Regarding the recent trend and the rapid development of virtual reality (VR) media platforms that aim to provide users with immersive experiences, there is a rising demand for fast, high-quality acoustic simulations. The auralisation (the process of generating an audible result that corresponds to the acoustics of a virtual scene) of a 3D virtual environment involves modelling its acoustics and rendering the data into the binaural room impulse response (BRIR) through the simulation of the acoustic propagation in the room. The sound field within a virtual scene is composed of direct sound and specular reflections with well-defined directions, as well as late reverberation characterised by the sounds impinging from every direction enveloping the listener. In particular, the simulation of the BRIR for late reverberation plays a crucial role in the perceptual quality of the auralisation result. Despite its importance, late reverberation is often modelled as a simple diffuse field, and its precise modelling requires a large amount of computational resources due to its complex variation in space and time. This study explores acoustic simulation techniques and rendering methods for reproducing a virtual diffuse field and proposes new efficient methods motivated by Ambisonics used for sound field reproduction in spatial audio. The proposed methods are evaluated in comparison with a reference Brute-force rendering method, with regards to computational efficiency as well as the preservation of acoustic parameters, anisotropic reverberation, and the general perceptual quality of the rendered diffuse sound field in a virtual scene.
사용자에게 몰입감 있는 경험을 제공하는 것을 목표로 하는 가상현실(VR) 미디어 플랫폼들이 급속하게 성장하는 추세이다. 가상 환경 내에서 발생하는 소리를 가청화(Auralisation)하기 위해서는 가상 환경의 벽체 위치와 재질 등의 음향 정보를 사용하여 공간 음향 모델링을 하는 과정이 필요하며, 최종적으로 소리를 발생시키는 음원과 청취자 사이의 바이노럴 실내 충격 응답을 렌더링해야 한다. 실내 충격 응답 신호는 크게 직접음과, 벽체로부터의 초기 반사음, 그리고 청취자를 감싸는 여러 방향에서 전파되는 후기 잔향임으로써 구성된다. 이 중 잔향음은 많은 경우 확산 음장으로 모델링 되며, 여러 방향에서 입사하는 복잡한 반사로 인해 그 시뮬레이션에 많은 연산이 요구되지만, 음장의 공간감 형성에 중요한 역할을 한다. 본 연구는 3D 오디오 분야에서 가상 확산 음장을 재현하기 위한 새로운 음향 시뮬레이션 및 렌더링 방법을 탐구하고, Ambisonics 기법을 도입하여 저연산량을 갖는 새로운 효율적인 렌더링 방법을 제안한다. 제안하는 방법은 효율뿐만 아니라 가상 공간 내에서 렌더링 된 확산 음장의 음향적 특성, 잔향의 이방성 및 일반적인 청감에 대해 평가되며, 기존의 음선 추적법에 근거한 대용량 시뮬레이션과 비교하여 그 청취 품질을 검증한다.
