Spatializing Sound

Ortbarkeit virtueller Soundquellen unterschiedlicher Audio Spatializer in Mixed Reality Applikationen

Title (deu)
Spatializing Sound
Ortbarkeit virtueller Soundquellen unterschiedlicher Audio Spatializer in Mixed Reality Applikationen
Author
Manuel Schumach
Degree supervisor
Matthias Husinsky
Degree supervisor
Mathis Nitschke
Description (deu)
Fachhochschule St. Pölten, Masterarbeit 2024, Studiengang Digital Media Production
Description (deu)
Diese Masterarbeit erforscht die Spatialisierung von Klangquellen in der Mixed Reality (MR), insbesondere im Kontext der Unity Game Engine und die dafür verfügbaren Audio Spatializer. Das Einsatzgebiet birgt weitreichende Anwendungsmöglichkeiten, darunter Hörhilfen für blinde Menschen, Navigationssysteme, Radar- und Überwachungstechnik, Spracherkennung sowie Unterhaltungs- und Bildungsbereiche. Angesichts des wachsenden Mixed Reality Marktes, mit großen Investitionen von Branchengrößen wie Meta und Apple, ist die präzise Lokalisierung virtueller Klangquellen von entscheidender Bedeutung. Die Arbeit konzentriert sich darauf, wie unterschiedliche Audio Spatializer die Lokalisierung von Klangquellen in Echtzeit beeinflussen. Hierbei spielen nicht nur technische Aspekte, sondern auch die Wahrnehmung und Immersion eine zentrale Rolle. Eine umfassende Literaturrecherche bildet die Grundlage für den Vergleich vier ausgewählter Spatializer, wobei vor Allem auf theoretische Konzepte des "Spatial Hearings" nach Jens Blauert eingegangen wird. Der Kern der Forschung liegt in zwei Hauptfragen: Erstens, wie präzise lassen sich virtuelle Soundquellen mit unterschiedlichen Audio Spatializern in einer MR-Umgebung (=Mixed Reality) verorten? Um diese Frage zu beantworten, wird ein Hörtest durchgeführt, der die Distanzlokalisierung und die Lokalisierung in horizontaler Ebene an 17 Testpersonen testet. Testsamples werden dabei binaural über Kopfhörer wiedergegeben. Zweitens, sind im Jahr 2023 am Markt verfügbare Audio Spatializer zur Lokalisierung von virtuellen Klangquellen ohne weitere unterstützende Hard/Software wie personalisierte HRTFs in einer MR-Umgebung geeignet? Hierbei werden vier Spatializer anhand definierter Toleranzbereiche und der statistischen Auswertungen eingeordnet. Die Ergebnisse zeigen, dass der Meta Spatializer tendenziell die präziseste Lokalisierung bietet, gefolgt vom DearVR Spatializer. Die Varianzanalyse zeigt jedoch keine signifikanten Unterschiede zwischen den Spatializern. Die vorliegende Masterarbeit bietet entscheidende Einblicke für Entwickler:innen von Mixed Reality-Anwendungen, insbesondere hinsichtlich der Auswahl und Integration von Audio Spatializern. Die praxisorientierte Bewertung der Spatializer hebt die spezifischen Stärken und Schwächen hervor, was dazu beiträgt, die Herausforderungen und Potenziale dieser Technologien besser zu verstehen.
Description (eng)
This master's thesis explores the spatialization of audio sources in Mixed Reality (MR), particularly within the context of the Unity Game Engine and the available Audio Spatializer tools for it. The research field holds diverse applications, including assistive technologies for blind individuals, navigation systems, radar and surveillance technology, speech recognition, as well as entertainment and educational domains. Given the growing Mixed Reality market, marked by substantial investments from industry giants like Meta and Apple, the precise localization of virtual sound sources is of paramount importance. The study focuses on how different Audio Spatializers influence real-time localization of audio sources. Not only technical aspects but also perception and immersion play a crucial role in this investigation. A comprehensive literature review forms the basis for the selection and comparison of Spatializers, incorporating theoretical concepts from Jens Blauert's "Spatial Hearing." The core of the research revolves around two primary questions: Firstly, how accurately can virtual sound sources be localized in an MR environment using different Audio Spatializers? To answer this question, a hearing test is conducted, assessing distance localization and horizontal plane localization on 17 participants. Secondly, are currently available Audio Spatializers, for the localization of virtual sound sources in an MR environment, suitable without additional supporting hardware/software, such as personalized Head-Related Transfer Functions (HRTFs)? Four Spatializers are compared based on defined tolerance ranges and statistical analyses. The results indicate that the Meta Spatializer tends to provide the most precise localization, followed by the DearVR Spatializer. However, the variance analysis reveals no significant differences between the Spatializers. The present master's thesis provides crucial insights for developers of mixed reality applications, especially concerning the selection and integration of audio spatializers. The practical evaluation of these spatializers highlights their specific strengths and weaknesses, contributing to a better understanding of the challenges and potentials associated with these technologies.
Keywords (deu)
Mixed RealityOrtungGeräusch
Type (eng)
other
Language
[deu]
Persistent identifier
https://phaidra.ustp.at/o:5878
Accession number
AC17154394
License
All rights reserved
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