partir de la prueba donde se evaluó subjetivamente auralizaciones obtenidas

mediante la acústica geométrica con respecto a las auralizaciones obtenidas

mediante mediciones y utilizando una muestra de 20 estudiantes del programa

Ingeniería de Sonido de la Universidad San Buenaventura escogidos

aleatoriamente a partir del sexto semestre en adelante, se obtuvieron los resultados

representados en la Figura 24:

Figura 24. Resultados de evaluación subjetivapara atributos localización, reverberación, calidez y brillo. Auralizaciones AG

En la Tabla 9 se presentan variables estadísticas obtenidas de los datos por atributos.

Tabla 9. Medidas de tendencia central y dispersión para resultados por atributos localización, reverberación, calidez y brillo. Auralizaciones AG.

Localización Reverberación Calidez Brillo

Media 3.6 2.5 2.4 2.6

Mediana 4 2.05 2.15 3

Moda 4 2 2 3

Desv. Estándar

1.08 0.96 0.93 0.874

Cuartil 1 3 2 2 2

Cuartil 2 4 2.05 2.1 3

Cuartil 3 4.6 3 3 4


50

Figura 25. Resultados análisis general de los parámetros localización, reverberación, calidez y brillo. Auralizaciones AG

En el atributo localización, en la figura 24 se observa una tendencia hacia la

calificación muy similar, aunque con dispersión alta de los datos,

conjuntamente en la figura 25 el 62% de los datos se encuentra por encima

de la calificación muy similar.

En el atributo reverberación, se observa que el 84% de los datos se

encuentra por debajo de la calificación similar en la figura 25. En la figura 24

los datos presentan alta dispersión.

El 86% de las calificaciones en el atributo calidez es menor o igual a similar,

con gran dispersión de los datos.

Con respecto al brillo 86% de las calificaciones son iguales o menores a muy

similar.


51

2.5.5 Resultados por instrumentos Auralizaciones AG

En la Figura 26 se representan los resultados por instrumentos (Bombardino=Bo, mensaje hablado=Me y tambora=Ta) y por atributos (localización=lo, reverberación=Re, calidez=Ca y brillo=Br).

Figura 26 .Resultados evaluación subjetiva por estímulos, tales como bombardino, mensaje hablado y bombardino. Auralizaciones AG

En la Tabla 10 se observan algunas variables estadísticas obtenidas de los datos por instrumento y atributos.

Tabla 10. Medidas de tendencia central y dispersión para resultados por atributos e instrumentos. Auralizaciones AG.

Loc Bomb

Loc Mens

Loc Tamb

Rev Bomb

Rev mens

Rev Tamb

Cal Bomb

Cal Men

Cal Tamb

Br Bomb

Br Men

Br Tamb

Media 3.6 3.8 3.6 2.4 2.4 2.8 2.3 2.4 2.7 2.5 2.8 2.6

Mediana 4 4 4 2 2 3 2 2.5 2.9 2 3 2.75

Moda 4 4 4 2 2 2 2 2 2 2 3 3

Desv. Estándar

1.08 1.10 1.08 0.92 0.86 1.08 0.89 0.88 0.98 0.87 0.86 0.88

Cuartil 1 3 3 3 1 1 2 1 2 2 1 2 2

Cuartil 2 4 4 4 2 2 3 2 2.5 2.9 2 3 2.7

Cuartil 3 4.5 4.8 4.5 3 3 4 3 3 3.9 3 4 3


52

Figura 27. Resultados del análisis de un bombardino para los atributos localización, reverberación, calidez y brillo. Auralizaciones AG

Figura 28. Resultados del análisis de un mensaje hablado para los atributos localización, reverberación, calidez y brillo. Auralizaciones AG


53

Figura 29.Resultados del análisis de una tambora para los atributos localización, reverberación, calidez y brillo. Auralizaciones AG

De las figuras 26, 27, 28 y 29:

Se observa un aproximación a una distribución simétrica de los datos

relacionados con la tambora en la mayoría de los atributos evaluados en

comparación con el resto de estímulos.

Con excepción de la tambora, los demás estímulos presentan una dispersión

es muy grande y no se observa una tendencia clara de calificaciones.


54

2.5.6 Resultados por posiciones Auralizaciones AG

En la Figura 30 se representan los resultados por posiciones (Posición 1=P1, posición 2=P2 y posición 3=P3) y por atributos (localización=lo, reverberación=Re, calidez=Ca y brillo=Br).

Figura 30. Resultados evaluación subjetiva para las posiciones de receptor 1, 3 y 5. Auralizaciones AG.

En la Tabla 11 se observan variables estadísticas obtenidas de los datos por atributos y posiciones.

Tabla 11. Medidas de tendencia central y dispersión para resultados por atributos y posiciones. Auralizaciones AG.

Lo POS1

Lo PO3

Lo POS4

Re POS1

Re POS3

Re POS4

Ca POS1

Ca POS3

Ca POS4

Br POS1

Br POS3

Br POS4

Media 3.4 3.8 3.7 2.6 2.5 2.6 2.4 2.5 2.6 2.6 2.7 2.7

Mediana 4 4 4 2 2 2.8 2 2.5 2.15 3 3 2.9

Moda 4 4 4 2 2 2 2 3 2 3 3 2

Desv. Estándar

1.13 1.11 0.99 0.98 1.00 0.96 0.90 1.06 0.84 0.89 0.94 0.80

Cuartil 1 3 3 3 1 1 2 1 1.5 2 2 2 2

Cuartil 2 4 4 4 2 2 2.8 2 2.5 2.15 3 3 2.9

Cuartil 3 4.5 5 4.5 3.5 3 3 3 3 3 4 4 3


55

2.5.7 Comparación de resultados MEF-AG con AG

En la Figura 31 se representan los resultados de la prueba subjetiva para ambos tipos de auralizaciones, auralizaciones MEF-AG y AG.

Figura 31. Comparación resultados generales MEF-AG con AG para los atributos localización, reverberación, calidez y brillo.

De acuerdo con la Figura 31 se observa una tendencia en las

auralizaciones MEF-AG A presentar mejores calificaciones que las AG en todos

los atrubutos, pero con mayor evidencia en la localización y calidez.


56

A) B)

Figura 32. Comparación de diagramas de torta para análisis general de los parámetros localización, reverberación, calidez y brillo. A) Auralizaciones MEF-AG. B) Auralizaciones AG.


57

De acuerdo con la Figura 32 se analiza que:

En el atributo localización, un 70% MEF-AG frente a un 62% AG de las

calificaciones fueron iguales o superiores a muy similar, lo cual podría evidenciar

mejores resultados en el método MEF-AG.

En el atributo reverberación un 81% MEF-AG frente a un 84% AG de las

calificaciones fueron iguales o inferiores a similar.

Para la calidez se evidencia un 82% AG contra un 86% MEF-AG de las

calificaciones fueron iguales o inferiores a similar, lo cual representa que podrían

haber pequeñas diferencias a favor del método MEF-AG.

En el parámetro brillo un 82% MEF-AG frente a un 86% AG de las

calificaciones fueron iguales o inferiores a similar.

2.5.8 Análisis de varianza ANOVA

En la tabla 13 se presentan los datos del análisis ANOVA. Nivel de significancia= 0.05, hay una probabilidad del 5 % de cometer un error tipo 1. Error tipo 1: Rechazar Ho, siendo verdadera. Error tipo 2: No rechazar Ho, siendo falsa. Siendo Ho la hipótesis nula y H1 la hipótesis alternativa. Ho: las medias no son diferentes entre los dos grupos de datos. H1: las medias son diferentes entre los grupos de datos.

Tabla 12. Análisis de varianza para un solo factor, los atributos de evaluación son localización, reverberación, calidez y brillo. Resultados MEF-AG y AG.

Localización

Grupos Cuenta Promedio Varianza

MEF-AG 360 4,0133 0,787

AG 180 3,64 1,16967

Origen de las variaciones

Suma de cuadrados

Promedio de los cuadrados F Probabilidad

Valor crítico para F

Entre grupos 16,7253333 3,34506667 3,6309 0,0031 2,2309 Dentro de los grupos 491,968 0,92128839

Reverberación


MEF-AG 360 2,5892 1,1692

AG 180 2,5461 0,9404


58


Suma de cuadrados




Calidez


MEF-AG 360 2,7175 0,9338

AG 180 2,4817 0,8704


Suma de cuadrados




Brillo


MEF-AG 358 2,7374 0,9022

AG 178 2,6399 0,7599


Suma de cuadrados




De acuerdo con la tabla 13 se tiene que:

Al comparar el atributo localización entre ambos métodos de simulación se

obtiene que el estadístico F=3.6309 es mayor que el valor crítico (F>2.2309)

y se encuentra en la región de rechazo de la hipótesis nula (media MEF-AG

es equivalente estadísticamente con media AG) en favor de la hipótesis

alternativa que afirma que las medias son diferentes con una probabilidad de

no rechazo de Ho de 0.31%.

Al comparar el atributo reverberación entre ambos métodos de simulación, el

estadístico F=0,0676 es menor que el valor crítico (F<2.6215) y se encuentra

en la zona de no rechazo de Ho (media MEF-AG es comparable con media

AG) con una probabilidad de no rechazo de Ho de 97,71%.

Al comparar el atributo calidez entre ambos métodos de simulación, el

estadístico F=7.3125 es mayor que el valor crítico (F>3.8588) y se encuentra

en la región de rechazo de la hipótesis nula (media MEF-AG es equivalente


59

estadísticamente con media AG) en favor de la hipótesis alternativa que

afirma que las medias son diferentes con una probabilidad de no rechazo de

Ho de 0.71%.

Al comparar el atributo brillo entre ambos métodos, el estadístico F=0,2626

es menor que el valor crítico (F<2.2310) y se encuentra en la zona de no

rechazo de Ho (media MEF-AG es comparable con media AG) con una

probabilidad de no rechazo de Ho de 93,34%.


60

3. AURALIZACIONES PARA EL MINI AUDITORIO 2

En la Figura 33 se representa mediante un diagrama de flujo los procedimientos realizados en esta apartado.

Figura 33. Diagrama de flujo del proceso del desarrollo del proyecto

Generación

•Estímulos semianecoicos usados en investigaciones anteriores.

Transmisión

•RIBs AG, MEF y medidas.

•RIBs de investigaciones anteriores. Medición de RIBs.

•Convolución RIBs - estímulos semianecoicos.

Reproducción

• Opsodis MARANTZ RC002ES.

Evaluación

•Pruebas Objetivas. RIs de investigaciones anteriores. Medición de RIs.

Aplicación

•Evaluación del impacto de las condiciones acústicas de un recinto en la inteligibilidad y dificultad de escucha.


61

El mini auditorio 2 tiene un volumen de 135 m3. En la Tabla 14 se presenta una breve descripción las superficies de este recinto.

Tabla 13. Área y material de las superficies del mini auditorio 2 [5].

3.1 GENERACIÓN DE AURALIZACIONES USANDO LAS TÉCNICAS MEF-AG, AG Y MEDICIONES

Los estímulos semi anecoicos usados en las auralizaciones fueron un bombardino, una voz masculina y una tambora, los cuales fueron creados en la sala de grabación del estudio A de la universidad San Buenaventura Medellín [38]. Es posible usar estímulos semi anecoicos en auralizaciones cuando la curva de decaimiento del recinto de grabación de los estímulos es mucho menor en comparación con la del recinto a auralizar [7], esto se puede apreciar en la figura 34.


62

Las curvas de decaimiento energético se calculan a partir de respuestas al impulso de cada recinto obtenidas mediante mediciones de acuerdo a la ISO 3382 [19]. El proceso de medición del estudio A se detalla en el anexo A1 de este documento.

Figura 34. Curvas de decaimiento energético para diferentes salas.

En la etapa de transmisión dentro del proceso de una auralización para el mini auditorio 2, se usaron datos de trabajos realizados anteriormente tales como: respuestas en frecuencia MEF [4], respuestas al impulso AG [38] y respuestas al impulso medidas; estas últimas se midieron en este trabajo para cada una de las posiciones de receptor de la Figura 35. En las RIBs (Respuestas al Impulso Binaurales) MEF no se incluyó cabeza artificial a diferencia de las auralizaciones del salón del ISVR. Posteriormente se realizaron convoluciones con los estímulos semi anecoicos para obtener las auralizaciones finales, MEF-AG, AG y medidas para las 5 posiciones de receptor Figura 35. Como resultado de este proceso se obtuvieron auralizaciones MEF-AG, AG y medidas este recinto, tres estímulos diferentes y varias posiciones de receptor como se detalla en la Tabla 15.


63

Figura 35. Posiciones de receptor y fuente del mini auditorio 2

Tabla 14. Cantidad de auralizaciones obtenidas por parámetro.

AURALIZACIONES Mini Auditorio 2

Método Posición receptor

estímulo 1

estímulo 2

estímulo 3

MEF-AG 1 1 1 1

2 1 1 1

3 1 1 1

4 1 1 1

5 1 1 1

AG 1 1 1 1

2 1 1 1

3 1 1 1

4 1 1 1

5 1 1 1

MEDIDAS 1 1 1 1

2 1 1 1

3 1 1 1

4 1 1 1

5 1 1 1

TOTAL 45


64

3.2 EVALUACIÓN OBJETIVA

De acuerdo con los parámetros acústicos mencionados en la ISO 3382 [19] T30, T20, EDT, D50 y C80 y el IACC; se realizó una comparación entre los parámetros acústicos medidos, AG y FEM-AG para ambos recintos. Para llevar a cabo la evaluación objetiva se realizaron mediciones de respuestas al impulso monoaurales del mini auditorio 2 como se detalla en el Anexo A3 de este documento En las figuras 36 a la 41 se presentan los parámetros objetivos C80, D50, IACC, EDT, T20 Y T30 calculados a partir del promedio espacial de las 5 posiciones de fuente en el mini auditorio 2, además se puede diferenciar entre los resultados obtenidos a partir de las respuestas al impulso medidas, simuladas AG y MEF- AG. En el anexo B1 se presentan tablas que contienen los valores de los parámetros objetivos por posición.

Figura 36. C80 medido, simulado AG y MEF-AG del mini auditorio 2.


65

Figura 37. D50 medido, simulado AG y MEF-AG del mini auditorio 2.

Figura 38. EDT medido, simulado AG y MEF-AG del mini auditorio 2.


66

Figura 39 T20 (Promedio espacial) medido, simulado AG y MEF-AG del mini auditorio 2.

Figura 40. Valor de T30 medido, simulado AG y MEF-AG del mini auditorio 2.


67

Figura 41. IACC medido, simulado AG y MEF-AG del mini auditorio 2.

3.2.1 Análisis de resultados

En la tabla 17 se realiza una comparación entre los resultados medidos y simulados, obteniendo diferencias porcentuales para las bandas de 125, 250 y 500 Hz.

Tabla 15. Diferencias porcentuales entre datos simulados por dos métodos distintos con respecto a mediciones para las bandas de 125,250 y 500 Hz..

DIFERENCIAS PORCENTUALES %

125 250 500

EDT [s]: medidos/AG 8,8 21,0 21,9


T20 [s]: medidos/AG 17,1 23,5 17,5


T30 [s]: medidos/AG 20,9 23,2 18,0


C80 [dB]: medidos/AG 82,9 68,3 53,3


D50 [-]: medidos/AG 14,3 38,9 36,4



68

En los resultados de la prueba objetiva del miniaditorio 2, con respecto al D50 se observa en la Figura 37 para la banda de 125Hz, el método MEF-AG difiere con respecto a las mediciones teniendo una diferencia porcentual de 71.4%. En la banda de 250 Hz el MEF-AG presenta mejoras con una diferencia porcentual de 5.6% y el AG de 38.9%. En la Figura 38, el EDT para el método MEF-AG continua presentando una diferencia grande en la banda de 125Hz del 101.4%, siendo en este caso más aproximado a las mediciones el método AG con una diferencia porcentual del 8.8%. Para la banda de 250Hz el MEF-AG se comporta mejor que el AG con 9.7% de diferencia. En relación al tiempo de reverberación en las figuras 39 y 40 se observa que no hay mejoras en el método MEF-AG, presentándose diferencias en las bandas de 125Hz y 250Hz de 74.8% y 31.3% respectivamente para el T20, y para el T30 de 64.3% y 39.6%. En la Figura 41 se observa una mayor similitud de las MEF-AG en comparación con las AG en las bandas de frecuencia de 250Hz y 500Hz con respecto a las mediciones.

3.1 DISEÑO DE PRUEBA DE INTELIGIBILIDAD Y DIFICULTAD DE ESCUCHA PARA UN SALÓN DE CLASES DE LA UNIVERSIDAD SAN BUENAVENTURA MEDELLÍN

3.1.1 Población y muestra

Dada la naturaleza exploratoria de las pruebas realizadas, la muestra que se utilizó en este estudio es una muestra a conveniencia, es decir, estudiantes de la universidad San Buenaventura que se encontraron en los alrededores al momento de llevar a cabo las pruebas. Como criterio de inclusión para los participantes fue que no tengan perdidas auditivas o que afirmen no tenerlas. Se evaluaron 40 personas entre hombres y mujeres.

3.1.2 Diseño de la prueba

El formato de la encuesta para esta prueba ha sido usado en pruebas en anteriores en la universidad San Buenaventura [37] y se presenta en el anexo C1. Para la prueba se utilizaron dos listas de 50 logatomos grabadas en la sala de grabación del estudio A de la Universidad San Buenaventura Medellín [37], respuestas al impulso binaurales para 2 condiciones acústicas de la sala (actual con auralizaciones MEF-AG y propuesta con acondicionamiento acústico auralizaciones AG) y 5 posiciones de receptor (ver Figura 35); las 10 listas finales se obtienen convolucionando los datos mencionados de acuerdo a la Tabla 16.


69

Las respuestas al impulso binaurales AG con propuesta de acondicionamiento acústico para este recinto fueron tomadas del trabajo “impacto de las condiciones acústicas en la inteligibilidad y la dificultad de escucha en tres aulas de la universidad de San Buenaventura Medellín, sede San Benito” [37].

Tabla 16. Listas finales para prueba de inteligibilidad

CONVOLUCIÓN

Lista final Repuesta al impulso binaural

Lista logatomos

1 MEF-AG_pos1 lista1

2 AG_pos1 lista2

3 MEF-AG _pos2 lista3

4 AG _pos2 lista4


6 AG _pos3 lista1

7 AG -AG _pos4 lista2

8 AG _pos4 lista3


10 AG _pos5 lista5

Posteriormente las listas finales se reprodujeron en el sistema de audio OPSODIS MARANTZ RC002ES para el experimento.

3.2 PRUEBA DE INTELIGIBILIDAD Y DIFICULTAD DE ESCUCHA PARA UN SALÓN DE CLASES DE LA UNIVERSIDAD SAN BUENAVENTURA MEDELLÍN

En esta etapa se llevó a cabo la prueba subjetiva y su respectivo análisis de datos. Antes de iniciar la prueba cada participante recibió una breve inducción sobre la metodología de la prueba y el formato presentado en el anexo C2, donde se escribió cada palabra escuchada y se calificó 0,1,2 o 3, según el nivel de dificultad para entender el logatomo, siendo 0 ninguna dificultad y 3 mucha dificultad. Durante la prueba, a cada participante se le permitió escuchar auralizaciones con las dos condiciones acústicas del recinto para una misma posición de receptor con listas de logatomos diferentes.La duración de la prueba aproximadamente fue de 15 minutos con una muestra de 40 personas de la universidad San Buenaventura entre hombres y mujeres de cualquier programa y semestre. Las edades oscilaron entre 17-24 años de los participantes.


70

La inteligibilidad se evaluó como el porcentaje de aciertos en las palabras escritas y la dificultad de escucha como el porcentaje de respuestas diferentes de "0" en la casilla dificultad de escucha.

3.3 RESULTADOS DE INTELIGIBILIDAD Y ANÁLISIS DE RESULTADOS

3.3.1 Resultados por condiciones acústicas

En la Figura 42 se representa en un diagrama de cajas la recopilación de los datos obtenidos en la prueba de inteligibilidad, reuniendo las 5 posiciones de receptor del mini auditorio 2 para poder observar el comportamiento de los datos antes del acondicionamiento (Mini 2 pre) y después del acondicionamiento acústico del recinto (Mini 2 pos).

Figura 42. Diagrama de caja que representa los resultados de la prueba de inteligibilidad para dos condiciones acústicas diferentes del mismo recinto.


71

3.3.2 Resultados y análisis por posiciones

En la Figura 43 se representan los resultados de la prueba de inteligibilidad y dificultad de escucha por posiciones (Pos1…,Pos5) y condición acústica (Pre y Pos).

Figura 43. Resultados prueba de inteligibilidad por posiciones y condición acústica.

Se observa que en las posiciones 1 y 2, que son las más alejadas de la fuente, se tienen medianas del 30% y 43% teniendo estas los valores más bajos con respecto a las otras posiciones, mostrando así una menor inteligibilidad con respecto a las posiciones más cercanas a la fuente.

Tabla 17. Resultados estadísticos por posición antes del acondicionamiento

Mini 2 Pre

Posición 1 Posición 2 Posición 3 Posición 4 Posición 5

Media 0,297 0,42 0,462 0,4325 0,4057

Mediana 0.3 0.43 0.51 0.49 0.44

Moda 0,3 0,4 0,52 - 0,44

Desviación estándar 0,09404 0,05855 0,099391003 0,157094148 0,1011364


72

Cuartil 1 0.25 0.375 0.34 0.245 0.15

Cuartil 3 0.34 0.445 0.525 0.525 0.45

Tabla 18. esultados estadísticos por posición después del acondicionamiento

Mini 2 Pos

Posición 1 Posición 2 Posición 3 Posición 4 Posición 5

Media 0,531 0,6825 0,635 0,6325 0,70

Mediana 0.6 0.67 0.64 0.67 0.72

Moda 0,62 0,58 0,56 - 0,72

Desviación estándar 0,15333 0,0993 0,08668 0,155632 0,1035558

Cuartil 1 0.4 0.58 0.55 0.45 0.39

Cuartil 3 0.635 0.725 0.685 0.735 0.725

En la tabla 19 y 20 se presentan los datos estadisticos obtenidos por posición en el mini auditorio 2 antes y despues del acondicionamiento.


73

3.4 RESULTADOS DE DIFICULTAD DE ESCUCHA Y ANÁLISIS DE RESULTADOS

En la Figura 44 se representan los resultados en cuanto a dificultad de escucha para dos condiciones acústicas del mismo recinto (Actual=Pre y con propuesta de acondicionamiento=Pos), se puede observar una disminución en la dificultad de escucha producida por la propuesta de acondicionamiento acústico cuando se usan este tipo de auralizaciones del mini auditorio 2 de la universidad San Buenaventura Medellín.

Figura 44. Resultados de la prueba de dificultad de escucha para el mismo recinto en dos condiciones acústicas diferentes (pre y pos).

pospre

1,0

0,8

0,6

0,4

0,2

0,0

dif

icu

ltad

de e

scu

ch

a

Dificultad de escucha, pre-aconcionamiento y pos-acondicionamiento


74

En la Figura 45 en la parte superior, se observa mejoras atribuidas a la disminución de la dificultad de escucha al cambiar las condiciones acústicas del recinto, este parámetro disminuye de un 82% a un 27%. Realizando una comparación con pruebas realizadas en este recinto, en la figura 46 – parte inferior, se presentan los resultados de dificultad de escucha del trabajo “impacto de las condiciones acústicas en la inteligibilidad y la dificultad de escucha en tres aulas de la universidad de San Buenaventura Medellín, sede San Benito” [37], se puede observar una notable mejora en los resultados de la prueba del trabajo actual que contrasta un 27% frente a un 68% de personas que reconocieron tener alguna dificultad al percibir el 50% o más de las palabras que escucharon en la prueba.

Figura 45. Diagramas de torta para representar resultados de la prueba en términos de dificultad de escucha. En la parte superior se presentan los porcentajes de personas que reconocieron tener

dificultad de escucha en una cantidad de palabras menor o igual al 50%, y mayor al 50%. Usando auralizaciones pre MEF-AG y pos AG. En la parte inferior se presentan los porcentajes de personas que reconocieron tener dificultad de escucha en una cantidad de palabras menor o igual al 50%, y

mayor al 50% usando auralizaciones AG [37]


75

En la condición actual del recinto sin acondicionamiento las auralizaciones MEF-AG de este trabajo presentaron mejores resultados en cuanto a disminuir la dificultad de escucha frente a las auralizaiones AG del trabajo anterior; de un 88% a un 82% disminuyó la cantidad de personas que afirmaron tener algun tipo de dificultad para entender el 50% o más de palabras de la prueba.


76

4. CONCLUSIONES

De acuerdo con la evaluación objetiva, en el salón del ISVR con dimensiones pequeñas (75 m3) y por ende bajos tiempos de reverberación, las respuestas al impulso MEF-AG presentan mejoras con respecto a las AG en frecuencias bajas, principalmente en las bandas de 125 y 500 Hz. Por el contrario en el mini auditorio 2 (135 m3), un recinto con mayores tiempos de reverberación no se puede observar mejoras en el método MEF-AG. Los resultados del análisis estadístico de la prueba subjetiva para evaluar auralizaciones muestran gran dispersión en los datos y no se pueden aproximar a una distribución esperada de probabilidad normal, lo cual dificulta observar y elaborar conclusiones claras. Sin embargo el análisis ANOVA revela que parámetros como localización y calidez en auralizaciones MEF-AG son estadísticamente diferentes con respecto a las auralizaciones AG, presentando mejoras en sus calificaciones. Además, el atributo mejor calificado es la localización en ambos métodos de auralizaciones. Por otra parte, los resultados de evaluar el impacto de las condiciones acústicas en el mini auditorio 2 presentan un incremento en la inteligibilidad de la palabra y una disminución de dificultad de escucha para las auralizaciones con acondicionamiento acústico AG frente a las auralizaciones de la condición actual del recinto MEF-AG. Consecuentente, las auralizaciones MEF-AG usadas para la prueba evidenciaron una disminución en la dificultad de escucha y aumento de inteligibilidad frente a pruebas realizadas en trabajos anteriores donde se usaron solamente auralizaciones AG; incluso esta prueba evidenció mejores resultados en cuanto a dificultad de escucha para ambas condiciones del recinto. Por lo tanto, para evaluar el impacto generado por las condiciones acústicas de un recinto destinado al uso de la palabra en cuanto a la inteligibilidad y dificultad de escucha sobre una audiencia, existe un importante potencial para hacer uso de auralizaciones creadas mediante métodos que combinan elementos finitos y acústica geométrica.


77

5. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

[1] M. Kleiner, Dalenback y P. Svensson, «Auralization-an overview,» Audio Engineering Society, vol. 41, nº 11, pp. 861-875, Noviembre 1993.

[2] E. Granier, M. Kleiner, B.-I. Dalenback y P. Svensson, «experimental auralization of car audio installations,» Audio Society engineering, Febrero 1995.

[3] M. A. Henriquez y A. D. Londoño, «Evaluación de auralizaciones creadas mediante métodos números basados en acústica geométrica y reproducidas en el sistema de reproducción binaural OPSODIS,» Medellín, 2013.

[4] Semillero de investigación en Acústica y Procesamiento de señales de Audio., Creación de entornos sonoros virtuales, Medellin: Universidad de San Buenaventura.

[5] D. Urrego Ruiz, «Impacto de las condiciones acústicas en la inteligibilidad y la dificultad de escucha en tres aulas de la universidad San Buenaventura Medellín, sede San Benitos de la,» Medellín, 2014.

[6] M. Vorländer, Auralization, Fundamentals of Acoustics, Modelling, Simulation Algorithms and Acoustic Virtual Reality, S. S. &. B. Media, Ed., Berlin: Springer, 2007.

[7] A. Buen, «How dry do the recordings for auralization?,» Proceedings of the Institute of Acoustics, vol. 30, pp. 107-114, Octubre 2008.

[8] J. Giner Rubio, «aplicación del método de monte carlo en la simulación numérica de respuestas impulsivas en salas. validación y determinación del error de la técnica del trazado de rayos,» UNIVERSIDAD DE LA LAGUNA, San Cristóbal de La Laguna, 1997.

[9] M. Kleiner, D. Klepper y R. Torres, Worship Space Acoustics, Fort Lauderdale: J. Ross Publishing, 2010.

[10] A. Carrión Isbert, Diseño acústico de espacios Arquitectónicos, Barcelona: Edicions UPC, 1998.

[11] T. J. Cox y P. D' Antonio, Acoustic Absorbers and Diffusers: Theory, design and application, Taylor & Francis, 2009.

[12] T. Funkhouse, I. Carlbom, G. Elko, G. Pingali, M. Sondhi y J. West, «A beam tracing approach to acoustic modeling for interactive virtual environments,» Proceedings of the 25th annual conference on Computer graphics and interactive techniques, 1998.

[13] M. J. Turner, «Stiffness and Deflection Analysis of Complex Structures,» Journal of the Aeronautical Sciences, vol. 23, nº 9, pp. 805 - 823, Septiembre 1956.

[14] C. Fuentes y Laura, «El método de los elementos finitos aplicado al cálculo de pequeñas estructuras. Pre y post procesado,» Salamanca, 2010 / 2011.


78

[15] B. Mahesh, F. Stefan y A. Wolfgang, «First Approach to combine Particle Model Algorithm with Modal Analysis using FEM,» Audio Society Engineering 118 convention, Mayo AES 118 convention.

[16] S. Kopuz y N. Lalor, «Analiysis of interior acoustic fields using the finite element method and boundary element method,» Applied Acoustics, vol. 45, pp. 193-210, 1995.

[17] A. Oppenheim y A. Willsky, Señales y Sistemas, Segunda ed., P. E. Vázquez, Ed., Naucalpan de Juáres: Prentice Hall, 1998.

[18] M. Long, Architectural acoustics, M. Levy y R. Stern, Edits., San Diego: Elsevier academic press, 2006.

[19] International Organization for Standardization, ISO 3382 Acoustics – Measurement of room acoustic parameters – Part 2: Reverberation time in ordinary rooms, 2008.

[20] S. P. Ferreyraa, P. B. Esquinasa, I. Orecchia y I. Orecchia, «Análisis físico-acústico-espacial de respuestas impulsivas binaurales (BRIR) obtenidas por métodos indirectos,» Asociasión Argentina Mecánica Computacional, vol. 28, pp. 63-72, Noviembre 2009.

[21] F. Escobar y R. Alejandro, «Implementación de una cabeza artificial con torso (maniquí) y la construcción de orejas artificiales (basados en la norma ansi s3.36.1985).,» Universidad Austrial de Chile, Valdivia, 2008.

[22] Takeuchi y Takashi, «3D sound reproduction with "OPSODIS" and its commercial applications,» Southampton, 2005.

[23] T. Takeuchi, «Extension of the Optimal Source Distribution for Binaural Sound Reproduction,» Acta acústica united with acústica, vol. 94, pp. 981 - 987, 2008.

[24] D. R. Begault, «3D Sound for virtual reality and multimedia,» NASA, Abril 2000.

[25] L. Kinsler, A. Frey, A. Coppens y J. Sanders, Fundamentals of Acoustics, Cuarta ed., B. Russiello, Ed., New York: John Wiley & Sons, Inc., 2000.

[26] R. R. Pagano, Estadística para las ciencias del comportamiento, Séptima ed., C. L. L. America, Ed., México D.F: Thomson, 2006.

[27] C. Aching Guzmán, Ratios financieros y matemáticas de la mercadotecnia, Serie Mypes, 2006.

[28] A. P. Brogan, «Impact of classroom noise on reading and vocabulary skills in elementary school-aged children,» Journal of the acoustical society of america, vol. 115, nº 5, pp. 2371-2371, Mayo 2004.

[29] J. S. Bradley, «On the combined effects of signal-to-noise ratio and room acoustics on speech intelligibility,» Acoustic Society of America, vol. 106, nº 4, p. 1820–1828, Junio 1999.

[30] Sato, Morimoto y Wada, «Relationship between listening difficulty rating and objective measures in reverberant and noisy sound fields for young adults and elderly persons,» The Journal of the Acoustical Society of America, vol. 131, nº 6, p. 4596–4605, Junio 2012.


79

[31] T. Lokki, «Pysically Based Auralization-Design Implementation and Auralization,» Helsinki, 2002.

[32] A. Jarvinen y P. Maijala, «On the use of real head recording in product sound design,» Proceedings of the International Conference on Noise Control Engineering, vol. 2, p. 1143–1146, Agosto 1997.

[33] W. Pompetzki y J. Blauert, «A study on the perceptual authencity of binaural room simulation,» de Wallace-Clement-Sabine-Centennial Symp, New York, 1994.

[34] American national standard, «Acoustical performance criteria, design requirements, and guidelines for schools,» Acoustical Society of America, Junio 2002.

[35] J. Peng, «Feasibility of subjective speech intelligibility assessment based on auralization,» Applied acoustics, vol. 66, nº 5, pp. 591-601, Mayo 2005.

[36] K. M, «Speech intelligibility in real and simulated sound fields,» Acta Acústica united with Acustica, vol. 47, nº 2, pp. 55-71, Enero 1981.

[37] M. Yang y M. Hodgson, «“Auralization study of optimum reverberation times for speech intelligibility for normal and hearing-impaired listeners in classrooms with diffuse sound fields,» The Journal of the Acoustical Society of America, vol. 120, nº 2, pp. 801-807, 2006.

[38] A. D. Londoño Renteria y M. A. Henríquez Romero, «Evaluación de auralizaciones creadas mediante métodos numéricos basados en acústica geométrica y reproducidos mediante el sistema de reproducción binaural OPSODIS,» Medellín, 2014.

[39] ITU Radiocommunication assembly, Methods for the subjective assessment of small impairments in audio systems including multichannel sound systems, 1994 -1997.

[40] A. D. Londoño Renteria y M. A. Henríquez Romero, Evaluación de Auralizaciones creadas mediante métodos numéricos basados en acústica geométrica y reproducidas en el sistema de reproducción binaural Opsodis, Medellín, 2013.

[41] S. Flanagan y B. C. J. Moore, «The Influence of Loudspeaker Type on Timbre Perception,» Audio Society Engineering, Septiembre 2000.

[42] L. kinsler, B. Frey, A. Coppens y J. Sanders, Fundamentals of Acoustics, John Wiley & Sons, 2000.


80

6. ANEXOS

ANEXO A. INFORMES DE MEDICIÓN

Anexo A1. Informe de medición de tiempo de reverberación, sala de grabación del estudio A

Esta medición de tiempo de reverberación se realizó en conformidad con el estándar ISO 3382 [19].

Lugar: sala de grabación del estudio A de la Universidad San Buenaventura sede San Benito, Medellín, ubicado en el bloque E.

Fecha y hora: 18 de septiembre del 2014, de 12 m. a 2pm.

A continuación en la tabla 1 se presenta una descripción de los materiales que recubren el recinto.

Tabla A1.1. Descripción de los materiales que recubren el recinto.

Superficie Area (m2) Material

Piso 20,05 Tablilla

Ventana 2,89 Vidrio

puerta 0,92 Metal

Paneles Absorbentes

24,75 Fibra de Vidrio recubierta con paño

Difusores 23,7 Madera

Rejilla de ventilación

0,66 Aluminio

Membranas de madera

21,19 Madera

Canaleta 4,13 Metal

Muro 1,01 Hormigón

Tablas Paneles 2,49 Madera

Absorción Paneles 11,9 Lana Mineral de Roca recubierta por paño

Equipos usados para la medición

Dodecaedro

Computador Portátil

Micrófono de medición DBX.

Interfaz de audio focusrite Scarlett 2i2


81

Flexómetro

El dodecaedro se usó como fuente de excitación sonora, la interfaz de audio focusrite Scarlett 2i2 y el computador portátil para la reproducción de la señal de excitación y la grabación de la señal capturada por el micrófono de medición.

Para la reproducción se utilizó un barrido en frecuencia (sweep) de 22 a 20000 Hz. Las señales capturadas con el micrófono fueron procesadas con los plugins Aurora en el software Adobe Audition para derivar la respuesta al impulso binaural en cada punto de medición.

Descripción del proceso de medición Se definieron 6 puntos diferentes de medición. Tres posiciones de fuente y dos puntos de medición por cada fuente (figura 1). Para realizar esta medición la sala conto con la presencia de 5 paneles absorbentes, además de dos personas y algunos inmuebles; representando así las condiciones de uso normales de esta sala para diferentes pruebas acústicas.

Figura A1.1. Plano y distribución en el espacio de los 6 puntos de medición. Vista de planta.


82

Figura A1.2. Posiciones de medición, fotografías. Arriba izquierda, fuente 1 posición 1. Arriba derecha, fuente 1 posición 2. Abajo izquierda, fuente 2 posición 1. Abajo derecha, fuente 2 posición 2.

Figura A1.2. Posiciones de medición, fotos. Arriba izquierda, fuente 3 posición1. Arriba derecha, fuente 3 posición 2. Abajo, distribución paneles absorbentes y otros.


83

Resultados A continuación en la tabla A1.2 y A1.3 se presentan los resultados del tiempo de reverberación obtenidos por punto y por promedio espacial.

Tabla A1.2. T20 obtenido por posiciones de fuente - receptor

Frecuencia [Hz] 125 250 500 1000 2000 4000 8000 16000

Fuente 1 - Pos 1 0,21 0,14 0,20 0,18 0,24 0,23 0,23 0,22

Fuente 1 - Pos 2 0,20 0,15 0,15 0,22 0,24 0,23 0,24 0,22

Fuente 2 - Pos 1 0,14 0,12 0,19 0,21 0,25 0,26 0,22 0,22

Fuente 2 - Pos 2 0,16 0,19 0,16 0,19 0,21 0,21 0,22 0,20

Fuente 3 - Pos 1 0,14 0,19 0,19 0,20 0,21 0,23 0,23 0,28

Fuente 3 - Pos 2 0,24 0,11 0,24 0,26 0,23 0,26 0,22 0,24

Prom. Espacial 0,18 0,15 0,19 0,21 0,23 0,24 0,23 0,23

Desv. Estándar 0,04 0,03 0,03 0,03 0,01 0,02 0,01 0,025

FiguraA1.3. Sala de grabación del estudio A, promedio espacial del T20.


84

Tabla A1.3. T30 obtenido por posiciones de fuente - receptor

Frecuencia [Hz] 125 250 500 1000 2000 4000 8000 16000

Fuente 1 - Pos 1 0,17 0,17 0,21 0,19 0,24 0,25 0,23 --

Fuente 1 - Pos 2 0,21 0,18 0,16 0,22 0,23 0,25 0,25 --

Fuente 2 - Pos 1 0,15 0,14 0,21 0,21 0,23 0,25 0,23 --

Fuente 2 - Pos 2 0,27 0,17 0,17 0,19 0,22 0,22 0,23 --

Fuente 3 - Pos 1 0,22 0,19 0,18 0,20 0,21 0,25 0,24 --

Fuente 3 - Pos 2 0,19 0,15 0,22 0,23 0,23 0,25 0,23 --


85

Anexo A2. Informe de medición de ruido de fondo, sala de grabación del estudio A

Fecha y hora de la medición: 12 de septiembre del 2014; 10:00 m – 12:00 pm. Dispositivos de medición: Sonómetro Blue Solo 01 DB Tipo 1 (serie 61845). Se midió durante 5 minutos en cada posición, tres en total, con la puerta de ingreso cerrada. La Figura 5 muestra el sonómetro en dos de las posiciones de medición. Los niveles resultantes se muestran en la Tabla 4. Las posiciones donde fue ubicado el sonómetro se detallan en la Figura 6.

Tabla A2.1. Niveles de ruido de fondo, Estudio A en dB (re 20 x 10-6 Pa)

Frecuencia (Hz) 𝑳𝑨 𝒆𝒒

16 31,5 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000

Posición 1 44.5 46.0 39.4 26.3 25.2 20.3 18.6 20.1 20.8 27.4 28.7

Posición 2 41.8 41.6 35.5 28.3 28.5 24.3 19.8 16.0 15.2 14.2 26.5

Posición 3 44.4 39.9 36.0 24.4 27.2 23.3 19.5 19.5 15.2 14.2 26.3

Promedio 43.7 42.9 37.1 26.5 27.1 22.8 19.3 18.7 17.5 21.0 27.2

Figura A2.1. Fotografías de medición de ruido de fondo de en la sala de grabación del Estudio A.


86

Figura A2.2. Vista de Planta de la sala de grabación del Estudio A, posiciones de Micrófono para la medición de ruido de fondo (medidas en metros)

Figura A2.3. Sala de grabación del estudio A, ruido de fondo.

43,7 42,9

37,1

26,5 27,1

22,819,3 18,7 17,5

21

27,2

16 31,5 63 125 250 500 1000 2000 4000 8000 Laeq

Niv

el d

e p

resi

ón

so

no

ra (

dB

)

Frecuencia (Hz)

Ruido de fondo


87

Anexo A3. Informe de medición de respuestas al impulso monoaurales, mini auditorio 2

Responsables de la Medición

Anderson Naranjo Ruiz Estudiante Ingeniería de Sonido Universidad de San Buenaventura Medellín CC. 1.020’454.561 de Bello

Juan Camilo Rodríguez Villota Estudiante Ingeniería de Sonido Universidad de San Buenaventura Medellín CC. 1.124’856.368 de Mocoa

Esta medición de respuestas al impulso binaurales se realizó en corformidad con el estándar ISO 3382.

Lugar: Miniauditorio 2 de la Universidad San Buenaventura sede San Benito, Medellín.

Fecha y hora: 12 de septiembre del 2014, de 12 m. a 4 p.m.

El mini auditorio está ubicado en el bloque C de la Universidad de San Buenaventura- Sede San Benito. Es un aula de clases de con capacidad para 50 estudiantes aproximadamente. El recinto está compuesto por dos paredes de drywall y dos paredes de hormigón ambas pintadas, el techo también está hecho de drywall con luces fluorescentes incrustadas. [40]


88

Figura A3.1. Miniauditorio 2, vista de planta.


89

Tabla A3.1. Descripción de los materiales que recubren el recinto. [40]

Superficies Material Área (m)

Piso Baldosa 49,49

Puertas (sin ventanas)

Madera 2,17

Ventanas Vidrio 0,84

Tablero Acrílico 3,14

Panel de Publicación

Foamy 0,16

Luces Metal 5,04

Pared frontal Hormigón 12,59

Pared izquierda Drywall 24,79

Pared trasera Drywall 14,62

Pared derecha Hormigón 19,45

Techo Drywall 39,63

Equipos

Dodecaedro


Micrófono de medición DBX.

Interfaz de audio focusrite Scarlett 2i2

Flexómetro

El dodecaedro se usó como fuente de exitación sonora, la interfaz de audio focusrite Scarlett 2i2 y el computador portátil para la reproducción de la señal de excitación y la grabación de la señal capturada por el micrófono de medición.

Para la reproducción se utilizó un barrido en frecuencia (sweep) de 22 a 20000 Hz. Las señales capturadas con el micrófono fueron procesadas con los plugins Aurora en el software Adobe Audition para derivar la respuesta al impulso binaural en cada punto de medición.


90

Descripción del proceso de medición Se definieron 5 puntos diferentes para una posición de fuente para medir respuestas al impulso binaurales [5] (figura 2). Para realizar esta medición se desocupó la sala en su totalidad de muebles y personas, lo cual se puede corroborar en la figura A3.3.

Figura A3.2. Distribución en el espacio de las 5 posiciones de medición. Vista de planta. [5]


91

Figure A3.1. Posiciones de medición, fotografías.


92

Anexo A4. Informe de medición de respuestas al impulso binaurales, mini auditorio 2

Responsables de la Medición

Anderson Naranjo Ruiz Estudiante Ingeniería de Sonido Universidad de San Buenaventura Medellín CC. 1.020’454.561 de Bello

Juan Camilo Rodríguez Villota Estudiante Ingeniería de Sonido Universidad de San Buenaventura Medellín CC. 1.124’856.368 de Mocoa

Esta medición de respuestas al impulso binaurales se realizó en corformidad con el estándar ISO 3382.

Lugar: Miniauditorio 2 de la Universidad San Buenaventura sede San Benito, Medellín.

Fecha y hora: 8 de agosto del 2014, de 6 a.m. a 10 a.m.

El mini auditorio está ubicado en el bloque C de la Universidad de San Buenaventura- Sede San Benito. Es un aula de clases de con capacidad para 50 estudiantes aproximadamente. El recinto está compuesto por dos paredes de drywall y dos paredes de hormigón ambas pintadas, el techo también está hecho de drywall con luces fluorescentes incrustadas. [40]


93

Figure A2.1. Miniauditorio 2, vista de planta.


94

Table A4.1. Descripción de los materiales que recubren el recinto. [40]

Superficies Material Área (m)

Piso Baldosa 49,49

Puertas (sin ventanas)

Madera 2,17

Ventanas Vidrio 0,84

Tablero Acrílico 3,14

Panel de Publicación

Foamy 0,16

Luces Metal 5,04

Pared frontal Hormigón 12,59

Pared izquierda Drywall 24,79

Pared trasera Drywall 14,62

Pared derecha Hormigón 19,45

Techo Drywall 39,63

Equipos

Parlante JBL EON15 G2


Cabeza Binaural prototipo

Interfaz de audio M-audio mobile Pre

Flexómetro

El altavoz JBL EON 15 G2 se usó como fuente de exitación sonora, la interfaz de audio M-Audio MobilePre y el computador portátil para la reproducción de la señal de excitación y la grabación de la señal capturada por la cabeza binaural.

Para la reproducción se utilizó un barrido en frecuencia (sweep) de 22 a 20000 Hz. Las señales capturadas con los micrófonos de la cabeza binaural fueron procesadas con los plugins Aurora en el software Adobe Audition para derivar la respuesta al impulso binaural en cada punto de medición.


95

Descripción del proceso de medición Se definieron 5 puntos diferentes para una posición de fuente para medir respuestas al impulso binaurales [5] (figura 2). Para realizar esta medición se desocupó la sala en su totalidad de muebles y personas, lo cual se puede corroborar en la figura 3. La altura de la fuente y el receptor es de 1.5 m.

Figure A4.2. Distribución en el espacio de las 5 posiciones de medición. Vista de planta. [5]


96

Figure A4.3. Posiciones de medición, fotografías.


97

ANEXO B. INFORME DE EVALUACIÓN OBJETIVA

Anexo B1. Evaluación objetiva, mini auditorio 2

Objetivo General

Comparar de forma objetiva los parámetros acústicos obtenidos de las respuestas al impulso de las simulaciones creadas con AG y MEF-AG de un mini auditorio, con respecto a los parámetros acústicos obtenidos de las mediciones de respuesta al impulso del recinto.

Resultados Tabla B1.1 Tablas de datos promediados espacialmente

Promedio espacial respuesta al impulso

medida

125 250 500 1000 2000 4000

EDT [s]: 1,77 2,74 3,179 3,778 3,563 2,512

T20 [s]: 2,42 2,97 3,075 3,604 3,56 2,541

T30 [s]: 2,516 2,967 3,146 3,613 3,575 2,554

C80 [dB]: -1,46 -3,94 -3,79 -4,63 -3,93 -2,22

D50 [-]: 0,21 0,18 0,22 0,17 0,19 0,27


AG

125 250 500 1000 2000 4000

EDT [s]: 1,926 2,164 2,482 2,584 2,44 2,022

T20 [s]: 2,006 2,272 2,537 2,724 2,532 2,144

T30 [s]: 1,99 2,28 2,579 2,723 2,544 2,167

C80 [dB]: -2,67 -1,25 -1,77 -0,73 -0,24 0,25

D50 [-]: 0,24 0,25 0,3 0,35 0,36 0,38


MEF-AG

125 250 500 1000 2000 4000

EDT [s]: 3,564 3,005 2,522 2,579 2,44 2,022

T20 [s]: 4,23 3,901 2,559 2,729 2,534 2,144

T30 [s]: 4,133 4,141 2,617 2,737 2,551 2,167

C80 [dB]: -5,29 -3,65 -1,7 -0,74 -0,24 0,25

D50 [-]: 0,06 0,17 0,3 0,35 0,36 0,38

A. Tablas de datos por posición

Tabla B1.2. Respuesta al impulso medida

POSICIÓN 1 125 250 500 1000 2000 4000

EDT [s]: 1,24 2,82 2,75 3,61 3,32 2,42

T20 [s]: 2,13 2,89 2,9 3,36 3,29 2,49

T30 [s]: 2,33 2,79 3,03 3,33 3,27 2,49

C80 [dB]: -1,65 -0,92 -3,13 -4,94 -3,28 -1,91


98

D50 [-]: 0,14 0,31 0,21 0,16 0,22 0,27

IACC 0,935 0,691 0,235 0,159 0,128 0,095

POSICIÓN 2 125 250 500 1000 2000 4000

EDT [s]: 1,48 3,23 3,14 3,98 3,62 2,46

T20 [s]: 2,68 2,89 3,09 3,69 3,61 2,52

T30 [s]: 2,53 2,87 3,12 3,39 3,66 2,55

C80 [dB]: -0,43 -4 -4,67 -4,28 -3,84 -1,94

D50 [-]: 0,16 0,17 0,19 0,2 0,2 0,29

IACC 0,929 0,683 0,129 0,133 0,133 0,077

POSICIÓN 3 125 250 500 1000 2000 4000

EDT [s]: 1,6 2,48 3,22 3,83 3,7 2,59

T20 [s]: 2,28 3,08 3,16 3,64 3,56 2,53

T30 [s]: 2,47 3,13 3,24 3,43 3,62 2,56

C80 [dB]: -1,66 -5,28 -4,32 -5,4 -3,89 -2,34

D50 [-]: 0,17 0,1 0,21 0,16 0,19 0,28

IACC 0,95 0,644 0,207 0,195 0,134 0,073

POSICIÓN 4 125 250 500 1000 2000 4000

EDT [s]: 2,28 2,66 3,47 3,86 3,47 2,44

T20 [s]: 2,69 2,98 3,11 3,56 3,69 2,6

T30 [s]: 176,1 231,8 222,3 262,5 257,1 177,3

C80 [dB]: -2,21 -5,37 -2,64 -3,74 -4,4 -2,45

D50 [-]: 0,26 0,16 0,3 0,21 0,17 0,25

IACC 0,811 0,67 0,323 0,066 0,043 0,143

POSICIÓN 5 125 250 500 1000 2000 4000

EDT [s]: 2,25 2,55 3,32 3,62 3,7 2,66

T20 [s]: 2,32 3,02 3,12 3,78 3,66 2,57

T30 [s]: 2,49 3,08 3,14 3,8 3,67 2,56

C80 [dB]: -1,34 -4,11 -4,21 -4,77 -4,23 -2,44

D50 [-]: 0,31 0,17 0,21 0,13 0,17 0,26

IACC 0,935 0,61 0,241 0,074 0,076 0,108

Tabla B1.3 Respuesta al impulso AG

POSICIÓN 1 125 250 500 1000 2000 4000

EDT [s]: 1,78 2,23 2,4 2,52 2,3 1,94

T20 [s]: 2 2,26 2,58 2,75 2,58 2,11

T30 [s]: 2 2,27 2,62 2,74 2,57 2,14

C80 [dB]:

-1 -0,76 -1,7 0,3 0,73 0,47

D50 [-]: 0 0,18 0,27 0,38 0,41 0,36


99

IACC 0,933 0,737 0,41 0,411 0,216 0,456

POSICIÓN 2 125 250 500 1000 2000 4000

EDT [s]: 2,14 1,94 2,61 2,54 2,36 1,93

T20 [s]: 2 2,36 2,55 2,78 2,58 2,17

T30 [s]: 2 2,28 2,59 2,75 2,56 2,18

C80 [dB]:

-3,46 0,11 -1,96 -0,7 0,67 1,02

D50 [-]: 0,28 0,39 0,27 0,36 0,39 0,42

IACC 0,886 0,823 0,435 0,367 0,186 0,383

POSICIÓN 3 125 250 500 1000 2000 4000

EDT [s]: 2,25 2,07 2,25 2,51 2,41 2,04

T20 [s]: 2 2,31 2,49 2,67 2,48 2,12

T30 [s]: 2 2,36 2,55 2,69 2,52 2,14

C80 [dB]:

-4,34 -1,48 -1,05 -0,79 -0,18 -0,04

D50 [-]: 0,13 0,16 0,34 0,35 0,37 0,37

IACC 0,934 0,815 0,424 0,386 0,253 0,373

POSICIÓN 4 125 250 500 1000 2000 4000

EDT [s]: 1,88 2,32 2,48 2,84 2,61 2,07

T20 [s]: 2 2,2 2,59 2,69 2,49 2,19

T30 [s]: 2 2,24 2,58 2,73 2,52 2,21

C80 [dB]:

-2,27 -2,12 -1,11 -1,09 -0,76 0,02

D50 [-]: 0,22 0,25 0,35 0,33 0,36 0,39

IACC 0,947 0,843 0,495 0,325 0,183 0,541

POSICIÓN 5 125 250 500 1000 2000 4000

EDT [s]: 1,58 2,27 2,66 2,52 2,52 2,13

T20 [s]: 2,27 2,23 2,48 2,73 2,53 2,13

T30 [s]: 2,02 2,26 2,55 2,71 2,55 2,17

C80 [dB]:

-2,14

-2,02 -3,05 -1,34 -1,68 -0,23

D50 [-]: 0,26 0,29 0,26 0,33 0,27 0,38

IACC 0,95 0,802 0,363 0,394 0,145 0,459

Tabla B1.4 Respuesta al impulso MEF-AG

POSICIÓN 1 125 250 500 1000 2000 4000

EDT [s]: 3,68 3,12 2,39 2,52 2,3 1,94

T20 [s]: 4,33 3,34 2,6 2,76 2,58 2,11

T30 [s]: 4,32 4,55 2,66 2,76 2,57 2,14

C80 [dB]:

-7,6 -2,87 -1,74 0,29 0,74 0,47

D50 [-]: 0,04 0,12 0,28 0,39 0,4 0,36


100

IACC 0,695 0,633 0,401 0,411 0,216 0,456

POSICIÓN 2 125 250 500 1000 2000 4000

EDT [s]: 4,17 3,18 2,7 2,51 2,36 1,93

T20 [s]: 4,41 4,51 2,55 2,79 2,58 2,17

T30 [s]: 4,23 4,5 2,61 2,76 2,57 2,18

C80 [dB]:

-6,09 -3,53

-2,13 -0,72 0,67 1,02

D50 [-]: 0,09 0,25 0,26 0,35 0,39 0,42

IACC 0,679 0,72 0,382 0,367 0,186 0,382

POSICIÓN 3 125 250 500 1000 2000 4000

EDT [s]: 3,31 2,72 2,29 2,51 2,41 2,04

T20 [s]: 4,09 3,53 2,52 2,68 2,48 2,12

T30 [s]: 4,2 3,4 2,59 2,7 2,52 2,14

C80 [dB]:

-6,61 -3,76

-0,81 -0,8 -0,18 -0,04

D50 [-]: 0,05 0,15 0,34 0,34 0,37 0,37

IACC 0,758 0,71 0,389 0,386 0,253 0,373

POSICIÓN 4 125 250 500 1000 2000 4000

EDT [s]: 3,59 3,11 2,55 2,84 2,61 2,07

T20 [s]: 4,31 4,01 2,63 2,69 2,49 2,18

T30 [s]: 4,11 4,26 2,64 2,75 2,53 2,21

C80 [dB]:

-2,59 -4,48 -0,77

-1,13 -0,76 0,02

D50 [-]: 0,08 0,18 0,34 0,32 0,35 0,39

IACC 0,816 0,762 0,48 0,325 0,183 0,541

POSICIÓN 5 125 250 500 1000 2000 4000

EDT [s]: 3,07 2,89 2,68 2,51 2,52 2,13

T20 [s]: 4,02 4,11 2,5 2,73 2,53 2,13

T30 [s]: 3,81 4 2,58 2,71 2,56 2,17

C80 [dB]:

-3,55 -3,61 -3,06 -1,35 -1,68 -0,24

D50 [-]: 0,07 0,15 0,26 0,33 0,27 0,38

IACC 0,788 0,663 0,322 0,394 0,145 0,459


101

Anexo B2. Evaluación objetiva, salón ISVR

Resumen El presente informe trata sobre la evaluación objetiva realizada a un salón de reuniones del I.S.V.R Este trabajo presenta la comparación entre diferentes parámetros acústicos dados en la norma ISO 3382 que se obtienen de las respuestas al impulso simuladas y medidas del salón de reuniones. Los resultados se presentarán a través de tablas y gráficas que nos permitirán hacer un análisis y obtener conclusiones. Información general Objetivo General Comparar de forma objetiva los parámetros acústicos obtenidos de las respuestas al impulso de las simulaciones creadas con Acústica geométrica y AG (Acústica geométrica) – MEF (Método de elementos finitos) de un salón de reuniones, con respecto a los parámetros acústicos obtenidos de las mediciones de respuesta al impulso del recinto. Lugar: salón de reuniones del edificio ISVR, Universidad de Southampton, Inglaterra Resultados Se presentan los parámetros objetivos C80, D50, EDT, T20 y T30 para el promedio espacial de las posiciones 1, 3 y 4 de la medición de las respuestas al impulso monoaurales en la sala de reuniones y el IACC calculado a partir de las respuestas al impulso binaurales de las mismas posiciones.


102

A. tablas de datos promedio espacial obtenidas a través de las respuestas

al impulso medidas, AG, MEF-AG

Promedio espacial

respuesta al impulso medida

125 250 500 1000 2000 4000

EDT [s]: 0,459 0,699 0,598 0,446 0,421 0,537

T20 [s]: 0,535 0,711 0,605 0,526 0,528 0,614

T30 [s]: 0,533 0,732 0,631 0,539 0,544 0,615

C80 [dB]: 9,95 6,48 9,85 12,33 12,77 11,46

D50 [-]: 0,64 0,65 0,79 0,87 0,89 0,87

IACC 0,989 0,883 0,772 0,578 0,478 0,442

Promedio espacial

respuesta al impulso AG

125 250 500 1000 2000 4000

EDT [s]: 0,66 0,98 0,989 0,782 0,672 0,572

T20 [s]: 0,695 0,938 0,817 0,808 0,796 0,703

T30 [s]: 0,804 0,933 0,833 0,804 0,801 0,721

C80 [dB]: 8,87 4,44 4,6 6,1 6,95 9,3

D50 [-]: 0,69 0,63 0,66 0,69 0,68 0,79

IACC 0,799 0,596 0,485 0,319 0,136 0,173

Promedio espacial

respuesta al impulso medida

MED-AG

125 250 500 1000 2000 4000

EDT [s]: 0,405 0,447 0,387 0,755 0,67 0,574

T20 [s]: 0,555 0,435 0,625 0,807 0,796 0,703

T30 [s]: 0,539 0,478 0,707 0,807 0,799 0,721

C80 [dB]: 9,2 9,33 10,1 6,18 6,93 9,28

D50 [-]: 0,65 0,64 0,8 0,69 0,68 0,79

IACC 0,984 0,937 0,682 0,324 0,135 0,173

B. tablas de datos por posición obtenidas a través de las respuestas al

impulso medidas, AG, MEF-AG

Respuesta al impulso medida

POSICIÓN 2

125 250 500 1000 2000 4000

EDT [s]: 0,45 0,66 0,62 0,495 0,415 0,56

T20 [s]: 0,505 0,73 0,59 0,54 0,53 0,615

T30 [s]: 0,535 0,77 0,63 0,535 0,53 0,62

C80 [dB]: 8,52 6,875 10,39 11,625 12,775 11,49

D50 [-]: 0,57 0,565 0,79 0,88 0,9 0,875

IACC 0.987 0.788 0.699 0.700 0.584 0.430

POSICIÓN 3

125 250 500 1000 2000 4000

EDT [s]: 0,35 0,545 0,61 0,515 0,445 0,535

T20 [s]: 0,5 0,71 0,58 0,52 0,525 0,61

T30 [s]: 0,495 0,715 0,61 0,545 0,55 0,62


103

C80 [dB]: 13,92 8,675 9,16 11,555 12,515 11,63

D50 [-]: 0,825 0,78 0,77 0,84 0,87 0,865

IACC 0.999 0.982 0.898 0.471 0.307 0.472

POSICIÓN 4

125 250 500 1000 2000 4000

EDT [s]: 0,575 0,895 0,565 0,33 0,405 0,525

T20 [s]: 0,6 0,695 0,64 0,52 0,53 -

T30 [s]: 0,57 0,71 0,655 0,535 0,55 -

C80 [dB]: 7,4 3,89 9,995 13,8 13,025 11,275

D50 [-]: 0,53 0,595 0,815 0,9 0,895 0,87

IACC 0.981 0.879 0.719 0.562 0.544 0.423

Respuesta al impulso AG

POSICIÓN 2

125 250 500 1000 2000 4000

EDT [s]: 0,65 0,965 1,055 0,845 0,68 0,57

T20 [s]: 0,7 0,955 0,79 0,8 0,775 0,7

T30 [s]: 0,845 0,925 0,82 0,8 0,795 0,72

C80 [dB]: 8,255 3,685 4,165 5,43 6,855 9,26

D50 [-]: 0,62 0,58 0,66 0,665 0,67 0,78

IACC 0.792 0.580 0.425 0.417 0.170 0.115

POSICIÓN 3

125 250 500 1000 2000 4000

EDT [s]: 0,67 0,96 0,93 0,805 0,665 0,52

T20 [s]: 0,62 0,89 0,855 0,775 0,82 0,695

T30 [s]: 0,735 0,94 0,845 0,785 0,805 0,715

C80 [dB]: 8,61 4,07 5,665 5,855 6,86 9,825

D50 [-]: 0,79 0,61 0,705 0,685 0,675 0,805

IACC 0.800 0.547 0.571 0.268 0.091 0.287

POSICIÓN 4

125 250 500 1000 2000 4000

EDT [s]: 0,665 1,015 0,98 0,7 0,67 0,625

T20 [s]: 0,765 0,97 0,81 0,85 0,795 0,72

T30 [s]: 0,83 0,94 0,83 0,83 0,8 0,73

C80 [dB]: 9,73 5,57 3,96 7,015 7,15 8,815

D50 [-]: 0,655 0,715 0,605 0,725 0,71 0,77

IACC 0.804 0.661 0.458 0.273 0.148 0.117


104

Respuesta al impulso MEF-AG

POSICIÓN 2

125 250 500 1000 2000 4000

EDT [s]: 0,47 0,44 0,32 0,815 0,68 0,57

T20 [s]: 0,545 0,43 0,675 0,8 0,775 0,7

T30 [s]: 0,545 0,485 0,725 0,8 0,795 0,72

C80 [dB]: 8,32 10,65 10,5 5,45 6,825 9,255

D50 [-]: 0,53 0,645 0,85 0,655 0,67 0,78

IACC 0.978 0.911 0.529 0.422 0.171 0.116

POSICIÓN 3

125 250 500 1000 2000 4000

EDT [s]: 0,28 0,475 0,39 0,79 0,655 0,53

T20 [s]: 0,49 0,435 0,565 0,765 0,82 0,695

T30 [s]: 0,475 0,445 0,685 0,79 0,805 0,715

C80 [dB]: 11,325 7,65 10,655 5,935 6,845 9,785

D50 [-]: 0,78 0,57 0,755 0,68 0,675 0,805

IACC 1.000 0.998 0.910 0.275 0.087 0.288

POSICIÓN 4

125 250 500 1000 2000 4000

EDT [s]: 0,46 0,43 0,45 0,655 0,67 0,62

T20 [s]: 0,63 0,445 0,64 0,85 0,795 0,715

T30 [s]: 0,595 0,505 0,715 0,835 0,795 0,73

C80 [dB]: 7,95 9,69 9,145 7,15 7,13 8,815

D50 [-]: 0,635 0,715 0,8 0,73 0,71 0,77

IACC 0.975 0.902 0.608 0.276 0.149 0.116


105

ANEXO C. PRUEBAS SUBJETIVAS

Anexo C1. Formato prueba evaluación subjetiva de la calidad de auralizaciones

PRUEBA COMPARATIVA: Evaluación subjetiva de la calidad de auralizaciones

obtenidas mediante acústica geométrica y elementos finitos

Objetivo General de la prueba Evaluar subjetivamente entre pares de auralizaciones comparando parámetros tales como localización, reverberación, calidez y brillo. Introducción: Este estudio busca evaluar la fidelidad que puede obtenerse en las auralizaciones realizadas utilizando una combinación de métodos numéricos de acústica geométrica y elementos finitos. La evaluación se realizará al comparar los resultados obtenidos de este modelo con los datos adquiridos de la medición en recintos ya construidos. El modelo planteado para este estudio busca aprovechar las ventajas obtenidas en ambos métodos para poder obtener resultados más precisos en todo el espectro. Para esta evaluación se utilizarán diferentes tipos de muestras de audio (habla e instrumentos musicales). Las muestras de audio fueron grabadas en los estudios de la Universidad San Buenaventura y procesadas utilizando respuestas al impulso binaurales. Se presentan varias combinaciones de posiciones fuente-receptor, con el propósito de evaluar durante el test cuatro parámetros específicos que ayuden a determinar la calidad subjetiva del sistema de auralizaciones diseñado por la Universidad. Nota: Toda la información recolectada en la presente prueba subjetiva se mantendrá en absoluta reserva y ninguna persona será identificada en los resultados de la presente investigación.


106

1. ¿Cómo funciona el test?

Por favor lea cuidadosamente el texto, en caso de tener alguna duda con respecto a la lista de palabras que describen los sonidos o cualquier otra inquietud, por favor no dude en preguntar a la persona encargada de la prueba. En la prueba se le presentarán muestras de audio por pares usando un sistema de reproducción de sonido 3D llamado OPSODIS. Para reproducir las muestras contará en todo momento con una tableta, cada muestra no dura más de 2 minutos y usted es libre de reproducir las muestras tantas veces como sea necesario y la duración que se crea pertinente. Para cada par de muestras, usted tendrá que calificar la similitud entre éstas en las siguientes escalas de apreciación (los intervalos son continuos):

Tabla 19. Escala de apreciaciones.



Muy similar 4,0

similar 3,0

Poco similar 2,0

Nada similar 1,0

Parámetros a comparar:

Localización: atributo que se refiere a la percepción subjetiva de la dirección

de procedencia de la fuente sonora. Esta cualidad evaluara que tan similar

es la localización en el audio B con respecto al A.

Reverberación: atributo que se refiere a la percepción subjetiva de la

permanencia del sonido producto de las reflexiones del mismo con la

geometría del cuarto. Esta cualidad evaluara que tan similar es la

reverberación en el B con respecto al A.

Calidez: atributo que se refiere a la percepción subjetiva de la sonoridad de

las frecuencias bajas emitidas por la fuente sonora. Esta cualidad evaluará

que tan similar es la calidez en el audio B con respecto al A.

Brillo: atributo que se refiere a la percepción subjetiva de la sonoridad de las

frecuencias altas emitidas por la fuente sonora. Esta cualidad evaluara que

tan similar es el brillo en el audio A con respecto al B.


107

2. Escucha previa: Con el fin de que se familiarice con las muestras a escuchar

durante el test y los atributos a evaluar, por favor escuche las pistas marcadas

como “Escucha Previa” (parte superior de la interfaz) según la tabla 1. Al terminar

prosiga a escuchar las muestras A y B, Una vez otorgue una calificación oprima

siguiente para escuchar el siguiente par de muestras.

Tabla C1.2. Escucha previa

número Esc. Previa

1 Bombardino

2 Mensaje Hablado

3 Tambora

4 Tambora_rev

5 tamb calido

6 tamb brillante

7 localizacion L

8 localizacion R

9


108

Investigación: EVALUACIÓN SUBJETIVA DE AURALIZACIONES.

Fecha (D/M/A): ___-___-_____

Identificación – Responda:

Género: Femenino __ Masculino __

Edad (años): 16-20 __ 21-25 __ 25-30 __ 31-35 __ 36-40 __

Test de escucha subjetivo: A continuación se le presentarán 9 pares de audios.

La duración de cada uno no supera los 2 minutos. Por favor escuche las muestras

A y B y califique la similitud entre éstas para los parámetros de localización,

calidez, brillo y reverberación marcando en la casilla correspondiente según la

escala continua de 1 a 5 de la tabla 3. Recuerde que puede escuchar cada sonido

las veces y duración que considere necesario.

Tabla C1.3. Escala de apreciaciones.



Muy similar 4,0

similar 3,0

Poco similar 2,0

Nada similar 1,0

Tabla C1.4. Formato de calificación

Par 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Localización

Reverberación

Calidez

Brillo


109

Anexo C2. Formato prueba de inteligibilidad y dificultad de escucha

A continuación se reproducirán dos listas de 50 palabras inexistentes en el español

y con una única sílaba. Cada palabra se incluye en la frase: “La palabra (número)

es”. Por favor escriba en el siguiente formato la palabra que escuchó y evalúe para

cada una la dificultad que percibe para escucharlo en una escala de 0 a 3 donde:

0: Ninguna dificultad.

1: Un poco de dificultad.

2: Dificultad moderada.

3: Mucha dificultad.


110

LISTA 1

Palabra Dificultad (0 a 3)

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11.

12.

13.

14.

15.

16.

17.

18.

19.

20.

21.

22.

23.

24.

25.


26.

27.

28.

29.

30.

31.

32.

33.

34.

35.

36.

37.

38.

39.

40.

41.

42.

43.

44.

45.

46.

47.

48.

49.

50.


111

LISTA 2


1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11.

12.

13.

14.

15.

16.

17.

18.

19.

20.

21.

22.

23.

24.

25.


26.

27.

28.

29.

30.

31.

32.

33.

34.

35.

36.

37.

38.

39.

40.

41.

42.

43.

44.

45.

46.

47.

48.

49.

50.


112

ANEXO D. CERTIFICADOS DE CALIBRACIÓN

evaluaciÓn de auralizaciones obtenidas combinando …

Documents