Acoustic brightness and contrast control, unlike most traditional 3-dimensional sound systems that spatialize virtual sound sources, aims to control the acoustic potential energy in a selected region using multiple loudspeakers. Its major applications include personal sound systems without headphones.
This thesis explores the potential of this technology for practical applications. To this end, we first define the problem of enhancing the acoustic potential energy of the 'bright' region using a circular array of 16 loudspeakers and derive its mathematical solution. Numerical simulations have shown that the location of the bright zone and the spatial resolution of the measurement points affect the overall performance of the system. Also, through three major experiments in real acoustic environments, we show that it is possible not only to obtain an acoustically bright region as predicted by the simulation results but also to manipulate its position.
Finally, we present a Max/MSP external object which features real-time implementation of the acoustic brightness control, thereby enabling the user to manipulate the location of the bright zone for artistic applications.
'음향 밝기 및 대조 제어'는 가상 음원의 위치를 제어하는 기존의 3차원 입체음향 기술과는 달리 다수의 음원을 사용하여 원하는 영역의 음향 위치 에너지(acoustic potential energy)를 제어하는 기술로써, 주로 소규모의 개인 음향 시스템 구성에 응용되어 왔다.
본 논문에서는 이 기술을 예술적인 목적으로 활용하고자 청취 영역 제어를 구현할 수 있는 실험 환경을 구축하고, 또한 이 영역의 위치를 실시간으로 제어할 수 있는 소프트웨어 모듈을 개발하는 연구를 수행하였다. 이를 위하여, 원형으로 배치된 16대의 스피커 어레이(array)를 사용하여 지정된 2차원 평면 내 특정 영역의 음향 위치 에너지를 향상시키는 문제를 정의하고, 여기에 음향 밝기 및 대조 제어 이론을 적용하여 수학적인 답을 얻어내었다. 그리고 이 문제를 실제 공간에 적용하기 이전 모의 실험을 통하여 제어 성능이 밝은 영역의 위치 및 공간 분해능 등의 영향을 받는다는 사실을 새롭게 고찰하였다. 이후 실제 실험을 통하여 특정 관심 주파수에서 평균적으로 모의 실험 결과에 부합하는 수준의 음향 위치 에너지를 가지는 영역을 형성할 수 있고, 또한 그 위치를 제어할 수 있음을 확인하였다.
마지막으로 음향 밝기 제어의 알고리즘이 적용된 Max/MSP 용 외부 오브젝트(external object)를 개발하여, 이 이론을 예술 분야에 활용하고자 하는 사용자가 영역의 위치를 실시간으로 제어할 수 있는 소프트웨어 모듈을 제공하였다.
